李國(guó)玲 嚴(yán)歡 劉明 唐雪燕

【摘要】? ? 我國(guó)是自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，通信中斷，交通受阻，傳統(tǒng)的陸地救援方式已經(jīng)無(wú)法滿足高效性，及時(shí)性要求。通用航空應(yīng)急救援因其靈活、高效、快速、施救范圍廣、受地形影響小等特點(diǎn)，在應(yīng)急救援服務(wù)中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，民營(yíng)通航企業(yè)開(kāi)展應(yīng)急救援業(yè)務(wù)的數(shù)量不多，且缺乏統(tǒng)一整合管理的平臺(tái)，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)大規(guī)模應(yīng)急救援活動(dòng)。亟需建立統(tǒng)一的通用航空應(yīng)急計(jì)劃管理系統(tǒng)，整合全區(qū)域范圍內(nèi)通航資源，進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一航線申請(qǐng)、統(tǒng)一任務(wù)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)通用航空應(yīng)急救援統(tǒng)一調(diào)度。

【關(guān)鍵詞】? ? 通用航空? ? 應(yīng)急救援? ? 計(jì)劃管理? ? 航線申請(qǐng)

引言：

為了充分發(fā)揮航空應(yīng)急救援機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、救援范圍廣、受地形條件限制少的特點(diǎn)，在應(yīng)急救援中開(kāi)展人力物資輸送，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的緊急任務(wù)，空中指揮等任務(wù)，對(duì)減少災(zāi)害對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的影響，提升國(guó)家整體應(yīng)急突發(fā)事件的能力，具有十分重要的意義。本文在相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上提出通用航空應(yīng)急計(jì)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，建立統(tǒng)一的通用航空應(yīng)急計(jì)劃管理系統(tǒng)，促進(jìn)航空資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度和航空資源的高效利用，提升通用航空應(yīng)急指揮救援能力。

一、系統(tǒng)整體框架

應(yīng)急航空救援服務(wù)系統(tǒng)總體架構(gòu)為“5+N”架構(gòu)，具體指：1套基礎(chǔ)設(shè)施、1套資源數(shù)據(jù)庫(kù)、1套應(yīng)用支撐服務(wù)、1個(gè)航空應(yīng)急計(jì)劃管理系統(tǒng)、1套標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行規(guī)范和安全運(yùn)維保障體系以及N種應(yīng)用場(chǎng)景，如下圖1。

總體架構(gòu)為主流的SOA面向服務(wù)體系架構(gòu)，采用服務(wù)化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)模式，硬件設(shè)備基于云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建，數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)和支撐平臺(tái)為業(yè)務(wù)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)運(yùn)行提供統(tǒng)一支撐服務(wù)和運(yùn)行保障;同時(shí)，系統(tǒng)支持多端應(yīng)用部署，滿足分布式應(yīng)用場(chǎng)景的需要。

二、軟件設(shè)計(jì)

2.1技術(shù)路線

2.1.1采用跨平臺(tái)語(yǔ)言JAVA和JAVA EE開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線

JAVA具有面向?qū)ο?、?jiǎn)單易用、分布式、健壯性、安全性、平臺(tái)獨(dú)立與可移植性、多線程、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)，保證對(duì)異構(gòu)系統(tǒng)的支撐、集成能力。采用J2EE技術(shù)架構(gòu)，規(guī)范并簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與部署，提高可移植性、安全性，使系統(tǒng)具備迭代更新、快速部署的能力，避免重復(fù)開(kāi)發(fā)和過(guò)渡開(kāi)發(fā)，降低應(yīng)用升級(jí)成本，提高信息化應(yīng)用能力。

2.1.2采用Spring Cloud的微服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)解決方案

Spring Cloud是一系列框架的有序集合，它利用Spring Boot的開(kāi)發(fā)便利性巧妙地簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)發(fā)，如服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊(cè)、配置中心、消息總線、負(fù)載均衡、斷路器、數(shù)據(jù)監(jiān)控等。Spring Cloud生態(tài)圈完善，擁有一套完善的服務(wù)治理、配置管理中心、網(wǎng)關(guān)、消息中間件等組件并持續(xù)更新，且在業(yè)界應(yīng)用廣泛，技術(shù)支持相關(guān)資料豐富，便于提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性。

2.1.3采用前后端分離架構(gòu)

系統(tǒng)采用主流的前后端分離架構(gòu)，將后端服務(wù)與前端頁(yè)面展示分離，提供分布式、微服務(wù)、多端化服務(wù)基礎(chǔ)。前端使用Vue框架，采用MVVM架構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更時(shí)刷新視圖，視圖變更時(shí)刷新數(shù)據(jù)。后端使用Restful風(fēng)格提供接口，采用層次化的設(shè)計(jì)思想，主要分為控制層與業(yè)務(wù)層。

2.2功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.2.1飛行計(jì)劃管理

飛行計(jì)劃管理包括飛行計(jì)劃生成、飛行計(jì)劃審批、飛行計(jì)劃變更、飛行計(jì)劃狀態(tài)監(jiān)控等。

2.2.2飛行計(jì)劃生成

飛行計(jì)劃是基于飛行任務(wù)進(jìn)行制作的，飛行任務(wù)由外部接口提供。飛行任務(wù)包含任務(wù)名稱、任務(wù)描述和任務(wù)狀態(tài)三個(gè)屬性，根據(jù)某一飛行任務(wù)可新增多個(gè)飛行計(jì)劃。飛行計(jì)劃主要包含有計(jì)劃信息、事件描述、航空器信息、空域范圍、安全責(zé)任和其他。其中，計(jì)劃信息包含當(dāng)前計(jì)劃的基本信息，如計(jì)劃名稱、申請(qǐng)公司、起飛落地時(shí)間、起飛落地機(jī)場(chǎng)等。航空器信息包含機(jī)型、機(jī)號(hào)等?？沼蚍秶w行計(jì)劃的飛行空域范圍，起飛機(jī)場(chǎng)、經(jīng)停機(jī)場(chǎng)、降落機(jī)場(chǎng)以及各航段的飛行高度，系統(tǒng)采用基于GIS的航線標(biāo)繪，系統(tǒng)操作直觀便捷。

1.飛行計(jì)劃審批。飛行計(jì)劃制作完成后，需要向上級(jí)航管部門進(jìn)行計(jì)劃申請(qǐng)。系統(tǒng)提供飛行計(jì)劃審批申請(qǐng)模板管理，可根據(jù)選擇的模板，結(jié)合飛行計(jì)劃的基本信息、任務(wù)信息、航線規(guī)劃等，快速生成審批文件，同時(shí)無(wú)縫對(duì)接云平臺(tái)傳真，將審批文件一鍵發(fā)送。實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃審批文件快速制作并發(fā)送，有效提升飛行計(jì)劃審批效率。飛行計(jì)劃審批文件向航管部門成功提交后，系統(tǒng)通過(guò)云平臺(tái)傳真輪詢方式自動(dòng)接收批復(fù)信息，并將該批復(fù)信息和飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃的全生命周期狀態(tài)跟蹤。

2.飛行計(jì)劃變更。根據(jù)應(yīng)急指令和應(yīng)急救援任務(wù)變化，對(duì)已經(jīng)制作完成的飛行計(jì)劃相關(guān)信息進(jìn)行修改，并可根據(jù)飛行計(jì)劃審批模板重新提交飛行計(jì)劃變更申請(qǐng)，向航管部門重新提起飛行計(jì)劃審批。系統(tǒng)通過(guò)云平臺(tái)傳真接收批復(fù)信息，并將批復(fù)信息和系統(tǒng)飛行計(jì)劃信息相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)飛行計(jì)劃狀態(tài)跟蹤。

3.飛行計(jì)劃狀態(tài)監(jiān)控。從飛行計(jì)劃的制作、申報(bào)、批復(fù)、放行、起飛到降落，對(duì)飛行計(jì)劃的全生命周期進(jìn)行圖形化展示和監(jiān)控，直觀查看當(dāng)前飛行計(jì)劃所處階段。獲取鼠標(biāo)焦點(diǎn)后，可展示某一階段的詳細(xì)信息。如航管部門的批復(fù)信息、放行信息、起飛信息等。同時(shí)用不同顏色注記當(dāng)前階段是否順利執(zhí)行。

2.2.3航空服務(wù)保障

1.航空服務(wù)保障。航空服務(wù)保障整合航路航線信息、航情保障、氣象保障等各類信息，與相關(guān)企業(yè)建立服務(wù)和聯(lián)動(dòng)機(jī)制，為航空應(yīng)急救援任務(wù)提供飛行服務(wù)保障。主要功能包括航線航路信息保障、航情保障、航空氣象保障等。

2.航情保障信息管理。圍繞航空應(yīng)急救援任務(wù)和飛行計(jì)劃，提供航情保障信息的管理。對(duì)航情保障內(nèi)容，如數(shù)字化飛行情報(bào)區(qū)區(qū)劃、空域管制區(qū)劃、進(jìn)近區(qū)等進(jìn)行數(shù)據(jù)接入，基于GIS地圖進(jìn)行航情信息的可視化展現(xiàn)。在制作飛行計(jì)劃時(shí)提供航情保障信息參考。

3.氣象保障信息管理。氣象保障需要根據(jù)航路和任務(wù)地域的天氣情況給出合理建議，協(xié)助機(jī)組制定最快捷、安全的航行路線。精準(zhǔn)預(yù)報(bào)任務(wù)區(qū)域風(fēng)向、風(fēng)速、溫濕度等氣象要素，選擇有利時(shí)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，提高作業(yè)質(zhì)量。氣象保障主要包含天氣實(shí)況和天氣預(yù)報(bào)兩部分內(nèi)容，天氣實(shí)況包含可見(jiàn)光、紅外云圖、雷達(dá)回波圖、閃電、短時(shí)強(qiáng)降水。天氣預(yù)報(bào)包含霧、暴雨、大風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流落區(qū)等未來(lái)6、12、24小時(shí)預(yù)報(bào)。

4.圖層疊加展示。結(jié)合 GIS 模塊進(jìn)行疊加顯示，方便查詢查看，掌握飛行任務(wù)相關(guān)起降點(diǎn)、作業(yè)區(qū)域、航路沿途區(qū)域的氣象信息，并可根據(jù)氣象變化，為飛行計(jì)劃的制作、飛行任務(wù)監(jiān)控提供數(shù)據(jù)支撐，便于對(duì)飛行任務(wù)進(jìn)行合理調(diào)整。

5.氣象報(bào)文展示。對(duì)接全國(guó)主要機(jī)場(chǎng)發(fā)布的 METAR、TAF 氣象報(bào)文?？蓪?shí)時(shí)查詢與顯示通航機(jī)場(chǎng)天氣預(yù)報(bào)（TAF）、天氣報(bào)告（METAR）等各氣象情報(bào)數(shù)據(jù)信息，為通航正常安全飛行提供保障。

2.2.4采購(gòu)結(jié)算管理

采購(gòu)結(jié)算模塊，集需求發(fā)布、能力比選、服務(wù)采購(gòu)、評(píng)價(jià)考核和費(fèi)用計(jì)算于一體。方便各級(jí)用戶航空救援需求發(fā)起和服務(wù)采購(gòu)，準(zhǔn)確開(kāi)展各類航空救援任務(wù)的評(píng)價(jià)考核工作。根據(jù)救援任務(wù)類型、作業(yè)區(qū)域、航空器噸位、風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別等多方面因素建立航空應(yīng)急救援服務(wù)采購(gòu)價(jià)格體系，優(yōu)化政府采購(gòu)航空救援服務(wù)流程。建立統(tǒng)一的航空救援任務(wù)的評(píng)價(jià)考核標(biāo)準(zhǔn)，便于準(zhǔn)確開(kāi)展各類航空救援任務(wù)的評(píng)價(jià)考核工作，及時(shí)完成費(fèi)用結(jié)算。

2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯劃分

應(yīng)急救援航空服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，從邏輯上主要?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)地理（GIS）數(shù)據(jù)庫(kù)、航空救援資源數(shù)據(jù)庫(kù)、飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、氣象信息數(shù)據(jù)庫(kù)和采購(gòu)結(jié)算數(shù)據(jù)庫(kù)五大類。

2.3.2基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)以及航圖數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)是基于百度地圖API獲取影像地圖切片。航圖數(shù)據(jù)包含空域圖和航路圖。空域圖主要用于各種飛行的目視空中領(lǐng)航，為專用航圖補(bǔ)充目視資料，制定各類飛行計(jì)劃?？沼驁D標(biāo)繪有機(jī)場(chǎng)、情報(bào)區(qū)、管制區(qū)等。航路圖中，包括航路點(diǎn)、VOR/DME、NDB、強(qiáng)制報(bào)告點(diǎn)、航路航線等。

2.3.3航空救援資源數(shù)據(jù)庫(kù)

航空救援資源數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括通航企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、航空器數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)（含起降點(diǎn)）數(shù)據(jù)庫(kù)、水源點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、航空器維修資源庫(kù)、航油保障資源、航材保障資源、航空救援隊(duì)伍類數(shù)據(jù)庫(kù)、航空救援裝備資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、救援物資資源數(shù)據(jù)庫(kù)、相關(guān)專家信息數(shù)據(jù)庫(kù)等。本系統(tǒng)航空救援資源數(shù)據(jù)庫(kù)由外部接口提供，因此系統(tǒng)不涉及該部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。

2.3.4飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)

飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含在本系統(tǒng)中制作的飛行計(jì)劃信息，包括任務(wù)描述信息、計(jì)劃基本信息、事件描述、航空器信息、航行空域信息、安全責(zé)任和其他以及飛行計(jì)劃的審批信息。在飛行計(jì)劃相關(guān)數(shù)據(jù)中涉及到較多航空救援資源，此部分相關(guān)數(shù)據(jù)全部由外部接口提供，本系統(tǒng)不涉及該部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

2.3.5氣象信息數(shù)據(jù)庫(kù)

氣象信息數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)程序從互聯(lián)網(wǎng)公開(kāi)數(shù)據(jù)獲取，主要包括天氣實(shí)況、天氣預(yù)報(bào)。天氣實(shí)況包含可見(jiàn)光、紅外云圖、雷達(dá)回波圖、閃電和短時(shí)強(qiáng)降水。天氣預(yù)報(bào)包含沙塵、霾、霧、暴雨、降溫大風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流落區(qū)和臺(tái)風(fēng)路徑。

2.3.6采購(gòu)結(jié)算數(shù)據(jù)庫(kù)

采購(gòu)結(jié)算數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含有采購(gòu)需求、合同管理、評(píng)價(jià)考核等相關(guān)數(shù)據(jù)表。采購(gòu)需求包括任務(wù)類型、需求單位、作業(yè)區(qū)域、需求周期、簽約狀態(tài)、需求內(nèi)容等。合同管理為簽訂飛行服務(wù)的合同信息，包括合同內(nèi)容和價(jià)格等。評(píng)價(jià)考核是針對(duì)飛行任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分的依據(jù)作為后續(xù)任務(wù)執(zhí)行推薦通航公司的依據(jù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)航空應(yīng)急計(jì)劃管理系統(tǒng)。通過(guò)整合各類航空資源信息，結(jié)合空域圖、航線圖、實(shí)時(shí)氣象信息和預(yù)告氣象信息，基于地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛行航線快速繪制，提升了飛行計(jì)劃制作效率和便捷性。對(duì)飛行計(jì)劃申報(bào)模板進(jìn)行管理維護(hù)，根據(jù)飛行計(jì)劃內(nèi)容自動(dòng)生成申報(bào)文件，通過(guò)云計(jì)算傳真服務(wù)實(shí)時(shí)無(wú)縫對(duì)接民航空管、部隊(duì)航管等審批部門，有效縮短飛行計(jì)劃擬制和申報(bào)時(shí)間，對(duì)于提升通用航空應(yīng)急救援效率具有十分積極的意義。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 陳克軍 METAR報(bào)和SPECI報(bào) 2019.9

[2] 呂煥亮. 基于靈活使用空域概念的扇區(qū)組合優(yōu)化[D].中國(guó)民用航空飛行學(xué)院，2014.

[3] 周娟. 航路動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型和算法研究[D].中國(guó)民航大學(xué)，2015.