[轉載]《民航科技》2012年4月專家論壇：羅喜伶《SWIM技術國際研究動態及對中國民航的借鑑意義》

專家介紹：羅喜伶，北京航空航天大學電子信息工程學院副教授，工學博士，碩士生導師，國家空管新航行系統技術重點實驗室和協同式網絡化空中交通管理系統研究教育部創新團隊核心成員，民航空管廣域信息系統專家組成員。

 

SWIM技術國際研究動態及對中國民航的借鑑意義

 

問：您對SWIM作了許多系統研究工做，請介紹一下國外SWIM發展情況如何？

答：SWIM是廣域信息管理系統的簡稱，目標是在航空業界，共享空管業務數據，提供準確、高效、安全的信息服務。最先在1997年，美國美國聯邦航空局就曾提出了國家空域系統信息服務的概念，簡稱爲NWIS（NAS-Wide Information Service）。以後隨着信息技術的不斷髮展與成熟，2001年，波音公司提出了公共信息網絡（CIN）的概念。航空無線電技術委員會在2002年將國家空域系統信息服務整合進入了「NAS運行概念和將來遠景」；同年，FAA與國際電話電報公司（ITT）簽署合同，讓其爲NAS設計了SWIM的功能和物理架構。2003年，ITT與FAA聯合完成了SWIM的基礎功能分析與NAS級的需求開發，並於2004年完成了SWIM的物理結構研究、過渡選擇和建議以及結構仿真和確認等方面的工做。

從2004年開始，波音公司和FAA合做，在現有和設想的國家空域系統空中交通運行和通訊系統框架下來定義SWIM的職責和定位。

目前FAA開展的SWIM項目是在2007年由FAA與ITT、波音等多家公司和機構一塊兒確立，目前已完成需求分析與架構設計，開始工程實施。具體的工程實施共分爲4個階段，其中第一階段的實施計劃爲從2009年至2013年，要求基本解決涉及航行情報信息、航班及流量信息以及氣象信息等三方面共計9個基本功能的實現。第一部分功能的實現將基於現有的基礎設施架構和流程，而不從新搭建新的信息交換架構。與此同時，對於核心服務與外圍通訊的標準協議與接口的研究與定義也將同步展開。目前，第一部分的已經完成了針對開發階段的三個服務，一個是商用軟件註冊庫，該庫將SWIM項目中全部用到的商用、開源軟件的主要技術信息發佈，供開發團隊在設計時使用；另外一個是SWIM的維基百科， SWIM中涉及的關鍵概念、技術規範的定義做爲詞條收錄在該百科當中，SWIM項目的利益相關方，如航空公司、機場等可以方便的查閱到相關的概念，促進信息共享的推廣與潛在用戶的發掘；除以上兩個服務以外，國家空域系統服務註冊中心，簡稱爲NSRR也在第一階段上線，該註冊中心是整個SWIM項目的核心服務之一，目標是讓空管信息的消費者可以像查閱電話簿同樣，快捷的搜索到所需服務的接口、數據格式等相關信息，從而迅捷開發接口獲取數據。

在第一階段即將完工之際，第二階段的實施計劃也於2010年同步開展。第二階段是在第一階段的基礎上擴展SWIM覆蓋範圍，整合現有數據接口信息，創建SWIM核心服務。在該階段FAA經過與中間件廠商合做，建設消息、接口管理、安全，以及企業級服務管理四個核心服務，在此基礎上創建了美國國家企業級消息管理系統，簡稱NEMS，該系統將氣象、雷達、場面監視等數據整合發佈，造成了涵蓋9個信息系統的共享網絡，以場面監視ASDE-X系統爲例，目前已經有包括亞特蘭大、波士頓在內的18個節點投入使用，其餘17個節點也在投入建設，經過這樣全國範圍的網絡，機場、航空公司、商業用戶都可以便捷的獲取場面監視數據，增長數據服務複用，有效下降數據獲取的成本，提升了空管內部運行的效率。

在全面開展SWIM項目實施的同時，FAA也根據新技術的發展規劃了將來SWIM的發展方向，2011年10月的中美SWIM研討會上，美方SWIM項目的負責人與咱們的研發團隊展開了技術討論，討論中他們也透露在將來計劃採用「雲計算」技術，在美國國家空域系統設立「私有云」，從目前的面向服務架構轉變爲「雲架構」，同時，FAA也將推廣AAtS，即航空器SWIM接入技術，該技術將SWIM的數據服務對象從地面信息系統擴展到天空，提升航空器的環境感知能力。

除了美國以外，歐洲、澳洲、日本也開展了相關的研究，歐洲的SWIM-Suit計劃也已經進入了工程實施階段，而且已經與美國的SWIM網絡開展了互聯工做，經過二者的互聯，飛行對象數據可以跨大西洋傳送。以此爲契機，SWIM的發展也進入了全球化階段，日本在2012年將從美國的國家空域系統服務註冊中心獲取空管數據服務，一樣是在今年，包括了美、日、澳、斐等國在內的大平洋地區國家將開展飛行對象交換演示，美方已經邀請中國加入該演示團隊，咱們的研究團隊也在積極準備，增強國際合做，爲我國發展SWIM作出努力。

 

問：我國的SWIM研究與國外有何不一樣？

答：國內外開展SWIM研究的目標是相同的，都是創建民航數據信息的數據共享機制。結合我國民航空管的自身特色，經過政策、管理、技術等三個層面來分析與國外研究的不一樣。

首先是政策層面，我國的飛行管制是由中國人民解放軍空軍統一領導，空域歸軍隊管理，而美國空管是政府統一管理，在建設空管信息系統時，美國是一套獨立的體系，而我國有軍民兩套空管體系，在管理權限與安全層級有不少不一樣，在設計SWIM架構時，必須考慮這些因素的影響，對於航線的變動這類關鍵信息，須要設計更加安全的體系，保障空管的安全，對於信息權限的設計也須要符合我國的國情。

其次是管理層面，我國民航空管組織是由民航局、地區空管局、空管分局站三層管理架構組成，因爲建設時的技術限制，各層級的信息系統建設採用的網絡環境、硬件平臺和數據傳輸標準存在着較大差別，相比國外的信息化基礎設施來講更加的複雜，如何克服這些限制，統一創建從底層的硬件平臺到標準的數據交換模型，保障數據的傳輸暢通是咱們研究中須要重點關注的問題。

最後是技術層面上，美國和歐洲在研究中都採用了傳統的Web服務技術，儘管技術已經很是成熟，可是在開發與運行效率上還存在提高空間，在咱們的SWIM研究中採用多種技術融合，將Rest風格的Web服務，語義網等加入研究範疇，試圖在現有技術的基礎上大膽創新，尋求更加高效的數據共享解決方案。

 

問：您對我國SWIM發展有哪些建議？

答：在研究過程當中，經過對我國民航空管信息化現狀分析，面向服務技術的研究和與國外SWIM團隊的交流，發現我國在從此發展SWIM在研發合做、技術更新這兩個方面還須要增強。

一方面是國內民航相關單位之間。SWIM自己是一個共享的數據發佈平臺，並無生產、存儲任何業務數據，數據源都是來自空管、機場和航空公司的業務信息系統，若是沒有這些數據源，那麼平臺的效用將大幅下降，美國在設立SWIM項目組時，專門設立了6人的改革與協調團隊，處理各個利益相關方的問題，同時，與航空工業與貿易組織、美國下一代航空運輸系統聯合規劃與發展辦公室等行政機構合做，爭取到更多的航空業機構、企業加入到SWIM項目中，使SWIM平臺可以有更多的業務運行服務發佈，從而創建空管行業的信息交互標準，我國如今發展SWIM也須要有更多的利益相關方的合做，只有他們都加入進來在平臺內部共享數據，擴大SWIM的服務覆蓋範圍，才能使SWIM的價值最大化。

另外一方面是國際合做，目前美國、歐洲都再開展SWIM研究，他們已經有大量的研究成果可供咱們借鑑，咱們沒有必要花費大量的財力物力去重複研究這些相關基礎技術，而是能夠經過國際合做學習國外的經驗，這樣既能加快我國SWIM的研發進程，也可以避免走彎路，爲國家節約資源。對於技術更新來講，咱們要注重技術的前瞻性。相比其餘技術，信息技術成熟週期短，並且新型技術的可靠性、安全性高，FAA在下一階段的SWIM發展計劃中也將「雲計算」等新興技術列爲了將來的發展目標，他們也已經開始相關可行性的研究，在5到10年的時間內國外可能已經開始使用「私有云」做爲信息服務提供載體，到那個時候咱們再開始進行技術革新爲時已晚，因此在現階段研究過程當中，咱們就須要有前瞻意識，採用兼容性強，易於技術升級的成熟技術，爲下一步的建設作好技術準備，減小沒必要要的資源浪費。