空管CDM与机场A-CDM系统信息交换模拟平台设计

陈放

（上海民航华东空管工程技术有限公司 上海市 201702）

随着航班量的不断增加，智能运行协同决策系统等越来越受到民航相关单位的关注。空管CDM（Collaborative Decision Making）协同决策系统为空管流量室用户、区管用户、塔台用户、航空公司用户、机场用户使用的主用系统，用于实现航班时隙计算、流控限制设置与查看、航班时隙推送、航班时隙协调等功能，用于提供空管、机场、航空公司之间必要的航班信息传输。

机场A-CDM（Airport Collaborative Decision Making）运行协同系统[1]和CDM 系统都具有协同决策的理念，它是由机场主导，关注从航班落地到航班起飞之间的地面运行信息的提取、整合、分析以及共享，体现的是机场作为信息汇集点的价值与地位。以飞机过站保障[2]为例，A-CDM 系统利用视频成像对比、电子轮挡、手持客户端等全自动化或半自动化手段，实时录入航班保障节点时间，从而推测各机位航空器客梯车保障作业预计开始时间、航油加注时间、行李装卸时间等关键节点时间。

就目前技术和工作程序来看，CDM 与机场航班地面运行保障的信息接口是航班TOBT[3]时间（目标撤轮挡时间），该时间由航空公司或机场专业人员负责维护，操作要求较多且交互能力较差。本文将针对上述问题，搭建一套空管CDM 系统与机场A-CDM 系统信息交换模拟平台，并初步实现航班时隙交换功能。

1 信息交换模拟平台设计原则

空管CDM 系统和机场A-CDM 系统均为空管和机场重要用户的专用生产系统，安全保障级别较高，因此信息交换模拟平台在设计时应遵循以下原则：

（1）标准化和先进性。信息交换模拟平台所采用的软硬件技术具备先进性和前瞻性，能够兼容不同的软硬件设备的接入、安装、部署。制订和采用统一的数据标准，保证系统内数据表达方式的唯一性，和与关联外部系统数据交互的一致性；保证软件部署资料和其它技术文档的规范和完整；

（2）高性能和可靠性。信息交换模拟平台响应时间符合空管和机场管制用户工作需要，同时满足本地化响应速度与数据同步性要求，提高空管CDM 系统和机场A-CDM 系统的协同工作能力。对信息交换模拟平台而言，不应存在单点故障，同时平台能够提供7*24 无中断业务服务，具有容错和突发灾害抵抗能力；

（3）安全性和易用性。应从系统硬件结构、业务软件流程上保障信息交换模拟平台整体的安全可控，采用防火墙技术、渗透测试技术、数据加密技术等手段增强平台的健壮性。通过远程维护、日志记录等多种手段和友好的人机交互界面最大程度地强化平台管理和简化用户操作。

2 信息交换模拟平台的搭建

基于上述设计原则，搭建一套信息交换模拟平台。平台通过安全设备分别同空管CDM 系统和机场A-CDM 系统建立安全边界，在实际生产过程中，安全设备应冗余配置，但为了本次模拟平台搭建的便利，采用单H3C F1050 防火墙接入模式。信息交换模拟平台采用2 台联想SR850 服务器和1 台联想DS4200 存储构建物理平台，采用VMware 虚拟化技术模拟构建平台小型数据中心，同时平台数据的交互利用网络堆叠技术保障数据传输的安全性和可靠性。信息交换模拟平台物理架构如图1 所示。

信息交换模拟平台是由数据接口层、数据层、服务层、应用层四个层次所构建而成的。 针对数据接口层来说，主要负责的是空管CDM 和机场A-CDM 系统数据的接收和转发。数据层主要负责数据存储、更新。服务层为本平台的核心，其主要任务便是对获取到的民航数据信息进行处理，提供信息服务接口并且集成各类数据信息，将处理好的数据信息进行保存，同时向应用层提供API 接口，用于访问或者操作实时、历史航班信息。针对应用层来说，空管和机场用户通过该平台可以完成CDM 系统与A-CDM 系统间数据的传输、转换。在本次研究内容中完成航班交换的功能。

图1：信息交换模拟平台物理架构

图2：航班时隙交换业务逻辑图

3 航班时隙交换功能在数据交换模拟平台中的运用实现

航班时隙在空管流量管理和机场航班运行保障中是一种非常重要的资源，特别是在机场越来越繁忙、空中交通流量越来越大的情况下。为了避免航班时隙的浪费，提升航班时隙的利用效率，减免空管方、公司方、机场方的沟通协调成本，在信息交换模拟平台上初步实现航班时隙交换功能。

根据机场、空管、公司对于航班的保障情况，可以对同场起飞受同限制的航班申请时隙交换，平台从限制维度对离港航班进行分类显示，设定交换规则，自动筛选判断符合交换标准的航班供机场、公司选择交换，符合规则的航班用户可以申请交换时隙，提交管制审核。平台收到管制审核后的结果消息发送给机场方、公司方。

3.1 航班时隙交换消息格式的定义

消息交互的格式均采用 XML 格式，CDM 系统和A-CDM 系统2 使用 XML 的标准解析器进行消息解析。使用IBM Websphere MQ 作为消息中间件，进行消息传输，平台针对每类服务对每家民航单位应有对应两个队列(收、发)。消息示例和定义如下：

3.2 航班时隙交换功能测试

航班时隙在民航系统内部称为CTOT 时间，即航班撤轮档时间。航班时隙交换业务流程图如图2 所示。

本文以以同一公司航班时隙交换为例，验证空管CDM 系统与机场A-CDM 系统信息交换模拟平台的航班时隙交换功能。

前置条件：CDM 系统用户和A-CDM 系统用户都已经登陆各自系统。

具体操作：机场A-CDM 系统用户点击航班CES2522，CTOT（计算撤落档时间）时间为1358，会弹出此航班可交换航班的列表，然后选中本航空公司航班CES5503 申请交换，通过信息交换模拟平台，空管CDM 系统客户端收到机场客户端发送的航班交换申请，并审批同意交换。交换成功后的航班会有红色标识。

测试结果：通过，达到设计要求。

4 结束语

随着航班量的增加，为加强民航内部信息系统交互，提高航空公司、机场、空管等部门之间信息共享效能，降低运行成本，提升民航资源利用效率，实现空管CDM 系统与机场A-CDM 系统数据实时交互、协调操作交互等， 本文搭建了一套信息交换模拟平台，验证了平台的可行性，完成了底层不同系统间的消息通信，实现了航班时隙交换的功能，为后续进一步的开发应用和实际生产提供信息支撑和实验基础。