李国玲 严欢 刘明 唐雪燕

【摘要】    我国是自然灾害最严重的国家之一，当发生自然灾害时，通信中断，交通受阻，传统的陆地救援方式已经无法满足高效性，及时性要求。通用航空应急救援因其灵活、高效、快速、施救范围广、受地形影响小等特点，在应急救援服务中具有不可替代的优势。当前，民营通航企业开展应急救援业务的数量不多，且缺乏统一整合管理的平台，无法有效应对大规模应急救援活动。亟需建立统一的通用航空应急计划管理系统，整合全区域范围内通航资源，进行统一管理、统一航线申请、统一任务执行，实现通用航空应急救援统一调度。

【关键词】    通用航空    应急救援    计划管理    航线申请

引言：

为了充分发挥航空应急救援机动能力强、响应速度快、救援范围广、受地形条件限制少的特点，在应急救援中开展人力物资输送，点对点的紧急任务，空中指挥等任务，对减少灾害对人民生命和财产安全的影响，提升国家整体应急突发事件的能力，具有十分重要的意义。本文在相关理论研究的基础上提出通用航空应急计划管理系统的设计与实现方法，建立统一的通用航空应急计划管理系统，促进航空资源的统一管理和调度和航空资源的高效利用，提升通用航空应急指挥救援能力。

一、系统整体框架

应急航空救援服务系统总体架构为“5+N”架构，具体指：1套基础设施、1套资源数据库、1套应用支撑服务、1个航空应急计划管理系统、1套标准运行规范和安全运维保障体系以及N种应用场景，如下图1。

总体架构为主流的SOA面向服务体系架构，采用服务化应用的开发模式，硬件设备基于云计算平台构建，数据治理系统和支撑平台为业务应用的开发运行提供统一支撑服务和运行保障;同时，系统支持多端应用部署，满足分布式应用场景的需要。

二、软件设计

2.1技术路线

2.1.1采用跨平台语言JAVA和JAVA EE开放标准的技术路线

JAVA具有面向对象、简单易用、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点，保证对异构系统的支撑、集成能力。采用J2EE技术架构，规范并简化了应用系统的开发与部署，提高可移植性、安全性，使系统具备迭代更新、快速部署的能力，避免重复开发和过渡开发，降低应用升级成本，提高信息化应用能力。

2.1.2采用Spring Cloud的微服务系统架构解决方案

Spring Cloud是一系列框架的有序集合，它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等。Spring Cloud生态圈完善，拥有一套完善的服务治理、配置管理中心、网关、消息中间件等组件并持续更新，且在业界应用广泛，技术支持相关资料丰富，便于提高系统可扩展性。

2.1.3采用前后端分离架构

系统采用主流的前后端分离架构，将后端服务与前端页面展示分离，提供分布式、微服务、多端化服务基础。前端使用Vue框架，采用MVVM架构模式，实现数据变更时刷新视图，视图变更时刷新数据。后端使用Restful风格提供接口，采用层次化的设计思想，主要分为控制层与业务层。

2.2功能模块设计与实现

2.2.1飞行计划管理

飞行计划管理包括飞行计划生成、飞行计划审批、飞行计划变更、飞行计划状态监控等。

2.2.2飞行计划生成

飞行计划是基于飞行任务进行制作的，飞行任务由外部接口提供。飞行任务包含任务名称、任务描述和任务状态三个属性，根据某一飞行任务可新增多个飞行计划。飞行计划主要包含有计划信息、事件描述、航空器信息、空域范围、安全责任和其他。其中，计划信息包含当前计划的基本信息，如计划名称、申请公司、起飞落地时间、起飞落地机场等。航空器信息包含机型、机号等。空域范围包含飞行计划的飞行空域范围，起飞机场、经停机场、降落机场以及各航段的飞行高度，系统采用基于GIS的航线标绘，系统操作直观便捷。

1.飞行计划审批。飞行计划制作完成后，需要向上级航管部门进行计划申请。系统提供飞行计划审批申请模板管理，可根据选择的模板，结合飞行计划的基本信息、任务信息、航线规划等，快速生成审批文件，同时无缝对接云平台传真，将审批文件一键发送。实现飞行计划审批文件快速制作并发送，有效提升飞行计划审批效率。飞行计划审批文件向航管部门成功提交后，系统通过云平台传真轮询方式自动接收批复信息，并将该批复信息和飞行计划相关联，实现飞行计划的全生命周期状态跟踪。

2.飞行计划变更。根据应急指令和应急救援任务变化，对已经制作完成的飞行计划相关信息进行修改，并可根据飞行计划审批模板重新提交飞行计划变更申请，向航管部门重新提起飞行计划审批。系统通过云平台传真接收批复信息，并将批复信息和系统飞行计划信息相关联，实现飞行计划状态跟踪。

3.飞行计划状态监控。从飞行计划的制作、申报、批复、放行、起飞到降落，对飞行计划的全生命周期进行图形化展示和监控，直观查看当前飞行计划所处阶段。获取鼠标焦点后，可展示某一阶段的详细信息。如航管部门的批复信息、放行信息、起飞信息等。同时用不同颜色注记当前阶段是否顺利执行。

2.2.3航空服务保障

1.航空服务保障。航空服务保障整合航路航线信息、航情保障、气象保障等各类信息，与相关企业建立服务和联动机制，为航空应急救援任务提供飞行服务保障。主要功能包括航线航路信息保障、航情保障、航空气象保障等。

2.航情保障信息管理。围绕航空应急救援任务和飞行计划，提供航情保障信息的管理。对航情保障内容，如数字化飞行情报区区劃、空域管制区划、进近区等进行数据接入，基于GIS地图进行航情信息的可视化展现。在制作飞行计划时提供航情保障信息参考。

3.气象保障信息管理。气象保障需要根据航路和任务地域的天气情况给出合理建议，协助机组制定最快捷、安全的航行路线。精准预报任务区域风向、风速、温湿度等气象要素，选择有利时机进行作业，提高作业质量。气象保障主要包含天气实况和天气预报两部分内容，天气实况包含可见光、红外云图、雷达回波图、闪电、短时强降水。天气预报包含雾、暴雨、大风、强对流落区等未来6、12、24小时预报。

4.图层叠加展示。结合 GIS 模块进行叠加显示，方便查询查看，掌握飞行任务相关起降点、作业区域、航路沿途区域的气象信息，并可根据气象变化，为飞行计划的制作、飞行任务监控提供数据支撑，便于对飞行任务进行合理调整。

5.气象报文展示。对接全国主要机场发布的 METAR、TAF 气象报文。可实时查询与显示通航机场天气预报（TAF）、天气报告（METAR）等各气象情报数据信息，为通航正常安全飞行提供保障。

2.2.4采购结算管理

采购结算模块，集需求发布、能力比选、服务采购、评价考核和费用计算于一体。方便各级用户航空救援需求发起和服务采购，准确开展各类航空救援任务的评价考核工作。根据救援任务类型、作业区域、航空器吨位、风险级别等多方面因素建立航空应急救援服务采购价格体系，优化政府采购航空救援服务流程。建立统一的航空救援任务的评价考核标准，便于准确开展各类航空救援任务的评价考核工作，及时完成费用结算。

2.3数据库设计

2.3.1数据库逻辑划分

应急救援航空服务系统数据库，从逻辑上主要划分为基础地理（GIS）数据库、航空救援资源数据库、飞行计划数据库、气象信息数据库和采购结算数据库五大类。

2.3.2基础地理信息数据库

基础地理数据库，主要包括基础影像数据以及航图数据。基础影像数据是基于百度地图API获取影像地图切片。航图数据包含空域图和航路图。空域图主要用于各种飞行的目视空中领航，为专用航图补充目视资料，制定各类飞行计划。空域图标绘有机场、情报区、管制区等。航路图中，包括航路点、VOR/DME、NDB、强制报告点、航路航线等。

2.3.3航空救援资源数据库

航空救援资源数据库主要包括通航企业数据库、航空器数据库、机场（含起降点）数据库、水源点数据库、航空器维修资源库、航油保障资源、航材保障资源、航空救援队伍类数据库、航空救援装备资产数据库、救援物资资源数据库、相关专家信息数据库等。本系统航空救援资源数据库由外部接口提供，因此系统不涉及该部分数据库的设计。

2.3.4飞行计划数据库

飞行计划数据库主要包含在本系统中制作的飞行计划信息，包括任务描述信息、计划基本信息、事件描述、航空器信息、航行空域信息、安全责任和其他以及飞行計划的审批信息。在飞行计划相关数据中涉及到较多航空救援资源，此部分相关数据全部由外部接口提供，本系统不涉及该部分数据库设计。

2.3.5气象信息数据库

气象信息数据由网络爬虫程序从互联网公开数据获取，主要包括天气实况、天气预报。天气实况包含可见光、红外云图、雷达回波图、闪电和短时强降水。天气预报包含沙尘、霾、雾、暴雨、降温大风、强对流落区和台风路径。

2.3.6采购结算数据库

采购结算数据库主要包含有采购需求、合同管理、评价考核等相关数据表。采购需求包括任务类型、需求单位、作业区域、需求周期、签约状态、需求内容等。合同管理为签订飞行服务的合同信息，包括合同内容和价格等。评价考核是针对飞行任务执行情况进行评分，评分的依据作为后续任务执行推荐通航公司的依据。

三、结束语

本文设计和实现航空应急计划管理系统。通过整合各类航空资源信息，结合空域图、航线图、实时气象信息和预告气象信息，基于地理信息系统，实现飞行航线快速绘制，提升了飞行计划制作效率和便捷性。对飞行计划申报模板进行管理维护，根据飞行计划内容自动生成申报文件，通过云计算传真服务实时无缝对接民航空管、部队航管等审批部门，有效缩短飞行计划拟制和申报时间，对于提升通用航空应急救援效率具有十分积极的意义。

参  考  文  献

[1] 陈克军 METAR报和SPECI报 2019.9

[2] 吕焕亮. 基于灵活使用空域概念的扇区组合优化[D].中国民用航空飞行学院，2014.

[3] 周娟. 航路动态规划模型和算法研究[D].中国民航大学，2015.