基于AIMS系统后台程序对报文处理机制的研究分析

2022.07.04

贺龙周

摘要：随着民航事业的快速发展，各区域之间的空中交通也越来越繁忙，而每一个航班的飞行的背后都对应着相应的报文内容，这些年我国民航行业的迅速发展，随之产生的民航电报数量也应运而生，文章针对大量报文具体处理方式及后台队列的运行模式、AIMS后台报文处理服务之间的关系进行具体研究分析[1]。

关键词：空中交通;报文处理;AIMS服务

中图分类号：TP311? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）17-0219-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research and Analysis of Message Processing Mechanism based on AIMS System Background Program

HE Long-zhou

（Communication Network Center， Southwest Air Traffic Management Bureau， Chengdu 610000， China）

Abstract： With the rapid development of civil aviation， the air traffic between regions has become more and more busy， and the contents of the corresponding messages are behind each flight. The rapid development of the civil aviation industry in my country has followed The number of civil aviation telegrams generated by this has also emerged. The article conducts specific research and analysis on the specific processing methods of a large number of messages， the operation mode of the background queue， and the relationship between the AIMS background message processing services [1].

Key words： air traffic; message processing; AIMS service

1 背景

民航数据通信网也称为民航平面通信网，是民航两大通信网（平面和地空）之一，其主要作用就是为民航各单位提供生产、运行及管理相关的信息业务处理、传输及交互等通信服务。而自动转报系统是提供所有服务的基础设备，它主要是将系统所在机场范圍内的客户部门之间进行电报信息的交互中心，也是本区域所属管理局范围内电报交互中心，同时还具备将本地区与其他地区进行电报交互作用的枢纽节点。

AIMS系统也称航管信息自动化处理系统，主要负责报文的解析生成和航班计划的修改，从而实现对航班信息的实时监控[2]。用户可以通过该系统的FDM模块完成具体航班信息的查询及对应动态信息的处理。此系统对报文信息的高效处理及关键信息的提取功能，有效地缓解了使用用户的管制压力，极大地提升了软件所使用部门的工作效率。

2 系统原理及用户界面

该系统始终按照民航局空管标准下进行设计，不仅具备各类信息网络的连接处理能力，还可以高效地实现空管各系统业务之间的互联作用。

AIMS系统主要依据数据库为核心，进而提供三层业务方面的服务。结构如下。

第一层：主要作用是对系统的定期维护、用户访问以及数据的更新等特点，在整个数据库运行过程中基于业务服务之上。

第二层：主要是对各类报文信息进行提前处理，进而满足报文传输过程中对于各类接口特性的要求。针对用户的需求进行实时性的响应并及时返还有效数据。

第三层：主要是针对用户端进行一个可视化界面，对于用户的需求能够及时采集，并把需求信息及时传递给上一层服务，从而实现需求的有效应答。

2.1 针对不同用户进行划分VLAN的操作

划分VLAN的目的：隔离广播风暴，减小广播域，为了可以不同VLAN之间的通信，在核心交换机上配置VLAN对应的网关地址。

1）对于系统的安全性有一定程度的保障提升;例如没有划分VLAN区域之前，可被攻击的范围较大，受威胁程度也较大;但是通过划分成若干小区域即可实现可被攻击范围的缩小，有利于信息的传输更加安全稳定。

2）系统的性能方面也可以得到一定程度的提升;划分不同区域的网段有利于信息多段传送，同时对于传输带宽具有一定利用效率的提高作用。

大多数系统接口正常情况下都认为没有做三层接口ACL访问控制的前提下各个网段是可以相互之间进行互相访问的，如若需要访问控制则需要加入ACL。

ACL：访控列表，保证网络资源不会被非法使用和访问。当配置ACL后可以限制不同VLAN之间的互通。

2.2 用户界面客户端作用

1）飞行数据管理器是用户每天查看和处理航班AIMS主要工具。

2）系统使用者可以在数据管理器端对某些需要操作的航班记录进行相应内容的增删改查以及后续计划联程等操作。

3）系统提供有多种操作功能;用户根据需要可以进行航班计划的统计、机场航司代码的查询、消息实时弹窗都进行了不同颜色的区分，用户操作更加便捷。

4）在系统的值班处理模块，用户可以对无法入值班得报文信息进行人工干预的方式进行处理。

5）该系统通过采纳用户建议进行相应功能调整操作，可以进行进程单的自动或手动打印，针对一些信息也可进行高级查询。

3 AIMS系统对报文计划的倒库机制

AIMS计划倒库是将长期计划表和非定期计划表中的航班计划信息导入到动态计划表中，将表中的航班信息导入到历史计划表中[3]。比如当前时间为T：

1）将长期和非长期中的航班计划信息导入到动态表机制：系统每隔一定时间会对写入信息进行一次导库，将动态表在固定时间内的航班信息导入至动态表中;

2）将动态表数据导库至历史计划表的机制：系统也是每隔一定时间进行一次导库操作，将表中航班计划中所有时间在一定范围内的航班信息导入至历史计划表。

具体流程如图1所示：

4 AIMS系统AFTN网关及后台服务的作用

1）AFTN网关：（1）为AIMS提供与外界数据交互的接口;（2）自动进行收发电报;（3）对报文进行切分，添加流水号等过程的处理;（4）对数据库进行读写等过程的操作;

2）数据库：包括了数据服务、消息队列服务及业务服务，（1）数据库是主要主程序;（2）消息服务用于除网关外的系统内部消息队列通信;（3）业务服务主要用于数据库虚拟机之间的检测及资源接管;

3）客户端：作为用户查看及处理航班信息的主要手段，（1）对报文信息的解析处理;（2）产生最新的航班计划信息;（3）对历史信息进行存储;（4）对航班飞行信息进行自动实时更信息处理操作;

4） AIMS后台应用虚拟机：包含网关连接处理服务、处理服务、任务服务及集群服务四个应用服务程序。

网关连接处理服务：主备方式运行，可看作一个客户端与网关之间的中间件程序。用于从下行报文的消息队列中接收AFTN网关收到的报文并通过轮询方式分发给处理服务部分进行处理。

处理服务：Aims系统的核心应用服务，功能和AIMS前期的版本功能类似。提供重复报文判断、原始报文入库、报文消息分类三个报文预处理服务;提供旧报文判断、拆分结果入库、黑名单、超前FPL报文缓存、航路拆分、相关性判定、更新动态、进程单打印八个报文处理服务;提供入值班、二次应答机分配回收、提醒与告警消息发送、内部消息处理四个结果处理服务。

任务服务：该程序主要功能为定时任务服务，提供计划导动态、动态导历史、飞行状态设置、值班处理四个任务。

定期、非定期导入动态;

动态、报文收、报文发导入历史表;

修改动态表中飞行状态标志（根据动态计划时间设置标志为结束）;

删除过期值班信息;

集群服务：用于主用AIMS后台虚拟机宕机时，备机自动接管。

5 AIMS系统引接转报数据及后台处理逻辑

5.1 系统引接转报数据流程

AIMS系统共引接两路转报异步信号，通过协转设备将RS232信号转换成IP信号，从而实现与后台网关的通信。通过将从转报系统获取的飞行动态电报，从报文信息中提取出相应的计划，进而生成对应计划的航班飞行信息，具体逻辑过程如图2、图3所示。

AIMS V系统引接自动转报系统的民航电报数据，作为其基础数据源，并加以解析，主要解析的报文和相关业务逻辑如下：

1）解析FPL电报，生成或更新航班计划，获取机号、动态时间、动态ETA时间、备降机场、FPL航路等数据;

2）解析DEP、ARR电报，更新ATD、ATA时间;

3）解析CHG、CNL电报，更新相关航班计划信息;

4）查询NOTAM等其他类型报文。

5.2 AIMS后台程序消息队列的种类和作用

AIMS V系统后台应用程序主要分为三部分，分别也对应三个虚拟机。分为网关虚拟机、AIMS后台应用虚拟机、数据库虚拟机。

网关由GS网关主应用程序及服务构成。服务包含Redis数据库和用于网关与客户端交互数据的后台队列服务构成。GS为接收发送报文主程序，通过应用程序界面显示数据的发送接收。

1）列队类型：其中分为上行与下行两类，主要用于网关连接处理服务、处理进程服务之间的报文信息交互[4]。当报文下行时，DOWN用于网关和处理进程服务之间，主要进行报文信息上的传递作用;当报文上行时，UP用于网关与服务处理、网关服务之间，也进行报文业务方面的信息传递。

2）组播类型：各个后台服务之间，当报文下行时，用于网关服务及处理进程之间的报文信息交互作用;报文上行时，用于客户端系统与处理进程之间进行报文信息的交互。

3）客户端：主要用于客户端发送报文信息给网管连接处理服务模块。

4）topic类型：用于处理进程向客户端推送更新报文信息。

5）任务服务（主备运行）：

工作方式：定期执行任务;

时间窗任务;

二次应答机分配;

进程单打印;

发报提示;

计算定期计划执行率;

自动发送RQP报文;

自动清理失效的定期和非定期计划;

空军计划明日转今日，空军计划今日转历史。

6 总结

通过对各个消息队列以及程序间数据交互的分析，可以看出最终呈现的客户端可以提供各种报文信息的直观显示，用户也可以对某些信息进行编辑、排序、打印等操作[5]。利用各个消息队列自身的特性，将接收到转报系统的报文信息充分解析，提高了信息的安全可靠性及统一管理性。

参考文献：

[1] 王张颖.民航AIMS系统设计与实现的关键技术研究[D].大连：大连理工大学，2015.

[2] 金宇波.民航AIMS系统设计思路探析[J].科技创新导报，2014（1）：96.

[3] 左大杰，徐学才.基于多Agent的高速公路AIMS架构[J].交通运输工程与信息学报，2007（3）：6-11.

[4] 尹巍巍.提高统计延误航班的工作效率[J].东方企业文化，2011（14）：101，106.

[5] David Godfrey，晨光.民用航空無线电干扰监测（AIMS）系统简介[J].中国无线电管理，2001（7）：44-45.

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