民航通信导航监视运行支持系统设计研究

李明

（中国民用航空飞行学院 四川省广汉市 618307）

在民航业快速发展的新时期，应注重相关管理工作开展，提升管理水平和能力，减少问题发生率，为这一行业高质量运行提供支持。其中，民航通信导航监视工作，对于其业务开展和航班运行等具有重要影响，如果出现监视设备故障，则将会增加安全风险和事故率。为了有效解决这一问题，改变原有的人工监管模式，引入智能化的运行支持系统，为民航通信导航监视提供保障，能够及时了解设备运行状态，并分析其是否存在异常，针对性的开展维管工作，使之优质高效运行，为民航业发展保驾护航。

1 民航通信导航监视运行支持系统设计原则

1.1 可靠性

民航通信导航监视运行支持系统设计，直接关乎设备运行安全管理的及时性、准确性、高效性，有利于对设备运行状态实时管理，避免因对设备运行故障难以及时解决，导致工作实效，影响航班安全的问题出现。因此，在相关系统设计时，应保证其安全可靠，避免系统失灵，影响设备管理工作正常开展。

1.2 针对性

在相关系统设计时，应根据实际需求开展针对性的设计工作，避免盲目借鉴相关经验，照搬一些现有的成型系统，导致其实用性较差，无法满足设备管理所需。因此，在设计工作开展之前，必须详细调研，了解设备运行环境、现状等情况，针对性设计。

1.3 创新性

在新时期背景下，民航通信导航监视运行支持系统相关技术不断创新，尤其是网络信息技术，处于快速发展阶段，可以将其应用在具体设计之中，通过新技术的使用，提升系统整体设计水平和质量。例如，最新的J2EE、Struts、Spring等。

1.4 可行性

上述系统设计，必须考虑其在技术、经济、操作等方面的可行性，综合评价设计方案，如果现有情况难以满足需求，则应适当对其进行改进，寻求设计方案中各项目标的“平衡点”，实现设计“最优化”。

基于上述有关民航通信导航监视运行支持系统设计的原则，结合这一系统的特点和相关设计理念，提出系统设计逻辑思想架构图，具体如图1 所示。即满足基本需求—实现技术创新—提升系统服务效能—价值最大化。

图1： 民航通信导航监视运行支持系统设计逻辑架构图

2 民航通信导航监视运行支持系统设计方案制定

2.1 技术方案制定

2.1.1 系统开发模式选择

在整个系统设计方面，可以采取的模式分别为C/S 和B/S。在系统开发前期，必须准确进行模式选择。其中，B/S 模式，则属于浏览器/服务器模式。而C/S 模式，则属于客户端/服务器模式。基于界面展示、性能、开发效率、维管等方面进行分析和评价，总结两个模式的优劣势，作为选择依据，在本次系统设计中，选择的模式为B/S 模式，其具有界面展示清晰，性能良好，开发效率较高，便于维管。

2.1.2 开发技术选择

基于B/S 模式的开发技术较多，主要包括PHP、J2EE、.NET 等技术，且处于不断创新的状态下。其中，J2EE 技术较为常用，在安全性和可操作性方面相对较高，本文建议使用这一技术完成系统开发。此外，在数据枯矾概念，使用Access，属于一种基于文件的数据库，较为便捷，但如果数据量过大，则需要拓展其容纳能力。可以选择Oracle 技术，能够对分布式数据库提供支持，且具有备份能力，稳定而可靠。

2.2 系统整体架构设计

2.2.1 架构设计

民航通信导航监视运行支持系统整体架构设计，主要包括电子值班、运行维护、协调管理等模块，在核心数据管理方面，具体由值班巡视人员完成设备巡视工作，并建立电子值班系统，开展管理工作，监督设备运行状态。同时，通过集中监控系统，完成对设备运行数据的搜集、传输、处理。此外，在对事件处理方面，还要根据设置的标准和规则，完成数据信息识别与过滤，保证数据信息真实、可靠、有效。具体的系统结构设计如图2 所示。

图2： 系统结构设计及业务流程

2.2.2 软件系统设计

民航通信导航监视运行支持系统的软件系统设计，采取面向服务的体系结构，具体为SOA，可以为每个业务子系统提供个性化支持，便于其功能拓展。具体如图3 所示。在整个软件系统之中，业务层属于最上层，主要包括中心节点系统和端节点系统，可以基于需求进行个性化设计。其中，在登陆界面方面，体现统一性特点，并基于权限设置不同登陆者的业务模块。在中层，则属于服务层，主要由公共服务、业务服务、服务处理三个部分，在服务处理模块，能够完成服务定制和用户界面，并展示每个子业务系统，囊括了所有与客户对接的业务模块。公共服务则属于基于业务需求提供基础的公共服务。在最底层，被定为资源层，具体由数据库、FTP 服务器等，属于公共资源。

图3： 系统软件架构

3 民航通信导航监视运行支持系统功能模块设计

具体设计时，以业务流程作为基础，并通过UML 建模完成设计工作，实现软件开发各阶段的模型化和可视化。

3.1 电子值班功能模块设计

电子值班系统，则是有效利用相应的网络信息技术，建立电子化的线上服务平台，用于值班管理，具体的功能设计如下所示：

3.1.1 值班考勤

值班人员在上岗之后，应登陆系统，系统会对其自动识别和记录，完成对其准时上岗的考勤工作。在有关方面，对于每个值班人员皆设置相应的账号和密码，作为系统登陆时使用。此外，还可以采取人脸识别或者指纹登陆等模式，体现便捷性。

3.1.2 排班管理

有关方面功能设计，则应在获取值班信息之后，统筹分析，完成各级运行单位的值排班工作，实现在线交接班，快速而便捷。例如，岗前登记、交接班注意事项、工作要点、突出问题等。排班应做到简单合理，优质高效，提升对人力资源使用率，便于工作人员对接。

3.1.3 交班功能

值班人员通过系统进入交班界面，填写交班信息，具体包括设备运行状况确认、昨日值班日志信息、故障信息、遗留问题等，应按照要求正常填写。同时，还要保证这一操作在制定时间内完成，避免其影响交接班的效率。

3.1.4 值班监管

在值班过程中，应按照要求，及时进入监管平台，填写值班记录，包括设备运行状况、故障问题、处理方式、处理效果等。为了保证其监管效果，每隔一定时间，上传一次相关信息。此外，系统会对其自动统计，聚类分析，总结其存在的问题和不足，并产生周报告、月报告、季报告和年汇总。

3.1.5 故障管理

故障管理方面，具体包括故障分类检索、故障分析、故障报告、故障处理方案、故障处理跟踪管理、故障处理效果评价等功能，相关工作人员在登陆系统之后，可以随时对设备故障及管理情况进行掌控。

3.1.6 审批功能

各级领导可以根据线上了解设备运行状况、工作人员状况，并与工作人员实时联系，在其对相关资料审批之后，签字确认，逐级上报。同时，还要实现信息共享，及时将设备运行与管理情况通报给各个相关部门，为其工作开展提供支持。

3.2 设备管理功能模块设计

设备管理，其涉及的责任主体主要包括设备负责人以及每一级别的领导，二管理内容则涉及设备、备件、仪器仪表等方面的运行监控和维管。

3.2.1 设备维管功能

具体对新增设备、设备报废、设备调度等进行管理，实现设备库分类管理、组件管理、板卡级别管理。在管理时，可以使用物联网技术，及时了解设备信息，包括设备性能、所处位置、使用单位、价值、时间等内容。除此以外，还可以使用二维码技术，每台设备皆设置针对性的二维码，在扫码之后，便可以得到设备相关信息。

3.2.2 固定资产管理功能

在系统设计时，设备属于单位的固定资产，需要及时对其进行评估，并掌握其状态，避免资产流失。同时，还可以为财务管理提供有力支持。其中，在固定资产新增功能方面，员工报账之后，需要登记并录入固定资产，上交资产管理、技术管理、主管领导等审核，通过之后方可以入库。对于固定资产报废方面，则由固定资产管理专员负责，填写报废单据，完成出库审批，并及时更新这一信息和共享。固定资产调出方面，由调用部门填写申请单，由固定资产管理人员对其审核，并上交领导审批，明确其出库原因、时间等内容。

3.2.3 设备运行实时管控

设备运行实时管理功能，应做到及时发现问题，及时解决问题，避免影响扩大化。具体设计时，应在设备现场设置视频监控系统，用于管理人员对其现状实施远程管理。同时，还要对设备运行状态相关信息进行搜集，通过无线传输功能，上传至管理平台，由其对设备状态进行分析与评价，确定是否需要停机维修、是否存在故障、是否需要减少负荷等。在设计方面，可以将监控系统与空管设备集中监视系统的接口链接在一起，完成信息采采集工作。

3.2.4 信息共享服务中心

在设备管理方面，建立信息共享服务中心，将所有设备管理相关信息及时、全面、精准的公示给相关部门，相关部门可以根据现有信息进行管理工作开展策略制定和设备使用方案规划，消除内部矛盾。此外，有效使用手机APP，可以及时登陆，查询这一信息并实现彼此之间的交流，协同开展工作，并消除地域和时间的限制。

3.3 人员管理功能模块设计

人在民航通信导航监视运行支持系统设计中，属于重要元素，应在有关方面加强管理投入，通过“管人”实现“管事”。

3.3.1 基本信息管理

工作人员基本信息管理功能，则是对工作人员姓名、年龄、性别、学历、入职时间、职务、级别、岗位工作内容、获得的奖励等相关情况进行录入，制作工作人员基本信息表，详细介绍每个工作人员。同时，由专人负责对其及时更新，保证现有资料与实际资料相匹配。

3.3.2 工作人员考勤管理

在这一模块设计方面，主要包括对工作人员请假、考勤、加班等方面进行统计，有关方面功能需要做到细化。例如，在请假方面，应详细写明请假时间、请假原由、请假之后的工作交接情况、请假审批人员、销假时间等，作为工作人员业绩考核与相关工作调整依据。此外，对于不同工作人员的考勤，采取分类设置模式，具体包括普通员工、基层管理人员、中层管理人员等，且审批流程要细化，逐步审核，以免影响工作正常运行。同时，还要使用数据挖掘技术，对于工作人员考勤信息展开深入分析。例如，员工请假的原因统计，不同年份下员工请假的对比分析，员工请假时间与其绩效相关性分析等，作为人员管理依据。

3.3.3 培训管理

培训管理功能模块设计，主要包括培训计划制作、外出培训登记、内部培训登记等内容。同时，为了体现创新，提升系统服务能力，还应设置培训考核、培训交流评价等内容，作为培训工作开展依据。建议在有关方面建立培训资源信息库，所有相关的培训内容、课件、经典模式、培养计划等，皆可以纳入其中，以供员工对其查找和学习，不断提升。

3.3.4 人力资源云平台

在人员管理模块设计方面，应保证现有人员能够满足工作开展所需。所以，可以在有关方面建立人力资源管理云平台，具体包括现各部门对人员的需求及现状、每个员工的现状及综合素养、人员招聘渠道等，管理部门可以及时进行人员调度，保证人才供给。尤其是一些关键岗位的人员，应通过云平台做好人才储备工作，避免人才“断条”。

3.4 系统功能模块设计创新

3.4.1 无人机总体架构

本次设计，选择武汉无名科创公司推出的飞控慧飞者作为主体平台。这一平台的采用的飞行控制系统处理器具有优势，拥有ortex4 内核，属于TM324 系列。在无人监控系统设计方面，采用的编写程序为PC 机上的C#。其可以通过无线网络与导航通信系统建立连接，保障信息畅通。但需要在有关方面加强设计投入，尽量避免外界环境干扰，以免网络中断。在有关方面，可以使用GPS+INS+Pseudolites技术，属于全球定位系统抗干扰方面的新技术，避免外界对网络信号传输带来影响。在导航通信板处理器方面，使用STM32427，具有超大容量，高运行频率的特点。芯片为TM32103ET6，接口较多，适应性较强。

3.4.2 高精度定位技术

3.4.3 自主导航监控技术

在有关方面的自助导航监控技术，主要包括无人机自主导航惯导技术、无人机自主导航监控技术、无人机自主导航路径规划技术等。本文在有关方面注重创新，引入BP 神经网络技术，提升设计水平，强化设计效果。这一技术是在1986 年，由Rumelhart 和McClelland 等人经过研究后所提出的技术，属于一种按照误差逆向传播算法开展训练工作的多层前馈神经网络，其具有学习能力，有助于方案优化和问题识别。例如，在无人机自主导航路径规划方面，存在多个路径，不同路径下的效果各有不同，可以基于成本、效率、风险、可操作性等多方面建立模型，通过BP 神经网络对其学习，得出最优的规划路径，作为实际工作开展依据。

4 结束语

综上所述，民航通信导航监视运行支持系统设计工作开展，势在必行，应重视这一工作，在有关方面加大研究投入，提升系统设计合理性。在有关方面工作开展时，基于可靠性、针对性、创新性和可行性原则，进行系统设计方案制定，选择B/S 模式完成系统开发，且使用J2EE 技术进行这一工作实施。在具体设计时，主要对电子值班管理、设备管理、人员管理详细设计，并引入北斗无人机高精度自助导航与监控技术，实现创新设计，强化其功能，从而为民航通信导航监视运行支持系统设计与研究奠定基础。