沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁沈阳 110850
摘要：科学有效的航空信息交换技术能够有效的保证飞机的飞行安全，降低安全隐患。但是当前我国的信息交换技术还存在着很多不足，这使得飞机飞行面临着较为严重的安全隐患。有鉴于此，本文提出使用广域信息管理（SWIM）技术，把航空的信息交换整合进入全球统一信息共享终端是一种可行的解决方案旨在为飞机飞行安全提供有力保障。
关键词：通用航空；SWIM；信息交换；飞行数据
近几十年，我国航空业发展非常迅速，但是由于我国航空事业发展时间还比较短，相关技术还比较薄弱，这使得我国对飞机飞行状态无法进行实时监控，“黑飞”情况时有发生，成为飞行安全的一个重大隐患。面对这种问题，我国必须加大相关技术投入，加强技术研发，采用安全、可靠、低成本的信息交换技术来解决这些问题。当前，航空数据链路众多且数据格式多样，飞行信息交换系统繁杂；而通用航空主要依靠甚高频话音系统和广播式自动相关监视（ADS-B）实现飞行的通信监视，不能有效实现与运输航空的信息共享。所以，本文拟运用SWIM技术来解决当前飞机信息交换面临的一些问题。
1 广域信息管理
广域信息管理（SWIM）是美国NextGen 的一个重要组成部分，其核心思想是改变原有航空数据系统间端到端直接相连的复杂关系，采用统一的数据格式将航空数据汇聚于一个数据终端，形成各系统按需上传、取用数据的模式。这种模式能够保证航空数据的实时性和一致性，因此，利用SWIM技术进行通用航空飞行计划的申报以及通用航空实时飞行动态监视，是解决通用航空飞行信息交换的一种有效手段。
目前通用航空数据SWIM 的建设分为3 个部分，分别是航空基础数据模型（AIXM）、气象数据模型（WXXM）和飞行数据模型（FIXM）。通用航空飞行信息交换是飞行数据的实时交换，主要涉及FIXM。基于FIXM 研究通用航空飞行信息交换技术，可以实现管理部门全天候监控飞行动态、通用航空公司及时申报飞行计划以及通用航空飞机实时获取空中交通信息的目的，有效提高飞行安全。
2 实施方案
基于FIXM 实现通用航空飞行数据的交换共享，首先要解决的是通用航空飞行数据的定义问题，定义每个与飞行相关的数据项，并明确数据项之间的关系，即编写通用航空飞行数据字典（FIXM DD）。FIXM DD 包含通用航空飞行数据的定义、数据类型和数据项之间逻辑关系的描述，这是保证全球一致飞行信息共享的基础。以FIXM DD 作为参考，构建FIXM 即有据可依。FIXM 的构建由简及繁分为3 步，见图1。
图1 FIXM模型技术路线图
第一步是构建通用航空飞行数据概念模型（FICM）。FICM 用统一建模语言（UML）对通用航空飞行数据的内容和结构进行描述，定义了机构、航空器、紧急情况、飞行计划和航路5 类模型。第二步是在FICM 的基础上构建通用航空飞行数据逻辑模型FIXM。FIXM 是对FICM 数据内容、数据类型及数据关系的详细说明，是数据项逻辑关系的进一步描述，UML 类图表示更加详细丰富。第三步是构建通用航空飞行数据物理模型（FIXS）。运用XML Schema 对通用航空飞行数据进行精确定义，实现逻辑模型向实际应用模型过渡是构建FIXS 的关键。FIXS 目标是以XML 消息形式进行通用航空数据的传输和交换。为实现通用航空单个飞行目标的计划申报和对飞行目标的实时动态数据监视，FIXS 为每个飞行生成一个全球唯一且一致的飞行目标数据（FOD）文件，对FOD 文件的传输和交换是FIXS 实施的核心。
3 通用航空飞行目标数据
空管、机场和航空公司现阶段使用的飞行数据系统相互独立，不能统筹对飞行进行跟踪和监视，因此实现通用航空飞行信息交换和共享在于生成通用航空FOD 文件。将一次飞行作为处理飞行数据的单位，一个FOD 文件就是以特定规则组织的一次飞行的飞行数据。通用航空飞行信息交换技术就是在FIXM 的基础上围绕FOD 文件展开的。FOD文件信息包括一次飞行的所有数据，当通用航空用户申请飞行时，即为其生成一个FOD 文件，飞行过程中系统再不断对FOD 文件进行更新。各部门都可以通过查询FOD 文件获取其关注的飞行信息。通用航空飞行信息交换技术的关键：一是生成FOD文件，也就是解析通用航空飞行数据；二是更新FOD 文件，通过实时更新FOD 文件达到动态监视飞行的目的，见图2。
图2 FOD运行机制
4 通用航空飞行信息交换模型
通用航空飞行信息交换模型为最常使用的飞行信息提供通用词汇，并兼容运输航空需求，搭建起一个飞行信息共享和交换的平台，有利于管理部门对通用航空运行的监管。
通用航空飞行信息交换模型收到来自通用航空公司的飞行计划或申请，随即为该飞行生成一个全球唯一的XML Schema FOD 文件，文件概括显示飞行的基本流程并根据不同用户需求开放不同的显示模块，直观表达通用航空飞机的实时运行状态。同时，通用航空飞行信息交换模型实时接收此次飞行的二次雷达、ADS-B 等监视信息，按照一定频率对FOD 文件进行更新。
5 总结
本文主要阐述了通用航空飞行信息交换的技术关键点，即利用FIXM 建立通用航空信息解析和共享模式，为通用航空飞行生成全球唯一的FOD 文件，通过FOD 文件的交换实现通用航空飞行数据的交换。
中国民用航空局发布的《通用航空发展“十三五”规划》明确了通用航空大发展趋势，大发展也给监管部门带来巨大挑战。本文提出将SWIM 应用于通用航空飞行信息交换，与国际航空数据系统接轨的同时，能有效解决通用航空飞行计划申报及实时监控的问题，可以为通用航空和运输航空安全发展提供保障。
参考文献：
[1]李小明, 张庆安. 浅谈信息通信中交换技术的应用[J]. 工程技术:全文版, 2016(8):00261-00261.
[2]徐宝磊. 信息系统信息交换技术创新研究[J]. 电脑知识与技术, 2017, 13(21).
论文作者:郭文丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：航空论文; 数据论文; 文件论文; 信息交换论文; 信息论文; 模型论文; 实时论文; 《防护工程》2018年第3期论文;