CN102377657A - 用于航班信息一体化管理***的外部数据引接*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***包括欧洲猫引接服务器，接收欧洲猫自动化处理***输出的打印口数据；电报引接服务器，接收转报***的转报机转发的飞行计划相关的AFTN电报和SITA电报，及与气象相关的AFTN电报；雷达数据引接及处理服务器，接收并处理来自欧洲猫自动化处理***输出的DOD雷达数据和中国电子科技集团第28研究所自动化处理***输出的雷达航迹数据；情报引接服务器，接收情报室提供的数据；以及与所述服务器相连的MQ服务器。采用本发明可接收来自各空管信息***的数据以进行整合与统一利用。

Description

用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***

技术领域

本发明涉及航班信息一体化管理***，具体地，涉及用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***。

背景技术

近年来，为了解决空中交通管制的瓶颈问题，加大空中流量，空管单位在实时空中交通指挥***建设方面进行了大量的投入，引进了欧洲猫等先进雷达自动化处理***。然而，空管流量的瓶颈问题不仅仅表现在实时的雷达自动化监控阶段，而是贯穿于航班的整个生命周期。在非实时监控阶段，同样需要科学有效的管理。例如：如果飞行计划排班不科学就有可能造成空中拥挤或某段时间空域、机场等得不到最大利用；如果飞行计划不能及时准确地编制及发布，就会直接影响雷达自动化处理***的实时监控工作，对安全生产极为不利。

目前空管单位使用的各种信息***主要包括：航班信息***，用于电报处理、电报查询、飞行计划处理、飞行动态显示、进程单处理、辅助管制移交等；欧洲猫自动化处理***(EURO-CAT)，主要通过***的雷达设备获取当前空中飞行器的各飞行参数，并结合航路点、航路、扇区等直观展现给管制人员，管制员通过该***展示的信息指挥航班飞行；中国电子科技集团第28研究所(有时简称28所)自动化处理***，提供类似欧洲猫自动化处理***提供的功能，目前作为欧洲猫自动化处理***的备份***；DMHS转报***(航空电报和信息交换***)，即AFTN转报网络***，能够拍发、接收和转发各种与空管相关的AFTN电报、SITA电报(飞行动态固定格式电报分为AFTN和SITA两种格式，AFTN格式电报供空中交通管制部门使用，SITA格式电报供航空公司航务部门使用，两种格式不能混合使用)和其他如气象电报等；以及情报***，提供及时、准确、全面的航行情报信息等。

目前航班信息的交换几乎都是依赖AFTN电报，电文的拍发基本上处于人工或半人工状态，出现的错误和问题很多，给先进的雷达自动化处理***充分运行带来相当的不便。而情报信息的传递则以传真的通讯方式进行，人工干预较多。且上述各空管信息***的运行模式相对孤立，管制员需要在多个信息***中去寻找需要关注的信息，工作效率低，且管制员在多个信息***中反复搜索容易造成“错、忘、漏”的情况。因此，需要建设一套集中式的航班信息一体化管理***来解决以上存在的问题，代替传统的航班信息***，从不同的外部信息***获取不同的信息，同时也向不同的信息***提供信息服务，以进一步提高空管航班信息资源的综合应用能力，进一步促进空管***的安全运行水平和服务质量的提高。该航班信息一体化管理***需要接收来自各空管信息***的数据以进行整合与统一利用。因此需要提供一种适用于该航班信息一体化管理***的外部数据引接***。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***，以接收来自外部空管信息***的数据并进行解析处理。

本发明的用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***包括欧洲猫引接服务器，接收欧洲猫自动化处理***输出的打印口数据；电报引接服务器，接收转报***的转报机转发的飞行计划相关的AFTN电报和SITA电报，及与气象相关的AFTN电报；雷达数据引接及处理服务器，接收并处理来自欧洲猫自动化处理***输出的DOD雷达数据和28所自动化处理***输出的雷达航迹数据；情报引接服务器，接收情报室提供的数据；以及与所述服务器相连的MQ服务器。

本发明采用冗余数据源、多路数据负载均衡并行处理的工作方式，减少了单点故障，并实现了***内部故障时的无缝切换。更加智能的数据解析算法，与以往***相比大幅度的减少人工干预工作量，例如AFTN电报解析率提升至98％，SITA的PLN电报以往是全人工处理，现在***可以处理80％以上，情报信息完全改变了以往传真的通讯方式，并减少了人工处理工作量60％以上。多种类数据的融合，改变了以往空管信息***相对孤立的运行模式，管制员不再需要在多个信息***中去需找关注的信息，一体化外部数据子***将管制员所关注的数据集中展现，大大提高了管制人员的工作效率，减少了管制员因在多个信息***中反复搜索而造成的“错、忘、漏”的情况。

附图说明

图1是本发明的外部数据引接***的整体结构图。

图2是本发明的外部数据引接***的网络拓扑图。

图3是本发明的欧洲猫数据处理流程图。

图4是本发明的电报数据处理流程图。

图5是本发明的电报监控处理流程图。

图6是本发明的电报拍发流程图。

图7是与本发明情报引接服务器相连的情报***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体如图1所示，本发明的用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***包括多个接收各外部信息***数据的引接服务器，主要包括欧洲猫引接服务器，电报引接服务器，雷达数据引接及处理服务器，以及情报引接服务器；还包括与各引接服务器相连的MQ服务器。其中，欧洲猫引接服务器、电报引接服务器及雷达数据引接及处理服务器是通过串口通信的方式实现数据引接的，并都是有多路数据源同时输入的，实现了数据的冗余以及双机并行机制。情报引接服务器目前是通过单路同步情报室提供的数据库实现的。各引接服务器与内部服务进行通信是采用IBM，MQ 6.0消息中间件。

欧洲猫引接服务器，即欧洲猫打印口数据引接服务器，其接收欧洲猫自动化处理***的打印口数据，对航班进港和离港的进程单进行解析，显示成电子进程单并进行相关的业务处理。所述打印口数据即欧洲猫自动化处理***生成的进港和离港进程单数据，通过打印的方式输出。如图1所示，两台欧洲猫引接服务器共引接了4路冗余数据，通过串口通信的方式获取，两路从正式使用的“04”欧洲猫引接，两路从备用的“08”欧洲猫引接。每个欧洲猫引接服务器都接收来自“04”和“08”的打印口数据。其中“04”打印口是塔台正式使用的数据源，而“08”打印口是塔台备用的数据源。

电报引接服务器负责接收来自DMHS转报***的转报机转发的各种与飞行计划相关的AFTN电报和SITA电报，解析并进行相关的业务处理；该电报引接服务器也接收来自该转报***的转报机转发的与气象相关的AFTN电报(主要包括METAR，TAF等种类的气象报)，进行解析处理并在界面上提供参考以及业务告警。

为了做到冗余备份，避免单点故障，采用了两台服务器进行引接数据工作，即1号服务器引接A、C路，2号服务器引接B、D路。电报引接服务器各引接了两路完整数据，通过串口通信的方式获取，但这两路各自由两路负载均衡的线路构成，A+C＝B+D。转报机本身具有负载均衡机制，即可以将所有电报通过两路信号源输出，目前使用的信道号为YTA和YTB，所以YTA与YTB信道中的电报之和就是所有电报总量。同时为了满足数据源冗余要求，还有一路冗余数据源也是用负载均衡的方式部署的，信道号是YTC和YTD，因此可以说YTA+YTB＝YTC+YTD。

雷达数据引接及处理服务器接收欧洲猫自动化处理***的DOD雷达数据(即欧洲猫自动化处理***输出的雷达航迹数据，其中还包含了管制员的指挥信息)和28所自动化处理***输出的雷达航迹数据，进行解析，并在VIFS(航班信息综合显示***)界面上显示航班当前航迹，其中航班航迹信息也为航班统计提供数据源。

两台雷达数据引接及处理服务器引接两路完全相同的欧洲猫自动化处理***的DOD雷达数据和28所雷达数据，即每路都包含欧洲猫和28所两者的数据，通过串口通信的方式获取，互为冗余备份。

情报引接服务器同步情报室提供的数据进入一体化的数据库，并在界面上提供给报告室工作人员以及管制员参考。

情报引接服务器目前只有一路，通过数据库同步的机制获取数据至一体化数据库，但本发明并不限于此，若情报室提供多数据源，也通过多路同步数据库，实现数据的冗余机制。

由于情报数据的特殊性，航班信息一体化管理***没有直接引接情报数据的数据源，而是同步情报室已解析并处理过的情报数据，因此这里采用直接同步数据库的方式。

由于各种引接服务器的物理位置可能比较分散，而引接的信息源又可能逐渐增多，所以在引接服务器上只安装引接程序，避免各种信息源远程的访问数据库并减小各引接服务器的配置要求。

除雷达数据处理程序外，其他所有接口处理程序分别在MQ服务器1和2上运行一份，处理冗余数据，双机并行。

各引接服务器与内部服务之间的通信主要采用MQ集群负载均衡方式，网络拓扑图如图2所示。

欧洲猫打印口四路数据(04，08各两路)的前置模块装于欧洲猫引接服务器上，其安装MQ服务端，使用MQ服务端通信机制，与MQ服务器上的队列管理器建立MQ集群，并通过服务器集群的负载均衡方式，与MQ服务器上的MQ队列管理器进行通信。后置模块安装在MQ服务器上，接受数据。保证通过MQ进行传输的数据都是通过MQ的服务端通信机制进行传输。欧洲猫引接服务器获得打印口数据后将这些原始数据通过MQ中间件发送至MQ服务器，由部署在MQ服务器上的欧洲猫后置模块进行数据解析和处理。其中“04”打印口的数据源接有打印机，能够在前置模块不模拟打印机心跳信号的情况先输出数据。“08”打印口是塔台备用的数据源，前置模块需要模拟打印机与之相连的心跳信号才能获取数据。欧洲猫“08”***输出打印口数据的前提是探测到有开启的打印机相连即接收到打印机反馈的心跳信号。具体过程是欧洲猫首先发出“0x05”的信号询问，若得到“0x02”的信号则认为有开启的打印机相连，可以对外输出数据。因此，引接欧洲猫“08”数据的前提条件是需要前置模块模拟打印机信号“0x02”回复欧洲猫，收到欧洲猫心跳信号“0x05”回信号或按照一定频率回复，目前采用的是600毫秒回复1次。关于是否回复信号、回复的频率、是否接收到信号再回复都可以在配置文件中进行配置。当四个串口都接收到数据后，往MQ集群环境中的共享队列中放入数据，两个后置模块也往共享队列中取。

电报的四路数据(A，B，C，D)的前置模块装于电报引接服务器上，其安装MQ服务端，使用MQ服务端通信机制，与MQ服务器上的队列管理器建立MQ集群，并通过服务器集群的负载均衡方式，与MQ服务器上的MQ队列管理器进行通信。后置模块安装在MQ服务器上，接受数据。保证通过MQ进行传输的数据都是通过MQ的服务端通信机制进行传输。电报引接服务器获得转报机转发的电报数据后将这些原始数据通过MQ中间件发送至MQ服务器，由部署在MQ服务器上的电报后置模块进行数据解析和处理。

因为雷达数据数据量大，并且相对独立，不需要和消息中间件内部进行通信，所以雷达数据的前置、后置模块与MQ服务端，安装在一台机器上。然后直接与VIFS服务器建立SOCKET连接，与VIFS服务器进行通信。VFIS***的作用是接收实时的雷达数据，进行航班的挂单，用户可以直观的看到航班的当前位置。该服务器位于转报房的机柜中，与航班信息一体化管理***网络相连。

两台MQ服务器上的两个后置模块同时往MQ的共享队列中取欧洲猫数据，由于四路数据冗余，必然拿到的数据有4份一样的。后置模块的处理方式如图3所示：图中FP05、CR01、CR20分别是一体化数据库中的航班信息表、离港进程单表、进港进程单表。

采用这种处理方式的依据在于：每条航班信息只会对应一条进离港数据。由于匹配起飞、落地时间并非精确匹配而是给定一个容忍范围，所以无论是相同进程单或是略有改动的进程单都会对应同一条航班信息记录、进离港记录，所以只要对表进行更新即可，这样即不会漏处理数据，也可以过滤冗余数据。目前采用的是将进程单中的时间往后1小时和往前12小时进行匹配，即在计划中找STO-1＜＝ETO＜＝STO+12，其中STO是计划时间，ETO是打印口进程单的预计时间。

有时进程单会打出起飞或落地时间在当前时间半小时以前的进程单，该进程单是由于本身没有航班计划而又延误造成的，这时候***无法自动判断该时间，而是在***警告消息中提示用户。

由于欧洲猫的心跳信号是6秒钟一次，欧洲猫前置接收程序当在10秒钟之内未收到任何数据的时候则会向客户端报警，内容包括某IP地址的某端口。

根据图3我们可以看出，欧洲猫引接服务器在接收冗余数据的同时不会造成重复处理以及丢失，只要四路引接数据不是同时停止工作，可以保证稳定的接收和正确的处理数据。同时在两个MQ服务器上运行后置模块，无论哪个***出现故障，另外一个***仍在正常处理欧洲猫数据并且不存在任何数据丢失。

电报数据由两台电报引接服务器从四路串口中获取已实现负载均衡的两路电报数据，这两路数据互为备份。每台引接服务器上接受的是两路合起来完整的电报数据。

由于电报数据量比较大，为了避免重复处理带来不必要的负载，在电报存库后即进行比较，如图4所示，采用这种处理方式出于如下考虑：在数据量小的表中进行字段的比较对于数据库的负载、响应时间影响相对较小，因此在TX16表中，只存放1小时之内的电报数据，在一小时内重复的报文将只保存而不做任何处理。工作线程会定期将1小时以前的数据从TX16表中删除。另外，由于电报有冗余，而用户关心的只是一份，若把所有电报都存放在TX01中不但增大了查询电报的响应时间，也使用户看到了不必要的冗余数据。所以将所有电报数据都存放在TX15表中，除了这里***一次，没有任何地方对TX15表进行操作，而TX01中只存放唯一的一份电报数据。这样即可以留下所有电报的数据又不会提高数据库的负载同时用户也不会查询到重复数据。

电报引接服务器还具有电报监控功能，这里的监控主要是针对与转报机通信是否正常设计的。转报机并非立即响应的***，需给它一个容忍范围，这里给的是两分钟，具体流程如图5所述。这种做法的缺陷在于存在四分钟的判断真空期，但这应该是在用户的容忍范围之内，因为没有更好的方法去测试与转报机之间的通讯是否正常。

MQ后置模块在接收到客户端拼装好的报文正文后，将该正文放入MQ队列中，四个前置模块如果测试通过自己与转报机通讯是正常的，则都去MQ队列取消息，若某个前置模块取到了该报文，则进行拼装报头和正文。报头拼装要按照转报机识别的格式，若收报地址超过5个则要进行拆分，最多转发给5个地址，多的地址将正文重复。

发报流程如图6所示，当发送电报不成功时，客户端会有告警提示。这里主要指的是串口通信层面的发送成功与否。当前置模块发现自己与转报机通讯工作不正常时，在标记自己为非正常状态的同时也会往MQ中放入自定义消息，当后置程序收到该消息时，会给客户端发送警告消息，用户可以在界面上看到具体某IP地址的串口和转报机的通讯工作非正常。这里还需要注意的是，在发送每一份报文时，需要有一个睡眠时间，即程序主动暂停，防止从MQ队列中读到多份电报数据，在同一时间发送给转报机，加大转报机的负载。

图7所示的情报***指的是情报室正在使用的情报处理***，而本发明的情报引接服务器是通过数据库同步的方式获得情报室已经处理好的情报信息数据的。

在航班信息***网络中有2台前置机，接收情报***推来的数据并存入数据库。

一体化生产网中的服务器可以从前置机上读取数据，一体化生产网是指一体化***正式使用的网络环境，管制人员平日用于生产使用的网络环境。

一体化测试网中的测试服务器可以从前置机上读取数据。

前置机不能从一体化生产网与测试网读取数据，一体化测试网是指用于调试、测试一体化***的网络环境，开发人员和测试人员在该网络环境中进行工作。一体化测试网中也接入了所有一体化正式网中接入的外部数据，但在网络上两个网络是不互通的。访问方式为：一体化网络与测试网络从逻辑上隔离开。

连接方式为：前置机双网卡分别连接防火墙与航班情报网(如图7所示)。

防火墙1的outside(E0/1)接口连接前置机1；inside(E0/0)接口连接核心交换机1接口G3/3，交换机分配其VLAN4网段(外部数据接口VLAN)；DMZ(E0/2)接口连接核心交换机1接口G3/34，交换机分配其VLAN207网段(测试VLAN)，IP地址如图所示。

防火墙2的outside(E0/1)接口连接前置机2；inside(E0/0)接口连接核心交换机2接口G3/3，交换机分配其VLAN4网段(外部数据接口VLAN)，IP地址如图所示。

实现方式为：在防火墙1上，将前置机1与防火墙1直连接口的IP地址，分别静态映射为VLAN207与VLAN4网段IP地址(如图所示)，生产网访问172.17.4.5(测试PC访问10.1.2.90)地址，读取前置机1上的数据。

在防火墙2上，将前置机2与防火墙2直连接口的IP地址，映射为VLAN4网段IP地址(如图所示)，生产网访问172.17.4.6地址，读取前置机2上的数据。

在防火墙配置静态路由使测试网段和生产网段地址分别从正确接口路由出去；因为前置机有双网卡，也需指定静态路由，使从生产网和测试网数据包从正确接口返回。

由于防火墙与前置机相连的outside(E0/1)端口，安全等级默认为最低(outside＝0，DMZ＝50，inside＝100)，因此前置机无法主动访问一体化网络内部PC机及服务器。

在防火墙上部署ACL，禁止DMZ接口与inside接口的互相访问，逻辑隔离测试网与生产网。

以上实施例仅用于说明但不限制本发明。在权利要求的范围内本发明还有多种变形和改进。凡是依据本发明的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.用于航班信息一体化管理***的外部数据引接***，其特征在于，包括：

欧洲猫引接服务器，接收欧洲猫自动化处理***输出的打印口数据；

电报引接服务器，接收转报***的转报机转发的飞行计划相关的AFTN电报和SITA电报，及与气象相关的AFTN电报；

雷达数据引接及处理服务器，接收并处理来自欧洲猫自动化处理***输出的DOD雷达数据和中国电子科技集团第28研究所自动化处理***输出的雷达航迹数据；

情报引接服务器，接收情报室提供的数据；以及

与所述服务器相连的MQ服务器。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述欧洲猫引接服务器、电报引接服务器及雷达数据引接及处理服务器通过串口通信分别接收多路数据。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述情报引接服务器通过数据库同步的机制获取情报室解析并处理过的情报数据至一体化数据库。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述欧洲猫引接服务器、电报引接服务器及雷达数据引接及处理服务器与所述MQ服务端之间通过MQ集群负载均衡方式通信。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述欧洲猫引接服务器、电报引接服务器上装有前置模块，所述前置模块上安装有MQ服务端，与MQ服务器上的队列管理器建立MQ集群，并通过服务器集群的负载均衡方式与MQ服务器上的MQ队列管理器进行通信。

6.如权利要求5所述的***，其特征在于，所述MQ服务器上装有用于从MQ队列管理器接收数据并处理的后置模块。

7.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述雷达数据引接及处理服务器包括所述前置模块、后置模块及MQ服务端，并与VIFS服务器连接。

8.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电报引接服务器可配置用于监控与转报机之间的通信。

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