浅谈民航广域信息管理（SWIM）的应用

关乌兰

摘  要：民航面临的问题是不同空管信息系统之间的同类数据结构和接口不一致，数据通信和交换机制不顺畅。SWIM技术就能解决各类业务信息系统之间的互联互通，实现全系统范围内的运行信息整合，提供网络化、协同化、一体化的综合信息服务。SWIM的核心作用是改善了业务系统间的互联性，贡献了公开的标准，并且提供了技术建议。中国民航计划通过积极试验、论证和发展SWIM技术，逐步推广SWIM 技术的应用，实现在综合的数据通信发展的基础上，搭建一整套可以互用的信息共享和交换的基础设施，实现全系统范围内的运行信息集成和整合，提供网络化、协同化、一体化的综合信息服务。

关键词：SWIM;FIXM;FATN; ESB;Web Service;JMS;虚拟信息池

中图分类号：TU959          文献标志码：A

1 民航广域信息管理（SWIM）的概念和目标

国际民航组织中的SWIM是一种整合空中交通管理（ATM）网络，覆盖全系统范围的空管信息管理方式，可以通过“虚拟信息池”提供高质量、一致的空管运行信息共享与交换，推动信息交换由传统的点到点的专用信息交换方式向基于网络化的分布式交换方式转变，使地理位置相对分散的多个数据源能够协同更新同类数据，同时使同类数据能够及时、准确提供给所需用户，以达到不同用户能够根据多源、异质的信息进行协同决策，实现在运行层面保持共同的信息处理结果，进而推动新一代空中交通管理运行概念和模式的实现。

SWIM的目标是提供高质量、一致的空管运行信息共享和交换，推动过去的点到点报文交换方式向基于网络化的分布式交换方式转换，推动所有参与者在运行层面保持共同的信息处理结果，促进协同决策。

2 民航广域信息管理（SWIM）的特点和优点

SWIM的特点是面向层次化服务的体系结构，它可以提供基于航迹管理的评估、4D轨迹模型、飞行计划处理、客户需求计算、协同决策等服务。它具有松耦合性、可拓展性和灵活性的特点。系统开发类型要针对服务模型的种类进行，不同的模型有不同的特点。同时它授权开放式信息共享平台，信息提供者与信息使用者必须经过注册管理和安全认证才能入网。授权用户可以通过请求、订阅方式获得信息。

它的优点是无须对原有信息系统进行再造，不改变原有信息系统的架构，对所有集成的信息进行统一封装、处理、存储和传输。它可以提高民航各部门之间的整体效率。由系统提供高效的数据交换，可以弥补民航各部门间的数据不足，实现民航和其他相关部门的信息实时共享和发布，同时大幅降低了成本。因为系统的数据层和应用逻辑不需重复开发，新开发专注于用户层，系统也可以简化点对点的通信，所以可以大大降低成本。

3 国际民航组织在SWIM技术方面的主要的研究方向和作用

首先是业务数据标准。包括航班数据交换模型（FIXM）、航行情报交换模型（AIXM）、还有气象信息交换模型（WXXM）。第二是数据交换的技术。包括Web Service、JMS、企业服务总线ESB等技术，附属的技术包括安全、可靠性、服务注册和发布，状态监控等。

SWIM全球的互操作架构分为基础设施层、信息交换模型层、信息交换的服务层、应用层等。目前国际民航组织的主要需求是实现全球的信息共享，解决互操作的问题。通过信息服务功能来实现信息服务的提供方和消费方之间的“地对地”数据交换，包括未来“地对空”之间的数据交换，真正解决航空信息、气象信息、飞行和流量信息、机场的运行信息和监控信息的共享问题。

SWIM的核心作用是改善业务系统间的互联性，贡献了公开的标准，并且提供了技术建议。航空器运营者将会有最新、准确、完整的信息，通过这些信息来为航班作出决策提供帮助。空管服务提供者会对航班的运行和计划目的有更清晰的了解。管制员、飞行员、签派员以及航班运营人员将共享共同的情景意识，象航空基础设施条件、天气情况、空中交通情况以及其他对操作有重要意义的信息。所有的利益相关参与者将共同做出更好更快的决策，更加高效f 进行运行管理。

4 欧美的SWIM发展状况

美国的SWIM是建立在美国联邦航空局（FAA）自有的光纤网络环境之上的。欧洲因为国家比较多，它没有统一的民航专有的数据网络，是通过专用线路将各单位的网络互联，并在此基础上来研究SWIM，建立SWIM的“虚拟信息池”。但这样的建设成本比较高，所以欧洲打算未来把SWIM建在互联网等开放性网络环境上。在服务提供者方面，美国SWIM服务节点的主要功能是对外部用户提供FAA自有的各类业务数据和服务，还提供统一的应用服务，象气象服务、航行情报服务和航班数据交换服务等。

在欧洲SWIM是不同国家在不同时期依据不同的公司来开发建设的，采用的技术不同，所以它的服务节点是更多的接纳企业用户。它更强调标准，不太在意你采用什么样的服务，采用同类的标准接入更多的应用和业务。美国是单一体制国家，所以它技术上是采用统一的架构，是由一家供应商FUSE来提供统一的软件支持。欧洲的SWIM在技術上并不要求各个服务节点采用相同的解决方案，是由服务提供者自行解决。它更强调数据格式标准的统一，并且也制定了航班信息交换模型、气象信息交换模型和情报数据交换模型等。

5 我国空管SWIM研究工作的进展和成果

到2010年，我国已经建立了较为完整的空管数据和信息处理体系。包括已经建成以中国民航局空管局和地区空管局为骨干，连接各空管中心（站）、空管分局的全国自动转报、数据交换和卫星通信网。部分地区完成了雷达数据联网。航空公司和机场运行信息初步实现了本地服务网络化、产品化和标准化。但是，目前系统建设还是不够全面，有一些业务系统相对孤立，还需要进一步整合和提升标准，实现全系统范围内数据的共享和互操作。

下一步，中国民航计划通过积极的试验、论证和发展SWIM技术，逐步推广SWIM 技术的应用，实现在综合的数据通信发展的基础上，搭建一整套可以互用的信息共享和交换的基础设施，实现全系统范围内的运行信息集成和整合，提供网络化、协同化、一体化的综合信息服务。目前的主要工作集中在数据格式规范、接口规范的制定、服务质量规范和安全性方案设计等方面。另外，也将在地空数据交换、区域治理以及国际数据互联互通等方面开展研究工作。目前，我国和中日韩正在开展SWIM的示范验证。到目前为止，中国、日本、韩国之间网络已经连通了。同时，我国已经能把AFTN电报格式里的飞行计划报（FPL），转换成飞行数据交换模型（FIXM）。下一步，我国将和日本、韩国共同开始开发应用。通过应用把数据转化成FIXM格式，实现中国、日本、韩国之间的飞行数据交换、共享和使用。

为了满足空中交通管理的信息交换需要设计一系列技术独立的、协调的、以及彼此协作的交换模型。通过这个交换模型能够实现各个国家航班之间的无缝共享和交换。我国在FIXM方面做了很多的研究，包括它的架构和开发的软件。我国已经把AFTN报文里的FPL通过一个软件转换成FIXM格式，然后通过这个FIXM来跟全球其他国家的飞行数据进行共享和交换。

参考文献

[1]韩弘.全球未来空中交通管理的基石[J].空中交通管理，2018（1）：81-82.

[2]中国民航局.国际民用航空公约[M].北京：民航出版社，2013.