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CDM
系统技术实现与应用
摘
要：随
着民航运输的快速发展，空中交通流量的
上升，加之雷雨雾等极端恶劣天气的原因，导致
机场、空域
和航线网络节点拥挤现象严重。针对这种情况，提高相关部
< br>门之间的协同决策能力，增强管制水平已成为共识，而协同
决策（
Collaborative Decision Making
，简称
CDM
）正是一种
在管制部门与航空公司之间
进行协调的有效方法。
CDM
系统
充分
利用空域资源并结合天气、流量、部队、机场等实际情
况计算航班起飞和经过航路点的时
间；采用
ESB
架构设计、
通过
MQ
传递消息、
利用
FTP
传递数据和
ORACLE
存储数
据。
系统实现了集空管、机场、航空公司等组织信息于一体，通
过信息交流和数据共享提高了空中交通管理效率。
关键词
：协同决策；
CDM
；
MQ
；
ESB
中图分类号：
TP302.1
文献标识码：
A
Abstract
：
With the
rapid development of civil
aviation
，
aircraft passenger
flow rising
，
all kinds of
extreme weather
situations
，<
/p>
leading to the
airport
，
airspace and route
network
nodes serious this e
the coordination between the relevant
departments of the
government decision-
making capability
，
enhance
control level
has become a
consensus
，
and collaborative
decision making
Collaborative Decision
Making
（
CDM
）
is a kind of in between
the
regulatory agencies and the airline for effective
coordination system makes full use of
airspace
resources and the actual
weather conditions
，
traffic
，
military
，
airports and other computing flight time through the waypoint
and
time
，
technology using ESB
architecture design
，
through
the MQ
message
，
the use of FTP to
transfer data and ORACLE
storage to
achieve a set of air traffic control
，
airports
，
airlines
and other organizational information in
one
，
through information
exchange and data sharing to improve the
efficiency of air traffic management.
Key
words
：
collaborative decision
making
；
CDM
；
MQ
；
ESB
1
引言
（
Introduction
）
随着经
济的持续发展，全球航空运输发展突飞猛进，空
中交通流量上升进而带来了各种问题如空
中交通堵塞、航班
延误等
[1]
。如何
治理航班延误，提高航班正常率，化解因航
班延误而导致的旅客与航空公司之间的矛盾，
需要民航政府
主管部门、航空运输企业、机场等部门的相互协作
[2]
。
协同决策（
CDM
< br>）
，是一种基于资源共享和信息交互的
多主体（空管、机
场、公司等）联合协作运行理念，是对多
业界成员之间的行动方针做出决定的过程。首先
由管制部门
制订约束条件，然后航空公司在这些约束条件下对自己的运
< br>行情况进行优化，最后达成一致的决策。通过协同策略的方
式，可以大大缩短航班
延迟等待的时间，减少燃油的消耗，
增加信息的透明度，同时也可以减少旅客在航班延误
方面的
投诉
[3]
。
< br>
本文介绍了
CDM
的系统构成、
ES
B
技术以及相关的应用，
实现了各保障单位之间的数据共享，优
化了航班过站流程，
提高了地面运行效率和放行效率，从而提高航班准点率，改
善了旅客服务质量。
CDM
系统的应用在民航日
常运行中发挥
了日益重要的作用。
2
关键技术综述（
Key
technologies
）
2.1
ESB
简介
ESB
全称为
Enterprise
Service Bus
，即企业服务总线。它
是传统中间件技
术与
XML
、
Web
< br>服务等技术结合的产物。
ESB
提供了网络中最基本的连
接中枢，是构筑企业神经系统的必
要元素。
ESB
的出现改变了传统的软件架构，可以提供比传
统中间件产品更为廉价的解决方
案，同时它还可以消除不同
应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现<
/p>
了不同服务之间的通信与整合。
2.2 IBM web
sphere MQ
IBM MQ
（
IBM
Message Queue
）是
IBM
的一款商业消息
中间产品，适用于分布式计算环境或异构系统之中。消息队
列技术是分布式应用间交换信息的一种技术。消息队列可驻
留在内存或磁盘
上，队列存储消息直到它们被应用程序读走。
通过消息队列，应用程序可独立地执行通过
写发送队列和检
索接收队列来进行通信，消息传递指的是程序之间通过消息
中的数据进行通信，排队指的是应用程序通过队列来通信。
队列的使用是异步
的，不需要接收和发送应用程序同时执行。
队列可以看作是存储消息的容器，同时存储是
有顺序的。队
列可以分为本地队列、远程队列、模型队列、别名队列等。
2.3
MVP
模式
MVP
（
Model View Pr
esenter
）模型是广泛应用于开发架
构的
MVC
（
Model View Controler
）的一种变形引用，是对
MVC
的
Controler
的特定应用领域的一种优化方案，并广泛
应用于应用系统架构中。
MVP
模型中
Presenter
负责逻辑的
处理，
Model
提供数据，
View
负责显示。
在
MVP
里，<
/p>
Presenter
完全把
Model<
/p>
和
View
进行了分离，主要的程序逻辑
在
Presenter
里实现。
而且<
/p>
Presenter
与具体的
View<
/p>
是没有直接
关联的，而是通过定义好的接口进行交互，从而使得在
变更
View
时候可以保持
Prese
nter
的不变。
2.4
Spring
和
MyBatis
Spring
是一个轻量级的
Java
开发框架。它是为了解决企
业应用开发的复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其
分层架构，
分层架构允许使用者选择使用哪一个组件，同时
为
J2EE
应用程序开发提供集成的框架。
Spring
的核心是控制
反转（
IoC
）和面向
切面（
AOP
）
。
MyBatis
是一个支持普通
SQL
查询，存储过程和高级映
射的优秀持久层框架。
MyBatis
消除了几乎所有的
JDBC
代码
和参数的手工设置以及对结果集的检索封装。
MyBatis
可以
使用简单的
XML
或注解用于配置和原始映射，
将接口和
Java
的
POJO
（
Plain
Old Java Objects
，
普通的
< br>Java
对象）
映射成数
据库中
的记录。
3
系统设计（
System
design
）
3.1
系统基本原理
CDM
系
统是通过信息交换、
程序改进、
工具发展及势态
共享等措施来改善空中交通管理，其基本原理是：
（
1
）创建一个流量管理部门和用户共享问题的公共视
图。
< br>（
2
）为用户提供通过他们自身行为来减轻问题的机会<
/p>
和机制。
（
3
）在流
量管理部门初始的流量管理策略中，提供给
用户满足自己优先级的选择弹性。
（
4
）允许用户参与到空中交通流量管理方针和策略的
制定中来。
（
5
）融合相关用户（空管、机场、航空公司）信息，
发布精准的航班时
刻。
3.2
系统总体结构
CDM
系统包括四个子系统：
流量室区管客户端、
航空公
司客户端、中小机场塔台系统和
CDM
业务系统，如图
1
所
示。<
/p>
（
1
）流量室区管管理系统主要负责对流控的
发布和对
临时航路的管理，包括对限制的发布、重置、查询、修改和
拷贝等操作；设置航班
CTOT
（计算的起飞时间）和
STO
（航
班经过航路点时间）
。
（
2
）航空
公司管理人员可以查询航班进离港信息、航
班所受限制、申请
T
OBT
（目标撤轮档时间）等。
（
3
）塔台电子进程单系统主要实现塔台管理人员对机
位、跑道等数据的
维护和管理；申请
TOBT
时间，发布跑道
运行模式。
（
4
）
CDM
业务系统主要负责航班业务数据的处理、航
< br>班的排序和计算，更新航班状态，处理管制员的操作请求。
3.3
业务流程
（
1
）航班
时刻表起飞时间前三小时，公司发布领航计
划报激活本场离港航班。
（
2
）
CDM
系统通过机尾号信息自动关联前站进港航班，
并从航班进入华东区域后自动更新预计落地
时间
ELDT
（预计
滑入时间）
。
（
3
）根据
ELDT+EXIT
（预计滑入时间）
+ETTT
（预计过
站时间）得出
EO
BT
（预计起飞时间）
，在
EOBT<
/p>
前两小时或
者直接由航空公司输入目标撤轮档时间
TOBT
触发离港起飞
时刻的自动计算。
< br>（
4
）飞机已经在本站的航班，则根据
< br>EOBT
前两小时或
者直接由公司
TOBT
触发离港起飞时刻的自动计算。
（
5
）
流量管理室
C
DM
席位根据细化到机场的限制条件，
提供时刻自动计算、核实
和发布，并将起飞时刻与现有华东
地区统一放行系统数据同步。
（
6
）计算出的起飞时间
CTOT
（计算的起飞时间）以及
ATOT
（实际起飞时间
）
，经过
CDM
终端机通过专线或互联
网
发布给各公司以及上海两场
CDM
协
调席位，各公司指定的
席位有权根据航班实际准备情况对
TOB
T
更正，流量管理室
可以根据排序情况自动或人工修正。
（
7
）公司可以对相同限制的航班对换次序，也可
以将
自己的时刻与其它公司的时刻对换，交换需要征得流量管制
室同意。
（
8
）出现
天气等原因需要进行长时间等待时，为避免
间隔缩小后起飞时刻提前量过大，流量室根据
实际情况在队
列中最多发布三架航班的准确时间，其它航班的时间依次显
示为最后一架给定时间航班的时间
+
未发布时刻航班序
号。
机场协同决策系统中区域管制子系统的设计与实现。
（
9
）
塔台负责维护跑道运行模式，
申请航班
TOBT
时间。
4
系统实现（
System
implementation
）
4.1
客户端系统
（
1
）流量室区管客户端
流量室区管客户端，是使用
C#
语言开发的
C/S
客户端，
该系统使用
MVP
的设计模
式，通过
MQ
发送消息给数据服
务系统
，通过
FTP
读写文件的方式传递数据。系统将业务处
理和用户操作分开处理。主要功能：管理流控信息、管理受
限航班起飞时
间和经过航路点的时间、监控航班实时状态。
（
2
）机场塔台电子进程单系统
机场塔台电子进程单系统，是使用
ASP
.NET
开发的
B/S
网页版的系统，
该系统的操作通过
MQ
通知
CDM
业务系统，
当
CDM
业务系统处理完后，将结果通
知塔台系统，实现人
机之间的交互。系统主要功能如图
3
所示。
（
3
）航空
公司系统
航空公司系统是使用
JAVA
开发的
B/S
网页版系统，
< br>该系
统使用了
Spring
和<
/p>
MyBatis
技术，主要功能是查询进离港航
< br>班信息、
流控信息和申请
TOBT
。
实现航空公司与流量管制室
之间的交互。
< br>
4.2
数据服务
4.2.1
数据结构
系统主要功能，数据表之间关系如图
4
所示。
4.2.2
业务数据类型
数据处理部分涉及的数据类型：