朱雅峰

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為了當今推動各行各業(yè)飛速發(fā)展的重要指標。民航空管系統(tǒng)也積極投身到大數(shù)據(jù)的建設中去，搭建大數(shù)據(jù)信息共享平臺，推動空管信息化建設。文章先介紹大數(shù)據(jù)和空中交通管理大數(shù)據(jù)的概念，然后通過實例說明空管大數(shù)據(jù)的主要來源，再對空管大數(shù)據(jù)現(xiàn)狀、分析及應用進行了探討。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)空中交通管理大數(shù)據(jù)

1大數(shù)據(jù)和空中交通管理大數(shù)據(jù)的定義

大數(shù)據(jù)是一個體量大、類別多并且難以用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫工具對其進行處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)不僅僅是指海量的信息，更強調向信息能如何篩選和處理。大數(shù)據(jù)的處理流程分別是采集、導入和預處理、統(tǒng)計和分析，最后是數(shù)據(jù)挖潛。大數(shù)據(jù)的主要特點：數(shù)據(jù)（Volume）大、數(shù)據(jù)類別（Variety）大、處理數(shù)據(jù)速度（Velocity）快、數(shù)據(jù)真實性（Veracity）高。

空中交通活動也涉及多種海量數(shù)據(jù)。空中交通管理的海量數(shù)據(jù)具有體量巨大、類型繁多、真實性高、處理速度快等大數(shù)據(jù)的特征，所以我們把空中交通管理過程中所涉及到的各種海量數(shù)據(jù)的總和稱為空中交通管理大數(shù)據(jù)（簡稱空管大數(shù)據(jù)）?？展艽髷?shù)據(jù)的處理流程是收集、整理、統(tǒng)計、分析及應用。

2 空管大數(shù)據(jù)的主要來源

本文以航班完整生命周期中所產(chǎn)生的各種空管數(shù)據(jù)為例，簡要說明空管大數(shù)據(jù)的主要來源。

2.1航班計劃階段

航班計劃數(shù)據(jù)航班的產(chǎn)生從航班計劃開始。各航空公司向民用航空飛行計劃審批部門申報航班計劃，經(jīng)過審核批準后，生成航班初始計劃，大量航班計劃組成航班計劃數(shù)據(jù)庫。

2.2 航班預先飛行計劃階段

預先飛行計劃報文數(shù)據(jù)主要包括：領航計劃報（簡稱FPL報，F(xiàn)PL報包含大量準確的航班信息，如執(zhí)行航班機型、尾流等級、機載設備、預計起飛時間、航路、注冊號、是否符合各類運行標準等）、修訂領航計劃報（簡稱CHG報，CHG報用于更新及修改FPL報）、取消領航計劃報（簡稱CNL報，CNL報用于取消先前拍發(fā)FPL報）、延誤報（簡稱DLA報，DLA報用于通報預計航班延誤情況）。

航行情報數(shù)據(jù)主要包括：航行通報（簡稱NOTAM，通常包含各機場、導航臺、導航設施的關閉時段，不停航施工，新增障礙物，航路關閉時段，禁航，臨時限制區(qū)禁區(qū)范圍，運行標準變更等重要信息）、航圖等。

氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)包含天氣預報、衛(wèi)星云圖、風廓線圖及天氣雷達回波圖以及機場溫度、濕度、露點溫度、風向、風速、QNH值、重要天氣預警等。

設備設施運行數(shù)據(jù)主要包括設施設備運行情況、故障情況、維護情況等。

其他空域用戶飛行計劃數(shù)據(jù)主要包括軍航活動計劃和通用航空飛行計劃。通常包括批次或航班號、航班性質、架次、機型、起落機場、飛行高度、飛行路徑、活動范圍、避讓要求等。其他空域用戶飛活動對空管運行影響非常大，空管單位會在其他空域用戶飛行計劃內容提前評估活動影響范圍及時間，進行流量預戰(zhàn)術分析，確定是否采取流量管理措施。

流量預戰(zhàn)術階段數(shù)據(jù)空管流量管理部門會收集次日所轄范圍內氣象條件、空域條件、設備設施等相關運行要素，綜合機場容量、停機位飽和程度、扇區(qū)容量、航路航線限制、其他空域用戶活動情況以及特殊情況等因素，進行流量預戰(zhàn)術分析，確定次日是否采取流量管理措施，是否發(fā)布大面積航班延誤預警（簡稱MDRS）。

2.3 航班執(zhí)行階段

飛行計劃報文數(shù)據(jù)主要包括：起飛報（簡稱DEP報，DEP報包含航班實際起飛時間及應答機、起落地）、落地報（簡稱AAR報，ARR報提供實際落地時間、應答機、起落地）、現(xiàn)行飛行變更報（簡稱CPL報，當航班在空中動態(tài)發(fā)生改變時如返航備降、RVSM改變等，拍發(fā)CPL更新航班動態(tài)信息）。

航跡數(shù)據(jù)主要包括一次雷達和二次雷達信號以及廣播式自動相關監(jiān)視信號等。

語音數(shù)據(jù)主要包括陸空通話數(shù)據(jù)以及各管制單位或部門通報協(xié)調數(shù)據(jù)。

機組及公司通報信息飛行中機組觀測到的信息（如不明飛行物、山火、氣球、無線電干擾、飛鳥、顛簸、雷雨等），飛行員將向管制員及時報告，由管制員對此類信息進行記錄和處理。航空公司收到各類信息（如非法干擾、機載設備告警信息等）會通過電話向管制員及時報告，由管制員對此類信息進行記錄和處理。

安全信息數(shù)據(jù)飛行中如果遇到不正常情況（故障、惡劣天氣、病人、油量緊張、顛簸等）需要繞飛、改變高度層、甚至返航備降的，飛行員在決策后將決定和原因及要求告訴管制員，由管制員指揮并向相關單位通報。返航備降的，相應管制單位向沿途各部門拍發(fā)CPL報更新相關航班數(shù)據(jù)。

其他空域用戶活動數(shù)據(jù)其他空域用戶開始活動后，向空管單位通報活動開始時間、結束時間、過點時間、具體避讓要求等。管單位會在根據(jù)活動情況及時評估活動實際影響情況，進行流量戰(zhàn)術分析，確定是否采取流量管理措施。

流量戰(zhàn)術階段數(shù)據(jù)空管流量管理部門會根據(jù)流量預戰(zhàn)術分析預案、全國會商結果結合區(qū)域范圍內流量和容量的動態(tài)變化，確定是否采取以及修改流量管理措施，對相關空管單位發(fā)布流量控制，通常有高度限制、時間限制、空域限制等方式。流量控制要包含起始時間、結束時間、限制內容和原因。

崗位值班數(shù)據(jù)管制員的值班情況以及值班時長統(tǒng)計，可用于分析管制員工作負荷。

3 空管大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀

通過對航班完整生命周期中所產(chǎn)生的各種空管數(shù)據(jù)的簡單介紹，可以看出空管數(shù)據(jù)具有體量巨大、類型繁多、來源廣泛、時效性強的典型大數(shù)據(jù)特征。

這些空管數(shù)據(jù)來源渠道多，獲取較為零散。各數(shù)據(jù)使用的平臺和系統(tǒng)繁多，各子系統(tǒng)功能單一，系統(tǒng)間交互少。各類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式繁雜，結構復雜，有語音數(shù)據(jù)、報文數(shù)據(jù)等，甚至有些數(shù)據(jù)是文本形式，不能被計算機轉化分析，這類數(shù)據(jù)需要管制員根據(jù)經(jīng)驗在腦海里進行對比和整合，個體差異性大?；A數(shù)據(jù)收集困難，分析整理頭緒多，預判風險手段單一等問題。

總體而言，當前民航空管系統(tǒng)對空管大數(shù)據(jù)開發(fā)程度較低，數(shù)據(jù)的來源渠道多、交互性差、利用率低。

4空管大數(shù)據(jù)的分析及應用

空管大數(shù)據(jù)不單單是指海量的空中交通活動的信息，更強調信息能如何篩選和處理，因此對數(shù)據(jù)的收集和分析顯得至關重要?；诋斍暗默F(xiàn)狀，做好數(shù)據(jù)的收集和分析工作，我認為需要做好下面幾點：

（1）做好空管大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分類，將各類數(shù)據(jù)根據(jù)需要分好類，當前空管數(shù)據(jù)大體分成四類數(shù)據(jù)，即監(jiān)視數(shù)據(jù)、飛行數(shù)據(jù)、記錄儀數(shù)據(jù)和日志文件；

（2）在數(shù)據(jù)分類的基礎上，做好數(shù)據(jù)格式的規(guī)范化、標準化，便于數(shù)據(jù)的收集整理以及分析；

（3）做好各類空管大數(shù)據(jù)的整合和交互。優(yōu)化數(shù)據(jù)結構及算法、多維建模等方式加強各類數(shù)據(jù)的整合利用；通過技術手段如建立民航廣域信息管理系統(tǒng)（SWIM）將所有傳感器系統(tǒng)、各級各類空管系統(tǒng)連接成有機的整體，構建一個以網(wǎng)絡為中心的信息交換體系，增強各類空管數(shù)據(jù)的交互性。

（4）做好數(shù)據(jù)的權限控制并加以區(qū)別，同時增加必要的網(wǎng)絡安全措施，充分保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性。

（5）針對不同的用戶的需求，允許用戶自由定制人機界面，提高圖像化程度，使數(shù)據(jù)更為直觀。

隨著民航業(yè)的飛速發(fā)展，空管大數(shù)據(jù)的應用日益廣泛，比如：空域結構優(yōu)化、空中交通流量管理、4D航跡、沖突探測及告警、飛行計劃及飛行流量統(tǒng)計、日志分析、雷達數(shù)據(jù)處理的方面等。5 結束語

大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展應用可以有效保障航空交通安全，目前空管系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應用大數(shù)據(jù)技術，對于空中交通流量管理、空域管理、運行監(jiān)控、保證飛行安全、提高空管運行服務品質等方面發(fā)揮了重要作用。同時，大數(shù)據(jù)技術也在不斷求新求變，為空中交通管理做出更大貢獻。

參考文獻

[1]《美國空管大數(shù)據(jù)應用研究》作者：張晨 凌帆

[2]《民航空管大數(shù)據(jù)平臺研究與設計》 作者：孫利強 張榮

（作者單位：中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局）