智慧機場信息系統規劃設計的要點與分析

摘要 為促進智慧機場建設水平的提升，解決當前智慧機場中現有信息匯總量低、信息利用價值低等問題，開展對智慧機場信息系統的設計研究。從LED顯示大屏選型、數據庫服務器選型、終端直連主機選型等硬件設計和基于B/S架構的機場信息通信網絡架構設計、智慧機場信息實時傳輸、智慧機場信息后臺運行及管理等軟件設計，共兩個方面，提出一種全新的信息系統。通過實例應用證明，新的信息系統應用到機場運行當中能夠有效提高信息匯總量，促進信息利用價值的提升，為智慧機場運行提供信息支撐。

關鍵詞 智慧;信息;設計;規劃;系統;機場

中圖分類號TP393.09文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2022）08-0010-03

0 引言

當前，我國機場中的客流量逐漸增加，飛機是最便捷的一種出行方式，在當前節奏快速的社會生活中已經實現了廣泛應用。在多種現代信息化技術的支撐下，智慧機場逐漸建設形成，并且初步實現了信息感知、信息傳輸和信息處理[1]。在實現對智慧機場建設和規劃的過程中，應當充分滿足用戶的實際需要，并制定出更加精簡的方案，從而盡可能降低前期資金的投入。從行業角度分析，通過對智慧機場的建設能夠保證機場向著更加敏捷的方向發展。機場作為城市中重要的交通樞紐中心，在當前智慧建設過程中仍然存在著諸多問題，例如乘客等待時間過長、航班服務質量過低、航班晚點發生概率較高等[2]。而最重要的問題是在智慧機場建設中存在機場用戶與業務數據不穩定的問題，不僅無法實現對機場各類信息資源的合理利用，同時信息本身的安全性也有待進一步提升。這些問題的存在，對智慧機場的管理都產生了一定負面影響。如何能夠在機場服務管理當中應用全新的技術手段，從而強化顧客的服務體驗，是當前該領域研究人員重點關注的話題[3]。基于此，綜合現代技術在機場建設以及服務管理當中的應用趨勢，在確保向旅客提供高質量服務的情況下，實現對智慧機場的優化，該文開展智慧機場信息系統規劃設計的要點與分析研究。

1 系統硬件設計

針對某機場在實現信息化建設過程中，對信息系統規劃和設計的要求，在引入NHibernate的基礎上，實現對系統各模塊與關系數據庫之間的連接，并以此構建如圖1所示的智慧機場信息系統技術架構圖。

在圖1中所示內容基礎上，首先從硬件設計層面對系統中所需的各類硬件設備進行選型設計，影響該系統運行的硬件設備包括：LED顯示大屏、數據庫服務器、終端直連主機等。下面將針對上述硬件設備進行詳細設計說明。

1.1 LED顯示大屏選型

為實現對智慧機場運行過程中各類信息的可視化展現，針對該文信息系統中的LED顯示大屏進行選型設計。選用USER149-590型號LED顯示大屏。USER149-590型號LED顯示大屏的像素間距為2 mm;模組尺寸為256 mm×128 mm（W×H）;像素密度為62 500點/m2;像素配置為貼片2 121;像素分辨率為64×32點陣;模塊數量為32個;最佳觀看距離為4～35 m。USER149-590型號LED顯示大屏在運行過程中根據其不同功能溫度變化范圍也不同，在存儲狀態下大屏溫度在?30～+70 ℃范圍內可以運行;在工作狀態下大屏溫度在?20～+50 ℃范圍內可以運行。USER149-590型號LED顯示大屏的操作濕度范圍在10%RH～90%RH之間，運行電壓為AC110/220 V?±10%;平均功耗為400 W/m2，最大限度為≤800 W/m2;亮度≥2 400 cd/m2;亮度調節為每種顏色（R/G/B）255級軟件。當前LED顯示大屏的分辨率已經得到大幅度提升，能夠充分滿足智慧機場對信息展示的要求。在USER149-590型號LED顯示大屏上展示的信息包括統計信息，例如航班客流量、油單、車輛信息等;篩選信息，例如根據飛機的機型以及加油的狀態，選擇相應的圖標并進行篩選;詳細信息，例如飛機飛行詳細信息、當日機位待停、已停飛機信息等。

1.2 數據庫服務器選型

為了確保智慧機場在運行過程中各類信息的穩定運行，對數據庫服務進行選型，選用R440-490型號機架式雙路服務器作為該文信息系統的數據庫服務器[4]。R440-490型號數據庫服務器的技術參數如表1所示。

R440-490型號數據庫服務器具備集成安全性，能夠鎖定信息系統的配置以及固件，防止信息系統在運行過程中固件以及DC配置被惡意攻擊而產生運行偏差。服務器當中應用的iDEAC缺省口令信任鏈技術能夠進一步提高系統的運行安全[5]。在該型號數據庫服務器上選用靈活的I/O選項實現對存儲選項的擴充，從而匹配智慧機場在建設工程中不斷增長的業務。與傳統iDRAC8類型數據庫服務器相比，R440-490型號數據庫服務具備了雙核ARM架構，因此能夠為信息系統運行帶來更加快速的頁面加載性能，并且在運行過程中不需要其他設置，只需要啟動Root Manager即可通過主iDRAC管理數臺服務器以及與信息系統相連接的輔助設備。除此之外，R440-490型號數據庫服務支持SAS/SATA/SSD等硬盤類型，并且允許多種不同類型硬盤的混合，從而達到最優的運行性能。完成對數據庫服務器的選型后，針對該文信息系統終端直連主機設備進行選型。選用ZKC5502型號一體化智能終端設備，利用該設備對智慧機場信息進行實時獲取，并將該設備采集到的信息通過無線傳輸的方式傳輸到終端上位機的數據庫中，對信息進行存儲。通過直連主機設備的加入能夠方便對智慧機場信息進行快速查詢，并實現用戶遠程對信息的發送和接收，進一步體現該文信息系統的交互性。

2 系統軟件設計

2.1 基于B/S架構的機場信息通信網絡架構設計

在硬件設備的支撐下，引進B/S架構，對機場信息通信網絡架構進行設計與優化，考慮到該文設計的系統屬于地理信息系統，該類系統在不同的場景下會存在不同的運行需求，因此要在設計系統通信網絡時，結合系統運行環境需求，選擇不同的網絡通信模式。該次所選的B/S架構是一種基于“瀏覽器-瀏覽器”的架構形式，相比C-S架構，此種架構具有更加便捷的操作性，也是系統建設的主要方向。對B/S架構進行描述，如圖2所示。

如圖2所示，建立機場信息通信網絡B/S架構，在該架構下，用戶通過終端瀏覽器進入系統交互界面，并通過該種方式建立與業務端、邏輯端的通信連接，此時只有極少部分的業務可以展現在操作系統前端，通過該種方式進行服務器的邏輯設計，便可以實現基于三層架構的邏輯業務層實現。在進行基于B/S的網絡部署時，注意對網絡中邏輯層的配置進行優化設計。提出四個方面的通信網絡架構設計標準，如表2所示。

按照上述方式，進行機場信息通信網絡架構的開發、設計與優化，確保設計的網絡具有覆蓋范圍廣、匹配度高、集成性強等優勢。

2.2 智慧機場信息實時傳輸

完成上述設計后，考慮信息的實時流通與共享需求，提出兩種針對智慧機場信息實時傳輸的要求。

第一種傳輸方式為Socket傳輸模式，該種傳輸模式屬于一種建立在TCP協議上的通信，也是B/S架構下的典型信息交互方式。服務器可以通過特定的IP地址與端口，為用戶提供服務，客戶只需要通過服務建立與終端IP地址的通信連接即可實現端口通信。在該過程中的通信協議可以是TCP/IP協議，也可以是泛在網絡環境中的UDP協議，但無論任何形式的通信協議，都需要滿足服務器與客戶端之間的報文約定。

第二種通信方式為message通信，在該過程中，將java服務器作為信息傳輸的載體，通過建立終端多個服務器之間有效通信的方式，實現對數據的交互[6]。當其中一個終端發生信息訂閱行為時，另一個服務器將通過中間件與前端服務器進行傳輸約定，通過開源中間件的支撐，實現對端的通信。

在兩者通信過程中，需要結合系統運行的實際需求，選擇與之匹配的通信協議作為支撐，通過此種方式，即可實現對系統的科學規劃與信息的穩定傳輸。

2.3 智慧機場信息后臺運行及管理

為進一步滿足智慧機場信息系統的優化建設需求，可在完成上述設計的基礎上，增設后臺運行管理、后臺信息安全加密等集中處理模塊。在該過程中，可采用建立數據庫的方式，將機場內停機坪信息、飛機起飛信息、飛機飛行軌道信息、區域信息、測距信息等進行格式方面的統一化處理，通過此種方式，實現對后臺基礎信息管理的完善與優化。

在此基礎上，增設三個維度的系統身份認證機制，包括用戶賬號密碼認證、數據傳輸安全認證、數據庫維度認證等。對于通過驗證的用戶信息可以直接按照標準格式存儲到數據庫與后臺終端。通過該方式，實現對后臺用戶信息的認證與安全管理，從而實現對信息系統后臺功能的完善與優化。

3 實例應用分析

在完成對智慧機場信息系統理論設計后，為驗證這一信息系統的實際應用效果，以某機場為依托，將上述提出的信息系統應用到該機場當中，并促進其智慧機場的建設。結合該機場近一年日常運行的數據信息并提取，將其作為實例中的測試樣本集合。將這一測試樣本集合按照上述規定的信息格式導入到系統內部數據庫中，根據機場日常運行中的各項需求指令，提取相應的信息，實現對信息的利用。為了驗證該文設計的信息系統在實際應用中是否具備提高機場信息利用價值提升的優勢，選擇將信息匯總量作為評價指標。系統運行過程中，信息匯總量越大，則說明獲取到的有利機場信息越多，機場信息利用價值越高，反之同理。信息的匯總量可按照如下公式計算得出：

（1）

式中，——系統運行過程中機場信息匯總量;

——在規定時間t內獲取到的總信息量;

——在規定時間t內獲取到的重復信息量;

——在規定時間t內獲取到的無用信息量。

根據上述公式，計算得出系統在運行不同階段的信息匯總量，并將得出的測試結果繪制成表，如表3所示。

從表3中的應用數據可以看出，在運行的11：12：00—12：02：00時間內，信息系統的匯總量均超過了100.0 GBit，并且通過對相同時間內智慧機場運行所需的信息量對比可以看出，在各個時間階段，信息系統的匯總量均明顯高于需求量，說明信息系統獲取到的信息能夠保證智慧機場在信息系統上的正常運行。因此，結合上述實例應用證明，該文提出的新的信息系統在實際應用中具備更高的運行效率，可實現對海量機場信息的整合，并促進智慧機場整體運行效率的提升。

4 結束語

綜合上述論述，在明確智慧機場建設所需條件的基礎上，引入現代化的信息管理、整合與通信技術，提出了一種全新的信息系統，并通過實例應用的方式驗證了新的信息系統在實際應用中的可行性。在當前機場行業競爭環境當中，未來能夠掌握大數據的機場企業才能夠實現對整個行業的主導。在大數據時代背景下，智慧機場的創建除了按照該文論述內容實現對信息系統的合理規劃與建設外，還需要從機場服務質量提升、機場設備運行智能化等方面進行不斷完善，從而促進智慧機場的快速建成，促進機場未來發展的標準化、集成化和可靠化。

參考文獻

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收稿日期：2022-03-08

作者簡介：丁永江（1971—），男，本科，高級工程師，研究方向：機場信息化建設及運維。