基于數據倉庫技術的空中交通管理系統研究

摘 要：我國是一個人口大國，對于交通方面的要求非常之高。特別是近年來生活水平和商業的發展，為航空交通的發展提供了契機，同時也增大了壓力。所以要求我們建立一種有效控制空中交通的管理技術，提高我國空中交通運轉的流暢性。文章以數據倉庫技術為基礎，研究空中管理系統的建立，文章介紹了數據倉庫系統的基本內涵，并分析了這一空中系統所應具備的功能和實施方法。

關鍵詞：數據倉庫技術；空中交通管理系統；系統開發

1 數據倉庫技術和空中交通管理系統的概念

1.1 數據倉庫技術

數據倉庫專家W.H.Inmon對于數據倉庫進行了以下敘述：數據倉庫具有主題性，運行相對穩定，能夠反映歷史變化，并且可以對不提供數據庫進行集成的系統，主要作用是支持管理者進行決策，為其提供數據依據，由多個異構的數據源組成，存放在其中的數據一般不會進行二次修改。其組織形式以星型和雪花型為主，用戶可以通過數據倉庫取得針對主題的有效信息[1]。主要構成包括數據采集、數據存儲、數據訪問者三個基本部分。整個數據庫包含數據源、數據存儲管理、OLAP服務器、前端工具這四個部分，每一部分又具有不定數量的子部分。

1.2 空中交通管理

空中交通管理是新航行系統的重要組成部分，新航行系統指的是以星基為主的全球通信、監控、導航、自動化的空中交通管理體系。空中交通管理系統以用戶需求和先進的科技為基礎，以滿足飛行剖面、提高交通效率、安全的運轉為目標，由空中流量管理、空中交通服務、空域管理著三個部分構成，能夠提供交通管制、航情報告服務、氣相信息、警告服務等。可以保證飛行器之間的間隔、提供可以促進飛行有效性和安全的信息，如機場中狀態、導航、天氣狀況、空域限制等方面的情況。必要時，還可以提供航空器的搜救信息。

2 基于數據倉庫技術的空中交通管理

2.1 構成

整個數據倉庫技術在空中管理中的構成如圖2。

數據定義指的是在運行中可以對倉庫中的數據庫模式、數據源、提取數據的規則和模型、數據倉庫的結構進行定義；提取指的是對在數據庫中獲得的數據進行處理，符合統一的格式和語義，包括誤差修正和提煉、數據整理、檢查數據的完整性和相容性、數據類型的轉換；數據管理指的是對數據進行維護、使用、訪問。技術目錄指的是數據源、變換規則、數據提取等，維護人員可通過技術目錄對數據倉庫中的數據庫進行優化、重構。業務目錄指的是數據描述程序，可以對數據進行定義、分類和命名。信息導航目錄是復制業務目錄系統，能夠提取、訪問不同語義的數據；數據支持指的是可進行常用數據表示和分析，可在客戶端用分析軟件進行分析[2]。

2.2 應用

在空中交通系統中，數據倉庫的創建具有重要作用，集建立、應用、修改、擴展于一體。首先要設計數據倉庫的模型，完善空中交通管理的描述信息，建立面向應用的數據源集成標準。這一模型主要包括航空交通的主題域、主題域之間的關系、描述主題的碼和屬性值。然后篩選空中交通管理記錄中的歷史數據，轉換到數據倉庫之中。需要刪除純操作數據，增加信息描述，以人工關系代替參照完整性。根據生成的數據庫，進行數據的物理模型設計，建立搜索策略、貯存結構，規范數據存放的位置和儲存的分配。并建立空中管理記錄系統和數據倉庫的對接，防止數據的老化[3]。建立主題域，進行主題域的調整。可選用少量數據建立主題域，加快完善的速度，然后不斷進行改建和擴展。對于主題的擴展和應用，應該建立數據庫挖掘體系，提供有效的數據。

數據倉庫決策體系的應用有兩種模式，一種是分散式，先建立一種內部關聯的數據倉庫，各單位選取其中與自己有關的部分建立局部數據倉庫。一種是集成式，各單位建立先建立局部數據倉庫，形成數據集市，以此建立全部的數據倉庫。以空中交通管理的業務特性來說，選擇第二種方案是可行的，可以直接匯總各子單位的數據，進行統一監控。對于空中交通的特性來說，安全是放在首要的，所以，分析歷史事故趨勢、事故原因、事故原因變化趨勢、歷史流量發展趨勢、流量管制原因、管制原因變化趨勢是主要的工作。進行歷史數據的發掘就應該以此為框架，采集流量管理和事故發生的原始信息，按照篩選規則進行數據的過濾和采集，進行二者關聯的分析，并進行蘊含式、規則的顯示，為管理者提供決策依據。在應用過程中，應涵蓋瀏覽器端、服務器端，能夠進行相關數據的訪問和交互。

2.3 參數輸入

進行系統參數的設置，包括航空器的平均速度、管制時間參數。不同的空域管制時間也是不同的，所以最好進行管制時間裕度和管制時間間隔的設置。通過以上設置基本上能夠實現空中交通流量的預測，為管理人員提供決策支持。數據倉庫系統可以對以下方面進行預測，包括飛行計劃的修正、每天收到的領航計劃報、次日進出港的飛越情況以及某一時間段的飛行器數量[4]。在整個空中管理數據倉庫的建設中，數據模型、數據挖掘框架、集成模式是研究的重點，可根據具體情況進行調整。

3 結束語

文章介紹了空中交通管理和數據倉庫的概念，并著重分析了數據倉庫在空中管理數據倉庫技術的應用，并淺略的分析數據倉庫建立所需要的數據。隨著我國航空事業的發展，空中交通管控的壓力越來越大。總體上來說，航空事故是所有交通事故中發生概率最低的，但是，所造成的損失卻是最大的。所以，我們應該把航空事故的概率降到最低，保證人民的生命安全。

參考文獻

[1]黃文華.基于數據倉庫的空管設備信息管理系統的設計與實現[D].上海交通大學，2010.

[2]陳偉青.民航華東航班信息一體化系統數據接口與協同交換平臺的設計與實現[D].復旦大學，2012.

[3]姜晶，張菁.基于數據倉庫和OLAP技術的交通管理系統設計[A].2006北京地區高校研究生學術交流會——通信與信息技術會議論文集（下）[C].2006北京地區高校研究生學術交流會——通信與信息技術組委會，北京郵電大學研究生院，2006，5.

[4]秦小虎.城市交通緊急事件處理與安全系統模型及應用研究[D].重慶大學，2005.

作者簡介：段志遠（1981，9-），男，白族，籍貫：云南洱源，2004年畢業于南京航空航天大學空中交通管理與簽派專業，2004年就職于中國民用航空西南地區空中交通管理局云南分局，航空管制工程師，研究方向：空中交通管理。