民航公共信息共享平台体系结构研究

李煜玲

〔摘 要〕为建设我 国新一代民用航空运输系统,提高行业竞争力,应对国际金融危机,提出基于数据库级共享和应用系统级共享的民航公共信息共享平台的设想｡在探讨国内外民航信息化的发展现状和 趋势基础上,系统分析公共信息共享平台的功能,确立了民航公共信息共享平台按中央级与 机场级两层管理模式的总体构建设想,对民航公共信息共享平台SOA架构的技术实现和ESB架 构的逻辑结构进行了分析和探讨｡

〔关键词〕民航;信息;共享;体 系

〔中图分类号〕F562;G203 〔文献标识码〕A 〔文 章编号〕1008-0821(2009)08-0057-04

Research on the Structure of the

Public Information

Sharing Platform System of Civil AviationLi Yuling

(Library,Civil Aviation Fight University of China,Guanghan 618307,China)

〔Abstract〕In order to set up a new generation air transport system in China,enhanc e the industrial competitive capability and answer the international financial c risis,the proposal for the public information sharing platform of civil aviation

was put forward in the article,which was based on shared database and applicati on system.On the basis of discussing the development status and trend of the inf ormationalization of civil aviation at home and abroad,in the article,systematic ally analyzed the function of the public information sharing platform,establishe d the proposal for the overall construction of the public information sharing pl atform of civil aviation according to central-level and airport-level management odels,discussed the technique achievement of SOA architecture as well as logic tructure of ESB architecture of the public information sharing platform of civ il aviation.

〔Key words〕civil aviation;i nformation;sharing;system

1 国内外民航信息化的发展现状和趋 势

信息化是当今世界全球经济社会发展的显着特征,信息化水平是衡量一个国家和地区综合实 力､竞争力､经济成长力和现代化程度的重要标志｡信息化对经济社会发展的影响更加显著 ,全球信息化正在引发世界的深刻变革,重塑世界政治､经济､社会､文化和军事发展的新 格局｡加快信息化发展,已经成为世界各国的共同选择｡我国对信息化高度重视,党的十七 大提出“全面认识工业化､信息化､城镇化､市场化､国际化深入发展的新形势新任务”, 从国家战略部署上将信息化提到一个新的高度｡如何充分､有效地利用信息资源,成为我们 这个时代的基本需求｡21世纪来,信息技术在各个应用领域需求的推动下得到飞速发展,民 航业信息化的发展也呈现出阶段性发展的特征｡根据美国哈佛大学教授Richard L.Nolan提 出的经典信息化建设阶段划分理论,即诺兰模型,确认了信息化建设将经历初始阶段､扩展 阶段､控制阶段､集成阶段､数据管理阶段和成熟阶段｡民航业是一个与信息技术紧密相连 的行业,由于行业竞争非常激烈,目前国内民航业信息化建设较早,与国内交通领域的其他 行业相比水平最高,并处于快速发展时期｡我国南航､国航､东航等航空集团和首都､上海 和广州几大枢纽机场的信息化都处于诺兰模型第四阶段晚期或第五阶段早期,即集成阶段走 向数据管理阶段｡但与国际航空公司相比,仍然存在着一定差距,近年来,美国､欧洲､日 本等航空业发达国家纷纷开始了航空信息系统整合的研究及实践,特别是在航空安全信息方 面｡典型的如欧洲航空事故征候报告系统协调中心(ECCAIRS),美国的航空安全报告系统(AS RS)的大型航空事件报告系统,国际民航组织的事故/事故征候报告系统(ADREP)等｡

伴随着中国经济和中国民航事业的持续快速健康发展,民航信息化建设也进入了快速发展期 ,建成了若干稳定便于从数据库和应用系统两个层次进行集成的信息共享运行的核心业务信 息系统,在以下8个方面取得了显著的成效:(1)民航空管数据通信网和民航商务数据网的 建设和技术改造得到加强;(2)旅客订座､货运系统和全球分销系统建设基本完成;(3) 离港系统建设任务完成,共覆盖全国150多个机场;(4)民航收入结算系统得到完善,收入 结算能力显著提高;(5)空管信息系统建设完成,提升了民航空中交通管理水平;(6)民 航企业内部运行管理系统建设稳步推进,帮助企业提升了安全､服务和效益水平;(7)民 航电子政务系统平台建设完成;(8)民航电子商务得到较大发展｡信息化建设为中国民航 科学发展提供了强大支撑,为加快我国新一代民用航空运输系统建设,参与航空全球化竞争 ,实现民航强国的战略目标提供有力保障｡当前,加快民航信息化发展,提高行业竞争力, 是应对国际金融危机势的有效手段｡2008年以来,国际金融危机不断蔓延,全球经济增长明 显放缓｡受其影响,全球民航业呈现运输量大幅下降,旅客需求减少,航空公司出现亏损的 不利局面｡受国际国内宏观经济形势､自然灾害､突发事件､油价波动等因素的影响,中国 民航增长速度下降｡2008年1-11月份,全行业亏损39.5亿元,航空公司亏损70.7亿元,国 际航线负增长｡针对这种情况,我们必须采取多种措施加以解决｡面对严峻形势,我们必须 深化信息技术应用,充分利用信息技术提高运营和管理水平,增强应对复杂局面的处理能力 ｡但由于历史原因,各大航空企业各业务信息系统相互独立､自成体系,导致系统间信息交 换困难､信息共享度低､服务无法共享､信息难于综合利用,以及系统建设和维护难度大等 ,成为制约民航信息化发展的瓶颈｡为有效解决这一问题,2006年民航总局在《 中国民用航空发展第十一个五年规划》中明确提出“建设航空安全､数字民航､财务管理等信息系统和公共信息服务平台,加快信息资源标准化建设,实现信息共享和交换｡”

目前,民航公共信息共享主要存在的问题有几方面:(1)民航业标准化和规范化差,导致 行业信息资源共享和开发利用水平低,影响系统之间信息的共享､系统之间的协同运作效率 ,也使系统难以推广和集成,给行业信息化带来诸多不利的限制;(2)各航空部门信息系 统独立建设､运行和维护,信息封闭和垄断严重,系统之间互联度差,造成信息孤岛现象突 出,航空信息难以综合利用,给系统的扩展和维护带来很大困难｡(3)民航行业对信息化 的战略性､紧迫性缺乏足够的认识,缺乏有效的组织和引导,民航信息平台整体效益发挥不 够,不能有效整合信息资源,造成编码､接口规范等不一致,为信息共享和交换造成一定障 碍｡(4)操作系统存在严重的异构性,既有大型机操作系统0S/390,又有UNIX､Windows 等数种操作系统｡(5)数据库管理系统各不相同,存在DB2,Oracle､Sybase､SOL Server等 多种数据库｡因此,全民航业需要信息交换和深度系统整合,迫切需要研究先进适用的､可 实现航空公共信息集成､共享和综合利用的解决方案,而建设航空公共信息共享平台是解决 上述问题的最佳选择｡民航公共信息共享平台作为民航信息系统间信息交换和共享的枢纽, 各信息系统不再需要直接与众多､异构的系统打交道,只需利用统一的､规范的访问接口, 通过信息共享平台完成信息交换和共享｡信息共享平台不仅能够提高系统间信息交换的透明 度和信息的共享度,而且可以大大减少信息系统的交互接口,降低信息系统开发和维护的难 度和成本,缩短信息系统开发和实施的周期｡因此,深入分析各信息系统的共享需求,针对 需求设计统一的信息共享平台功能和结构十分必要｡

2 民航公共信息共享平台的基本功能

民航信息共享平台应是一个为国家民航局､航空公司､运输机场和航空科研院所信息系统间 提供信息交换服务､信息共享服务和功能共享服务的平台｡该平台具有一定信息加工､数据 转换和处理能力,采用优先级服务机制,优先满足实时性要求高的交换和共享请求,并保证 航空信息交换和共享的安全性和可靠性｡民航公共信息的用户大体可以分为国家民航局决策 人员､航空公司和运营机场的生产与管理人员､教育科研院校人员和乘客等｡各种用户对信 息的需求虽有明显的差异,这就要求信息共享平台具备以下几个方面的功能:

2.1 数据的抽取和初步处理

数据抽取将负责从不同的系统中提出所需存储的数据,并加以净化､转换,然后装载到数据 仓库中;同时按照不同的汇总粒度计算出不同级别的综合数据,并且加上相应的时间戳｡此 功能,要支持异构多源航班信息获取,支持随需应变的数据源接入与动态剪裁(灵活配置) ｡

2.2 数据的集成与融合

由于历史和技术的原因,民航每个业务子系统都有自己的数据库管理系统以及建立在系统上 的不同类型的数据库｡各个成员数据库中的模式可能用不同的数据模型表达,此外还存在着 由约束引起的差异和语义引起的差异｡将成员数据库中的数据按照统一的模式进行集成,是信息共享平台最重要的研究内容,也是其最重要的功能｡

2.3 数据存储与组织

信息共享平台将为不同的信息系统提供服务,而这些信息系统对数据的要求存在差异,因此 ,信息共享平台在数据组织方面形成多级粒度存储数据;同时依据数据存取的相关性形成多 种分割｡

2.4信息发布功能

对外实现数据共享是信息平台的最终目的｡它是各种用户访问平台的门户,是平台提供服务 的方式｡为提高信息发布的质量,便于用户主动地获得所需的信息,不仅要采用传统的信息 发布模型,还要通过信息的深层次加工,通过各种信息传播方式主动地提供用户 感兴趣的信息｡如通过平台实现了Web､Wap､手机短信集成化､多方式信息发布,提供航班 运行全过程的信息服务和多方式协同服务｡

2.5 提供共享服务

信息共享平台可为业务信息系统提供三类共享服务｡业务信息系统直接调用信息共享平台的 功能模块,获取共享服务｡信息共享平台可直接提供经由计算､票价计算等核心共享服务功 能｡业务信息系统通过信息共享平台,调用其他业务信息系统的功能模块,获取共享服务｡ 通过共享服务,可以加快电子客票､航空物流信息平台､电子商务结算､清算系统的应用步 伐｡

2.6 辅助决策支持功能

信息共享平台可以展示各种报表和图形,使查询系统性能大大提高｡人工智能方法应用在知 识获取上,可以使各级决策部门和管理部门对历年的运输数据进行深入分析,为决策提供支 持｡

3信息共享平台的总体构建设想

为实现上述功能,可根据实际运行情况,将民航公共信息共享平台系统分为中央级与机场级 (含公司､教育科研院所)两层管理模式｡通过两级管理,整合民航业务中运营､商务､空 管､机场应用系统的数据流,加强信息系统和信息资源标准化建设,实现行业信息共享和信 息交换,为公众提供全方位的民航信息服务｡

中央级信息共享平台直接与各个业务子系统和机场级信息共享平台相联系,所涉及的信息资 源来自各个子系统和机场级信息共享平台｡该层次的数据粒度比较粗,信息资源是较高层次 的,一般属于决策支持的信息｡细节性数据主要由机场级信息共享平台来组织､存储､处理 和挖掘｡

机场级信息共享平台的位置非常重要,它集成了机场级的信息,无缝地将各个信息系统连接 在一起,实现信息共享,使全行业的各个系统成为有机整体,并为新建系统提供开放的接口 ｡机场级信息共享平台通过网络与中央级信息共享系统互通信息,把收集到的航空运输中的 实时信息传送到中央级信息共享平台,并从中央级信息共享平台的集成数据库中读取本系统 所需的数据,接收中央级信息共享平台的指令和请求｡机场级系统是一套集成业务信息并能 完整独立运行的系统,通过信息共享平台,国内旅客已经可以轻松实现网上订票､网上支付 ､自助值机､自选座位､里程累计,进而提升其满意度｡而航空公司可以在联盟策略､运价 管理､代码共享､航班控制､旅客信息管理､销售策略等方面采取革命性的行动,增强自身 竞争力｡此外,依托信息化平台,民航机场可以在值机服务､数据分析､安全检查､行李托 运､航班旅客信息管理等方面取得突破性进展,改善服务水平｡以首都机场数据中心为例( 见图1):

4 民航信息共享平台的技术实现

业务信息系统的集成经历了点对点方式､以中间件为核心的EAI方式,目前正在向以松耦合 和可互操作为主要特征､面向服务的SOA架构发展｡面向服务的S0A架构(Service-Oriented -Architecture)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元——服务(service),通过 定义规范的接口和契约(contract)联系起来｡服务接口独立于具体实现服务的硬件平台､操 作系统和编程语言,使得服务可以使用统一和标准的方式进行通信,即在基于SOA架构的系统中,应用程序的功能由一些松耦合､具有统一接口定义的组件(服务)组合而成｡SOA架构 的服务共享机制具有一些优点｡

4.1 服务的松耦合性

只要业务信息系统和用户提出的服务请求符合服务接口规范,就可以为其提供相应服务,实 现了服务的松耦合,同时服务的请求者和服务的提供方可分布于不同的系统｡

4.2 提供服务方式的规范性

基于规范的服务接口,以便于用户､业务信息系统完成服务的调用｡

4.3 提供服务的灵活性

一个服务不仅可为多个业务信息系统服务,而且可通过服务的快速组合形成新的应用,及时 适应业务需求的变化｡

SOA架构只是实现和解决了服务模块间调用的互操作问题,为了更好地服务于行业应用,引 入服务总线的应用架构ESB(Enterprise Service Bus)｡ESB是在SOA架构中实现服务智能化 集成与管理的中介,这一构架是基于消息中间件(Messaging Middleware)､智能路由､数据 转换等技术实现的,是传统中间件技术与XML､Web等技术相互结合的产物｡结合民航公共信 息共享系统集成的实际需求,信息共享平台的基本技术思路是:(1)为满足业务信息系统间实时和非实时交换要求并存的信息共享需求,信息共享平台以SOA和ESB架构为基础,并吸 纳企业应用集成技术EAI(Enterprise Application Integration)适应实时交换的优点;(2 )共享服务模式既提供功能性共享服务,又提供信息交换和共享服务;(3)新建系统可采 用白描述XML元数据方式实现数据交换和共享｡

5 民航信息共享平台的逻辑结构

信息共享平台应采用适应民航业务信息系统､面向服务､具有松散耦合特征､兼有实时和非 实时交换特点的ESB架构｡该架构为业务信息系统提供两种级别信息共享方式,即数据库级共享和应用系统级共享｡

5.1 数据库级共享

指直接从数据库层面实现业务信息系统间的信息共享和交换,适合于大批量､与事务控制逻 辑无关､纯数据库级的数据提取和发送｡实现数据库级共享的主要功能模块有:(1)数据 联邦｡用于建立异构环境下多个业务数据库数据的统一视图｡(2)数据转换｡用于将源系 统的数据格式和语义转换成目标系统所理解的数据格式和语义,包括格式转换和语义转换｡ (3)共享数据库｡用于存储和管理为某些业务信息系统共享的信息,以减轻业务信息系统 的负担,提高共享的效率｡

5.2 应用系统级共享

指直接从应用层面为业务信息系统提供高频度､与事务控制逻辑相关的数据交换功能和通用的服务共享功能｡如电子客票､运价､CUSS､OPENTKT､OPENPNR､网上航班销售查询系统( WEBAV)､常客里程银行(MBANK)､旅店系统(HOTEL)､油料管理系统(FUEL)､行李分拣 (CBI)､黑名单系统､离港信息查询(ADPIS)以及数据服务等｡

(1)将业务信息系统､信息共享平台和空间信息平台中可共享的功能发布为服务,实现服 务管理和重组,主要包括服务定义､服务注册､服务权限管理､服务队列管理､服务功能的 分解/组合等｡采用服务封装技术将业务信息系统和共享平台中的共享功能块等封装为服务 组件,并对服务的类别､调用方式等进行动态的统一管理和发布,建立服务搜索机制,方便 服务使用者查找｡为业务信息系统提供组合服务功能,将若干个服务集成在一起,执行更为 复杂的业务服务,为业务信息系统提供综合性的业务服务支持｡

(2)为业务信息系统提供定制的业务服务｡根据业务信息系统或用户需求,采用服务绑定 技术,为业务信息系统提供定制的业务服务,以简化服务调用功能｡

(3)提供数据格式定义和数据转换｡采用行业标准､XML标准或自定义格式等定义统一的数 据交换格式,实现源系统和目标系统间的数据格式转换｡

(4)将业务信息系统间的信息交换功能､数据库级共享的功能等包装成服务,在信息服务 总线(ESB)中注册,供其他业务信息系统调用｡

(5)采用可靠的消息中间件提供可靠的消息服务和智能路由,动态的识别和理解从源系统 发出的消息并且把它发向目标系统,提高系统间数据交换的可靠性｡随着民航信息化建设的 不断推进,点对点集成方式已无法适应多业务系统问大数据量､松耦合的资源共享需求,因 此,统一规划建设信息共享平台满足上述需求迫在眉睫｡然而信息共享平台的建设并非一蹴 而就,需要统筹考虑既有信息系统的集成需求,又要兼顾未来新业务信息系统的建设需要｡ 在对信息共享需求分析的基础上,提出一种可行的信息共享平台技术､实现思路和功能结构 框架,将为民航众多异构业务信息系统的信息集成提供重要参考和技术依据｡

参考文献

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