周飛

摘要：當前民航各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式之間差異性大，數(shù)據(jù)交換難度高。基于此，本文跟蹤研究了基于SWIM的對象化航班數(shù)據(jù)交換與處理技術，提出了一種通過Web服務架構，設計并建立了適配器，完成數(shù)據(jù)對象化處理，為今后有關系統(tǒng)的研發(fā)和建設進行了技術儲備。

關鍵詞：SWIM;對象化航班數(shù)據(jù);信息交換

中圖分類號：V355 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0122-01

0 引言

廣域信息管理（SWIM）作為中國民航新一代空中交通管理系統(tǒng)的關鍵技術和基礎平臺，可以實現(xiàn)各個業(yè)務系統(tǒng)之間、各個用戶之間的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問與傳遞。航班信息交換模型（FIXM）是國際民航組織提出的航班信息交換的全球標準。航班信息交換模型用明確的結構和邏輯關系來統(tǒng)一定義一個航班的各種飛行數(shù)據(jù)，形成一個航班數(shù)據(jù)交換的框架，以便在不同的系統(tǒng)間進行航班飛行數(shù)據(jù)的交換。本文以SWIM作為技術背景，設計了民航對象化航班數(shù)據(jù)跨平臺交換與處理模式。通過使用XML作為數(shù)據(jù)交換標準以及Web服務作為接口協(xié)議，實現(xiàn)了異構系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的交換。

1 數(shù)據(jù)交換與處理技術

1.1 SOAP架構

SOAP（簡單對象訪問協(xié)議）是一種輕量的、簡單的、基于XML的協(xié)議，通常在WEB上交換結構化的和固化的信息。SOAP可以和現(xiàn)存的許多應用層傳輸協(xié)議結合使用，包括超文本傳輸協(xié)議（HTTP），簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）等。

1.2 XML

為了實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的相互交換，需定義一種由雙方系統(tǒng)共同解析的數(shù)據(jù)格式。同時，這種數(shù)據(jù)格式應獨立于具體的平臺和編程語言，這樣才能增強系統(tǒng)的靈活性和復雜性。使用XML（可擴展標記語言）標準，客戶可以定義新的標簽來識別數(shù)據(jù)內(nèi)容。由于XML提供一種結構化的一致性描述方法，所以它相對使用于數(shù)據(jù)定義及傳輸。XML具有很多優(yōu)點，例如可擴展性，內(nèi)容獨立性和平臺獨立性。

1.3 數(shù)據(jù)適配處理

數(shù)據(jù)適配處理實現(xiàn)的功能是集成當前系統(tǒng)與新的功能模塊，從而實現(xiàn)接口之間的轉換。

根據(jù)不同的復用方法，適配器模式分為類適配器模式和對象適配器模式。由于類適配器采取多重繼承的方式，這將導致系統(tǒng)間緊耦合。而對象適配器使用線性組合的方式，具有松耦合的特性，軟件設計中一般推薦使用對象適配器模式。

2 航班數(shù)據(jù)對象化處理

全球唯一飛行標識符被提出是為了在不同的空中交通管理（ATM）系統(tǒng)間能夠唯一的標識一個航班飛行，解決在參與航班飛行的各個系統(tǒng)之間不能統(tǒng)一識別飛行的問題。要為對象化處理航班數(shù)據(jù)，涉及到兩個問題：（1）明確航段與航線的區(qū)別，航空公司一個航班號可能包括一個或多個航段，但是在實際的運行中，每一個航段都應視為一個單獨的飛行;（2）定義唯一的飛行，這里的飛行指的是航空器從機位推出后經(jīng)過滑行、起飛、空中航行、落地、滑行入位等多個階段的一個過程。

2.1 現(xiàn)狀

在全球唯一飛行標識符提出之前，空中交通管理數(shù)據(jù)已經(jīng)在各個不同的業(yè)務系統(tǒng)之間進行交換，但是如何唯一的定義一個飛行卻一直是個問題。常用的定義方式有幾種：

（1）使用航班號來識別飛行，但是同一個航班號可以會對應多個不同的飛行;（2）使用航空器注冊號來識別飛行，但是在實際運行中，臨時更換航空器是一種常見現(xiàn)象;（3）使用航班號和起飛機場、落地機場來識別飛行，同樣存在標識信息發(fā)生變化等問題;（4）使用航班號、起飛機場、落地機場和離港時間來識別飛行，除了提到過的問題，離港時間在實際運行中也可能會發(fā)生變化。

2.2 需求

通過對航班實際運行過程的分析，國際民航組織提出了GUFI的相關需求：（1）GUFI是FIXM航班數(shù)據(jù)的必要數(shù)據(jù)項;（2）一個飛行有且只能有一個GUFI與之對應;（3）FIXM應該對其他的經(jīng)過批準的標準化飛行標識符提供支持;在空中交通管理數(shù)據(jù)交換向FIXM的過渡時期中，GUFI應能夠兼容現(xiàn)有系統(tǒng)，包括支持現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，能夠在與不支持FIXM的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互時，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)合并至FIXM數(shù)據(jù)模型中或為現(xiàn)有系統(tǒng)提供兼容數(shù)據(jù)。

2.3 生成

全球唯一飛行標識符將由第一個ATM服務提供者或者由某個指定的接收初始飛行情報的ATM服務提供者來提供。對于在國際民航組織各個不同地區(qū)之間進行的遠程飛行，需要在不同的SWIM地區(qū)提供此種申請獲取和發(fā)放全球唯一飛行標識符的服務。

3 SWIM系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換架構

SWIM是基于SOA思想架構，將應用系統(tǒng)通過企業(yè)服務總線（ESB）連接起來。企業(yè)服務總線能夠實現(xiàn)消息的雙向交互和數(shù)據(jù)轉換，適配器則是應用系統(tǒng)之間的接口。需要進行數(shù)據(jù)訪問時，業(yè)務系統(tǒng)將通過適配器向ESB發(fā)布相應服務。這樣，其他業(yè)務系統(tǒng)可以通過服務總線調(diào)用服務并訪問數(shù)據(jù)，而不需要與該業(yè)務系統(tǒng)建立新的實際連接。

3.1 數(shù)據(jù)交換端口

結合民航業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)需求，本文設計了數(shù)據(jù)交換端口作為適配器的外部接口。通過該端口，轉換平臺可以接收數(shù)據(jù)并實現(xiàn)消息傳送。同時，數(shù)據(jù)轉換接口為雙向處理模式，確保業(yè)務系統(tǒng)服務的發(fā)布和接收。通過以上設計方法，可以提高民航業(yè)務系統(tǒng)間信息傳輸速率并加強數(shù)據(jù)流動性。民航業(yè)務信息種類繁多，數(shù)據(jù)格式多樣，本文以數(shù)據(jù)傳輸安全作為關鍵因素將適配器設計為支持多重信息交換的模式。端口使用加密套接字協(xié)議層（SSL）協(xié)議，使用公開密鑰加密來進行身份驗證，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3.2 數(shù)據(jù)適配器

數(shù)據(jù)適配器的主要功能是報文格式轉化和用戶協(xié)議轉換。本文在分析現(xiàn)有民航業(yè)務系統(tǒng)中數(shù)據(jù)格式的基礎上，通過建模定義XML文件，作為數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一標準。目前各業(yè)務系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)采用不同的協(xié)議傳輸，主要包括HTTP，JMS，MQ、FTP等。本文通過設計SOAP綁定這些傳輸協(xié)議，從而確保服務消費者可以從服務提供者正確獲取服務[1]。

3.3 ESB模型

在ESB模型中，服務提供者和服務消費者并不直接交互，而是通過虛擬的具有管理功能的總線來連接，實現(xiàn)和擴展SOA的核心服務。ESB的主要功能是當前路由信息接收、服務注冊、服務搜索、系統(tǒng)監(jiān)視等。對數(shù)據(jù)的處理包括路由器處理、格式轉換和數(shù)據(jù)庫讀寫。ESB模型可以實現(xiàn)服務無限制整合，具有較強的數(shù)據(jù)格式分析能力，可以支持各種數(shù)據(jù)交互模型[2]。

4 結語

我國航空運輸市場迅猛發(fā)展，航空運輸量的快速增長對民航通信系統(tǒng)提出更高的要求。由于各空管單位之間、空管與航空公司、機場之間的協(xié)作越來越緊密，跨地域、跨部門的信息交換的需求也越來越強烈。通過使用SWIM和FIXM技術，本文提供了民航數(shù)據(jù)交換與處理的一種解決方案。通過定義基于XML的標準傳輸數(shù)據(jù)格式，可以實現(xiàn)更加靈活的服務組合功能。

參考文獻

[1] 杜軒軒，劉云.基于XML的北京軌道交通信息交換平臺研究[J].鐵路計算機應用，2012（1）：55-57+61.

[2] 葉青，王子榮.基于XML的高校數(shù)據(jù)交換平臺的研究與設計[J].計算技術與自動化，2012（1）：117-120.