民航空管系統空中交通管理生產數據中心建設分析

許俊賓

（中國航空結算有限責任公司，北京 101318）

當今空管系統高度依賴信息技術，因此為了更好地迎接全球信息化的挑戰，使空管信息資源綜合能力得到提升，就必須加速推進我國空管系統的信息化服務進程，確保民航各部門實現數據共享，這是串聯空中交通運輸運行的關鍵環節。

1 民航空管對行業數據的需求

（1）公眾對數據的需求。在互聯網普及的時代，人們借助手機App可以及時了解民航信息。因此，對空管航班的計劃、機場出行等信息數據都有著更高的要求，對數據的充分共享能夠為民航服務數字化、智能化的發展提供基礎。

（2）空管運行管理決策的需求。民航在發展過程中出現的數據會越來越多，如果在數據處理中缺少大數據平臺，就會使數據處理出現遺漏，從而難以為航空部門提供具體有效的航班計劃。

（3）生產數據安全的需求。在當前航空管理生產系統中，對系統和系統之間數據的收集與傳輸，可采用點對點的交互方式，而數據由專用傳輸通道進行傳輸，使參與數據交互的系統往往并不相同，很容易在數據傳輸中遭到各種各樣的風險[2]。當民航空管系統與以外的單位進行數據傳輸時，在缺少安全保障的前提下，有可能會導致航空系統面臨更的系統風險。

（4）生產數據冗余備份需求。根據現有數據的傳輸方式，在對相關數據進行引接時，在不需要存儲數據的情況下，完全由數據自帶設備進行保存。而在儲存過程中，數據存儲往往受到硬件設備的限制，使得存儲的內容、種類都會受到限制，很難實現長時間保存，這對數據冗余會造成一定的影響。隨著民航業務的快速發展，數據量越來越大的情況下，需要使用功能更加強大的云儲存設備，才能滿足設備對數據存儲的需求。

2 當前民航空管系統在數據應用中存在的問題

（1）硬件和傳輸資源利用率低。空中交通管控生產系統自帶的數據傳輸接口通常都會有限制，因此按照當前階段的數據接引方式，數據端口只能為一套系統進行服務，使得整個系統的利用率比較低[3]。再加上系統之間缺少一定的管理與規劃，所以存在功能重復的問題，嚴重影響到數據的傳輸，同時也會造成人力資源的極大浪費。

（2）對外引接系統缺乏安全性。在民航領域中，外部系統引接需求量逐漸增大，而傳統接引方式又很難滿足系統傳輸數據的安全性，導致對數據不能進行有效管理，當外部設備和網絡系統遇到風險時，會使風險接引到系統中，而造成內部風險。

（3）對數據的利用率較低。民航空中交通管理生產數據的接引方式存在局限性，導致對數據的存儲難以實現，并造成數據資源的利用率下降。通常對自動化系統與流量系統的數據而言，由于本身數據難以對相關數據進行屏蔽，因此也導致相關生產數據很難發揮出自身的管理價值。對數據缺少有效加工處理，會使民航空中生產數據的管理水平和服務水平無法得到提升，最終造成運行安全中各個運行效率之間出現各種矛盾。

3 民航建立空中交通管理生產數據中心流程

（1）建立穩定的設備運行環境。數據中心選地要具備良好的供電、溫度、防塵等要求，要選擇電價便宜的地區，如貴州、西藏等地不僅電力資源豐富，而且環境適宜，當數據服務器運行時，不會因為溫度高以及環境干燥導致CPU等硬件設備壽命縮短。此外，貴州、西藏等地工業污染程度較低，所以灰塵對設備造成的腐蝕程度要遠遠小于其他省份，選擇貴州、西藏建立民航空管系統空中交通管理數據中心，可以使設備具有非常良好的運行環境。

（2）完善相關硬件設備。需要對存儲、處理和傳輸的硬件設備進行完善，確保配備相關服務器、交換機、機柜等設備，同時還要對數據中心配備火災自動報警設備以及UPS制冷空調等設備。

（3）做好數據的防護和審計。在對硬件設備的維護以及對數據庫的維護中，由于不同專業人員進行專職維護，同時維護人員需要對相關維護情況及時上報。針對上報的數據由專人負責進行審計，從而及時對硬件設備和數據庫的實際運行情況進行分析，確保空中交通管理生產數據中心能夠正常有效運行。

4 民航空管生產數據中心設計方案

（1）硬件設計方案。在數據中心的建設過程中，除機房的選址外，還需考慮供配電等相關配套設施，并做好對未來五年內的規劃。針對數據處理服務器的配置，服務器的CPU、內存都要選擇性能較高的配置，并注重多線程計算，同時服務器的內存至少要達到虛擬內存的兩倍以上。網絡配置選擇扁平化的網絡構架，按照主備機制設計網絡，可以在更好地滿足網絡交換功能前提下簡化路由器的轉發配置，從而提高網速。

（2）軟件設計方案。在民航空管系統空中交通管理生產的構架中，按照分層集中完整的系統，需要對云計算、大數據、業務層等設置配套的防護軟件進行針對性設計，而不應該單純和生產數據進行引接。在對數據進行分級、分類和分布的過程中，做好篩選工作，要根據當前的發展情況做好大數據的有效分類和處理，在數據分類的基礎上，確保數據格式化的規范性。制定空管管制、通導、氣象等各業務領域數據標準，保障各項數據之間的有效交互。通常建立多模型，可以保障數據利用率的提升，使各部門在構建系統之間形成完整的信息交互與數據管理，保障數據的實時性，同時針對不同的用戶制定出人性化的界面，有利于使用戶對數據有更加直觀的感受。

（3）對數據的需求。在當前民航空管系統中交通管理生產信息化的建設中，需要對外提供的服務內容有以下幾種數據類型。一是航班運行數據，飛機航班運行需要從計劃開始，并由航空公司向審批部門進行申報，在得到航空公司批準后，可以更好地形成航班計劃，該階段的數據來源于民航內部單位，并通過自動轉報的方式實現引接。二是流量管理數據，流量管理數據對飛機的飛行計劃做好相應的排序后，能夠合理控制飛機運行批次，使飛機按照計劃進行起飛。三是輔助類支撐數據，主要是為飛機飛行提供精準的氣象服務，當飛機在飛行中接收到衛星雷達回波圖時，應及時了解機場溫度、風向等數據，避免飛機在起飛和降落中出現事故。輔助支撐設備在運行期間還要合理為飛機留出適當的活動范圍，空管人員在輔助類數據的指導下進行流量預戰術分析，并對空域中的飛機計劃進行評估，從而確保飛機的合理運行。四是在航班數據執行數據：結合上述數據對飛機運行范圍做出規劃后，如果飛機在飛行期間遭到惡劣天氣以及設施故障等情況，需要及時改變飛行軌跡，并將飛機沿途的航班數據及時上報，由地面指揮中心給出具體的解決措施。

（4）系統集成方案。通過結合民航空管的要求和相關云端服務技術水平，通常采用硬件或者軟件平臺對系統集成方案進行設計，從而實現虛擬化構建的超融合平臺。在配套主備切換、應急響應以及運維監控的過程中，通過構建分布式、可重用以及松耦合的系統集成框架方法，實現對民航空管生產數據方案的有效設計，同時還能保證這些信息數據的真實性和可靠性。

5 基于大數據民航空管在交通管制運行中的安全研究

（1）優化創新管理模式。在民航交通管制運行中，需要從實際出發，并確保大數據技術可以快速有效應用到空管運行工作中，從而發揮出應有的作用。在科學合理的管理模式下，保證相關空管人員在運用大數據技術的過程中，對空中交通運行期間存在的問題進行及時糾正。在空管中加強大數據技術應用，能夠有效地對民航機身結構進行管理并優化改革創新，能有效地對傳統飛行器的運行數據進行量化和分析，并得出更加精準的民航運行數據。空中交管部門只有及時建立并完善對應的預警機制，在此基礎上明確需要承擔的責任和義務，與此同時，落實相關流程的實效式管理模式，才能構建出完善的數據分析平臺后，可以使平臺更好地覆蓋實際工作的各個環節。一般在利用平臺進行有效評估時，需要對民航飛行器在運行過程中存在的風險問題進行及時掌控，而在此基礎上運用大數據技術對這些風險進行量化處理后，可以很好地保證運行預警處理人員得到最為精準的運行數據。

（2）提升民航工作人員的大數據應用意識。站在現實角度進行分析，由于空中交通預警管理人員在空中交通管制運行中，應用安全預警大數據完成工作，其大數據應用意識在一定程度上決定民航空中交通管制安全預警工作的應用成效。因此，在民航空管中，通過建立起完善的內部工作培訓機制，并積極引導民航空管人員所在部門的各項培訓活動，使民航空管人員能夠利用大數據運行安全預警技術，采用大數據的方法進行應用和分析。在確保相關人員在大數據技術應用意識有效提升的同時，可以確保他們的大數據技術綜合應用能力滿足空中交通管制的安全預警需求，在這個過程中，只有加強對大數據技術應用信息的宣傳力度，才能不斷地提升相關工作人員對大數據技術信息的重視程度，最終為確保大數據技術在空中交通管制運行中發揮出應有的作用。

（3）將各類通信網絡進行有效整合。通信網絡通常是基于大數據技術的空中交通管制運行安全機制，并在這個過程中發揮重要的作用。在通信網絡中，民航交通管制人員對于飛行器的相關信息進行及時搜集時，需要以交通路線的安全信息作為關鍵依托點，并在完善的通信網絡支持條件下，確保相關工作人員能夠準確有效地搜集到各種不同的信息，從而確保安全預警工作具有足夠的精準性和實效性。在此基礎上，對于空管人員的實際工作內容，還必須要有準確的認知，通過整合通信網絡數據，提高采集相關的工作質量，這是提升數據分析精準度的重要依據。在對通信網絡進行全面檢查時，準確分析網絡運行中可能出現的各種問題，制定出具體的針對性應用措施，可以保證大數據技術在空管運行中更好地發揮出應有的作用。

（4）減少和預防民航空管人為因素導致的數據異常。在預防和減少民航人為因素的過程中，首先采用強化現場運行管理并夯實安全基礎的方法，只有強化相關的規章制度，才能杜絕因為人為原因而造成的個人違章。在日常民航空管中，通過加強日常管理中的安全教育，提高人員的安全意識，才能營造并優化出有法可依、有章可循的規章制度。其次是注重民航空管的日常業務建設，提高相關空管人員的綜合素質，民航管理層只有不斷提高工作人員的知識和技能，才能堅實他們的業務基礎，熟練處理日常的各類事物，而民航各級領導和職能部門通過加強與一線人員的溝通，共同探索解決的方法和途徑，可提高民航空管發展快速，使民航向著更高的方向前進。

6 結束語

在民航空管系統中，大數據技術為空中交通管理生產數據采取數字化、智能化的發展提供了強有力的技術支持，有利于更好地推動新型基礎設施的建設，并且可以更好地完善對民航信息數據的安全保障，從而為民航空中交通管理奠定了良好的發展基礎，推動民航事業向著更好地方向發展。