【摘要】 近年來,全球航空運輸業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,空中交通流量的上升加之雨霧等極端惡劣天氣的原因,造成了各國空中交通堵塞,機場降落容量大幅降低,從而必然導致航班延誤。針對這種情況,各國政府都采取了相應的措施,如增加本國的空域范圍、基礎設施和人力資源等,而單純的增加航線、放開空域和進一步劃分高度層,雖然在一定程度上緩解了現(xiàn)狀,但隨著國民經濟的進一步發(fā)展,以上做法不能從根本上科學有效的解決空中交通的擁擠問題,經調查發(fā)現(xiàn)是因低效的機場工作效率和空管部門沒有可靠全面實時更新的信息,落后的航班排序及放飛算法造成的。華東空管協(xié)同決策CDM系統(tǒng)是根據(jù)當前上海華東空管局的工作需求和實際情況,旨在利用協(xié)作技術和程序,通過信息技術化手段實現(xiàn)一套完整的民航管理控制流程,改進空中交通流量管理,從而達到科學有效的解決民航運輸空中交通的擁擠,航班延誤,通過信息交流,數(shù)據(jù)共享和改善決策支持工具,協(xié)調空管、機場、航空公司等組織之間,以及各組織內部的信息傳遞和溝通工作,提高控制交通管理效率。借助于計算機軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的協(xié)同決策解決方案,可以大大縮短航班延遲等待的時間,減少燃油的消耗,增加信息的透明度,也同時可以增加客戶的滿意度。針對以上目的和需求,該CDM系統(tǒng)擬采用ESB企業(yè)服務總線進行基礎設施架構,采用消息中間件MQ技術進行數(shù)據(jù)消息的傳遞工作,同時保證消息的可靠性和系統(tǒng)的高可用性；采用業(yè)界領先的關系型數(shù)據(jù)庫對動態(tài)業(yè)務數(shù)據(jù)和歷史業(yè)務數(shù)據(jù)進行存儲和數(shù)據(jù)處理,采用輕量級數(shù)據(jù)庫對部分靜態(tài)業(yè)務數(shù)據(jù)進行保存；采用分層架構(網絡基礎層、系統(tǒng)服務層、應用支撐層,業(yè)務運行層和數(shù)據(jù)交換層)進行業(yè)務處理；采用UniEAP DateExchange進行數(shù)據(jù)的ETL管理、遷移和同步,采用基于.NET Framework和J2EE (UniEAP)平臺進行項目編碼實現(xiàn)和業(yè)務呈現(xiàn),借助第三方控件集RadControls進行客戶端設計布局；采用日志系統(tǒng)對系統(tǒng)運行狀況進行日常跟蹤和錯誤排查。本論文重點討論和解決與用戶使用直接相關的系統(tǒng)客戶端(B/S、C/S)的設計和實現(xiàn)。根據(jù)不同用戶的使用需求,在對實時性、控制性、安全性要求較高的部門采用傳統(tǒng)桌面C/S模式進行設計開發(fā),對管理性加強,參與協(xié)同的部門用戶采用較為流行的B/S模式進行設計開發(fā)。經過不斷的改進及試運行,目前系統(tǒng)已完成第二個版本的開發(fā),并且已在正式運行環(huán)境中上線使用。當前的系統(tǒng)可以基本滿足現(xiàn)在參與民航運營管理的各組織部門的日常操作需求,并且各組織部門正在逐漸的摒棄原有的管理操作流程,結合對CDM系統(tǒng)的操作流程認識和習慣,逐步轉變到完全遵循協(xié)同決策規(guī)程,實現(xiàn)科學有效的管理。當前系統(tǒng)還不是最終的完美解決方案,其中在對協(xié)同決策規(guī)程的具體化,系統(tǒng)不可不知的情況下的穩(wěn)定性,對數(shù)據(jù)的存儲管理,分析查詢索引,管理人員的使用習慣和易用程度上還有待進一步改進。 

第1章緒論

 

1.1課題背景及意義

在20世紀80年代之前，由于世界各地空中交通流量不是很大，空中交通管理問題不太突出。進入80年代以后，世界空中交通流量增長很快，空中交通流量管理問題成為一個引人注目的問題被提了出來。加之新航行系統(tǒng)的出現(xiàn)，現(xiàn)代空中交通管理被國際民航組織賦予了新的內涵，即包括空中交通管制服務、空中交通流量管理和空域管理三個方面。隨著空中交通流量的快速增長，為了確�？罩薪煌ǖ挠行蚝桶踩�，一些先進的航空大國強化了空中交通管理，建立了空中交通流量管理中心⑴。在我國，空中交通流量管理也提上了議事円程，被列入我國空中交通管制系統(tǒng)“十五”和“十一五”規(guī)劃之中。

空中交通管理是當前航空學術界面臨的熱門研究課題之一。在航空界，交通管理其實也是一個老話題，可以說，它是與空中交通管理同時誕生的。眾所周知，只要有兩架以上的航空器在空中飛行，為了使航空器飛得安全和順暢，就存在一個如何管理的問題�？罩薪煌ü芾碇饕褪菍罩薪煌髁康墓芾�，空中交通流量越大，管理的難度就越大；管理的技術手段越先進，空域環(huán)境越好，管理人員的素質越高，可管理的空中交通流量就越大。

本課題項目具體信息化實現(xiàn)由華東空管局發(fā)起并協(xié)作監(jiān)督，東軟集團華東區(qū)政府事業(yè)部和寶信科技股份有限公司聯(lián)合設計實現(xiàn)完成。本人在2013年5月初加入該東軟集團東區(qū)政府事業(yè)部華東空管協(xié)同決策CDM系統(tǒng)項目組，經過一段時間的學習了解，參與客戶端模塊的編寫設計工作，同時協(xié)同數(shù)據(jù)服務后臺和算法端，進行系統(tǒng)的溝通維護。

 

1.2國內外研究現(xiàn)狀

1.2.1國外研究現(xiàn)狀

隨著美國交通流量的進一步增長，管制部門意識到，單純依靠擴大空域范圍與擴建基礎措施還不足以解決根本性的空中交通擁擠問題，只能進一步提高管制手段的自動化程度與管制的技術含量，CDM就是他們采用的其中一種有效方法。CDM實際上是屬于美國空中交通流量管理的一個子系統(tǒng)，它旨在通過提高有關部門之間的協(xié)調，使得要進行決策的人是處于最佳決策的位置上，并做出延誤代價最小的決策出來。

1.2.2國內研究現(xiàn)狀

根據(jù)當前上海華東空管局的工作需求和實際情況，為在短時間內實現(xiàn)整個華東地的離港放行電子申請，先期依托華東空管局現(xiàn)有系統(tǒng)資源平臺，以等成本硬件、簡易架構、自主開發(fā)軟件的快速實現(xiàn)華東地區(qū)10個分局站及各地方機場放行終端和軟件的建設和部署，以基本滿足華東空管統(tǒng)一離港放行工作開展的需求。同時，根據(jù)民航局空管局《關于進一步落實航班統(tǒng)一放行工作的通知》的要求，將上海兩場統(tǒng)計放行情況與上海兩場及駐場航空公司共享。后期將在通過核心系統(tǒng)功能的逐步升級、華東地區(qū)統(tǒng)一飛行計劃處理工作的開展、各分局站全面部署塔臺電子進程單系統(tǒng)等工作，進一步提高華東空管范圍內航班相關數(shù)據(jù)的一致性，納入更多的計算元素，完善系統(tǒng)算法，以提高整體系統(tǒng)的計算精度和放行時刻的準確率，為未來其他與華東地區(qū)流量管理系統(tǒng)建設相關的工作打下良好的基礎。最終在華東地區(qū)范圍內建成在正常情況下和因突發(fā)原因而出現(xiàn)大面積延誤情況下都可以支持業(yè)務的、滿足相關方實際生產運行需要的、具有系統(tǒng)決策和調配能力的、且通過測算和同行評議認同為高效的和有顯著效果的業(yè)內領先的地級流量管理系統(tǒng)。

 

第2章課題項目分析

 

2.1總體描述

CDM系統(tǒng)的首要任務是要對航班飛行整個過程的整個生命周期進行控制，對其中每個時刻和細節(jié)的管理。在了解參與飛機飛行控制的各方前，首先通過一張圖片說明航班的飛行生命周期。

 

 

由圖2.1.1可以概括看到航班飛行的每個狀態(tài)，在其山外場起飛到本場起飛的整個過程中共經歷了：外場起飛空中飛行本地進近本地機場落地本地機場過站本地起飛離港本地起飛，7個過程狀態(tài)中背后信息通信，數(shù)據(jù)共享情況依據(jù)CDM實施要求，可概括為以下幾個里程碑：

 

 

由上圖可以看到，CDM規(guī)定飛行器飛行里程碑中每個鬼程碑點都要有相應的數(shù)據(jù)交換和信息通信，需要參與的各方主要包括航空公司，機場塔臺，管制中心，考慮到不同機場和不同地區(qū)空域情況，其他參與方可能還有地勤部門及流量室。

 

2.2元素定義

下表是根據(jù)航班在整個生命周期的每個過程，需要進行的工作、操作或者某一時刻的狀態(tài)、參數(shù)的英文簡寫術語，在此列出本論文中用到的術語及解釋。

 

 

 

 

 

第3章相關技術綜述.........14

3.1ESB企業(yè)服務總線.........14

3.1.1MESSAGE QUEUE消息隊列.....15

3.3B/S和C/S結構......16

第4章客戶端系統(tǒng)總體設計.......18

4.1系統(tǒng)模塊結構....18

4.2系統(tǒng)運行體系......18

第5章CDM客戶端Winform項目結構設計.....21

5.1工程項組成結構........21

5.2MVP模式的代碼結構......22

 

第7章塔臺管理子系統(tǒng)

 

7.1跑道運行模式系統(tǒng)

7.1.1模塊描述

各機場的跑道運行模式，需要由機場塔臺管制員在CDM系統(tǒng)初始化時進行設定為航班預排提供數(shù)據(jù)支持，筆耕文化推薦期刊，并隨著各機場的實際情況及時調整和維護。

7.1.2功能簡介

用戶可以根據(jù)所在機場的實際情況進行跑道運行模式的設置，主要功能包括跑道運行模式的增加、修改、刪除、查詢、延用。

7.1.3界面設計

跑到運行模式模塊設計分為功能區(qū)和數(shù)據(jù)展示區(qū)，功能區(qū)有查詢，新增、修改刪除及延用等功能選項，數(shù)據(jù)展示區(qū)為當前添加過的運行模式信息。

 

 

在運行模式編輯窗口，設計有開始結束時，跑到方向的選擇，選擇不同的離港點和離崗程序等，還可以添加備注信息。

 

 

 

第8章總結與展望

 

截止論文完成，此版本的本系統(tǒng)己經坫本斤發(fā)完善，并在真實業(yè)務環(huán)境中幵始使用。系統(tǒng)遵循協(xié)同決策規(guī)程和我國航空管制流程，在使用過程中的確提高飛機放行速度，減少飛機飛行延誤，提高各部門工作效率，一定程度上提高了旅客滿意度。但是，軟件系統(tǒng)是沒有最終完芙的解決方案，并且實際生產環(huán)境會隨著時間和技術的發(fā)展進步，不斷的出現(xiàn)新的變化。僅在目前來看，該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上仍然趨于保守，實時性有待提高，系統(tǒng)不停止運作的健壯性上仍有待檢驗。

首先是甜端客戶端設計，雖然采用了最新的第三方控件，但C#在跨平臺的要求下還有很大差距，這就非常的依賴并且掣肘于硬件技術的選擇，考慮到目前課題項目需求和硬件基礎，采用技術框架暫時可以滿足需求。同時由于不同用戶的實際需求和操作限制，整個項目中同時有Winform桌面客戶端系統(tǒng)和WebForm瀏覽器客戶端系統(tǒng)，這就造成了一個系統(tǒng)設計的不統(tǒng)一性，在未來更新升級維護擴展系統(tǒng)的時候，這種不統(tǒng)一性會造成不小的代價。

再者是數(shù)據(jù)服務端，我們現(xiàn)在采用的是業(yè)界最先進的IBM公司ESB總線套件，結合Oracle公司的數(shù)據(jù)庫服務器，整個項的基礎架構可以說非常的先進，靈活性擴展性都有所保障，但是如此大規(guī)模的基礎架構，是否會帶來數(shù)據(jù)處理上的速度提高，但在實際使用過程中，仍存在不可預知的因素影響著實時數(shù)據(jù)處理的速度。

面對計算機軟件技術領域的突猛進，內存數(shù)據(jù)庫，商務智能，大數(shù)據(jù)等技術的出現(xiàn)，我們仍然有很多值得改進和提卨的地方。例如內存數(shù)據(jù)庫，顧名思義就是將數(shù)據(jù)放在內存中直接操作的數(shù)據(jù)庫。相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將數(shù)據(jù)放入磁盤，內存的數(shù)據(jù)讀寫速度要高出兒個數(shù)量級，將數(shù)據(jù)保存在內存中相比從磁盤上訪問能夠極大地提高應用的性能。同時，內存數(shù)據(jù)庫拋棄了磁盤數(shù)據(jù)管理的傳統(tǒng)方式，基于全部數(shù)據(jù)都在內存中重新設計了體系結構，并且在數(shù)據(jù)緩存、快速算法、并行操作方面也進行了相應的改進，所以數(shù)據(jù)處理速度比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理速度要快很多，一般都在10倍以上。CDM系統(tǒng)是一個實時性控制性安全性都要求較高的CDM系統(tǒng)，如果能夠使用內存數(shù)據(jù)庫的話，毫無疑問會有突破性的改變。另外在客戶端系統(tǒng)的使用上，對比歐美先進系統(tǒng)，我們在易用性，操作流暢性上都比較落后，一方面是技術的原因，更多的還是綜合的因素。例如可觸摸操作，現(xiàn)在常生活，可觸摸手機隨處可見，但是在特殊行業(yè)特殊領域的使用還卄分有限，這一方面是行業(yè)思想保守，也有技術上的不成熟。

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本文編號：10837