摘 要 本文以空管自動(dòng)化系統(tǒng)制約了我國航空業(yè)的發(fā)展為契機(jī)，提出需要采用軟件生命周期的理念來開發(fā)維護(hù)空管自動(dòng)化系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了軟件生命周期的各個(gè)階段及各種軟件生命周期模型，并結(jié)合實(shí)際工作中出現(xiàn)的問題來討論軟件生命周期管理。

關(guān)鍵詞 空管自動(dòng)化系統(tǒng)；軟件生命周期；模型；維護(hù)

中圖分類號(hào)：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0157-02

1 背景

近年來我國航空運(yùn)輸業(yè)飛速發(fā)展，機(jī)場(chǎng)的數(shù)目不斷增加，機(jī)場(chǎng)的吞吐量不斷擴(kuò)大，飛機(jī)數(shù)量日益增多，飛機(jī)的飛行間距縮小，航路流量增大。

空管自動(dòng)化系統(tǒng)是民航空中交通管理部門實(shí)施對(duì)空指揮的核心系統(tǒng)，可以有利地輔助管制人員的管制工作，提高工作效率，減少不必要的工作失誤，在確保民航空管對(duì)空指揮任務(wù)的安全實(shí)施中發(fā)揮著重要的作用。

伴隨著航空業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)空中交通安全提出了更高的要求，空中交通管制日益成為制約航空安全的重要因素，而空中交通管制工作中制約其發(fā)展的是日益發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、日趨先進(jìn)的硬件設(shè)備和更新周期漫長(zhǎng)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)之間的失衡。以往的空中交通管制系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中使用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前空中交通管制系統(tǒng)軟件的開發(fā)需要，這就需要采用軟件生命周期的理念來開發(fā)和維護(hù)功能更可靠完善、性能更先進(jìn)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 軟件生命周期介紹

一個(gè)軟件和軟件系統(tǒng)像任何事物一樣，都有生命周期。把整個(gè)軟件的生命周期分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段具有明確不同的任務(wù)，這樣可以將原本規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管理繁瑣的軟件開發(fā)維護(hù)過程變得更容易。

軟件的生命周期一般分為以下幾個(gè)不同階段：

1）定義和可行性分析。此階段是確認(rèn)軟件系統(tǒng)的開發(fā)目的和項(xiàng)目的可行性。

2）需求分析。此階段對(duì)軟件系統(tǒng)的各個(gè)功能進(jìn)行詳細(xì)拆解分析。需求分析是整個(gè)過程中重要的環(huán)節(jié)，這個(gè)將為整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)需求也是不斷變化和更新的，因此我們必須制定需求變更來響應(yīng)，以保護(hù)整個(gè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

3）軟件設(shè)計(jì)。此階段根據(jù)需求分析的結(jié)果，對(duì)整個(gè)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般分為總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

4）程序編碼。此階段是將軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果付諸程序代碼。

5）軟件測(cè)試。此階段是在程序編碼后，對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問題并加以解決。

6）運(yùn)行維護(hù)。此階段是整個(gè)軟件生命周期中持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的階段。在軟件開發(fā)完成后，由于各方面的原因，軟件的某些功能已經(jīng)不能很好地滿足用戶的需求，必須對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)，才能延長(zhǎng)整個(gè)軟件系統(tǒng)的壽命。軟件的維護(hù)包括糾錯(cuò)性維護(hù)和改進(jìn)性維護(hù)兩個(gè)方面。

對(duì)軟件生命周期幾個(gè)階段的管理模型，就是軟件的生命周期模型。常見的生命周期模型有瀑布模型、演化模型、噴泉模型和螺旋模型等。

3 空管自動(dòng)化系統(tǒng)的生命周期管理

空管自動(dòng)化系統(tǒng)作為一個(gè)成熟的軟件也有其生命周期，同樣存在定義和可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、程序編碼、軟件測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)六個(gè)階段。

作為民航空管技術(shù)保障人員，接觸到最多的就是軟件的運(yùn)行維護(hù)這個(gè)階段。按照軟件生命周期管理的理論，對(duì)空管自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)階段可以分為以下四種：

3.1 改正性維護(hù)

在自動(dòng)化系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，由于開發(fā)測(cè)試的局限性，必然存在一部分隱藏未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤被帶到實(shí)際運(yùn)行中，由于自動(dòng)化系統(tǒng)是7*24小時(shí)不間斷地運(yùn)行，隱藏的錯(cuò)誤在這種特殊使用環(huán)境下就會(huì)暴露，因此需要改正性維護(hù)來解決這些遺留的錯(cuò)誤。

3.2 適應(yīng)性維護(hù)

由于自動(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)并非根據(jù)每個(gè)用戶現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況重頭開始，而是在已經(jīng)成熟的自動(dòng)化系統(tǒng)上進(jìn)行修改以適應(yīng)用戶的需求，且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研并不能完全準(zhǔn)確地反映用戶現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，這就導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)際安裝到現(xiàn)場(chǎng)后會(huì)發(fā)現(xiàn)或多或少與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境不適應(yīng)的情況。自動(dòng)化系統(tǒng)的服役期限一般都比較長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于最初開發(fā)軟件時(shí)的運(yùn)行環(huán)境的壽命，因此需要修改軟件來適應(yīng)實(shí)際環(huán)境。

空管設(shè)備的特殊性，要求軟件的穩(wěn)定性重要性特別高，這就決定了自動(dòng)化系統(tǒng)軟件開發(fā)所使用的軟硬件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。比如寧波空管站所使用的2004年開發(fā)的兩項(xiàng)告警功能系統(tǒng)，仍采用Windows 2000的系統(tǒng)，但由于系統(tǒng)壓力增強(qiáng)、安全要求的提高，之前的普通PC機(jī)滿足不了日常工作的需要，因此已經(jīng)將硬件設(shè)備更新為HP DL380G6服務(wù)器，該服務(wù)器官方顯示相兼容的操作系統(tǒng)中沒有Windows 2000，這就需要根據(jù)這個(gè)變化了的運(yùn)行環(huán)境更新自動(dòng)化系統(tǒng)軟件來避免由于操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備的兼容性問題影響自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 完善性維護(hù)

盡管自動(dòng)化系統(tǒng)的生命周期中有需求評(píng)審這個(gè)步驟，但是首先研發(fā)人員并非一線管制人員或設(shè)備維護(hù)人員，沒有使用及維護(hù)系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗(yàn)，其次管制及技術(shù)保障這些用戶部門在提需求時(shí)沒有長(zhǎng)期使用該系統(tǒng)，只能根據(jù)使用現(xiàn)有自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)提出需求，這些需求存在一定的局限性。在使用過程中，這些用戶部門會(huì)提出增加新功能或修改已有功能的建議，研發(fā)人員根據(jù)這些意見進(jìn)行完善性的維護(hù)。

3.4 預(yù)防性維護(hù)

由于技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展，需要進(jìn)一步改善自動(dòng)化系統(tǒng)的可維護(hù)性和可靠性，改進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

以上幾個(gè)維護(hù)階段是由管制及技術(shù)保障部門與系統(tǒng)研發(fā)人員共同完成的，作為自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)人員，要想更好地熟悉和理解自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能原理，首先需要是對(duì)系統(tǒng)本身的體系結(jié)構(gòu)要有比較深入的了解，這包括軟件系統(tǒng)配套的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各個(gè)功能模塊的詳細(xì)功能設(shè)計(jì)藍(lán)圖、自動(dòng)化系統(tǒng)各子系統(tǒng)的集成方式；其次就是與自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)知識(shí)。

現(xiàn)在各個(gè)地區(qū)分局站使用的自動(dòng)化系統(tǒng)是各個(gè)不同廠家生產(chǎn)的，系統(tǒng)使用的人機(jī)界面及相應(yīng)的操作習(xí)慣都有較大出入，特別是主備系統(tǒng)由不同廠家提供，主備切換時(shí)界面和操作風(fēng)格的統(tǒng)一就顯得尤為重要，可以盡量減少由于顯示及操作方式、步驟的不同而對(duì)管制人員帶來干擾，以便管制人員把注意力更加集中于飛行調(diào)配方面，可以更有效地保障飛行安全；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置和處理原理存在較大差異，導(dǎo)致不同單位的設(shè)備維護(hù)人員不能更好地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)方面的交流，針對(duì)系統(tǒng)原理的培訓(xùn)也缺少針對(duì)性。這就需要從系統(tǒng)開發(fā)的角度，制定一個(gè)可供各個(gè)廠家遵循的準(zhǔn)則，可以讓廠方減少很多后續(xù)的工作，更有助于產(chǎn)品的系列化，更有助于自動(dòng)化系統(tǒng)的完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。

根據(jù)現(xiàn)有的民航的自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，基本都針對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能，并不時(shí)地對(duì)這些功能進(jìn)行了很多本地化的修改，而在人機(jī)界面上一直沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)國內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)廠家由于沒有標(biāo)準(zhǔn)可依，不僅數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)方式不同，而且各自都秉著“顧客至上”的觀念，不斷根據(jù)用戶的使用習(xí)慣來修改軟件，導(dǎo)致各地的自動(dòng)化系統(tǒng)都有明顯的本地烙印。

統(tǒng)一的人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)是今后自動(dòng)化系統(tǒng)軟件標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的基礎(chǔ)，發(fā)達(dá)國家的空管自動(dòng)化系統(tǒng)采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)，這就使得他們的人員培訓(xùn)及設(shè)備維護(hù)高度流水線化，大大提高了工作的效率和質(zhì)量。

針對(duì)使用進(jìn)口自動(dòng)化系統(tǒng)作為主用系統(tǒng)的分局站，因?yàn)椴惶赡芤髧鈴S家進(jìn)行大的改動(dòng)來適應(yīng)我們制定的標(biāo)準(zhǔn)，因此制定出的標(biāo)準(zhǔn)要盡可能的接近國外廠家的主用系統(tǒng)。針對(duì)新建主用系統(tǒng)的分局站，隨著自動(dòng)化系統(tǒng)國產(chǎn)化的進(jìn)程，目前漸漸開始都采用國內(nèi)廠家的產(chǎn)品，那就可以在招投標(biāo)時(shí)要求廠家按照制定出來的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)。

4 結(jié)束語

本文以空管自動(dòng)化系統(tǒng)制約了我國航空業(yè)的發(fā)展為契機(jī)，提出需要采用軟件生命周期的理念來開發(fā)維護(hù)空管自動(dòng)化系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了軟件生命周期的各個(gè)階段及各種軟件生命周期模型，著重從生命周期中的維護(hù)階段并結(jié)合實(shí)際工作中出現(xiàn)的問題來討論自動(dòng)化系統(tǒng)軟件的生命周期管理。并提出需要建立標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來統(tǒng)一自動(dòng)化系統(tǒng)，以便于改善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬在強(qiáng).WGS-8軟件開發(fā)生命周期[M].清華大學(xué)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介

葛建松（1986-），男，浙江寧海人，助理工程師，本科，研究方向：民航空管自動(dòng)化系統(tǒng)。endprint