理論與實踐:基于數(shù)據(jù)共享的機場統(tǒng)一信息平臺建設(shè)與應(yīng)用
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作者：鄭曉敏
民航業(yè)作為一個與信息技術(shù)密不可分的行業(yè)，其信息化發(fā)展速度高于國內(nèi)其他交通領(lǐng)域�？展堋C場、航空公司等單位均已建立了比較穩(wěn)定、完備的信息系統(tǒng)。依據(jù)美國哈佛大學(xué)教授理查德·諾蘭(R.Nolan)提出的經(jīng)典信息化建設(shè)階段劃分理論（諾蘭模型），目前民航業(yè)的發(fā)展已經(jīng)跨過初始階段、擴展階段、控制階段，開始進入集成和數(shù)據(jù)管理階段。
航空運輸系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，每個航班的保障都會涉及很多單位、人員、設(shè)備和系統(tǒng)，且各保障環(huán)節(jié)相互影響，環(huán)環(huán)相扣。目前空管、機場、航空公司都在對協(xié)同決策技術(shù)進行研究[2-4]，有的集中于自身內(nèi)部單位的協(xié)同，有的則跨度幾個單位開展協(xié)同決策工作。要做到協(xié)同決策，最基本的條件就是各種資源和信息的整合與共享，實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，可以實時獲取和分析整個保障過程數(shù)據(jù)，從而支持跨部門、跨單位開展協(xié)同工作。
機場作為航空運輸鏈條中最主要的節(jié)點，駐場單位眾多，保障環(huán)節(jié)復(fù)雜，承擔了90%以上的航班保障工作。航空器流、旅客流、行李流、貨物流、交通流均在機場這個平臺上運作，機場集合了空、地運行的眾多關(guān)鍵信息。因此，以機場自身系統(tǒng)為依托，建立整合空管、機場、航空公司及其他保障單位運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺，實現(xiàn)關(guān)鍵流程環(huán)節(jié)的無縫鏈接和運行主體間的信息實時交互，是有效開展協(xié)同決策，促進航班運行保障順暢的發(fā)展方向。
1機場統(tǒng)一信息平臺的功能建設(shè)
機場統(tǒng)一信息平臺無縫銜接空管、航空公司、機場等運行單位的保障信息，建立以提升運行效率、滿足旅客出行需求為目標的系統(tǒng)指揮決策過程。通過收集匯總航班運行各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，整合各保障單位的生產(chǎn)信息，建立起從飛機進入機場空域到飛出機場空域的全方位的航班進程監(jiān)控體系，為組織協(xié)同決策提供系統(tǒng)支持。平臺面向空管、機場、航空公司等駐場單位使用，主要功能如下。
I.I 航班進程監(jiān)控
在航班結(jié)柜、安檢、登機、客艙清潔、餐食、行李、關(guān)艙門、推出、放行等關(guān)鍵保障環(huán)節(jié)信息實時傳輸和共享的基礎(chǔ)上，可通過系統(tǒng)對航班保障全流程進行實時監(jiān)控，并對延誤環(huán)節(jié)進行報警，提示人工進行處置干預(yù)，減少航班延誤發(fā)生。
1.2 航班延誤判定
各保障單位根據(jù)統(tǒng)一信息平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)以及統(tǒng)一標準，由系統(tǒng)自動判定延誤原因。統(tǒng)一信息平臺使航班保障各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)公開、透明、統(tǒng)一，準確進行延誤原因判定，避免出現(xiàn)因信息不對稱導(dǎo)致的誤判及推諉扯皮現(xiàn)象，提高航班延誤原因判定的準確性和規(guī)范性。
1.3 運行效率監(jiān)測
通過整體生產(chǎn)信息采集和模型分析，結(jié)合全流程數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，實時計算出空中和地面各環(huán)節(jié)保障能力，結(jié)合機場各環(huán)節(jié)實際運行狀況，動態(tài)反應(yīng)機場整體運行效率水平，對問題環(huán)節(jié)實施自動報警。
通過對航班保障全流程進行多維度分析，可準確定位制約運行效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以便有針對性地改進提升。同時，通過對比其他保障單位運行效率，可進一步識別自身保障中存在的差距，制定有效的改進措施，通過信息共享，共同促進運行效率提升。
1.4運行標準完善
運行標準是航班運行保障的基本依據(jù)，是運行效率的政策導(dǎo)向。隨著航班量、運行資源、運行環(huán)境的不斷變化，運行標準的使用也是指導(dǎo)和影響運行效率的關(guān)鍵因素。通過數(shù)據(jù)共享，不斷測算各保障環(huán)節(jié)運行標準的達標情況，驗證標準的適用性，重點分析未達標環(huán)節(jié)的原因，改進短邊問題，持續(xù)完善運行標準，將對運行效率的提升起到積極促進作用。
1.5 大面積航班延誤協(xié)同決策
大面積航班延誤情況下，通過空管確定起降能力、機場確定地面保障能力、航空公司確定飛行計劃，統(tǒng)一制定航班放行排序計劃，以達到運行整體有序、服務(wù)保障順暢目的。同時，通過大面積航班延誤后的全流程效率分析，可檢驗空地同步放行機制的實施效果，查找放行保障中存在的問題，進一步優(yōu)化放行規(guī)則、完善放行排序機制，提升大面積航班延誤處置能力。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與上報
利用統(tǒng)一信息平臺統(tǒng)計并上報機場的航班架次、旅客吞吐量、貨郵吞吐量、航班正常性、航班延誤原因等數(shù)據(jù)。
2機場統(tǒng)一信息平臺的總體架構(gòu)
機場統(tǒng)一信息平臺將各保障單位，從一個個孤立的、分散的信息孤島，向信息高度集成的統(tǒng)一信息平臺全面升級，實現(xiàn)機場各類運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整合、統(tǒng)一展示與統(tǒng)一訪問。機場統(tǒng)一信息平臺總體架構(gòu)如圖1。
2.1數(shù)據(jù)管理平臺
數(shù)據(jù)管理平臺包括數(shù)據(jù)校驗管理、數(shù)據(jù)授權(quán)管理、數(shù)據(jù)匯總整合、數(shù)據(jù)應(yīng)用聚集等功能，實現(xiàn)統(tǒng)一信息平臺對各保障單位數(shù)據(jù)的接收、整理、匯總和存儲，并針對不同的用戶與不同的應(yīng)用需求，提供規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。
2.2 網(wǎng)絡(luò)和接入平臺
網(wǎng)絡(luò)和接入平臺包括空管、機場、航空公司和其他保障單位的各種網(wǎng)絡(luò)接入。該平臺支持各保障單位通過各自的網(wǎng)絡(luò)接收統(tǒng)一信息平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)。
2.3安全管理平臺
安全管理平臺提供網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)安全、系統(tǒng)管理、防病毒及數(shù)據(jù)備份等功能，保證統(tǒng)一信息平臺的安全、可靠及高效運行。終端用戶訪問方式為VPN，通過用戶身份認證保證數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)級別的訪問通過數(shù)據(jù)中心的LDAP統(tǒng)一權(quán)限驗證實現(xiàn)。
3機場統(tǒng)一信息平臺的實現(xiàn)
通過中間件平臺MB將各數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)引入統(tǒng)一信息平臺，承擔不同組織之間溝通互聯(lián)角色，是面向服務(wù)且異構(gòu)系統(tǒng)的信息交互平臺。其中的中間件平臺作為SOA中的企業(yè)服務(wù)總線將各系統(tǒng)之間所共享的數(shù)據(jù)按照事件、消息的路由將各類數(shù)據(jù)進行傳輸、共享，有機的將各個系統(tǒng)進行互聯(lián)、溝通。具體邏輯架構(gòu)如圖2所示。
3.1 MB平臺客戶端接入方式
MQ連接（根據(jù)提供的API或者IBM公司標準的MQI進行接口程序開發(fā)）建立實時接口接收數(shù)據(jù)，采用MQ進行消息隊列的管理。用于實時性要求比較高的系統(tǒng)，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。
通過HTTP SERVER調(diào)用WAS服務(wù)：調(diào)用中間件服務(wù)器提供的Web Service，獲取需要的數(shù)據(jù)類型用于實時性要求不高的系統(tǒng)，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。
3.2 MB平臺系統(tǒng)的接入方式
3.2.1 通過內(nèi)網(wǎng)之間的接入
MB平臺系統(tǒng)的中間件平臺主要部署在機場生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，對于各系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)之間的互聯(lián)可以采用兩種方式來開發(fā)與中間件平臺MQ交互的接口程序：通過調(diào)用機場提供的API程序來開發(fā)相應(yīng)的接口程序；通過調(diào)用IBM的中間件產(chǎn)品MQ的標準開放API-MQI來開發(fā)相應(yīng)的接口程序。
3.2.2通過外部Internet的接入
MB平臺的中間件平臺專門針對外部Internet用戶的接入部署了擴展服務(wù)器節(jié)點，該節(jié)點可以服務(wù)外部Internet用戶的Web Service請求，可支持實時性要求不高，且不能通過專線連接的外部系統(tǒng)。
3.2.3 通過專線方式的接入
對于可建立專線連接的外部系統(tǒng)可直接連接MB平臺生產(chǎn)網(wǎng)的中間件服務(wù)器，建立專用的基于MQ的數(shù)據(jù)接口獲取數(shù)據(jù)，如圖3所示。
中間件平臺上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、消息必須具有標準化和簡潔化等特點以達到處理簡單，易于擴充的目的。機場MB平臺采用XML格式作為消息格式，各類消息采用事件的形式進行定義。
4 機場統(tǒng)一信息平臺的應(yīng)用
按照統(tǒng)一信息平臺的建設(shè)思路，首都機場已同空管、航空公司、地服公司等單位實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)，初步建成首都機場統(tǒng)一信息平臺，同時研發(fā)了前端應(yīng)用系統(tǒng)，部分功能已在日常運行管理過程中得到應(yīng)用，具體如下。
4.1航班進程監(jiān)控
整合各保障單位數(shù)據(jù)，以甘特圖形式實時展示航班地面保障各環(huán)節(jié)的保障進程，如圖4所示。運行管理人員可實時監(jiān)控每個航班，發(fā)現(xiàn)問題及時協(xié)調(diào)處置，減少航班延誤的發(fā)生。
4.2旅客流程監(jiān)控
實時展現(xiàn)每個航班的旅客流程數(shù)據(jù)，涵蓋值機人數(shù)（柜臺、自助、網(wǎng)上），過檢人數(shù)，過檢時間（第一名、最后一名），登機人數(shù)，登機時間，同時按照空管CDM系統(tǒng)的決策時間推算航班的建議登機時間，如圖5所示。此功能用于輔助運行管理人員監(jiān)控每個航班的旅客保障情況，發(fā)現(xiàn)問題及時協(xié)調(diào)處置。
4.3 保障環(huán)節(jié)預(yù)警
根據(jù)運行標準，計算出各保障環(huán)節(jié)的建議開始、結(jié)束時間，并通過關(guān)鍵運行保障環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控，對超過各保障環(huán)節(jié)建議時間情況進行預(yù)警提示，如圖6所示。
4.4運行效率展現(xiàn)及趨勢預(yù)測
依托整合的運行數(shù)據(jù)，實時展現(xiàn)機場整體航班運行效率，包括航班滯留情況、旅客登機情況、航班客齊等待情況及未來的航班放行能力，為下一步的決策提供依據(jù)，具體如圖7所示。
4.5延誤原因判定
依據(jù)航班各保障環(huán)節(jié)的時間數(shù)據(jù)，結(jié)合運行標準，對航班延誤原因進行界定（天氣、航空公司、流量、軍事活動、空管、機場、聯(lián)檢、油料、離港系統(tǒng)、旅客、公共安全），如圖8所示。同時，該功能支持對航班延誤的具體過程進行詳細記錄。
5結(jié)語
通過機場與空管、航空公司、地服公司等單位間的系統(tǒng)互聯(lián)，建立基于各方數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一信息平臺，可有效整合航班運行鏈條上各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實時展現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的運行效率，有效研判未來運行趨勢，提升協(xié)同決策的效率與水平。同時，建設(shè)機場統(tǒng)一信息平臺還可以減少日常人工監(jiān)控及信息傳遞的工作量，不僅節(jié)約人工成本，還能提升運行監(jiān)控的效率及品質(zhì)。
6【摘要】
航空運輸系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，機場作為航空運輸鏈條上的主要節(jié)點，集合了空、地運行的眾多關(guān)鍵信息。以機場系統(tǒng)為依托，建立整合空管、機場、航空公司等保障單位運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺，可有效支撐不同運行主體間協(xié)同決策工作的開展。本文結(jié)合航空運輸實際，對機場統(tǒng)一信息平臺應(yīng)具備的功能進行了詳細闡述，并提出了建設(shè)機場統(tǒng)一信息平臺的總體架構(gòu)與實現(xiàn)方式。最后，對機場統(tǒng)一信息平臺在北京首都國際機場的實際應(yīng)用情況進行了具體介紹。
