民航ATC系统监控技术研究

论文摘要

随着航空业务的蓬勃发展,空管自动化系统得到了广泛应用,在这种情况下,仍旧依赖国外进口的空管自动化系统已经不能满足我国对自动化系统多方面的需求,因此,开发具有自主知识产权的国产空管自动化系统已迫在眉睫。空管自动化系统关系到人民的生命和财产安全,因此,在安全性、稳定性和可靠性方面都有较高的要求,而建设一个实时的监控系统是保证这些要求的重要手段,监控系统也凭借其重要的保障功能而成为空管自动化系统的重要组成部分。本论文以某空管自动化系统的开发为背景,对空管自动化监控系统的需求、架构和实现技术都进行了详细的论述。在分析监控系统的目标和客户业务的基础上,论述了空管自动化系统对外接口监控、各子系统监控、网络监视和其它功能的需求,并建立了基本的功能用例模型；在架构设计方面,分析空管自动化系统核心需求以及当前的监控理论,设计了基于系统监控终端和中间件的监控架构,论述系统监控终端和中间件各自的功能划分以及二者之间的数据交互接口。系统监控终端负责对监控设备的集中管理和远程命令的发送,而中间件驻留在各个被监控设备中,负责收集各子系统的资源信息并报告给系统监控终端,同时接收来自系统监控终端的远程命令并完成控制命令的执行；在中间件的设计和实现部分,主要论述节点网络、节点进程状态和节点资源的探测方式和基于共享内存和组播技术的监视数据传输方式以及共享数据加锁等数据同步技术,并论述了基于TCP/IP协议的控制命令传输方式、操作系统和进程的启动、关闭等控制功能的实现；在系统监控终端的设计和实现部分,论述了监视数据的综合显示,提出监控节点按席位分组,从而解决了节点多和监控界面的伸缩性难题。接着论述了获取交换机、NPORT监控数据的方法。最后,论述监控系统告警和日志管理方面的设计和实现。论文通过对空管自动化监控系统的开发过程描述,体现了监控技术的运用,监控系统在功能和性能方面都满足了主用空管自动化系统的需求,现已稳定运行,证明了文中讨论的监控技术的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究的意义及其发展现状
• 1.3 本文研究的内容
• 1.4 论文的组织
• 第2章 监控系统需求分析
• 2.1 监控系统的目标
• 2.2 用户组织结构及其职能分析
• 2.3 系统业务分析
• 2.4 分析监控系统功能需求
• 2.4.1 对外接口监控需求
• 2.4.2 节点监控需求
• 2.4.3 网络监视需求
• 2.4.4 其它功能需求
• 2.5 监控系统非功能需求
• 2.6 本章小结
• 第3章 监控系统架构设计
• 3.1 轮询和自陷的监控原理
• 3.2 监控系统子系统划分
• 3.3 系统运行架构
• 3.4 监控系统的子系统接口设计
• 3.4.1 远端MID和监控席MID之间的传输接口
• 3.4.2 CMD和监控席MID之间的传输接口
• 3.4.3 CMD和MID之间控制命令传输接口
• 3.5 系统开发架构
• 3.6 本章小结
• 第4章 中间件子系统的设计与实现
• 4.1 中间件子系统的概要设计
• 4.2 中间件子系统的详细设计
• 4.2.1 节点监视数据收集设计
• 4.2.2 监视数据传输设计
• 4.2.3 系统控制设计
• 4.3 中间件子系统的实现
• 4.3.1 实现节点网络状态探测
• 4.3.2 实现节点进程状态探测
• 4.3.3 实现节点资源探测
• 4.3.4 实现监视数据传输
• 4.3.5 实现控制功能
• 4.4 关键技术
• 4.4.1 启动进程
• 4.4.2 关闭进程
• 4.4.3 数据同步
• 4.5 本章小结
• 第5章 监控终端子系统设计和实现
• 5.1 监控终端子系统设计
• 5.1.1 从中间件获取节点和雷达监视数据设计
• 5.1.2 获取NPORT、交换机监视数据设计
• 5.1.3 监控界面设计
• 5.1.4 告警设计
• 5.1.5 日志管理设计
• 5.2 监控终端子系统实现
• 5.2.1 实现节点、雷达监视数据获取
• 5.2.2 获取交换机、NPORT监视数据
• 5.2.3 实现监控界面
• 5.2.4 实现告警功能
• 5.2.5 实现日志记录
• 5.2.6 实现日志查询
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文