民航交通空管信息系统的研发大学论文.docx

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民航交通空管信息系统的研发大学论文

摘要

民航交通空管信息系统的研发与应用

随着全球经济的快速发展，信息化已成为各国推进社会发展的一种必然选择。

一个国家的民航业的发展进程在很大程度上取决于该国的信息化发展程度。

不断推进信息化建设和发展，不仅是党中央的整体发展部署，同时也是历史赋予我国民航事业在新时代下发展的机遇与挑战。

对于现代化民航交通空管信息系统的构建，应依赖高科技技术、吸收成功国外成功经验，最终实现满足我国民航需求的空管系统，不断推进我国民航交通空管信息系统的发展，进而提高空管信息系统的服务质量与水平，同时确保民航的安全运行。

民航交通空管信息系统与空管安全之间存在密切的关系，可以说，民航交通空管信息系统就是针对其空管业务的特点而开发的一套具有综合性功能的信息服务平台。

民航交通空管信息系统涵盖了交通空管考勤子系统、飞行电报统计子系统等，其主要向交通空管运行部门、空管安全监督部门及各级领导等提供对相关信息进行查询的功能。

通过对民航交通空管信息系统的运用，可在很大程度上提高空管工作的自动化与信息化，不但对空管工作的实际状况与工作人员的出勤信息在第一时间内进行如实反映，同时还可以对空管工作人员的考勤统计工作进行自动化实现，对民航飞行的次数及某段时间内空管人员对电报处理的数量进行自动化统计，在很大程度上强化了信息化处理及统计的高度；本课题所开发的民航交通空管信息系统可形象的对空管业务信息所运行的状态进行展示，直观的对之前空管的运行记录和现阶段空管的保障状态进行反映，能及时的对采集到的雷达数据进行查看，实时对空管范围内的相关信息进行熟悉和掌握，进而有效的对民航运行的安全状态进行监控和管理；民航交通空管信息系统能预测某段时间内交通空管范围的航班流量和数量，交通空管管理者能以预测到的航班流量为依据，对空管资源进行优化配置，进而来提高空管的安全度；本系统通过网页的形式来展现其实现的功能，进而完成了民航交通空管信息资源的共享。

所以，本系统的运行，可在很大程度上提高民航交通空管部门的工作能力。

基于对民航交通空管信息系统的研究，在一定程度上突破了传统意义上的运行模式，节约了开发成本，掌握了先进的科学技术，同时也取得了良好的效果，这对于我国来说，其所产生的意义相当深远，在很大程度上有助于推动我国民航事业的进一步发展和进步；除此之外，通过对本系统的开发，在一定程度上提高了民航交通空管的管理能力和自动化办公水平，能很好的对保障民航安全运行的信息进行掌握，具有十分深远的意义。

关键词：

民航交通空管；网络架构；电报数据采集及解析；报文统计；WEB

Abstract

Developmentandapplicationofcivilaviationairtrafficcontrolinformationsystem

Withtherapiddevelopmentofglobaleconomy,informationhasbecomeaninevitablechoicetopromotesocialdevelopment.Informationleveldevelopmentprocessofacountry'saviationindustrydependslargelyonthecountry.Continuetopromotetheconstructionanddevelopmentofinformation,notonlyistheoveralldevelopmentofthearrangementsofthePartyCentralCommittee,anditisalsothehistoricalopportunitiesandchallengesofChina'scivilaviationindustrydevelopmentinthenewera.Fortheconstructionofthemoderncivilaviationairtrafficcontrolinformationsystem,shoulddependonhightechnology,absorbthesuccessfulexperienceabroad,andultimatelymeettheneedsofourcountryCivilAviationATCsystem,advancingthedevelopmentofcivilaviationairtrafficcontrolinformationsysteminChina,soastoimprovetheservicequalityandlevelofairtrafficmanagementinformationsystem,atthesametime,toensurethesafeoperationofcivilaviation.

Thereisacloserelationshipbetweenthecivilaviationairtrafficcontrol,informationsystemandATCsafetycanbesaid,withthecomprehensivefunctionoftheinformationserviceplatformofCivilAviationATMinformationsystemisaimedattheATCoperationalcharacteristicsandthedevelopmentofaset.Thecivilaviationairtrafficcontrolinformationsystemcoversthetransportationpipeattendancesubsystem,flighttelegraphstatisticssubsystem,themaintraffictotheATCoperationaldepartments,ATCsafetysupervisiondepartmentsandleadersatalllevelstoprovidesearchfunctiontotherelevantinformation.

Throughtheuseofcivilaviationairtrafficcontrolinformationsystem,canimprovetheautomationandinformationoftraffictoagreatextent,notonlywiththeactualsituationofstaffinATCworkattendanceinformationinthefirsttimetoreflect,alsobeattendancestatisticsworkonATCstaffofautomation,ATCtimesonCAACflightandatimeautomaticstatisticsonthenumberofmessageprocessing,toalargeextentstrengthenedtheinformationprocessingandstatisticalheight;theoperationoftheATCserviceinformationstatecivilaviationairtrafficcontrolinformationsystemdevelopedinthispapercanimagedisplay,operationrecordpriortotheintuitiveandATCatthepresentstageofATCsecuritystatecanreflect,thecollectedradardatatimelyreview,relatedinformationreal-timetrafficcontrolrangearefamiliarwithandmaster,andthentheeffectivemonitoringandmanagementonthesafetyofcivilaviationoperationstate;civilaviationATMinformationsystemcanpredicttheflightflowwithinacertainperiodoftimeandthenumberoftrafficairtrafficcontrolrange,flighttrafficmanagerstopredicttrafficasthebasis,toATCoptimizetheallocationofresources,inordertoimprovetheairtrafficsafety;thesystemthroughthewebpageformstoshowitsfunction,andthencompletetheCivilAviationATCinformationresourcessharing.Therefore,theoperationofthesystem,canimprovethecivilaviationairtrafficcontroldepartment'sabilitytoworkinalargeextent.

Researchonthecivilaviationairtrafficcontrolbasedoninformationsystem,toacertainextent,breaksthroughthetraditionaloperationmode,reducethedevelopmentcost,masteredtheadvancedscienceandtechnology,butalsoachievedgoodresults,whichtoourcountry,thesignificanceisprofound,helptopromotefurtherdevelopmentofourofcivilaviationandprogresstoagreatextent;inaddition,withthedevelopmentofthesystem,improvethemanagementabilityandtheofficeautomationlevelofcivilaviationairtrafficcontrolinacertainextent,canbeverygoodcontroltoprotectthesecurityofcivilaviationoperationinformation,isoffar-reachingsignificance

Keywords:

Civilaviationairtrafficcontrol；Networkarchitecture；Acquisitionandanalysisofdatatelegraph；Packetstatistics；WEB

目录

AbstractIII

目录V

第1章　绪论1

1.1课题背景1

1.2研究现状2

1.3研究目的及意义3

1.4研究内容4

第2章　系统需求及网络架构分析6

2.1系统目标6

2.2系统需求分析6

2.2.1功能需求分析6

2.2.2非功能需求分析7

2.2.3性能需求分析8

2.2.4接口需求分析8

2.2.5系统的其它需求分析9

2.3网络架构分析9

2.3.1设计原则9

2.3.2网络架构体系10

2.3.3系统架构的整体设计11

第3章　系统设计12

3.1业务功能模块12

3.2模块接口设计12

3.3数据流程设计13

3.4硬件设计13

3.5报文统计子系统与WEB发布子系统功能模块的设计14

3.6数据库设计15

3.6.1数据库设计的内容15

3.6.2数据库设计阶段和工作15

3.6.3数据库的设计16

第4章系统的实现17

4.1报文统计子系统的设计与实现17

4.1.1民航飞行固定电报类型17

4.1.2电报格式17

4.1.3报文采集及解析的硬件设计与实现19

4.1.4报文采集及解析的软件设计与实现21

4.1.5系统数据库表结构的设计与实现26

4.1.6系统的算法描述27

4.2WEB子系统的设计与实现32

4.2.1用户权限的设置32

4.2.2WEB子系统实现的功能33

4.2.3WEB子系统的实现34

第5章结论与展望49

5.1结论49

5.2展望51

参考文献52

致谢54

第1章　绪论

1.1课题背景

从广义上讲，民航交通空管系统是一个集空中交通服务、交通流量管理与空域管理为一体集合体，该系统不仅可以为用户提供飞行情报方面的服务，同时也能提供航空气象等方面的一些服务。

空中交通服务主要涵盖了三个方面的内容，一是飞行情报服务，二是管制服务，三是交通告警服务。

其中，管制服务的主要作用就是推动空中交通服务有序进行，防止航空器之间、航空器和障碍物之间发生碰撞。

民航交通空管信息系统的基础就是通信导航监视系统，该系统主要涵盖了三方面的内容，即监视、导航及通信等；通过通信导航监视系统，不但为民航交通空管工作提供保障，同时也不间断的为航空公司等单位提供数据导航及信息通信等。

推动民航交通运输有序进行的基础就是具有现代化技术水平的空管。

改革开发以来，我国民航空运业每年基本上都保持15％的速度增长，快速变成了业务量位居世界前列的民航国家，据相关专家预测，我国在今后二十年内，其民航数量在原有的基础上再增长3000架；随着社会经济的全球化发展，民航业的需求量日益增加，民航飞行量也不断出现陡增的现象，但由于空中交通管理水平低下，依然无法和飞行量的增长保持同步发展，所以，这也就是对民航交通空管系统研究的目的所在。

我国民航交通空管信息系统的建立健全将面临更为严峻的挑战，这主要表现为两个方面，其一，我国地域宽阔，领空范围广，一些传统的空管技术依然无法对这么宽广的领域进行管理，其二，随着全球经济大格局的转变，一些航空技术发达的国家已突破传统管理模式的限制而走向了新技术改革的道路，而在这个关键时刻，如果我国还无法转变理念、继续运用传统技术，那么将会面临民航运输增长、空管无保障的局面。

除此之外，由于我国对一些关键技术的掌握还不明确，这就在很大程度上对推进我国民航交通空管系统的研发和运用造成影响。

对于我国的民航业来说，要构建一个现代化的空管体系，其不仅要搭建技术平台，同时也要创新和完善相关制度，和国外相比，我国的空管事业不管是在空域运用、行业管理，还是在服务理念与技术采用上都要进行彻底的改革与创新，也只有通过这种方式方可推进我国民航空管事业的不断发展和进步。

1.2研究现状

随着自动化与信息化程度的不断深入，对于一些航空业较为发达的国家如英国与加拿大等，其在民航交通空管系统方面的研究与开发已逐渐成熟，如AUTOTRAC系统，该系统可在同一时间内对上千架飞机的运行能力进行跟踪，AUTOTRAC系统在充分结合飞行与雷达数据的基础上，可对雷达飞行的所有信息进行显示，该系统已成功运用在了香港机场中的民航交通空管信息系统中来；除此之外，还有意大利TELEPHONICX公司生产的多雷达处理系统，该系统已成功的投入到了咸阳等一些机场。

机场通过对这些系统的运用，在很大程度上提高了民航运行的数量，为确保航班的准点率及飞机的安全运行创造了良好的条件，与此同时，也在一定程度上提高了空管工作人员的办公能力，为工作的可靠性创造了条件，而国外这些先进的空管技术在国内对民航交通空管信息系统的研究与开发创造了平台，这对我国对民航交通空管信息系统的进一步创新发挥了关键作用。

国外一些发达国家的民航空管技术已突破传统模式，逐渐进入到了一个智能化管理时期，同时这些国家已逐渐将民航空管工作归位于其专有网络中，基于计算机网络技术进而实现广大用户对空管人员的工作状况进行掌握和了解，同时也通过网络技术来管理所有管制范围内的流量信息，进而从真正意义上实现信息化控制与管理。

但是，在引进国外空管信息系统的过程中如果未充分结合我国的民航现状，不但需要花费大量的资金进行开销，同时技术上的一些难点也无法进行很好的消化，进而为我国民航交通空管技术的进一步研究与开发工作带来影响。

近些年来，中国的民航发展始终处于一个逐渐上升的趋势，如西北空管局开发的民航飞行动态处理系统，截止目前，该系统已成功的运用于西北空管局所管制的一些中心站。

到目前为止，在多个空管部门如天津市局、西南空管局等中，对航管信息自动化处理系统的运用已相当成熟，通过该系统来完成对飞行电报信息数据的自动化处理，进而形象的对航班状态进行显示，实现对航班飞行流量的动态统计与管理。

但是，截止到目前，我国依然缺乏有关民航交通空管信息系统方面的一些研究与开发，我国在民航交通空管方面的管理工作依然以传统方式为重，严重制约了我国民航业的发展。

目前，民航交通空管部门也只有以手工统计的方式获取有关空管人员的一些信息，而无法获取空管人员当前的考勤、工作及相关统计信息等，如果要获取这些信息，那么就须到空管部门实现对这些信息的查询，空管人员无法在第一时间内对管区范围的飞行流量进行掌握和了解，无法及时的对管制范围内的雷达数据实时监控。

这样一来，在很大程度上就严重影响了对民航空管安全的检查与管理，容易造成一定的安全隐患，这就为空管工作的进行形成了障碍，不利于空管工作的进一步施展。

1.3研究目的及意义

民航交通空管事业和飞机的安全运行之间存在紧密的联系，从现阶段所采用的空管模式来看，其主要是采用人工监控这种工作方式对民航的运行状态进行监控。

由于这种传统方式无法满足民航业的运输条件，所以，民航交通空管工作存在以下几个方面的问题：

其一，民航交通空管工作缺乏主动性、创新性与科学性，由于传统的监控方式和管理办法已无法满足民航所需，在很大程度上已对我国民航业的发展造成了影响；

其二，民航交通空管工作的准确度较低。

通过传统方式进行飞行数据的统计，无法保证所统计数据的真实性与准确性，进而形成一定的安全隐患，无法确保空管工作质量；

其三，劳动强度大，无法对现有的资源进行共享。

通过传统方式实现飞行数据信息的统计，势必会造成人工劳动强度增加，无法对仅有的信息资源进行共享，在很大程度上造成了人力资源的浪费。

随着全球经济的快速发展，信息化已成为各国推进社会发展的一种必然选择。

一个国家的民航业的发展进程在很大程度上取决于该国的信息化发展程度。

不断推进信息化建设和发展，不仅是党中央的整体发展部署，同时也是历史赋予我国民航事业在新时代下发展的机遇与挑战。

对于现代化民航交通空管信息系统的构建，应依赖高科技技术、吸收成功国外成功经验，最终实现满足我国民航需求的空管系统，不断推进我国民航交通空管信息系统的发展，进而提高空管信息系统的服务质量与水平，同时确保民航的安全运行。

随着现代化技术的不断发展，民航交通空管信息系统已完全表达了新时代、高技术的面貌，该系统集计算机网络技术、雷达监视技术等为一体，属于一个技术含量非常高的专业领域，伴随着社会经济的全球化发展，民航交通空管事业也将出现蓬勃发展的趋势，其工作量也迅速增长，这对于民航交通空管单位来说，如果依然按照传统的办公模式进行管理民航空管事业，那么将面临十分严重的局面，所以，为了满足社会与用户需求，应不断发扬创新精神，进而构建一个智能化、高科技、完善的民航交通空管信息系统，也只有这样方可在一定意义上满足民航空管事业的发展需求，也只有这样方可拉动国民经济的快速增长，也只有这样才能为安全生产提供一个良好的管理平台，进而提高民航空管能力。

对民航交通空管信息系统的研究、评估及部署完全属于一个系统化的、体现实践意义的过程，在此过程中需要投入大量的人力、时间与资金，而应急情形下的各个具有限制性的因素正好为开发民航交通空管信息系统提供了平台，进而凸显新开发的民航空管信息系统在管理上的优势。

雷达等一些地面监视信号的稳定传输、航空气象信息的传递等是确保空管正常运行的基础，这些均体现了通信技术在民航空管工作中的作用和位置。

所以在紧急状况下，如果通信网络出现故障，无法对信息进行准确传输，那么在在这种条件该怎样确保对空管数据进行通信，进而保障对民航飞行状态信息的传输，这就是研究民航交通空管信息系统的关键所在。

本课题研究的民航交通空管信息系统完全依赖于稳定而可靠的通信，实现通信数据的共享，进而很好的对空管工作的正常运行进行动态控制，实现系统功能。

民航交通空管信息系统的网络构建实现了各个网络之间的联络，进而实现了通信网络一体化发展，在特殊情况下使得各网络之间能更好的进行配合，在第一时间内传输空管业务信息，持续保证民航的空管能力，也是今后需要进行深入研究的重点。

通过以上分析可知，我国在民航交通空管信息系统方面的研究和创新始终和与其他国家保持同步，充分发挥其自身优势，牢牢抓住一些重大的发展机遇，有效推进我国整体国力的发展。

充分结合我国自改革开放以来民航空管技术的发展和相关经验，集现行民航空管系统的核心技术与应急保障技术为一体，在一定程度上满足了民航交通空管的动态管理与静态管理；为验证新型技术成果提供了保证，在一定程度上压缩了研究与产品化所消耗的时间；能更好的让广大用户对新型的民航空管信息系统进行体验，进而表达各环境要素在新型空管信息系统中的适应能力。

基于对民航交通空管信息系统的研究，在一定程度上突破了传统意义上的运行模式，节约了开发成本，掌握了先进的科学技术，同时也取得了良好的效果，这对于我国来说，其所产生的意义相当深远，在很大程度上有助于推动我国民航事业的进一步发展和进步。

1.4研究内容

本课题详细研究了民航交通空管信息系统的设计和实现，其工作主要内容包括以下几点：

第一章为绪论。

本章主要对民航交通空管信息系统的现状及发展背景进行了简单的介绍，进而导出了民航交通空管信息系统的工作意义和主要目的。

第二章为系统需求及网络架构分析。

本章首先从功能需求、性能需求和接口需求等方面提出了系统需求，接着提出了系统网络架构，对系统的整体架构设计进行了简要的阐述。

第三章为系统的详细设计。

本章属于系统的设计部分，该部分主要从系统功能模块、系统接口、系统硬件、数据库及系统中各子系统功能模块等方面进行了详细的设计，进而为系统的实现创造条件。

第四章为系统的实现。

本章首先