Introduction of integrated information management system for large airport based on Geographic Information System technology
摘要：在机场建设中如何有效地进行工程管理和工艺控制，在机场建成后建设工程产生的大量图文资料如何管理维护，如何充分整合并利用这些信息资源，并在此基础上进行增值应用开发。通过引进和使用基于机场环境的地理信息系统将是解决好以上两大问题的一条有效途径。本文主要对大型机场基于地理信息系统技术的综合信息管理系统进行介绍，并对重庆江北机场地理信息系统的建设和使用情况进行阐述。
关键词：信息资源，资料维护，地理信息系统
Abstract:How to effectively carry out project management and process control in the airport construction, how to manage and maintain a large number of graphic data generated by the construction project after the completion of the airport, how to fully integrate and utilize these information resources, and how to carry out value-added application development on this basis. The introduction and use of Geographic Information System based on airport environment will be an effective way to solve the above two problems. This paper mainly introduces the integrated information management system of large airport based on GIS technology, and expounds the construction and application of Chongqing Jiangbei Airport Geographic Information System.
Key words: Information resources, Iata maintenance, Geographic information system
一．项目背景
近十多年来，我国民航事业取得了巨大发展，航空为人们出行的重要途径之一。与此同时，国内机场尤其是大型机场有两大问题正暴露了出来，并对各机场产生了越来越深刻的影响。第一个是生产运行方面，空管局、机场、航空公司等驻场单位都有着自己的生产调度、生产保障系统，各个系统就像一座座孤岛，生产数据封闭，没有形成互通共享的模式，这样将导致各单位之间配合不默契，生产效率低下。如何将孤岛连接起来，如何打破信息的壁垒，打造一个一体化生产运行支撑平台，是当前大型机场面临的最严峻的问题之一。第二个是资源管理方面，机场在建设和管理期间形成、保留了大量的资源和数据，如工程图档资料，管网管线资源，机坪道面数据等资源，资源类别众多，数量庞大，那么应该通过什么样的手段对这些资源进行整合、管理。针对以上两个问题，如何提高机场的综合信息管理水平，如何提升营运效率，如何对机场的资产、设施设备进行有效的管理，成为民航从业者必学认真考虑的课题。由此，机场对地理空间信息的建设和应用提出了巨大的需求。通过引进和使用基于机场环境的地理信息系统(Geographic Information System，下文简称GIS)将是解决好以上两大问题的一条有效途径。研究和开发机场GIS系统成为机场综合信息管理建设的重要内容和前沿领域。
二、系统建设和功能介绍
（一）成立项目团队，明确需求和目标
重庆江北国际机场GIS系统项目立项后，成立了项目推进小组全面启动重庆机场GIS系统的建设工作。
需求调研
生产运行方面：
（1）一套一体化生产运行支撑平台。用统一平台促进运行一体化，提升生产效率，提高航班正常性，助力品质化发展，落实“以枢纽、智慧、靓丽机场助推重庆内陆开放高地建设”的总体要求。以共享破除运行壁垒，以智能促进精细化管理，以协同推动一体化运行。
（2）一套机坪车辆管理系统。可实现对机坪作业车辆静态和动态数据的监视和管理，保证车辆有效率地完成生产和保障工作，从而为旅客进出港提供优质的服务。例如实现车辆位置定位，车速实时监控，车辆违界告警，车辆年审、保养管理等功能。
资源管理方面：
（1）一套道面管理系统。可实现对场内航空器滑行道，车辆行驶道路的数据监控，以及对道面维修、保养数据的整理等功能。提高航空器着陆的安全性，提升道面维护人员的工作效率。
（2）一套管网管理系统。可实现对机场全区域的给排水管道、弱电管道、光缆管道、油料管道等地下管道的可视化管理等功能。为日常管理、管网维护、分析统计、规划决策提供可靠依据。
（3）一套工程图档管理系统。可实现收集和管理机场建设工程原始数据等功能，以满足机场建设工程资料过程管理、交付验收、档案交接、后续运行维护的要求。
（4）一套三维展示系统。通过三维立体建模直观地查看、管理机场航站楼、单体楼、道路等设施的信息，形成精细化管理。能通过场景浏览、信息查询、GIS 分析、场景制作、数据输出等手段为维修维护部门、机场运行管理部门、领导决策部门提供各种应用支持。
（二）设计方案
1.总体框架
在机场各个项目建设过程中产生的大量工程原始数据资料，将以原始数据文件和属性数据库对象方式保存在工程原始数据库中。基于机场工程文档数据库，抽取其核心图形图层，并与其他综合信息进行关联建库，形成机场综合地理信息数据库，以此建成一个集先进性和实用性为一体的机场地理信息管理与服务平台，基于该平台建设A-CDM系统、机坪车辆管理系统、道面管理系统、管网管理系统、图档管理系统、三维展示系统等。
2.工程图档库
从机场建设过程中各个规划、设计及工程实施单位，采集扩建工程所有的工程原始数据，并对其进行基础管理，包括：归档管理、存储、版本控制，定义原始数据范围（目录清单）、类型、格式、来源，采集及录入操作流程。工程原始数据范围涵盖整个机场建设工程区域内（包括航站区、飞行区、航站楼、综合管线、外场道路、配套建设工程，以及配套建设的机械、电子、信息等各个工程项目）的规划、勘测、设计、施工、竣工验收等各个阶段的管理控制及工程技术类信息资料。
3.地理信息数据库
对工程原始数据进行整理转换，包括定义转换数据类型、格式、操作处理规范、方法、工具及处理过程等；建立地理信息数据库，进行空间数据的存储，定义存储策略、技术解决方案、核心产品及工具、存储数据体系结构。
4.工程地理信息共享平台
建立空间地理信息WEB 应用门户，对空间地理信息的用户、权限、日志等进行管理。通过空间地理信息共享交换，实现对地理信息图层共享，对业务应用引擎、地理信息服务进行管理，为各业务单位和各应用系统提供统一的二维电子。
地图和三维模型。平台通过与机场生产数据库、视频数据库、旅客服务信息库等的实时信息集成，实现信息的共享与交互。
（三）实现各系统功能
生产运行方面：
1.A-CDM系统
A-CDM全称机场协同决策系统，是一个流程驱动管理系统，通过共享信息，实现协同决策。A-CDM最先是由欧洲航行安全组织（Eurocontrol）提出，目前国内A-CDM系统建设正处于初级阶段。信息的价值在于交互共享，敝帚自珍、闭门造车式的思维与信息化格格不入。协同合作是A-CDM最核心的基础，机场作为A-CDM建设的主导者，要求各个机场相关单位通过信息共享、协同合作，来共同改善生产运行流程。
2017年，随着重庆江北国际机场东航站区及第三跑道项目落地，A-CDM系统也应运而生。A-CDM建设内容包括数据共享、进程管控、资源管理、运行态势、异常恢复、协同放行、统计分析和仿真模拟八大项目。在完全覆盖民航局[2018]68号文件《机场协同决策（A-CDM）实施规范》的基础和前提下，结合民航机场协同运行发展规律、趋势和机场实际业务诉求，对建设内容进行了深化和扩充。A-CDM以GIS系统作为平台，通过可视化的操作形式，统一各部门生产数据，对全场航空器进行调度。
2.机坪车辆管理系统
重庆机场机坪车辆管理系统是一个建立在GIS 共享平台之上的应用系统，它将高精度卫星定位技术和GIS 技术、1.8G无线专网技术和计算机信息系统有机地结合在一起，为用户提供全新、透明、可视、实时、互动、形象化的车辆管理服务。车载终端通过GPS 获取相关路点信息，通过1.8G无线专网通信平台，将信息上传至基于GIS 平台的机坪车辆管理系统，这些信息将是车辆监控调度中心的数据来源。车辆监控调度中心完成机坪车辆信息记录管理、对车辆进行在线定位，实时监控运行轨迹，也可对车辆历史运行轨迹进行跟踪。除此之外，能对车辆的行驶速度、行驶区域等情况进行监控，最大程度上促使各种作业车辆规范运行。除了在日常工作中的运用，此套系统也可对机坪车辆的分配进行调度管理、为机坪车辆规划维修与保养管理等功能。
资源管理方面：
1.道面管理系统
飞行区道面管理系统可以为机场管理提供跑道、滑行道、机坪、巡场路等道面基础电子地图数据，并可提供机场道面管理专业属性信息图形化显示、电子地图应用服务、辅助决策、专题图形等。通过机场道面信息的交互、共享、更新、存储、统计和分析，提高机场道面管理的信息化、精细化、智能化水平，进而形成有力的机场道面决策支持系统。
2.管网管理系统
管网管理系统利用GIS技术、数据库技术、图像处理技术和可视化技术，构建管理服务中心，以快速提供真实准确的综合管线信息，实现快速查询统计、定位、辅助分析决策等功能，为机场管网综合设计建设及建成后的日常管理、管网维护、分析统计、规划决策提供可靠依据，形成全面集管理和分布式应用的管线信息系统。
3.工程图档管理系统
工程图档管理系统收集和管理机场建设工程原始数据，包括项目规划、审批、合同、设计文档、施工管理文档、竣工验收资料等一系列工程文档数据。数据来源包括业主提供、第三方提供等，以满足机场建设工程资料过程管理、交付验收、档案交接、后续运行维护等的要求。同时工程图档资料也是地理信息系统的重要数据来源。
4.三维展示系统
三维展示系统建设内容包括整个航站楼的三维模型、航站楼内部建筑结构及主要设施图、航站楼内管网电子图、航站楼强弱电桥架电子图等；功能上能通过场景浏览、信息查询、GIS 分析、场景制作、数据输出等手段为维修维护部门、机场运行管理部门、领导决策部门提供各种应用支持。举个例子，机场信息公司在机场负责的弱电机房大大小小共378个，其中航站楼里的机房就占了253个，这么多房间的位置光靠维护人员的记忆力是无法准确找到的，特别是在发生通信事故，需要立马找到相对应的机房的紧急情况下，这时候就需要借助三维展示系统，通过直观的、具象化的三维立体图，快速地定位到机房的具体位置，以此提高解决故障的效率，为广大旅客提供稳定的出行保障。除此之外，在三维建模完成后，机场的不同部门都可以根据自己的需求在三维立体图上定制不同的标志物，如动力能源部门可以设定电闸点、水泵控制点等所在位置；航站楼管理部可设定问询台、行李寄存站、厕所、甚至是灭火瓶存放点。
在与机场各部门沟通协调后，此套系统设计了如下几个主要功能：
三、使用情况
重庆江北国际机场GIS系统是重庆江北国际机场东区建设的重要配套项目，建设周期历时三年左右，是目前国内机场已建成的最大的GIS系统之一。截止目前，重庆江北国际机场GIS系统已投用两年多，使用至今系统持续稳定、顺畅、安全运行，各子系统也实现了各自的价值，具体的实施效果如下。
生产运行方面：
（一）A-CDM系统
目前，重庆机场完成了一体化信息交互平台的建设，并采用统一的数据交换协议，实现了逾40个系统的对接和数据交换，交换项目达296项，约有80%以上的数据项实现了全部本场航班的覆盖，涉及指挥中心、地服公司、航空公司、空管、驻场单位等逾20个公司和部门。A-CDM保障作业数据的自动化采集率已达到70%以上，并实现本场航班的全覆盖。
（二）机坪车辆管理系统
机坪车辆管理系统的应用，简化了各部门以及驻场单位对机坪车辆运行的管理流程，方便了车辆管理人员工作的同时也提升工作效率。总体来说该系统便于各部门以及用户单位检查内部管理车辆的运行情况，包括车辆运行轨迹、上下线情况等；维护管理部门管理全场的车辆态势，统计实时在线车辆数量，每天在线最大值和平均值；飞行区管理部也可对车辆的超速越界进行管理监控等。目前主要用户为机场集团下的13个部门，17家航空和维修公司等驻场单位，总共56个用户组。截止2019年8月，已对机场904台作业车辆进行了监控，每日平均实时上线数量200台，航班高峰期期间数量可达400台。
资源管理方面：
（一）道面管理系统
道面管理系统的应用，优化了机场道面管理以及问题处理流程，提高机场道面管理的信息化水平，方便了巡检人员对问题道面的填报以及管理人员维修派发、巡检管理以及统计分析等，提升了工作效率，节约了人力成本。目前道面管理系统主要用户是飞行区管理部、航务管理部等的6个用户组。
（二）管网管理系统
管网管理系统的应用，简化了管网的日常管理以及维护，包括管网的统计、分析、数据的导出以及数据编辑等，提高了机场管网管理信息化水平。机场信息公司通信保障部对弱电线路故障的处理时间相比以往节约了一半；动力能源管理部通过该给排水管道图规划出了更合理的给水线路逻辑，为机场节约了大量水资源。
（三）工程图档管理系统
工程图档管理系统优化了机场建设工程原始数据的管理，便于用户查询项目规划、审批、合同、设计文档、施工管理文档、竣工验收资料等一系列工程文档数据，也为机场后期的扩建和规划提供了有力的理论数据基础。
（四）三维展示系统
三维展示系统的使用大大方便了机场管理层对机场建设的决策，临时突发状况的部署，以及对外的宣传。此外，通过外部数据接口，旅客也能使用三维展示系统对机场进行360度漫游，大大增加了机场的亲近感。
来源：重庆机场信息通信网络有限公司，作者：巫平，张俊，傅胤翔
