0 引言
在中國民航高速發展新形勢下，空中交通管制(Air Traffic Management)系統保障能力與快速發展的民航需求之間的矛盾日益突出。20 03年，國際民航組織(ICAO)第十一次航行大會提出：“通過建設統一標準的設施和提供無縫隙的服務，對空中交通和空域實施統一、安全、經濟、高效的動態管理”的全球空管一體化概念，空管系統一體化，是利用新的通信、導航和監視手段，建立一個可互用、無縫隙和全球化的空中交通管理系統，確保各空域用戶更平等地使用空域，為用戶提供最佳服務。航班信息一體化處理是實現全國空管一體化的技術基礎。
為滿足管制工作的需求，緩解信息的多元化及飛行流量的壓力，如澳大利亞、歐洲、日本等空中交通發達國家均已建立起專業、系統化的航班信息一體化管理系統。系統提供的平臺可以很好地整合底層大量的計劃數據、管制數據、雷達航跡、氣象、情報數據，更好的為各類業務需求提供服務，建立航班信息一體化化系統，是航空運輸系統安全、有序和高效運行的必然要求，目前國內正進行這方面的研究論證。
航班信息一體化系統是涉及空管運行各個環節、面向空管各部門及各層次用戶的多模塊綜合信息管理系統。C／S和B／S技術已廣泛用于醫療，教學等領域的管理系統中，但航班信息系統具有數據量大，實時性要求高等特點，利用C／S和B／S技術使航班管理一體化系統在空中交通管制領域得到很好的應用。
1 系統結構設計
根據航班信息管理系統的具體要求，把整個管理系統分為五個子系統：航班信息子系統、流量管理子系統、電子進程單子系統、系統支持功能子系統和綜合信息交互子系統。這些子系統既相互獨立又相互聯系，既可獨立工作又要相互制約，是復雜、龐大的航班信息一體化系統，其目標是實現空管系統航班綜合信息統一管理、規范化管理和信息共享。系統整體結構框架如圖1所示。
從圖1中可以看出，航班信息一體化系統包括了民航運行管理的所有過程，圍繞航班對象貫穿航班生命周期中的所有管制運行的業務需求。圖中ATC表示航空交通管制(Air Traffic Control)；AFTN／SITA表示航空固定電信網(Aeronautical Fixed Telecommunication Netw-ork)／國際航空電信協會(Society International Telecommunication Aeronautiques)所規定的不同電報格式規范。數據交換平臺子系統包含空管基礎數據、ATC綜合輸出信息和電報信息等數據，為航班信息子系統、流量管理子系統和電子進程單子系統提供所需的各類信息。
2 系統實現描述
航班信息一體化整個系統包括了圖1所示的5個子系統，而航班信息子系統是整個系統的核心，流量管理子系統是整個系統應用的重點。席位功能配置功能則使可以靈活滿足不同用戶的需要。下面分別對這三部分進行描述：
2．1 航班信息子系統
航班信息子系統主要是實現飛行計劃的統一申請、統一生成、統一更新和統一發布，解決航班信息一致性和完整性問題，為管制單位準確一致的飛行計劃數據服務。航班計劃從計劃數據庫獲得后，每個航班計劃信息的更新最主要的依據就是AFTN電報。如何正確、高效地處理好AFTN電報是實現航班信子系統的關鍵。最新ICAO4444文件中定義的空中交通服務電報共包括緊急電報、動態與管制電報和飛行情報電報三類。其中動態與管制電報細分為：申報飛行計劃報和有關修訂報、協調電報、補充電報、管制電報(如起飛報DEP、落地報AAR、領航報FPL)等等。盡管ICAO4444文件中對這些電報進行了定義，規定了報文格式，由于人工拍發電報不太規范，系統會收到一些不規范電報。針對不規則電報的識別需要增加人工干預。
飛行電報處理過程主要采用服務器／客戶機方式，保持了瘦客戶端的優點。由于服務器計算速度快，內存容量大，而且整個數據庫文件不必在網絡中往返傳遞：在服務器上系統接收、發送民航電報報文，分析處理電報，提取飛行計劃數據，根據飛行計劃處理過程自動發送電報；在客戶機上，顯示電報，處理電報隊列中的電報，編輯拍發電報，在電報數據庫中查詢電報、統計電報。飛行電報處理如圖2所示。
由圖2可知，系統從AFTN網接收電報后保存到報文數據庫，然后進行電報分析處理提取有關飛行計劃數據，若系統處理成功則保存飛行計劃數據后轉入相應的接口程序；任何狀態下系統無法識別或者不能獲得相應航班信息時都轉入到人工干預界面，由人工修改后再發回系統處理。同時系統也可以通過AFTN對外發送有關電報。
2．2 流量管理子系統
空中交通流量管理(AFTM)是目前空中交通管理研究的活躍領域，是我國未來15年空管發展的重點之一。很多高校、科研機構也針對流量管理開發了一些系統，美國聯邦航空局(FAA)提出了協同決策(CDM)的概念，重點在于通過對態勢保持相同的了解、增強可預見性和改善系統的規劃，提高交通流量管理TFM的效率。圖3給出了流量管理的流程圖。
流量預測是根據次日飛行計劃、當日飛行計劃及可能不按時間表實施的航班或者臨時申請的加班臨時計劃，對流量進行預測，根據預測的結果，對未來幾小時的容量、流量進行預測，給出流量告警。在圖3中，首先根據靜態飛行計劃、次日飛行計劃、當日飛行計劃和FPL飛行計劃的流量進行預測，并將預測結果放置在數據庫中。將各監視對象的容量值分配到多個時間片，并計算各時間片經過各監視對象的流量值，再將時間片流量值與對應的容量值進行比較，判斷其流量狀態量門限為過載狀態，低于或等于容量值為正常狀態。在數據庫中記錄流量預測的結果，包括流量值、流量計劃信息等。系統能根據存放在靜態、次日、當日飛行計劃預測結果，提供流量顯示功能，包括日小時流量的粗略分布顯示以及指定時間范圍內各時間片的流量詳細分布顯示，同時還能給出流量告警提示。
2．3 席位功能配置
通過席位配置界面，系統管理員能夠對航班信息一體化系統所有的席位類別進行增加、刪除和修改等操作。增加席位時，提供系統全部功能供選擇，可以方便選擇該席位所具有的功能權限，將系統功能分配至增加的席位類別，采用席位功能配置，系統管理員可以根據需求靈活配置各席位的功能，不但可以對各應用功能配置，還可以配置到各個應用程序的內部功能。不同的席位根據需求分配不同的功能權限，設置簡單，方便管理員進行用戶管理設置，使用戶與席位關聯，同時間級與系統功能關聯。席位配置流程如圖4所示。
3 系統測試結果
以流量管理為例，給出了所設計系統的效果圖，如圖5所示。
圖5是流量預測模塊顯示所選定航路點當天當前時間之前1小時以及未來6小時的流量情況。中間部分和右側部分分別以柱形圖、時隙圖的形式顯示流量預測的結果。其中柱狀圖顯示可以通過調節時間間隔對流量預測單元進行細化，并以列表的形式顯示了相應時段內的航班詳細信息，通過航空公司、航班飛行狀態、航班飛越類型以及航班尾流類型等分類顯示類型來進行航班顯示狀態的切換。圖中柱狀圖紅色代表預計起飛FPL狀態的航班數量，綠色代表已起飛DEP的航班數量；蘭色代表計劃狀態發航班數量；三者累加表示了特定時間里的飛行流量趨勢。其中橫軸為時間軸，縱軸為流量數值。
4 結語
航班信息一體化系統的建設能滿足航班信息統一管理、流量管理輔助決策以及輔助管制的需要，提高了空管部門在履行職能時所需的技術手段，滿足未來空管業務發展的需要，提高了工作效率，減少了航班延誤時間。為全國的中央流量管理系統積累經驗，推動了空管系統信息化進程，具有良好的社會效益和空管安全效益。