[转载]《民航科技》2012年4月专家论坛：程延松《关于中国民航SWIM框架及技术实现探讨》

专家介绍：程延松，现任成都民航空管发展有限公司总经理，理学博士，高级工程师，长期从事空管技术研究和产品研发工作，作为课题负责人，参与了国家863计划、国家科技支撑计划、国家空管委重点课题、民航局重点课题等科研项目，获民航协会科技奖3项。

 

问：SWIM是新一代空管系统的基础支撑平台，我国民航SWIM的技术框架体系如何构建？

答：在新一代空中交通管理系统中，广域信息管理（SWIM）平台介于基础设施和业务应用系统之间，为航空业务利益相关方提供透明、高效、准确、可靠、安全的信息交换和共享服务，支持新技术条件下的航空运行概念。SWIM平台的运行涉及民航局方、空管全系统、机场、航空公司、军方等单位，SWIM管理的信息包括管理信息、航班数据、监视数据、航行情报、气象数据、环境数据、限制信息、协同信息等等，涉及的单位多、地域广、业务重、信息全，在《中国民航新一代空中交通管理系统发展总体框架》中，明确说明了SWIM在新一代空管运行概念中的重要作用。

作为新一代空管系统的基础支撑平台，SWIM应能处理和提供许多空管业务和非业务的、比较完善的、价值较高的数据信息，其技术框架体系的构建非常重要，可以说直接影响新一代空管系统的运行效率和建设目标。从运行概念上讲，SWIM 是各类空管信息的交换共享平台，它以快捷的数据访问方式为用户提供信息服务，SWIM关注的焦点不再是空管信息的产生者，而是信息本身和为使用信息提供服务，因此，SWIM是一个以网络化的信息为中心、面向服务的管理系统，作为统一工作平台向各空管业务子系统提供信息的发布、检索、定制、交换和共享服务。我们可以将SWIM看作是广域分布式的虚拟“信息池”或“信息云”，它以友好界面为用户提供信息服务。

从SWIM涉及单位多、地域广、业务重、信息全的特点来看，我国民航空管SWIM总体架构，可以采用信息域模式来构建，根据信息类别和服务对象等的不同分别构建不同的信息域，如航班信息域、监视信息域、气象信息域、航行情报信息域、管理系统信息域等，这种构建方式方便信息管理、信息使用和分步实施。

从SWIM技术体系的实现上讲，可采用SOA（Service Oriented Architecture，面向服务的体系架构）或者是CORBA（Common Object Request Broker Architecture，公用对象请求代理架构）等方式构建，我国民航SWIM的技术框架体系建议采用SOA来构建的，它主要由以下三层组成：

第一层是数据采集：包括底层基础数据采集和空管、航空公司及机场等各单位各类已有业务系统数据提供，主要为通过数据接口、新数据采集等方式向数据中心输送数据做准备。底层基础数据主要涉及空管、航空公司、机场、监视和通信网管等部分业务和非业务数据等。其中，空管以ATC空管自动化处理系统、气象、情报、航班动态和流量管理等为主；航空公司以AOC或SOC飞行运控管理系统相关信息为主，包括签派、飞行计划（航行情报、航路气象、航油评估、飞机性能监视、航路评估优化）、飞行机组（飞行员、乘务员管理）、中长期航班、飞机配载、航务费用等；机场以机场综合运行管理系统信息为主，包括中央数据库系统、生产运营管理系统（航班信息处理、机场资源分配、指挥调度、VIP管理）、IMF信息集成平台等。

第二层是数据管理：负责数据的融合、共享和交换处理，实现数据的集中存储、安全、冗灾、备份和其它管理。该部分实现民航各单位应用系统之间的原始数据存储管理，这些原始数据除了底层中提供的数据外，还要其他相关数据，具体主要包括航班动态、气象、航行情报、流量、运行监控、安全管理、航空公司AOC或SOC飞行运控管理系统和机场综合运行管理系统等有关信息数据，然后通过逻辑关系进行融合、交换、共享处理，形成虚拟数据中心，为空管、航空公司、机场、军方活动和社会公众等提供信息服务作准备，同时完成对数据安全、备份的管理。

第三层是信息服务：完成对各类关键数据与业务的分析和信息交换，为各业务单位或领导层提供决策支持、运行协调、运行指挥以及信息发布，为终端用户即空管、航空公司、机场、军方活动和社会公众等提供有关信息数据服务。以服务的方式。

 

问：在SWIM的应用研究和系统建设中，会涉及哪些关键技术和难点？

答：根据国外SWIM初期建设的经验和国内长期的应用研究和技术研发，我们认为SWIM建设会涉及到多系统、多接口、数据融合、多单位组织协调等技术性和非技术性关键问题。从目前研究情况看，我国SWIM建设中，至少会涉及到以下几个关键技术和难点：

（1）信息采集和路由技术：包括基础软硬件信息采集及协议变换、数据传输路由交换（IPV6、VPN、中间件）等。

（2）信息交换、共享标准：包括航班数据、情报数据、气象数据、流量数据、监视数据、环境数据、机场运行数据、航空公司数据、军方活动信息等的业务运行系统。要实现信息各类系统之间的交换和共享，需首要解决异构信息的归一化问题，这是SWIM平台实现关键所在。

（3）信息一致性服务：包括数据一致性构造、封装、压缩和广域分布式处理技术；数据分布式管理（冗余、同步、备份）；信息定制、检索、发布、共享和SOA技术；会进行比较复杂的数据建模、系统集成和接口设计。

（4）信息安全技术：包括数据加密、权限和访问控制、安全审计和安全运行分析等。

（5）平台管理技术：包括系统配置、注册、用户管理，系统监控，网络相关设备运维管理，故障隔离、冗灾备份等。

 

问：民航二所在SWIM方面开展了哪些主要研发工作？

答：民航二所具备在空管技术、信息技术、系统集成等方面的技术优势，拥有在空管、机场、航空公司等单位的系统产品和应用经验，在SWIM研究和相关系统研制上很好条件和基础。民航二所积极参与到SWIM研究的各项工作之中，包括在民航内部以及与美国的技术交流、SWIM平台应用研究，研制了一些业务管理系统信息交换平台，并投入应用等。在SWIM理论研究、运行概念、系统架构、平台研制方面，民航二所开展了一系列实际研究和开发工作,主要体现在以下三个方面：

一是在民航局空管局指导下，开展了SWIM系统架构研究，参与了数据交换标准及数据安全标准等标准的制定。对SWIM系统架构的研究，首先是对与空管运行相关的信息（包括航班数据、航行情报、气象信息、空域信息、流量管理、飞行数据、监视数据、CNS设备等）和单位部门（包括空管、机场、航空公司、航空器、军方和其它用户）进行了分析，然后结合新一代空管系统的运行需求提出了SOA 是SWIM的最佳技术架构，并对SOA技术架构、特点、模型要素进行了详细分析，提出了信息池（云计算）的管理概念，从而建立了SWIM以数据、消息为两个中心面向服务的运行体系，进一步得出SWIM体系架构及其关键研究内容结论。在数据交换标准及数据安全标准的制定方面，主要是建立了《民用航空空中交通管理管理信息系统技术规范第6部分：人事数据交换》和《民用航空空中交通管理管理信息系统技术规范第7部分：数据安全》两个标准，而且目前正在研究民航空管工程建设项目管理数据、民航空管运行品质数据以及民航空管网络管理数据交换标准，以便为SWIM的实施积累更多经验。

二是我们研制开发了许多民航业务运行系统，在民航空管、航空公司和机场等单位得到广泛应用，对运行单位的各类系统、信息、有关接口、软硬件配置情况以及协同运行需求，都有着深入了解，为今后SWIM平台的建设打下了技术研究，积累了丰富的工程经验。在空管方面，民航二所研制的空管自动化系统作为主用或备份系统已应用到全国二十多个空中交通管制单位，研制的空管业务管理信息系统也逐步推广应用到各地区空管局和空管分局（站），为实现各种业务数据的共享交换，我们协助民航局空管局编制了多项行业标准，针对全空管系统内业务信息的联网传输、一致化处理、共享交换、信息安全机制等方面进行了深入地分析研究。在航空公司方面，我们二所研究开发了AIM航空情报系统（航线资料和航行通告）、航油性能评估管理系统、飞行前准备系统和机组排班系统，并得到应用，对航空公司的运行和管理需求，有了全面理解。在机场方面，我们二所已经研发出规模较大、并且在全国许多大型和中、小型机场运行的机场综合运行管理系统，该系统主要包括AODB中央数据库系统（关键数据包括航班数据、资源使用数据、运营服务数据、基础数据和其它数据等）、生产运营管理系统（航班信息处理、机场资源分配、指挥调度、VIP管理）和IMF信息集成平台(广播系统、航显系统、楼宇自控系统、进离岗系统、时钟系统、停车场管理系统、安检系统、CATV系统和内通系统) 等部分。同时，在软、硬件平台基础设施设备部分，我们二所对民航业务和非业务系统建设中涉及到操作系统平台、数据库管理、中间件平台、服务器平台、网络设备、安防设备、监控设备和信息安全等均有比较深入的研究，并对各类系统间的接口也有一定的研究。

三是针对管理信息系统跨区域数据交换和共享需求，研制了数据交换平台并得到应用，积累了不少的SWIM建设相关技术和经验。根据民航空管管理信息系统全国联网和数据交换的需要，我们研制了民航空管管理信息系统数据交换平台，业务上主要涉及民航空管人力资源信息、工程建设项目管理信息、空管运行品质数据以及民航空管网络管理信息的共享交换，实现了数据共享交换中心（数据交换引擎、消息系统、信息资源管理、Web服务管理）、数据交换节点、数据安全管理和平台服务管理等主要功能。

总之，SWIM的研究对我国民航的建设和发展很重要，民航空管系统信息化“十二五”发展规划中已经确定了相关建设内容，我们将一如既往地投入和参与我国SWIM的研究和建设工作，为中国民航的新一代空管系统的发展做出积极贡献！