盧昌鵬

(民航華北空管局空管中心區(qū)域管制中心，北京，100015)

空中交通脫離地面，因此無(wú)法對(duì)其實(shí)行與地面交通相同的管制方式，必須依靠強(qiáng)大的技術(shù)支持，給予高空交通管制強(qiáng)大的安全保障。空中交通管制系統(tǒng)應(yīng)該具備安全性高、可靠性能穩(wěn)定以及實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，只有這樣，才能做到隨時(shí)對(duì)于空中飛行進(jìn)行可控制的管制，及時(shí)對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行處理，避免空中安全事故的發(fā)生。因此，空管系統(tǒng)必須具備關(guān)鍵技術(shù)的有力支持，才能保障其可靠性。下面，我們具體談?wù)撘幌屡c空管系統(tǒng)可靠性有關(guān)的若干關(guān)鍵技術(shù)。

1 研究背景

隨著我國(guó)航空業(yè)的迅速發(fā)展，使得空中飛機(jī)數(shù)量不斷激增，導(dǎo)致空中航道密度增加，間距不斷縮小，空中的交通狀況也日益繁忙，與此同時(shí)導(dǎo)致空管系統(tǒng)的需求量隨之增加。面對(duì)航空業(yè)的如此發(fā)展勢(shì)頭，空管系統(tǒng)必須具備高度的安全性和可靠性，才能保證空中復(fù)雜的交通狀況時(shí)刻穩(wěn)定運(yùn)行。

2 可靠性定義

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間以及規(guī)定的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自身可提供的規(guī)定的性能的能力，是考驗(yàn)產(chǎn)品性能的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于可靠性的研究已經(jīng)遍及各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的工程技術(shù)學(xué)科。通過(guò)可靠性檢驗(yàn)可以將產(chǎn)品的自身缺點(diǎn)暴露出來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最佳性能。

3 可靠性技術(shù)

當(dāng)前的可靠性技術(shù)主要有三類(lèi)：避錯(cuò)技術(shù)、排錯(cuò)技術(shù)以及容錯(cuò)技術(shù)。避錯(cuò)技術(shù)，顧名思義，便是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段盡可能使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)零錯(cuò)誤。排錯(cuò)技術(shù)，是在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段對(duì)產(chǎn)品可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行排查。容錯(cuò)技術(shù)，是指一些技術(shù)產(chǎn)品是不可能實(shí)現(xiàn)完全無(wú)錯(cuò)狀態(tài)的，因此需要容許產(chǎn)品在被允許范圍內(nèi)存在某些不影響產(chǎn)品正常運(yùn)行的錯(cuò)誤。

4 空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件可靠性研究

4.1 空管系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件

空管系統(tǒng)主要是采取網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)進(jìn)程與子系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)系與命令下達(dá)，與此同時(shí)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析與整理，因此，網(wǎng)絡(luò)、通信處理機(jī)和服務(wù)器在空管系統(tǒng)的組成中占據(jù)著不容忽視的重要地位，是空管系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。所以，對(duì)于這三者的可靠性要求也應(yīng)力求達(dá)到最高，只有這樣，才能在空管系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的可靠性表現(xiàn)。

4.2 空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件采用的可靠性技術(shù)

4.2.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性

要想提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性就要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全性，網(wǎng)絡(luò)的安全性主要是指支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的硬件、軟件以及相關(guān)數(shù)據(jù)不會(huì)受到外來(lái)攻擊或者自身故障的破壞，可在自身運(yùn)行環(huán)境內(nèi)正常工作而不受干擾。安全的網(wǎng)絡(luò)必須具備保密性、完整性、可用性和可控性四個(gè)特點(diǎn)，避免出現(xiàn)信息泄露給非授權(quán)的用戶(hù)、信息在傳輸過(guò)程中丟失和被破壞、當(dāng)需要時(shí)不能有效獲取所需信息以及對(duì)于信息內(nèi)容不能實(shí)現(xiàn)有效控制等漏洞。網(wǎng)絡(luò)可靠性的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該遵循國(guó)際的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，支持異構(gòu)系統(tǒng)間的相互連接，具有強(qiáng)擴(kuò)展能力和升級(jí)能力，支持多種通信協(xié)議，避免出現(xiàn)系統(tǒng)之間不兼容的現(xiàn)象，為相關(guān)工作造成不便。為了使運(yùn)行速度不受影響，必須選擇適合的帶寬，實(shí)現(xiàn)高速的響應(yīng)速度。

4.2.2 通信處理機(jī)及服務(wù)器可靠性

由多臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)連接而構(gòu)成的集群系統(tǒng)，通過(guò)集群軟件的相關(guān)控制，可在各個(gè)服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)服務(wù)器荷載的平衡性，從而使各個(gè)服務(wù)器的性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)。集群系統(tǒng)可以保證用戶(hù)獲取信息和資源的完整性和正確性，保證用戶(hù)的請(qǐng)求都可以實(shí)現(xiàn)使用性，便于建立客戶(hù)對(duì)于服務(wù)器的信任感，因?yàn)榧词乖谔幚頂?shù)據(jù)和資源的過(guò)程中出現(xiàn)某種故障，系統(tǒng)也會(huì)自己快速解決，進(jìn)行最高效的修復(fù)，使用戶(hù)的損失降低到最小。這種集群系統(tǒng)雖然由多種服務(wù)器連接構(gòu)成，但在用戶(hù)以及相關(guān)管理員角度來(lái)看，這種系統(tǒng)的呈現(xiàn)狀態(tài)只是一個(gè)具備高度處理能力的單一的系統(tǒng)，便于操作，具有在集群范圍內(nèi)統(tǒng)一的操作與管理特性。而且由于采用集群技術(shù)，也使得系統(tǒng)可以通過(guò)各個(gè)服務(wù)器間的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，保證為用戶(hù)和管理員提供靈活性服務(wù)，保證服務(wù)質(zhì)量的安全性和可靠性。

5 改進(jìn)空管系統(tǒng)關(guān)鍵部件的可靠性

5.1 引入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密技術(shù)

雖然空管系統(tǒng)已經(jīng)采用了多種措施來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，但在網(wǎng)絡(luò)安全性的實(shí)現(xiàn)方面還是存在一些需要改進(jìn)的地方。比如，目前空管系統(tǒng)尚未實(shí)行數(shù)據(jù)加密，網(wǎng)絡(luò)的傳輸資料都是用明文呈現(xiàn)的方式，雖然已經(jīng)采取某種技術(shù)使數(shù)據(jù)傳輸與外界媒體阻隔開(kāi)來(lái)，但是這種風(fēng)險(xiǎn)在空管系統(tǒng)的最佳可靠性的實(shí)現(xiàn)方面來(lái)說(shuō)是一種人為性可控制的漏洞，必須應(yīng)該避免。對(duì)空管系統(tǒng)實(shí)行數(shù)據(jù)加密技術(shù)，提升空管系統(tǒng)的整體可靠性。當(dāng)前有對(duì)稱(chēng)密鑰加密和非對(duì)稱(chēng)密鑰加密兩種體制，對(duì)稱(chēng)密鑰是指加密與解密系統(tǒng)所持密鑰相同，非對(duì)稱(chēng)密鑰則是加密與解密系統(tǒng)所持密鑰不同。對(duì)于空管系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最佳組合方式是用對(duì)策密鑰加密文件，用非對(duì)稱(chēng)密鑰加密“加密文件”，實(shí)現(xiàn)雙重保險(xiǎn)的同時(shí)也解決了運(yùn)算速度以及密鑰分配管理方面存在的問(wèn)題。

5.2 采用集群系統(tǒng)

集群系統(tǒng)避免了服務(wù)器冗余帶來(lái)的系統(tǒng)容錯(cuò)能力，為用戶(hù)提供了高可靠性和最佳適用性相結(jié)合的系統(tǒng)技術(shù)支持。不僅使空管系統(tǒng)和數(shù)據(jù)具有較高安全性，而且可以在可控制范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源間的共享，方便空管系統(tǒng)的管理和實(shí)際運(yùn)用。服務(wù)器集群系統(tǒng)與傳統(tǒng)空管系統(tǒng)相比可靠性提高，避免了傳統(tǒng)服務(wù)器固定配置中有部分服務(wù)器損壞后其余服務(wù)器不可正常工作的不足，實(shí)現(xiàn)了即使有三臺(tái)服務(wù)器受到破壞，系統(tǒng)還可以保持正常工作的高度可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

空中交通管制技術(shù)的研究對(duì)于提升空管系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)在空管技術(shù)方面的進(jìn)步具有推動(dòng)性作用。隨著航空業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于空管系統(tǒng)的可靠性也提出了巨大的挑戰(zhàn)，空管系統(tǒng)必須時(shí)刻保持技術(shù)的先進(jìn)性，保持技術(shù)發(fā)展與航空發(fā)展的時(shí)刻跟進(jìn)性，以提升空管系統(tǒng)的可靠性與安全性，保證空中交通的安全有序進(jìn)行。

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