空管自动化系统若干关键技术研究与应用
【摘 要】 本文首先简单介绍了空中管理系统的概念，接着介绍了采用UDP协议、网络接口信息自动获取、缓冲区链表等技术以提高系统的实时性和稳定性。为了能使用广播方式，双网通信模块采用了UDP方式，同时也降低了网络协议开销。这些技术使得空中管理系统具备很强的高效性和健壮性。
【关键词】 空管自动化系统 TCP 自动获取
引言
随着科技高速的发展，航空技术也取得突飞猛进的进步，把航空技术运用于运输货物也日益普及。然而航空的交通规则和制度却没有得到相应的提高，空中交通问题也日益凸显。空中交通问题慢慢的成为我国空中运输的重要技术屏障。
进程间通信 共享内存
1 空管系统的组成部分
采用雷达系统采集飞机在空中的运行数据然后送到电脑上进行分析，实现实时分析飞机的运行
状态，使得飞机在空中有序、安全的飞行，保证飞行员、飞机、乘客和货物的安全，最终实现整个空中管理自动化的系统，我们称之为空中管理自动化系统。空中管理系统主要包括以下几个部分：通信前端接收机、雷达数据实时处理服务器、飞机飞行数据实时处理机器、雷达数据终端显示器、飞行数据终端显示器、系统检测器。
2 空管系统的关键技术
连接空中管理系统的通道采用的是网格技术。网格可以实时的处理各个数据节点的信息。通过网格技术可以将空中管理系统的各个子服务器连接成一个整体。然而当连接的子服务器过多的时候，通信负担过大时，就会造成线路故障，严重的时候则可能造成系统瘫痪。因而在目前的通信领域里面大都采用双网通信技术。双网通信里面主要涉及了以下几种技术：
2.1 UDP与TCP的选择
信号量通信、消息队列排队等候通信、文件共享内存通信是电脑里面不同进程间通信的三种最为经典的通信方式。然而当进程之间距离较远时，则不可以采用以上三种方式进行通信。在空管自动化系统中经常采用套接字方式来对数据进行通信。套接字的通信方式主要有数据
流套接字、数据报套接字以及最为原始套接字。而这些方式都是根据TCP/IP协议来进行数据通信的。在空中管理系统中，因为一个节点要同时向多个节点发送数据，因而通信网络中的数据量是很大的。而如果采用点对点的TCP协议通信方式，会造成整个网络的负载变大，整个网络繁忙。但是如果采用广播方式进行数据发送，则一样的报文和数据只要发送一次，就可以同时让过个节点收到数据，节省了大量资源，减少成本。系统中的数据都是在局域网中传播的，数据发送与接收时存在延迟，因而可以采用UDP协议。该协议可以减少数据在网络中传输的延迟，且控制方式简单，不复杂，通信质量好。
2.2 网络接口上的数据的获取方式
在空中管理系统中需要用到很多的网络接口。选择网络接口时需要考虑这些信息，如网络接口的个数、每个接口的各自IP地址、每个接口的各自子网掩码已经每个接口的各自广播地址等内容。在以前的很多数据管理系统中都是把这些信息存储在内存里面的配置文件中。在需要用到这些信息时，系统从这些配置文件里面读取需要的信息。这样子对信息的处理方式简单且使用。然而考虑到空中管理系统的信息量大，通信复杂、接口信息多等因素，要全方面的对所有的信息配置完整具有一定的难度。因而假如可以自动获取这些网络信息，则可以减小很多步骤，减少程序员的工作量，而且这个有利于空中管理系统的网络模块的维护。
通过对空中管理系统中的网络接口进行适当的编程则可以获取这些信息。
2.3 空中管理系统数据的发送和接收方式
采用套接字编程的办法来实现空中管理自动化系统对于数据的发送和接收的。在常规系统中有常见的五种的I/O模式，即I/O多用模式、阻塞I/O模式、非阻塞I/O模式等模式。目前最流行的I/O接口方式主要有阻塞I/O模式还有I/O多用模式。一般情况下，在空中管理自动化系统中都采用阻塞I/O模式。
2.4 通信系统中数据缓冲管理方式
空中管理系统中的网络管理模块会及时响应下位机的需求，接收下位机通过网络发送的网络数据。同时上层应用系统可以通过网络将网络信息发送给下位机。因为大多数的空中管理系统的主机的发送网络数据的速度跟主机CPU的处理网络数据的速度相差很大，因而我们需要在下位机即网络收发模块和空中管理系统的主机之间增加一个缓冲区，以使得这两者的收发和处理速度可以同步一致。
3 空中管理自动化管理系统的应用
在外国，空中管理自动化系统起步很早，已经步入高水平的行列，且自动化程度高。在美国、英国、德国等欧美发达国家里面，空中管理系统在已经使用的相当的普遍。比如在相对较大的区域管理中心都大量的使用着空中管理系统。在法国的法兰克福、英国的伦敦、美国纽约、俄国莫斯科等发达的城市空中管理系统早已经耳熟p
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