前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的民航华北地区飞行计划管理系统设计，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
随着我国民航事业快速发展，飞行量呈急速上升趋势，中国民航步入大数据时代(关朝辉.空管信息化系统维护团队的角色分工[J].空中交通,2014(8))。作为全国飞行计划集中处理改革方案中不可忽视的一部分，实现华北区域内飞行计划的统一管理才能最终实现全国飞行计划集中处理。本系统目标为搭建一个飞行计划和航行电报统一处理的平台，通过该平台，运行基础数据、飞行计划信息、航空器动态信息、航行电报信息等数据可以集中处理和共享，为自动化系统和首都机场协同决策系统等系统提供准确的数据源。华北地区飞行计划管理系统将系统收到的电报根据系统中计划信息匹配完成后进行进一步解析后发送给空管自动化系统，使自动化系统正确完成飞行数据处理功能。而首都机场系统决策系统可以通过大数据融合，再通过设置好的算法将航空公司提供的数据、华北地区飞行计划管理系统传输的各类信息进行系列的整合并加以应用，最终实现航空器放行的优化，提高空域资源有效利用率。
1系统架构
本系统采用C/S模式和B/S模式相结合的混合架构形式。为提高电报处理的响应速度，满足现有生产环境中，每天需要正确、快速处理大量航行电报，故电报收发子系统和电报分析子系统采用C/S架构；而飞行计划管理子系统和基础数据管理子系统采用B/S架构，更好地满足管制员用户对飞行计划信息的查询、编辑和基础数据的维护。
2系统网络架构
华北地区飞行计划管理系统核心网络及节点采用双网结构，核心交换网络按照万兆级搭建。系统使用统一的底层架构和通信机制，为跨区域系统之间数据交互奠定基础。系统一级节点用户通过局本部光纤资源及楼宇跳线接入核心应用服务器，提高用户访问效率；二级节点用户通过电信联通SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）、民航ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式）网等多种网络方式接入系统核心交换区。系统网络设计满足以下三点要求：（1）可靠性。采用LACP（LinkAggregationControlProtocol，链路汇聚控制协议）协议，可以维护端口聚合链路状态，同组成员彼此动态备份。（2）安全性。当网络边界发现攻击行为时，系统接入防火墙系统、安全扩展模块系统、入侵防御系统、运维安全审计系统可进行有效防护。同时也可解决对内网用户进行审计控制方面问题。（3）冗余性。系统的网络结构全部使用双网结构，所有终端皆安装两块网卡，并且分别连接到两台交换机上。
3系统数据库设计
华北地区飞行计划管理系统涉及存储数据量巨大，数据安全性要求高且需一年7*24小时稳定运行。数据库中出现数据缺失问题是系统运行中不可避免的问题，导致该问题的原因有大致如下几个方面：（1）人为问题。一方面是由于数据库使用用户自身不规范操作，导致大量的数据损坏或数据丢失；另一方面即为黑客入侵者对数据库数据进行恶意破坏操作所导致。（2）数据库中有漏洞的应用程序。防止重要数据丢失，本系统通过硬件节点冗余，热备份、冷备份以及数据定期备份等技术完成系统高可用性设计(张岚.空中交通管理信息系统高可用性技术[J].指挥信息系统与技术,2014)。为了满足系统高稳定性、高安全性、高正常率运行，系统选择使用ORACLE数据库。按照系统需求，共划分三个数据库，分别为：飞行计划库、航行电报库和基础数据库。
4系统详细设计
华北地区飞行计划管理系统分为飞行计划处理子系统、电报收发子系统、电报分析子系统和基础数据管理子系统四大功能模块。本章主要对飞行计划处理子系统和电报分析子系统的功能设计进行详细阐述。
4.1飞行计划管理子系统
飞行计划管理子系统包括航班时刻表导入、公共飞行计划管理、通用航空计划管理、动态计划管理（任意站）、动态计划管理（进出港）、动态计划监控告警几个重要功能。其中公共飞行计划管理是飞行计划管理子系统的核心功能之一，本节将阐述公共飞行计划管理模块的详细设计。公共飞行计划计划管理模块主要功能是给管制员用户提供WEB界面，可视化查看、审核、编辑公共飞行计划的功能。本节以公共飞行计划管理为例，其它计划管理模块设计与此模块基本一致，不再过多描述。（1）实体关系模型设计：根据公共飞行计划管理模块功能，实体关系模型如图1所示。其中，管制员与公共飞行计划信息是n-m关系，即不同用户可以查看、审核、编辑多项公共飞行计划。以上E-R图也适用于飞行计划子系统中其他种类的飞行计划信息管理模块。（2）功能模块类设计：公共飞行计划管理模块在飞行计划管理子系统具有代表性，不同类型的飞行计划管理的数据处理存在共性操作。所以整个飞行计划管理子系统的类设计采用一个基类，该模块的类设计采用一个封装飞行计划管理子系统中所有共性方法的基类OperationBase，主要共性方法有dataQueryOp()——数据查询，dataScreenOp()——数据筛选，updateOp()——编辑数据，deleteOp()——删除数据。这些共性方法被所有具体处理飞行计划业务的OperationBase类所继承。管制员用户管理类UserOperation，主要属性有部门Department，编号Identifier，姓名Name等管制员用户信息。公共飞行计划审核方法PublicPlanReviewOp()为该类的特有方法。告警信息类AlertmessageOperation，主要属性有详细告警信息、告警时间、航班号等信息。非共性方法有获取告警信息方法AlertOp()。（3）时序图设计：公共飞行计划管理模块主要的功能就是管制员用户对飞行计划信息进行查询、修改（包括删除、编辑、新增等），如图3所示。
4.2电报分析子系统
电报分析子系统包括电报预处理和电报解析两大模块。电报预处理：读取电报收发子系统中存储的电报数据，拆分电报的报头和报尾，确定电报类型，拆分电报各个编组，同时将电报与计划数据进行匹配。电报解析：对电报各个编组进行逐一分析，更新匹配到的计划动态或者写入告警信息。（1）流程设计：不同类型的航行电报有不同的电报编组，其对应的业务流程也不尽相同，在此不再一一描述。本节以FPL电报，即领航计划报为例，根据需求设计FPL电报分析的业务流程图。（2）实体关系模型设计：根据电报分析子系统两大模块功能流程分析，实体关系模型如图5所示：其中，原始报文经过电报预处理模块后，将原有的原始报文拆分成三部分，分别为报头、报尾和正文，并且分析出电报类型并且匹配到对应的飞行计划；预处理报文经过电报解析模块后，更新匹配到的计划信息，其中FPL电报主要更新预计起飞时间、预计落地时间、航路、机号、RVSM能力以及备注等。如果处理后发现有错误或者根据管制员需求需要告警的电报，根据不同需求进入不同部门管制员用户值班告警表中。（3）数据库表结构设计：按照现有实体关系进行设计，电报分析子系统中电报信息数据应设计3张数据库表，即为原始报文表，预处理报文表，解析报文表。（4）功能模块类设计：电报分析子系统中以航路校验模块为例阐述具体设计思路。航行电报数据校验功能是电报解析模块中的重要组成部分。本模块的设计重点在于解决当接收到大量航行电报时，如何高速、高效、准确地校验每个航班计划的航路信息。在完成航路校验模块功能的基础上，本系统通过特征信息比对的方式，减少人工对电报航路与计划航路的比较量，为相关管制部门提供更准确更及时的航路对比分析结果。航路校验中的涉及的类包括：航行电报类、计划航路类、基础航路类，航路校验功能模块类图如图7所示。
5结论
总体来说，华北地区飞行计划管理系统项目基本达到了有效管理飞行计划，提高航行电报数据处理效率的目标，为管制人员提供了更好的工作环境。华北地区飞行计划管理系统的设计和实现初步达到预设的目标，但问题仍旧存在，还需要继续投入精力与时间去思考、去改进、去优化，比如：（1）数据安全问题。多系统数据交互必然会带来如何保证数据完整、数据安全的问题。如何能更好的避免外部恶意攻击，是华北地区飞行计划管理系统仍需持续考虑解决的问题。（2）数据库优化问题。大量飞行计划与大量航行电报进行读库、写库操作时，占用大量数据库资源。如何进一步提升数据库操作速率，减短界面响应时间，仍需系统技术维护人员持续改善。（3）民航系统数据中心的建立。在本系统接口部分，已经成型一个小型的多系统数据共享中心，如何使不同系统中不同类型的数据得到更好地利用，是今后努力的方向。
作者:刘越凡 单位:中国民用航空华北地区空中交通管理局
