淺談民航廣域信息管理（SWIM）的應用

關烏蘭

摘? 要：民航面臨的問題是不同空管信息系統之間的同類數據結構和接口不一致，數據通信和交換機制不順暢。SWIM技術就能解決各類業務信息系統之間的互聯互通，實現全系統范圍內的運行信息整合，提供網絡化、協同化、一體化的綜合信息服務。SWIM的核心作用是改善了業務系統間的互聯性，貢獻了公開的標準，并且提供了技術建議。中國民航計劃通過積極試驗、論證和發展SWIM技術，逐步推廣SWIM 技術的應用，實現在綜合的數據通信發展的基礎上，搭建一整套可以互用的信息共享和交換的基礎設施，實現全系統范圍內的運行信息集成和整合，提供網絡化、協同化、一體化的綜合信息服務。

關鍵詞：SWIM;FIXM;FATN; ESB;Web Service;JMS;虛擬信息池

中圖分類號：TU959? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 民航廣域信息管理（SWIM）的概念和目標

國際民航組織中的SWIM是一種整合空中交通管理（ATM）網絡，覆蓋全系統范圍的空管信息管理方式，可以通過“虛擬信息池”提供高質量、一致的空管運行信息共享與交換，推動信息交換由傳統的點到點的專用信息交換方式向基于網絡化的分布式交換方式轉變，使地理位置相對分散的多個數據源能夠協同更新同類數據，同時使同類數據能夠及時、準確提供給所需用戶，以達到不同用戶能夠根據多源、異質的信息進行協同決策，實現在運行層面保持共同的信息處理結果，進而推動新一代空中交通管理運行概念和模式的實現。

SWIM的目標是提供高質量、一致的空管運行信息共享和交換，推動過去的點到點報文交換方式向基于網絡化的分布式交換方式轉換，推動所有參與者在運行層面保持共同的信息處理結果，促進協同決策。

2 民航廣域信息管理（SWIM）的特點和優點

SWIM的特點是面向層次化服務的體系結構，它可以提供基于航跡管理的評估、4D軌跡模型、飛行計劃處理、客戶需求計算、協同決策等服務。它具有松耦合性、可拓展性和靈活性的特點。系統開發類型要針對服務模型的種類進行，不同的模型有不同的特點。同時它授權開放式信息共享平臺，信息提供者與信息使用者必須經過注冊管理和安全認證才能入網。授權用戶可以通過請求、訂閱方式獲得信息。

它的優點是無須對原有信息系統進行再造，不改變原有信息系統的架構，對所有集成的信息進行統一封裝、處理、存儲和傳輸。它可以提高民航各部門之間的整體效率。由系統提供高效的數據交換，可以彌補民航各部門間的數據不足，實現民航和其他相關部門的信息實時共享和發布，同時大幅降低了成本。因為系統的數據層和應用邏輯不需重復開發，新開發專注于用戶層，系統也可以簡化點對點的通信，所以可以大大降低成本。

3 國際民航組織在SWIM技術方面的主要的研究方向和作用

首先是業務數據標準。包括航班數據交換模型（FIXM）、航行情報交換模型（AIXM）、還有氣象信息交換模型（WXXM）。第二是數據交換的技術。包括Web Service、JMS、企業服務總線ESB等技術，附屬的技術包括安全、可靠性、服務注冊和發布，狀態監控等。

SWIM全球的互操作架構分為基礎設施層、信息交換模型層、信息交換的服務層、應用層等。目前國際民航組織的主要需求是實現全球的信息共享，解決互操作的問題。通過信息服務功能來實現信息服務的提供方和消費方之間的“地對地”數據交換，包括未來“地對空”之間的數據交換，真正解決航空信息、氣象信息、飛行和流量信息、機場的運行信息和監控信息的共享問題。

SWIM的核心作用是改善業務系統間的互聯性，貢獻了公開的標準，并且提供了技術建議。航空器運營者將會有最新、準確、完整的信息，通過這些信息來為航班作出決策提供幫助?？展芊仗峁┱邥桨嗟倪\行和計劃目的有更清晰的了解。管制員、飛行員、簽派員以及航班運營人員將共享共同的情景意識，象航空基礎設施條件、天氣情況、空中交通情況以及其他對操作有重要意義的信息。所有的利益相關參與者將共同做出更好更快的決策，更加高效f 進行運行管理。

4 歐美的SWIM發展狀況

美國的SWIM是建立在美國聯邦航空局（FAA）自有的光纖網絡環境之上的。歐洲因為國家比較多，它沒有統一的民航專有的數據網絡，是通過專用線路將各單位的網絡互聯，并在此基礎上來研究SWIM，建立SWIM的“虛擬信息池”。但這樣的建設成本比較高，所以歐洲打算未來把SWIM建在互聯網等開放性網絡環境上。在服務提供者方面，美國SWIM服務節點的主要功能是對外部用戶提供FAA自有的各類業務數據和服務，還提供統一的應用服務，象氣象服務、航行情報服務和航班數據交換服務等。

在歐洲SWIM是不同國家在不同時期依據不同的公司來開發建設的，采用的技術不同，所以它的服務節點是更多的接納企業用戶。它更強調標準，不太在意你采用什么樣的服務，采用同類的標準接入更多的應用和業務。美國是單一體制國家，所以它技術上是采用統一的架構，是由一家供應商FUSE來提供統一的軟件支持。歐洲的SWIM在技術上并不要求各個服務節點采用相同的解決方案，是由服務提供者自行解決。它更強調數據格式標準的統一，并且也制定了航班信息交換模型、氣象信息交換模型和情報數據交換模型等。

5 我國空管SWIM研究工作的進展和成果

到2010年，我國已經建立了較為完整的空管數據和信息處理體系。包括已經建成以中國民航局空管局和地區空管局為骨干，連接各空管中心（站）、空管分局的全國自動轉報、數據交換和衛星通信網。部分地區完成了雷達數據聯網。航空公司和機場運行信息初步實現了本地服務網絡化、產品化和標準化。但是，目前系統建設還是不夠全面，有一些業務系統相對孤立，還需要進一步整合和提升標準，實現全系統范圍內數據的共享和互操作。

下一步，中國民航計劃通過積極的試驗、論證和發展SWIM技術，逐步推廣SWIM 技術的應用，實現在綜合的數據通信發展的基礎上，搭建一整套可以互用的信息共享和交換的基礎設施，實現全系統范圍內的運行信息集成和整合，提供網絡化、協同化、一體化的綜合信息服務。目前的主要工作集中在數據格式規范、接口規范的制定、服務質量規范和安全性方案設計等方面。另外，也將在地空數據交換、區域治理以及國際數據互聯互通等方面開展研究工作。目前，我國和中日韓正在開展SWIM的示范驗證。到目前為止，中國、日本、韓國之間網絡已經連通了。同時，我國已經能把AFTN電報格式里的飛行計劃報（FPL），轉換成飛行數據交換模型（FIXM）。下一步，我國將和日本、韓國共同開始開發應用。通過應用把數據轉化成FIXM格式，實現中國、日本、韓國之間的飛行數據交換、共享和使用。

為了滿足空中交通管理的信息交換需要設計一系列技術獨立的、協調的、以及彼此協作的交換模型。通過這個交換模型能夠實現各個國家航班之間的無縫共享和交換。我國在FIXM方面做了很多的研究，包括它的架構和開發的軟件。我國已經把AFTN報文里的FPL通過一個軟件轉換成FIXM格式，然后通過這個FIXM來跟全球其他國家的飛行數據進行共享和交換。

參考文獻

[1]韓弘.全球未來空中交通管理的基石[J].空中交通管理，2018（1）：81-82.

[2]中國民航局.國際民用航空公約[M].北京：民航出版社，2013.