基于数据仓库技术的空中交通管理系统研究

摘 要：我國是一个人口大国，对于交通方面的要求非常之高。特别是近年来生活水平和商业的发展，为航空交通的发展提供了契机，同时也增大了压力。所以要求我们建立一种有效控制空中交通的管理技术，提高我国空中交通运转的流畅性。文章以数据仓库技术为基础，研究空中管理系统的建立，文章介绍了数据仓库系统的基本内涵，并分析了这一空中系统所应具备的功能和实施方法。

关键词：数据仓库技术；空中交通管理系统；系统开发

1 数据仓库技术和空中交通管理系统的概念

1.1 数据仓库技术

数据仓库专家W.H.Inmon对于数据仓库进行了以下叙述：数据仓库具有主题性，运行相对稳定，能够反映历史变化，并且可以对不提供数据库进行集成的系统，主要作用是支持管理者进行决策，为其提供数据依据，由多个异构的数据源组成，存放在其中的数据一般不会进行二次修改。其组织形式以星型和雪花型为主，用户可以通过数据仓库取得针对主题的有效信息[1]。主要构成包括数据采集、数据存储、数据访问者三个基本部分。整个数据库包含数据源、数据存储管理、OLAP服务器、前端工具这四个部分，每一部分又具有不定数量的子部分。

1.2 空中交通管理

空中交通管理是新航行系统的重要组成部分，新航行系统指的是以星基为主的全球通信、监控、导航、自动化的空中交通管理体系。空中交通管理系统以用户需求和先进的科技为基础，以满足飞行剖面、提高交通效率、安全的运转为目标，由空中流量管理、空中交通服务、空域管理着三个部分构成，能够提供交通管制、航情报告服务、气相信息、警告服务等。可以保证飞行器之间的间隔、提供可以促进飞行有效性和安全的信息，如机场中状态、导航、天气状况、空域限制等方面的情况。必要时，还可以提供航空器的搜救信息。

2 基于数据仓库技术的空中交通管理

2.1 构成

整个数据仓库技术在空中管理中的构成如图2。

数据定义指的是在运行中可以对仓库中的数据库模式、数据源、提取数据的规则和模型、数据仓库的结构进行定义；提取指的是对在数据库中获得的数据进行处理，符合统一的格式和语义，包括误差修正和提炼、数据整理、检查数据的完整性和相容性、数据类型的转换；数据管理指的是对数据进行维护、使用、访问。技术目录指的是数据源、变换规则、数据提取等，维护人员可通过技术目录对数据仓库中的数据库进行优化、重构。业务目录指的是数据描述程序，可以对数据进行定义、分类和命名。信息导航目录是复制业务目录系统，能够提取、访问不同语义的数据；数据支持指的是可进行常用数据表示和分析，可在客户端用分析软件进行分析[2]。

2.2 应用

在空中交通系统中，数据仓库的创建具有重要作用，集建立、应用、修改、扩展于一体。首先要设计数据仓库的模型，完善空中交通管理的描述信息，建立面向应用的数据源集成标准。这一模型主要包括航空交通的主题域、主题域之间的关系、描述主题的码和属性值。然后筛选空中交通管理记录中的历史数据，转换到数据仓库之中。需要删除纯操作数据，增加信息描述，以人工关系代替参照完整性。根据生成的数据库，进行数据的物理模型设计，建立搜索策略、贮存结构，规范数据存放的位置和储存的分配。并建立空中管理记录系统和数据仓库的对接，防止数据的老化[3]。建立主题域，进行主题域的调整。可选用少量数据建立主题域，加快完善的速度，然后不断进行改建和扩展。对于主题的扩展和应用，应该建立数据库挖掘体系，提供有效的数据。

数据仓库决策体系的应用有两种模式，一种是分散式，先建立一种内部关联的数据仓库，各单位选取其中与自己有关的部分建立局部数据仓库。一种是集成式，各单位建立先建立局部数据仓库，形成数据集市，以此建立全部的数据仓库。以空中交通管理的业务特性来说，选择第二种方案是可行的，可以直接汇总各子单位的数据，进行统一监控。对于空中交通的特性来说，安全是放在首要的，所以，分析历史事故趋势、事故原因、事故原因变化趋势、历史流量发展趋势、流量管制原因、管制原因变化趋势是主要的工作。进行历史数据的发掘就应该以此为框架，采集流量管理和事故发生的原始信息，按照筛选规则进行数据的过滤和采集，进行二者关联的分析，并进行蕴含式、规则的显示，为管理者提供决策依据。在应用过程中，应涵盖浏览器端、服务器端，能够进行相关数据的访问和交互。

2.3 参数输入

进行系统参数的设置，包括航空器的平均速度、管制时间参数。不同的空域管制时间也是不同的，所以最好进行管制时间裕度和管制时间间隔的设置。通过以上设置基本上能够实现空中交通流量的预测，为管理人员提供决策支持。数据仓库系统可以对以下方面进行预测，包括飞行计划的修正、每天收到的领航计划报、次日进出港的飞越情况以及某一时间段的飞行器数量[4]。在整个空中管理数据仓库的建设中，数据模型、数据挖掘框架、集成模式是研究的重点，可根据具体情况进行调整。

3 结束语

文章介绍了空中交通管理和数据仓库的概念，并着重分析了数据仓库在空中管理数据仓库技术的应用，并浅略的分析数据仓库建立所需要的数据。随着我国航空事业的发展，空中交通管控的压力越来越大。总体上来说，航空事故是所有交通事故中发生概率最低的，但是，所造成的损失却是最大的。所以，我们应该把航空事故的概率降到最低，保证人民的生命安全。

参考文献

[1]黄文华.基于数据仓库的空管设备信息管理系统的设计与实现[D].上海交通大学，2010.

[2]陈伟青.民航华东航班信息一体化系统数据接口与协同交换平台的设计与实现[D].复旦大学，2012.

[3]姜晶，张菁.基于数据仓库和OLAP技术的交通管理系统设计[A].2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C].2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术组委会，北京邮电大学研究生院，2006，5.

[4]秦小虎.城市交通紧急事件处理与安全系统模型及应用研究[D].重庆大学，2005.

作者简介：段志远（1981，9-），男，白族，籍贯：云南洱源，2004年毕业于南京航空航天大学空中交通管理与签派专业，2004年就职于中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局，航空管制工程师，研究方向：空中交通管理。