空管行业实现“智慧通导”的关键路径探究

祁振杰

民航贵州空管分局 贵州 贵阳 550005

引言

民航业作为我国经济社会发展的重要战略产业，智慧民航建设又是作为民航业“十四五”时期发展的主线，智慧空管作为智慧民航建设四大模式形态（智慧出行、智慧空管、智慧机场、智慧监管）之一。空管行业作为民航重要组成部分，行业的发展高度依赖于信息技术的发展，“智慧空管”的实现完全依靠空管行业内信息技术与通导技术应用与发展，即所谓“智慧民航，技术赋能”、“智慧空管，通导先行”。

1 通导现状

近年来，各地区空管单位的通导运维部门已经建立起来的“通导设备运维系统”（有的地区称为电子值班系统），使通道设备设施的运行信息在收集、统计、分析方面，已经从原来的人工收集数据、统计发展到基于运行数据的统计、分析，由此可见信息化应用将大力促进空管的通导设备运维的数字化、平台化、智能化发展，最终达到“智慧通导”的目标。

当前阶段，随着新技术的应用，空管行业内通导设备规模的不断扩大，智能化、智慧化的通导运维建设，在现有技术维护人员规模微增长的情况下，如何避免通导运维“内卷化”的现象，对于通导专业智慧化、智能化的监控、巡检、应急切换、统计的研究显得尤为重要。

随着云计算、大数据、5G技术、物联网、人工智能、区块链等领域的飞速发展，使智慧空管、智慧通导的实现成为可能。直面各类信息技术发展，通导专业信息化、数字化的发展可以有效地推进空管运行“以人为主”向“人机共治”，再到“机主人辅”的发展。

目前，在空管行业的内部，业务发展分为3个阶段：

以人为主：程序管制、人工发报、纸质进程单；设备运行信息人工记录、人工统计、分析。

人机共治：管制高度依赖通导设备，对航空器指挥（看得见、听得见），通导设备的管理（监控、巡视巡检、应急切换）高度依赖于各个系统的监控上进行，比如切换服务器、主备状态、切换通道等。

机主人辅：多种信息、数字化技术的引入，将实现设备的“智能化、智慧化”的推荐、辅助，为人工干预进行最后决策提供技术支撑。

当前，空管行业内部的管制用户使用的设施设备，主要分为三类，一种是以软件为主的系统，如空管自动化、塔台管制自动化、ADS-B数据站、CDM、AMISV、D-ATIS/DCL、流量管理系统等；另外一种设备是以硬件为主，如内话系统、雷达、ADS-B地面站、仪表着陆系统、导航系统、VHF共用系统等[1]。第三种设备主要为基础支撑设施设备，如供电系统（包含市电、UPS、蓄电池等）、传输系统（民航数据网、光纤环网设备、微波设备、卫星传输等）。

2 智慧通导的4个方面

2022年7月9日，在全国民航年中工作会议上提到“以智慧民航建设为主线，加强民航领域应用基础研究和技术研发，推动数字技术与民航运行、服务和管理深度融合，加快实现数字化转型”。智慧民航需要“数字技术与运行等深度融合”、“实现数字化转型”，作为智慧民航的重要组成部分——“智慧空管”之中的“智慧通导”，首先需要数字化、信息化，各个系统的信息汇聚在一个统一的信息平台、互联互通，然后实现设备智能化，最终实现通导设备智慧化目标。

“智慧通导”的关键实现路径，可以由数字化→信息化→平台化→智能化→智慧化。

未来的各类系统的建设过程中，空管内部应该避免再进行建设“烟囱式”的信息系统，需要进行信息系统集成，打通各个信息系统的互联互通，实现系统间的数据信息共享，将共享数据接入“共享信息平台”，关键目标为“实现各类数据”共享与互通。如图1所示，通过利用各类信息技术，努力实现“智慧通导”的四个方面，智能监控、智能巡检、智能切换、智能统计。

图1 智慧通导的四部分

2.1 智能监控

随着空管行业的发展，一些重要机房（比如空管小区、塔台小区）内的设备规模、建设规模已经从数套设备，上升为几十套、甚至上百套的系统，各类终端数量成百上千。面对如此大规模的设施设备，单靠值班人员7×24小时的人工监控、2小时定期巡视等人工手段，已无法满足目前设备类大规模机房的发展要求。目前，因“发展需求”促进通导专业大力发展至“机主人辅”的阶段，在通导专业内部有条件、有基础，并且可以借助信息技术的发展及早实现。

智能监控——智能告警提醒（自动发信息、打电话），将通导设备设施的监控状态、网络状态、硬件指示灯、软件运行状态（CPU、内存占用）等各类监控信息通过“统一的监控平台”传递给运维技术人员进行后续处理。

利用现有一些基础技术（供电、信息技术、硬件、软件、数据库）与通导业务分开，通过远程监控、集中监控，多个系统的监控的融合，将监控信息汇集，主要涉及如下5个方面：

2.1.1 环境监控。动力与环境的监控，利用现有的动环监控，对通导设备运行环境的监控，及时将涉及动力、温度、湿度的信息报送至统一的信息汇聚平台，电话或短信自动告警平台。

2.1.2 安防监控。安防摄像头监控系统，可以匹配人员、机房监控，助力机房管理。

2.1.3 室外单元监控。通导设备室外单元监控运行状态。

2.1.4 室内设备设施监控。监控各类设备的CPU、内存、网络状态、软件运行状态等设备设施运行信息。

2.1.5 静态资产监控管理。监控在库重点备件的数量，数量小于设定数值后，给出提示、提醒。

2.2 智能巡检

智能巡检——日巡检、月维护、季度维护、年维护建立在“智能监控”的基础之上，释放出运维人员的部分精力，基于技术手段的巡检，可以充分发挥技术的优势——“机主人辅”，使日巡检工作实时进行[2]。

通过技术手段，实现月维护、季度维护、年维护中各类系统的定期备份、定时切换主备服务器或者主机，验证备用状态的设备设施的运行状态；利用设备设施的智能监测、检测，实现UPS放电测试，直流屏电池内阻检测。

2.3 智能应急切换

智能应急——建立在“智能监控”与“智能巡检”基础之上，当发生设备故障告警或者状态异常的情况下，智能应急切换方式，切换至工作在正常的状态设备。当前的设备设施的切换，主要包含以下部分。

2.3.1 基础供电的切换。供电的智能切换，如双路市电的切换、市电到油机的切换、油机自动启动等。

2.3.2 基础传输的切换。传输双链路的智能切换，如传输链路、双路由传输的自动切换等。

2.3.3 信号源的切换。涉及各类信号的智能切换等。

2.3.4 系统设备的切换。整套系统的主、备用状态的切换，系统中核心服务器进行智能切换等。

2.4 智能统计

智能统计。建立在统一的信息平台之上，实现如下及部分的智能统计（设备资产、工作量、故障管理等统计）。

2.4.1 资产的统计。通导设备资产的智能统计，从型号、序列号、地点、安装位置等方面，对在用设备、新接入信息平台的设备进行资产统计、故障设备信息的统计。

2.4.2 人员工作量统计。通导维护人员工作量的统计，维护工作内容的各类统计等。

2.4.3 故障管理类的统计。通导设备故障管理类的统计，包含多种类别信息，如设备故障类型（比如软件、硬件、人为等类型）、故障的时间、时长等。

3 智慧通导的关键实现路径

通过对通导运行维护以及建设方面，下文将描述从三个方面实现智慧通导的关键路径，千里之行始于足下[3]。

3.1 关键路径之一：搭建多种平台

3.1.1 信号引接的平台。雷达信号、ADS_B信号、多点信号、转报信号、VHF信号、电话信号等各类信号的引接，通过建立统一的信号引接平台进行管理。

3.1.2 数据交换的平台。空管自动化与塔台管制自动化系统的同步数据、飞行计划数据、CDM数据、停机位信息、通播版本信息、气象自观数据等各类共享数据，主要包含两种接入方式，一种是IP方式的数据接入，另一种是异步信号的接入。建立数据交换平台，可以通过基于全系统信息管理（SWIM）技术进行数据交换，统一管理。

3.1.3 监控告警信息汇聚平台。将各类通导设备设施的告警、提示信息汇聚在一个统一的平台进行管理，便于分发、提醒提示通导设备运维技术人员。监控告警信息汇聚平台可以通过基于Zabbix或Nagios的对通导运维设备进行监控，实现监控信息的汇总管理。

3.1.4 “私有云”空管虚拟化平台。依托于国内成熟的企业产品“阿里云”框架、“腾讯云”框架、“华为云”框架或者国外的VMware产品建立覆盖整个空管行业的空管局的虚拟化平台、私有云平台，实现通导多种设备设施系统的虚拟化平台运行、基于“私有云”运行。

3.2 关键路径之二：信息系统集成

通过信息系统集成技术，将现有的通导专业的各类信息系统的集成，不再是“烟囱式”的信息系统，达到一个统一平台“集中”管理、监控[4]。通过统一平台的短信猫、自动拨打电话等方式实现，设备监控、故障信息实时传递至运维人员，而不仅仅依赖于人工监控。

作为一个高度依赖信息化的空管行业，将现有信息系统集成，把正在建设、规划建设的各类信息系统集成于统一的信息平台，有利于集中监控、信号引接、数据共享。

3.3 关键路径之三：建立基于网络信息安全的统一架构，保障空管通导专业信息系统的安全运行

“没有信息化就没有现代化，没有网络安全就没有国家安全”，基于统一的网络安全架构的各类信息系统，才能使空管行业安全、稳定的运行。

目前，空管行业内的多套信息系统的网络信息安全重要性不言而喻，比如空管自动化系统已经列为等级保护三级系统、关键基础设施系统，但是该系统在网络信息安全方面存在的短板日益凸显，所以在空管行业内建立统一的网络安全架构，来保障空管各类信息系统的网络信息安全尤为关键与迫切。该架构必须能保障空管内各类信息系统的集成、信号的引接、数据的共享、集成等方面的网络信息安全。

4 结束语

本文从通导运行维护、建设的角度，通过分析通导专业在“智慧化”所涉及的4个方面，探究“智慧通导”实现的3个关键路径。通过关键路径的描述，从搭建平台、信息系统集成、建立基于网络信息安全的统一架构3个关键路径，使“智慧通导”相关的智能监控、智能巡检、智能应急切换、智能统计得以实现。笔者期望本文能够达到与广大从业人员交流分享的目标。