改进机场运营管理之协同信息平台的构建

1绪论

 

1.1研究背景

自改革开放以来，我国民航业一直保持着较快增长，截止2010年，我国民航运输飞行累积达到2036万小时，航班976万架次，机队规模1580架运输量突破10亿人次，年均增长速度14.1%，首都机场旅客运输量跃居全球第二，浦东机场货运稳居全球第三，民用机场175个，其中吞吐量超过千万人次的机场己达到16个，民航业增速位居全球第一。

十二五期间，国家对整个民航业的支持力度仍在继续加大，全行业累积投资超过1万亿，预计2013年年底，运输机场数量将达到230个以上，民航运输机队规模突破3800架，民航飞行员预计达到2.4万人，全行业预计实现利润超过500亿元，民航业已然成为我国国民经济的重要组成部分。

随着民航业的高速发展，民航业所面临的挑战也日益显现。持续高速增长的民用航空业务需求量与滞后的基础设施建设之间的矛盾严重制约了民航持续健康的发展，目前，国内13个机场的部分设施已处于超负荷运行，超过40个机场处于饱和状态，机场现有资源日益紧张，巨大的客货运输需求也与航空公司现有运力严重不匹配。

随着机场建设步伐的加快，机场规模越来越大，运行组织越来越复杂，机场信息化程度越来越高，尤其是航空区域化、枢纽主导化、服务智能化的发展趋势都对整个民航业提出了更高的要求，而目前我国民航整体经营管理和服务水平与之相比还有很大差距。

........................

 

1.2研究的目的与意义

1.2.1研究目的

随着中国民航业的高速发展，航班量持续攀升，机场及空域资源日趋紧张，各地都在加快基础设施的建设与投入，尽管从某种程度上有所缓解，但基础设施建设周期长、见效慢，很难在短时期内见到实质的成效。

此外，我国民航航班延误情况呈逐年上升趋势，严重影响了民航整体的运输服务质量，严重影响了中国民航业的健康发展和国际竞争力。从全球机场运营的经验看，尤其是发达国家，机场正逐渐向专业化管理转型，容量提升是国际机场运营管理研究的核心问题。本文研究的目的正是尝试从协同学基本原理出发，借助现代信息技术手段，打造机场协同信息平台，形成空地协同一体化的联动机制，全面整合机场资源，提升服务保证能力与协同决策能力，进而促进整个机场运营管理水平的提升。

1.2.2研究意义

由于民航运营模式的制约，民航各相关单位对于航班运输服务的关注点、利益点有所不同，彼此资源无法有效共享，组织间形成了即需要合作又相对独立的局面，整体运营效率低下。因此，如何冲破这样的壁鱼，实现航班保障协同决策机制的建立，从而提高航班正点率及服务质量，是当今中国民航业不得不面对的问题。

围绕容量提升，以美国为首的发达国家做了大量研究与应用实践并初见成效，我国也正在抓紧步伐开展相关的研究，并逐渐形成了以空中交通管制为龙头的协同决策运行系统的探索，但以机场层面的研究还相对甚少，本文将立足机场的视角，结合机场内外部保障单位的特点，研究如何构建机场协同信息平台，这一探索将对于机场由粗放型管理向精细化专业化管理转型发挥积极作用。

​...........................

 

2相关概念及理论综述

 

2.1民航相关概念

民航机场等级反映了机场最大的运行能力，包括能接收机型的大小、客货运量的大小、保证航班正常率和飞行安全的导航设施设备的完善程度。在综合三类标准的基础上，我国划分了五个机场等级，具体内容见表2.1，本文研究主要针对二级以上机场来开展。

2.1.2空中交通管理

空中交通管理（AirTraffic Management，ATM)是指提供空中交通服务（AirTraffic Service, ATS)、空域管理（Air Space Management，ASM)和空中交通流量管理（AirTraffic Flow Management，ATFM)于一体的综合航空交通管制。其中空中交通服务是指防止机动飞行区内航空器与航空器、航空器与障碍物之间发生碰撞，加速空中交通流动，维持空中交通秩序；空域管理是指依据既定空域条件，以时分共享的方式，按短期需求划分空域、实现空域的充分利用；空中交通流量管理是空中交通管理的核心部分，是未来有助于空中交通安全、有序和快捷运行，确保最大限度利用空中交通管制服务，并符合有关空中交通服务标准和容量而设置的服务。

2.1.3机场地面作业服务

机场地面作业服务是指从飞机进港（包括降落、滑行、停靠）直到飞机再次离港（包括推出、滑行、起飞）过程中，对飞机、乘客、行李货物等所做的一系列地面保障服务工作。例如飞机清洁、飞机加油、航空配餐、机务检修、旅客手续办理、安全检查等一系列相关联的工作，是设备、人员、信息协同的系统工程。机场地面作业服务进程的科学规范是影响机场运营效率的关键因素。​

...............................

 

2.2支撑智能服务功能实现的科学理论

2.2.1边缘活动网络

AOE网广泛应用于项目管理技术中，主要关注整个工程（作业、任务）完成所需要的时间，分析哪些是影响该工程（作业、任务）进度的关键活动等问题。由于在AOE网中某些活动可以并行进行，所以完成工程的最短时间是从源点到汇点路径的最大长度(指路径上各活动持续时间之和最大，而不是路径上弧的数目最多)。把从源点到汇点路径长度最大的路径称作关键路径(critical path)，关键路径上的活动称作关键活动。关键活动的长度是整个工程（作业、任务）的最短工期，加快关键活动的完成是加快工程进度缩短工期地关键。

SOA架构是一种粗粒度、松稱合的服务关系，相对于紧稱合，松稱合系统架构具有两点非常明显的优势，其一在于灵活性，可以根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境，比如业务流程的变更、商业需求的变化、供应链关系的改变以及其他与业务有关的因素，松稱合服务能够灵活地适应环境变化的业务为按需业务，在按需业务中，一旦需要，就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。其二，松親合意味着整个应用程序的每个服务的内部结构和实现方式发生改变时，不会对系统其他功能产生影响，从而确保系统架构的整体稳健性。

​因此，从业务的角度看，SOA作为一种面向服务的架构一切以最大化“服务”为出发点，SOA利用企业现有的各种软件体系，重新整合并构建起一套新的软件架构。这样的架构能够随着业务的变化，随时灵活地结合现有服务，组成新软件，共同服务于整个企业的业务体系，从而实现模块化组件，每个模块都可以实现独立功能，而不同模块之间的结合则可以提供不同的服务，模块之间的接口遵循统一标准，可以实现低成本的重构和重组。在SOA的技术架构下，可以将多个复杂纷乱的信息系统整合成一个相互支持的协同系统，从而增加企业在业务发展过程中应用系统的灵活性，确保IT资产投入利用率的最大化。

.........................

 

​3机场运营管理存在的问题分析..................14

3.1航班延误分析................14

3.2机场运营模式分析................18

4协同信息平台需求分析..................24

4.1解决机场运营共性问题的需求..................24

4.2协同信息平台基础运行环境需求分析..................25​

​5协同fe息平台旳构建..................30

5.1机场协同信息平台构建的目标..................30

5.2基于SOA的协同信息平台..................30​

 

6协同信息平台建立及发挥成效的保障措施

 

6.1政策制度保障

6.1.1加大政府对民航的支持力度

从机场运营存在的问题分析中不难看出，民航市场化改革取得了显著成效，其弊端也逐渐显现，特别是三大主体（机场、空管、航空公司）间矛盾日益显现，对空-地协同机制的建立形成了阻碍。因此，国家和政府应从全局着想，在推进新一轮民航深化改革过程中，打破利益格局，建立协同共赢机制，这样才能从根本上解决现阶段“各自为政”、“互不往来”的问题。​

从全局来看，民航局自2012年幵始在全民航致力于CDM协同决策系统的建设与推广，这就是非常好的尝试和案例，机场和航空公司对此反响也非常热烈，但CDM系统主要借鉴美国经验，侧重航空公司与空管协同放行，在如何提升机场协同能力方面鲜有成果。随着机场规模的不断扩张，制约航空运输效率最集中的点就在机场，因此，民航局应加强从机场层面的统筹考虑与制度建设，打破体制的束缚，着力推进和导向空管向机场资源的靠拢与整合，辅助各机场集团建立机场集群，发挥机场区域协同作用，产生轮辐效应，带动落后地区航空市场的幵拓，促进民航市场超更加均衡的方向发展。

​从局部来看，属地化改革之后，机场为推动地方经济发展做了积极的贡献。机场作为经济组织其生存环境也面临较大压力，通常机场旅客吞吐量超过50万人次的机场才可能盈利，一方面是推动地方和区域经济发展的重任，另一方面是市场化经营的生存压力。地方政府应强化机场作为经济组织管理的同时应承认其具有公共事业服务的性质，在地方政策上予以支持，在资金筹措上予以协助，在协调地方经济发展的同时兼顾机场的经济效益。

..............................

 

7结论与展望

 

7.1研究的主要结论

随着我国民航不断的发展，航空运输量呈现快速增长，与之对应的机场资源却日趋紧张，尽管国家、地方都在加大对于机场的建设，但由于基础设施建设周期长，见效慢，机场资源紧张的现状难以在短时间内得以改善，严重抑制力了航空市场强劲的需求。此外，由于航空市场的快速增长，大型机场的不断涌现，机场运营管理的难度急剧增加，航班延误等问题日益影响和困扰着我国民航持续健康的发展。本文通过分析机场运营管理中存在的突出问题，根据对协同理论和相关实践的研究以及量化分析方法对机场运营效率的评估得出以下结论：

一、通过实证研究与量化分析，我国机场整体运营效率较低，主要是由于基础设施建设的滞后和管理能力不足所导致。

二、通过对运营问题的分析，发现其中信息资源分散、信息沟通不畅是导致现有机场运营效率低下的共性问题，要解决这一问题，必须建立一个更高层次的渠道，将机场的内外部运营主体和资源整合在一起，通过信息协同实现空地业务一体化的运营机制的建立，以此提高现有机场运营的整体效率。

三、通过对协同理论的研究，结合改进机场运营效率的有效途径，提出建立基于SOA技术架构的机场协同信息平台解决方案。协同信息平台是集基础服务层、数据资源层、组件服务层、企业服务总线、应用服务层和智能服务层于一体的综合信息服务平台，将实现异构环境下的资源整合，建立空地一体化的协同管理机制，强化机场对资源的优化配置以及运营主体单位之间相互协同的能力，进而从整体上强化机场的管控力度和运营能力。此外，文中还模拟和描述了航班延误预警、机位优化分配、地面作业自动优化三大智能辅助功能，提出协同信息平台应利用现有智能化技术的研究成果来辅助机场运营管理的建议。

四、本文最后从政治制度、资金保障、人才培养和产权变革四个方面给出相关的建议和措施，为协同信息平台的研究与实施提供了长期性、全方位的保障措施，确保其真正发挥实效，以促进机场运营管理的提升。​

​参考文献（略）