浅谈空中交通管理大数据

浅谈空中交通管理大数据

朱永春

中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局650200

【摘要】近几年，我国的计算机技术实现了飞速的发展，尤其是人工智能、云计算、大数据的兴起应用，为各领域的发展提供了非常重要的支。大数据应用在各个行业中得到了高度的重视，同时大数据的运用为企业带来了巨大的经济效益。随着我国航天航空事业的发展，如何将大数据技术运用到航空的空管系统中，成为了当今空中交通管理研究的一个大方向。

【关键词】大数据；空中交通管理；应用

随着全球化的深入，世界各地每天产生的信息是海量的，如果没有高效的处理技术，必然会影响到经济的快速发展。而大数据是信息爆炸时代产生的海量数据，并与它相关的技术发展与创新数据正在迅速膨胀，庞大的数据资源决定着企业的未来。随着民航业快速发展，特别是空管行业信息量的急剧膨胀，各种空管数据不断更新，传统的数据存储和分析技术难以实现和处理超大容量的空管结构化数据，于是人们为了更好地实现空管海量数据的综合应用，空管大数据的概念应运而生。

一、大数据处理流程

（一）数据采集

如果要进行大数据分析，必须要采集到庞大的信息群，利用多个数据库来接收数据，这些数据是没有经过处理的数据，用户可以直接在数据中调用和处理。大数据在采集数据时，最明显的特点就是并发数高，会用上千万的用户同时对网站进行访问，如何同时采集到所有的数据，就必须要在采集端部署多个数据库，对数据进行存储。

（二）导出和预处理

采集端部署的多个数据里面存储了上一条的数据，如何对这些数据进行有效的分析，这是大数据分析的关键点。将这些数据集中的导入进一个集中的大型分布式的数据库当中，在导入之前在端口设置好一定的公式，对数据进行初步的筛选和预处理，导入和预处理这个环节的难点在于，如何将上亿条数据短时间内导入到数据库集群中。

（三）统计与分析

将海量的数据同时存储在分布式数据库或者是计算机集群中，在这样的数据库或者是集群中对传输过来的数据进行分析和统计处理。通过设定特殊的公式对数据进行分类和汇总，用来满足客户常见的数据需求。海量的数据会占用I/0大量的空间，可能会造成分析处理缓慢的情况。

（四）挖掘数据

数据的深入挖掘，是在统计和分析的基础之上，提前设定好一个主题或者是处理公式等，运用各种计算机算法对数据进行高级处理，得到的预想的结果，从而实现了高级别的数据分析的需求。在进行深入挖掘的过程中，会涉及到大量的计算机算法，要求计算机的计算速度非常的快，不然无法满足用户的需求。

二、空中交通管理中应用大数据

（一）数字空管集成系统

2003年国际民航组织在蒙特利尔会议上就对数字空管集成系统（DASS）议题做了深刻的讨论和分析。民航数字空管集成系统就是空管发展大数据时代下的应用之一，它分别对数据的采集、导入、预处理提供了支持。数字化起飞前放行系统DCL/PDC及数字通播系统D-ATIS两个子系统，组成目前的空管数字化系统。数字化起飞前放行技术，是通过基于地空数据链的数字信息从而实现飞行员与管制员之间的信息交换。数字化放行的实施，使得人工语音中的机场话音通信频道拥挤、话音歧义性等问题得到了解决。数字化航站自动情报服务系统是对只提供语音服务的ATIS系统的一种提升。

（二）协同决策

协同决策(CDM)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。协同决策的应用能够大幅度减少航班总体延误。协同决策首先由管制部门定出约束条件，然后航空公司在这些约束条件下优化自己的运作，比如空管计算出航班在一定管制条件下的起飞时间，航空公司根据起飞时间调配飞机提高运营效率，机场组织上客等，大家在决策后最后达成一致。空管、航空公司和机场通过协同决策联系起来，运用信息交流、数据共享和改善决策等支持工具，这样交通管理效率进一步提高了。协同决策旨在利用协作技术理念和优化程序改进空中交通流量管理，确保各方利益最大化。

三、大数据下对空中交通管理的展望

（一）优化配置交通资源

空管数字化系统结合大数据的深入分析，未来可以更好地配置交通运势的资源。目前空管数字化系统更多地着重于避免语音通道拥挤，减少管制员语音放行的通话量，消除在低质的高频播话过程中可能出现管制员与飞行员对通话信息的错误理解，从原有的VHF电台覆盖范围扩大到地空数据链覆盖范围。如果将来加强对数据深入分析可以提高交通预测的准确率，从而提高交通运行效率，同时也增强交通运输安全保障能力。

（二）促进协同决策发展

空管大数据在协同决策中可借鉴欧美应用，加速协同决策工作发展。我国当前把协同决策更多的理解成一个系统(工具)，未来可通过借鉴美国A-CDM概念、机场需求图(ADO)、航班进程分析(FSA),航班进程监视(FSM)、集成终端天气显示系统(ITWS)、航路管理工具(RMT)等等应用概念，以加速我国协同决策工作的发展。

（三）安全预警系统

空管大数据还可用于空管安全与风险管理。现行的空管系统安全管理更侧重于风险评估和事后分析，而未来基于大数据技术的空管安全与风险管理不同于传统的运作模式。在大数据的支持下，一线操作、班组管理、运行控制等空管运行的各个环节成为立足点，它不仅包含基于大数据技术的安全风险分析平台、方法与工具，空管系统的安全预警系统与实时报告系统也被涵盖在范围以内。

（四）数据分析工具

空管大数据时代下，还急需强大的数据分析工具。以2014年临时航线的使用情况数据为例，使用临时航线使用航班数量与运输总周转量的比例(定义为临时航线使用率“临时航线航班/亿吨公里”)，以及为航班正常率的线性回归分析。大数据时代下开发先进的软件平台和算法，掌握大数据关键技术，才能将资源转化为价值。

四、结束语

综上所述，随着高新技术的快速发展，在当下阶段大数据、人工智能等对我们的生产生活影响越来越大。在大数据技术中，所蕴含的巨大经济价值，对于提高政府的治理能力，通过与“互联网+"结合更好的实现资源配置，在电信、金融、IT等领域内体现出了巨大的价值。在中国大数据运用到了很多领域，在航空空中交通管制管理的过程中，通过运用大数据技术，逐步的实现了信息化管理，大大提高了管理效率。

【参考文献】

[1]张战波.空管大数据的概念、特征和应用[J].中国民航飞行学院学报，2015,26(b):18-21.

[2]姚光明，曹悦琪，等.基于大数据的空中交通管制运行安全预警研究[J].航空工程进展，2016(4):452-458.

[3]段昌森.基于大数据的空管生产运行数据中心系统设计与研究[J]/中国民用航空，2017(3):58-61.