基于Java的簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

羅鳳娥，陳陽(yáng)怡，楊思瀚，付琦越

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院空中交通管理學(xué)院，廣漢 618307）

0 引言

近年來(lái)，各航空公司的運(yùn)行控制手段日趨完善合理，但不安全事件和事故征候時(shí)有發(fā)生，如馬航MH370失聯(lián)事件、臺(tái)灣復(fù)興航空空難事件、東航MU750備降遭拒等不安全事件。簽派員是公司運(yùn)行管理的主體，在應(yīng)急處置中的實(shí)踐操作能力將直接影響公司的飛行安全。國(guó)際民航組織開(kāi)始著手更新簽派員的訓(xùn)練手冊(cè)并提出了名為基于能力訓(xùn)練的概念，民航局也多次下發(fā)文件以及組織會(huì)議強(qiáng)調(diào)要提高航空公司的安全保障能力需要通過(guò)加強(qiáng)簽派員實(shí)踐訓(xùn)練提升其應(yīng)急處置的能力。因此通過(guò)改進(jìn)簽派員訓(xùn)練模式、訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練要求，提高簽派員應(yīng)急處置能力十分重要。本文基于Java的簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析了目前航空公司在應(yīng)急處置過(guò)程中的現(xiàn)狀，在實(shí)際調(diào)研的基礎(chǔ)上，考慮到在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中教師與學(xué)生的聯(lián)動(dòng)性，對(duì)系統(tǒng)功能以及架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)建立應(yīng)急案例庫(kù)，為案例模擬演練提供案例，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急案例演練與培訓(xùn)，切實(shí)提高簽派員的應(yīng)急管理意識(shí)與應(yīng)急管理能力，為航空公司提供更加優(yōu)秀的簽派專業(yè)高素質(zhì)人才。

1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇

簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)使用Microsoft Access 2003中的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，使用B/S開(kāi)發(fā)模式，并使用Java開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，前端使用HTML、JSP、JavaSCRIPT，整體采用前后端分離技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)能夠保證7×24小時(shí)連續(xù)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行可用率≥99.97%，支持Windows操作系統(tǒng)。在可擴(kuò)展性方面支持橫向及縱向擴(kuò)展，符合SOA架構(gòu)規(guī)劃，支持SOA架構(gòu)擴(kuò)展；支持虛擬化應(yīng)用，可根據(jù)業(yè)務(wù)的變化與發(fā)展，靈活增加計(jì)算所需支撐數(shù)據(jù)的種類，并能在風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算程序中便捷調(diào)整以適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素的增減或調(diào)整，同時(shí)對(duì)應(yīng)的可獨(dú)立、靈活配置風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，使系統(tǒng)具備更高的擴(kuò)展能力、更強(qiáng)的適應(yīng)能力和更靈活的調(diào)整能力。Java是一種可用于開(kāi)發(fā)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序的先編譯后解釋的特殊語(yǔ)言，可以編寫桌面應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序，該應(yīng)急處置模擬演練平臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)合了Java多線程、平臺(tái)獨(dú)立與可移植性的長(zhǎng)處，使系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)更加方便。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)采用面向服務(wù)（SOA）的架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，通過(guò)服務(wù)容器和服務(wù)集成框架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的核心功能模塊，為系統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)提供支撐。在業(yè)務(wù)應(yīng)用層，用戶交互顯示框架是用戶交互的核心實(shí)現(xiàn)，承擔(dān)了文字、圖表、動(dòng)畫(huà)等各種數(shù)據(jù)類型的渲染和顯示，為案例演練提供用戶交互能力。在技術(shù)架構(gòu)底層，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)引擎是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。在技術(shù)架構(gòu)左側(cè)，任務(wù)調(diào)度管理框架負(fù)責(zé)系統(tǒng)后臺(tái)所有自動(dòng)運(yùn)行任務(wù)的調(diào)度和管理。在技術(shù)架構(gòu)右側(cè)，應(yīng)用監(jiān)控與管理框架負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和管理。

圖1 簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練平臺(tái)總體技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用了B/S三層結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)而成，各層技術(shù)采用開(kāi)源的輕量級(jí)框架技術(shù)和UML建模方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

（1）高可用性：客戶端無(wú)需進(jìn)行安裝，有瀏覽器就可以隨時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處置模擬演練；

（2）高穩(wěn)定性：系統(tǒng)采用J2EE的三層架構(gòu)，采用中間件應(yīng)用服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器和視圖進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，滿足多用戶同時(shí)在線演練的要求；

（3）易升級(jí)：系統(tǒng)只部署在服務(wù)器端，只要更新服務(wù)器端的系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)升級(jí)；

（4）低維護(hù)：日常系統(tǒng)維護(hù)只需要管理服務(wù)器端。

圖2 系統(tǒng)技術(shù)路線圖

2 系統(tǒng)的主要技術(shù)方法

2.1 作業(yè)調(diào)度管理

在進(jìn)行應(yīng)急演練模擬過(guò)程中，教師可以與學(xué)員進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，教師端可以對(duì)整個(gè)演練進(jìn)度進(jìn)行控制，包括：開(kāi)始/暫停、上一步、下一步等。在演練聯(lián)動(dòng)過(guò)程中需要作業(yè)調(diào)度管理來(lái)保證教師端和學(xué)員端的演練一致性。

作業(yè)調(diào)度管理是指依據(jù)一定的調(diào)度策略從任務(wù)隊(duì)列中選擇一個(gè)任務(wù)等待分配空閑的處理機(jī)。它的核心是資源分配，即如何分配資源讓系統(tǒng)快速響應(yīng)高時(shí)效性的任務(wù)，同時(shí)也保證低時(shí)效性的任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成執(zhí)行。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)體系上主要由6個(gè)部分組成：任務(wù)創(chuàng)建、優(yōu)先級(jí)計(jì)算、隊(duì)列管理、任務(wù)調(diào)度、超載處理以及處理機(jī)監(jiān)控。

任務(wù)創(chuàng)建模塊主要是負(fù)責(zé)隊(duì)列任務(wù)的創(chuàng)建，它根據(jù)應(yīng)用程序提交的資料信息進(jìn)行任務(wù)封裝，并對(duì)任務(wù)初始化生存周期。優(yōu)先級(jí)計(jì)算模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)任務(wù)創(chuàng)建提交的任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)計(jì)算，并將計(jì)算的結(jié)果提交給隊(duì)列管理。

隊(duì)列管理是優(yōu)先級(jí)隊(duì)列調(diào)度技術(shù)的核心，它負(fù)責(zé)對(duì)隊(duì)列進(jìn)行添加、刪除、排序等操作。它支持多優(yōu)先級(jí)（0-9）的隊(duì)列管理，對(duì)于同一個(gè)隊(duì)列中的任務(wù)遵循先進(jìn)先出的原則。任務(wù)調(diào)度模塊主要負(fù)責(zé)隊(duì)列任務(wù)的調(diào)度執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)有空閑處理機(jī)時(shí)，它根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略從多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中取出優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)交給處理機(jī)去執(zhí)行。

超載處理主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)過(guò)載時(shí)對(duì)多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列進(jìn)行管理，它通過(guò)檢測(cè)隊(duì)列任務(wù)的進(jìn)入狀態(tài)來(lái)決定是否需要對(duì)多優(yōu)先級(jí)隊(duì)列進(jìn)行超載處理。當(dāng)檢測(cè)到超載時(shí)，它根據(jù)超載策略對(duì)隊(duì)列管理進(jìn)行調(diào)控（比如清空低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的任務(wù)等），使系統(tǒng)快速?gòu)某d中恢復(fù)過(guò)來(lái)。

處理機(jī)監(jiān)控主要負(fù)責(zé)監(jiān)控所有處理機(jī)的運(yùn)行情況，它作為后臺(tái)程序在任務(wù)調(diào)度初始化的時(shí)候就開(kāi)始工作。當(dāng)有一個(gè)處理機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，處理機(jī)監(jiān)控程序負(fù)責(zé)捕獲這種異常并根據(jù)監(jiān)控策略對(duì)異常的事件進(jìn)行處理。

2.2 插件技術(shù)

插件技術(shù)是在軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將整個(gè)應(yīng)用程序劃分為宿主程序和插件對(duì)象兩部分，宿主程序能夠調(diào)用插件對(duì)象，插件對(duì)象能夠在宿主程序上實(shí)現(xiàn)自己的邏輯，而兩者的交互基于一種公共的通信契約。宿主程序可以獨(dú)立于插件對(duì)象存在，即使沒(méi)有任何插件對(duì)象，宿主程序的運(yùn)行也不受影響，因此，我們可以在避免改變宿主程序的情況下通過(guò)增減插件或修改插件的方式增加或調(diào)整功能。插件式框架能夠有效地降低功能對(duì)象與對(duì)象管理邏輯之間的耦合程度，并將耦合置于最優(yōu)的程度。基于插件式框架設(shè)計(jì)可以把系統(tǒng)的擴(kuò)展功能從系統(tǒng)的主框架中剝離了出來(lái)，降低了框架的復(fù)雜度。其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 插件框架圖

3 功能測(cè)試

3.1 系統(tǒng)主界面

簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練系統(tǒng)主界面如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)主界面圖

3.2 模擬演練過(guò)程

當(dāng)教師開(kāi)始演練后，學(xué)員端界面自動(dòng)進(jìn)入演練界面，提示相關(guān)要求及應(yīng)急處置過(guò)程中的演練要點(diǎn)，界面如圖5所示。

圖5 學(xué)員端演練界面圖

該系統(tǒng)有兩個(gè)主要的特點(diǎn)：應(yīng)急演練信息的交互功能以及應(yīng)急案例進(jìn)程化管理。系統(tǒng)搭建應(yīng)急響應(yīng)信息交互平臺(tái)，當(dāng)對(duì)應(yīng)急案例進(jìn)行演練時(shí)，教師用戶、學(xué)員用戶可以通過(guò)騰訊通為相關(guān)人員建立討論組，實(shí)現(xiàn)群組信息交流共享，并支持文本、語(yǔ)音、圖片、視頻等信息共享內(nèi)容。在討論組里進(jìn)行信息溝通交流，討論組可分為公共討論組、案例演練討論組、學(xué)員討論組等其他模塊。既可以讓其他人員了解到相關(guān)的信息，來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)急案例演練全力配合。同時(shí)，該模塊還包括一些信息、檢查項(xiàng)、崗位模塊。信息包括通報(bào)信息、補(bǔ)充人員信息以及各個(gè)值班部門到位情況、機(jī)隊(duì)通報(bào)情況等。比如可以發(fā)布各部門值班人員，5分鐘之內(nèi)前往應(yīng)急實(shí)驗(yàn)室，參與組織指揮預(yù)案實(shí)施。檢查項(xiàng)包括獲取通報(bào)信息、明確信息、預(yù)案評(píng)估、到位情況。崗位信息可以查看任何崗位負(fù)責(zé)人以及崗位負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式，以此來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。還可以通過(guò)添加、刪減崗位人員進(jìn)行必要的調(diào)配。應(yīng)急響應(yīng)事件交互功能如圖6所示。

圖6 應(yīng)急響應(yīng)事件交互圖

應(yīng)急案例進(jìn)程化管理可以實(shí)現(xiàn)教師端對(duì)學(xué)生處理事件整個(gè)過(guò)程進(jìn)行管理。系統(tǒng)通過(guò)組織建立總體應(yīng)急演練預(yù)案，從應(yīng)急響應(yīng)流程入手，對(duì)應(yīng)急響應(yīng)流程進(jìn)行分析、梳理，識(shí)別應(yīng)急處置所需要的活動(dòng)，通過(guò)定量和定性的方法，從響應(yīng)效率、演練情況、應(yīng)對(duì)能力等角度評(píng)估應(yīng)急響應(yīng)進(jìn)程中斷帶來(lái)的影響隨時(shí)間推移的變化情況，結(jié)合組織的風(fēng)險(xiǎn)偏好，確定最大可容忍中斷時(shí)間和業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)等指標(biāo)。系統(tǒng)識(shí)別和分析可能造成應(yīng)急響應(yīng)進(jìn)程中斷的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，評(píng)價(jià)所需要處置的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)，建立與組織目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)偏好相符合的風(fēng)險(xiǎn)措施。制定應(yīng)急處置連續(xù)性計(jì)劃，建立量化的資源需求。應(yīng)急案例進(jìn)程化管理如圖7所示。

圖7 應(yīng)急案例進(jìn)程化管理圖

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急案例的全程跟蹤，包括從事件的開(kāi)始到結(jié)束，具體為：案例的全程跟蹤，包括所有需要操作的流程都要以彈框的形式展現(xiàn)下一步需要做的事項(xiàng)；已執(zhí)行完的事項(xiàng)顯示為綠色，正準(zhǔn)備執(zhí)行的事項(xiàng)為黃色，將要發(fā)生的預(yù)警為紅色；在案例演練的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置評(píng)估項(xiàng)，也可以進(jìn)行多項(xiàng)選擇，最終案例演練完之后對(duì)本次案例演練進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)估，并給出分值。學(xué)員評(píng)分界面如圖8所示。

圖8 學(xué)員評(píng)分界面圖

系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定時(shí)間軸節(jié)點(diǎn)，針對(duì)不同應(yīng)急演練角色，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)流程工作檢查單跟蹤功能，已完成內(nèi)容綠色通過(guò)，未完成事項(xiàng)紅色告警提醒等功能。應(yīng)急響應(yīng)反饋跟蹤應(yīng)急預(yù)案進(jìn)程時(shí)間軸節(jié)點(diǎn)中未完成的事項(xiàng)，通過(guò)提醒或者彈出對(duì)話框形式進(jìn)行反饋提醒完成。當(dāng)未發(fā)生應(yīng)急情況的時(shí)候，通過(guò)此次系統(tǒng)進(jìn)行新建應(yīng)急事件，包括事件的等級(jí)（A類、B類、其他），進(jìn)行情景模擬演練，更好地提高學(xué)員、簽派員應(yīng)急管理處置能力。該系統(tǒng)不但可以對(duì)新進(jìn)員工進(jìn)行應(yīng)急管理培訓(xùn)，還可以不時(shí)地進(jìn)行真實(shí)案例演練。紅色告警界面如圖9所示。

圖9 紅色告警圖

4 結(jié)語(yǔ)

飛行簽派員是飛行運(yùn)行的核心，在飛行運(yùn)行中充當(dāng)組織、決策的重要角色，與機(jī)長(zhǎng)共同對(duì)每次飛行的簽派放行、安全和效益負(fù)責(zé)。因此，為保障飛機(jī)的安全運(yùn)行，降低不安全事件發(fā)生的頻率，提高簽派員的應(yīng)急處置能力是極其重要的。本文介紹了基于Java的簽派員突發(fā)事件應(yīng)急處置模擬演練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)在校學(xué)員以及畢業(yè)進(jìn)入公司的學(xué)生對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行使用后反饋的信息發(fā)現(xiàn)，百分之九十學(xué)生認(rèn)為該系統(tǒng)可以有效地增強(qiáng)學(xué)員的應(yīng)急管理意識(shí)，提高應(yīng)急處置能力。