摘 要 本文以空管自动化系统制约了我国航空业的发展为契机，提出需要采用软件生命周期的理念来开发维护空管自动化系统，并详细介绍了软件生命周期的各个阶段及各种软件生命周期模型，并结合实际工作中出现的理由来讨论软件生命周期管理。
关键词 空管自动化系统；软件生命周期；模型；维护
1671-7597（2014）08-0157-02
1 背景
近年来我国航空运输业飞速发展，机场的数目不断增加，机场的吞吐量不断扩大，飞机数量日益增加，飞机的飞行间距缩小，航路流量增大。
空管自动化系统是民航空中交通管理部门实施对空指挥的核心系统，可以有利地辅助管制人员的管制工作，提高工作效率，减少不必要的工作失误，在确保民航空管对空指挥任务的安全实施中发挥着重要的作用。
伴随着航空业的迅猛发展，对空中交通安全提出了更高的要求，空中交通管制日益成为制约航空安全的重要因素，而空中交通管制工作中制约其发展的是日益发展的计算机技术、日趋先进的硬件设备和更新周期漫长的空管自动化系统之间的失衡。以往的空中交通管制系统软件开发过程中使用传统的结构化软件设计策略已经不能适应当前空中交通管制系统软件的开发需要，这就需要采用软件生命周期的理念来开发和维护功能更可靠完善、性能更先进的空管自动化系统。
2 软件生命周期介绍
一个软件和软件系统像任何事物一样，都有生命周期。把整个软件的生命周期分为几个阶段，每个阶段具有明确不同的任务，这样可以将原本规模庞大、结构复杂、管理繁琐的软件开发维护过程变得更容易。
软件的生命周期一般分为以下几个不同阶段：
1）定义和可行性分析。此阶段是确认软件系统的开发目的和项目的可行性。
2）需求分析。此阶段对软件系统的各个功能进行详细拆解分析。需求分析是整个过程中重要的环节，这个将为整个项目的开发打下坚实的基础。同时需求也是不断变化和更新的，因此我们必须制定需求变更来响应，以保护整个项目的顺利进行。
3）软件设计。此阶段根据需求分析的结果，对整个软件系统进行设计，一般分为总体设计和详细设计。
4）程序编码。此阶段是将软件设计的结果付诸程序代码。
5）软件测试。此阶段是在程序编码后，对软件系统进行严密的测试，发现理由并加以解决。
6）运转维护。此阶段是整个软件生命周期中持续时间最长的阶段。在软件开发完成后，由于各方面的理由，软件的某些功能已经不能很好地满足用户的需求，必须对软件进行维护，才能延长整个软件系统的寿命。软件的维护包括纠错性维护和改善性维护两个方面。
对软件生命周期几个阶段的管理模型，就是软件的生命周期模型。常见的生命周期模型有瀑布模型、演化模型、喷泉模型和螺旋模型等。
3 空管自动化系统的生命周期管理
空管自动化系统作为一个成熟的软件也有其生命周期，同样存在定义和可行性分析、需求分析、软件设计、程序编码、软件测试、运转维护六个阶段。
作为民航空管技术保障人员，接触到最多的就是软件的运转维护这个阶段。按照软件生命周期管理的理论，对空管自动化系统的维护阶段可以分为以下四种：
3.1 改正性维护
在自动化系统投产运转后，由于开发测试的局限性，必定存在一部分隐藏未发现的错误被带到实际运转中，由于自动化系统是7*24小时不间断地运转，隐藏的错误在这种特殊使用环境下就会暴露，因此需要改正性维护来解决这些遗留的错误。
3.2 适应性维护
由于自动化系统的研发并非根据每个用户现场的实际情况重头开始，而是在已经成熟的自动化系统上进行修改以适应用户的需求，且现场调研并不能完全准确地反映用户现场的环境，这就导致系统实际安装到现场后会发现或多或少与实际运转环境不适应的情况。自动化系统的服役期限一般都比较长，远远长于最初开发软件时的运转环境的寿命，因此需要修改软件来适应实际环境。
空管设备的特殊性，要求软件的稳定性重要性特别高，这就决定了自动化系统软件开发所使用的软硬件，远远跟不上计算机技术的进步。比如宁波空管站所使用的2004年开发的两项告警功能系统，仍采用Windows 2000的系统，但由于系统压力增强、安全要求的提高，之前的普通PC机满足不了日常工作的需要，因此已经将硬件设备更新为HP DL380G6服务器，该服务器显示相兼容的操作系统中没有Windows 2000，这就需要根据这个变化了的运转环境更新自动化系统软件来避开由于操作系统与硬件设备的兼容性理由影响自动化系统的稳定运转。
3.3 完善性维护
尽管自动化系统的生命周期中有需求评审这个步骤，但是首先研发人员并非一线管制人员或设备维护人员，没有使用及维护系统的丰富经验，其次管制及技术保障这些用户部门在提需求时没有长期使用该系统，只能根据使用现有自动化系统设备的经验提出需求，这些需求存在一定的局限性。在使用过程中，这些用户部门会提出增加新功能或修改已有功能的倡议，研发人员根据这些意见进行完善性的维护。
3.4 预防性维护
由于技术及设备的发展，需要进一步改善自动化系统的可维护性和可靠性，改善自动化系统，为设备的稳定运转奠定坚实基础。
以上几个维护阶段是由管制及技术保障部门与系统研发人员共同完成的，作为自动化系统的设备维护人员，要想更好地熟悉和理解自动化系统的核心功能原理，首先需要是对系统本身的体系结构要有比较深入的了解，这包括软件系统配套的硬件拓扑结构、各个功能模块的详细功能设计蓝图、自动化系统各子系统的集成方式；其次就是与自动化系统相关的基础业务知识。
现在各个地区分局站使用的自动化系统是各个不同厂家生产的，系统使用的人机界面及相应的操作习惯都有较大出入，特别是主备系统由不同厂家提供，主备切换时界面和操作风格的统一就显得尤为重要，可以尽量减少由于显示及操作方式、步骤的不同而对管制人员带来干扰，以便管制人员把注意力更加集中于飞行调配方面，可以更有效地保障飞行安全；系统结构配置和处理原理存在较大差异，导致不同单位的设备维护人员不能更好地进行设备维护经验方面的交流，针对系统原理的培训也缺少针对性。这就需要从系统开发的角度，制定一个可供各个厂家遵循的准则，可以让厂方减少很多后续的工作，更有助于产品的系列化，更有助于自动化系统的完善性维护和预防性维护。
根据现有的民航的自动化系统开发的标准，基本都针对于自动化系统应具有的基本功能，并不时地对这些功能进行了很多本地化的修改，而在人机界面上一直没有一个统一的标准。各个国内自动化系统生产厂家由于没有标准可依，不仅数据处理实现方式不同，而且各自都秉着“顾客至上”的观念，不断根据用户的使用习惯来修改软件，导致各地的自动化系统都有明显的本地烙印。
统一的人机界面标准是今后自动化系统软件标准化和规范化的基础，发达国家的空管自动化系统采用同样的标准，这就使得他们的人员培训及设备维护高度流水线化，大大提高了工作的效率和质量。
针对使用进口自动化系统作为主用系统的分局站，因为不太可能要求国外厂家进行大的改动来适应我们制定的标准，因此制定出的标准要尽可能的接近国外厂家的主用系统。针对新建主用系统的分局站，随着自动化系统国产化的进程，目前渐渐开始都采用国内厂家的产品，那就可以在招投标时要求厂家按照制定出来的标准进行研发。
4 结束语
本文以空管自动化系统制约了我国航空业的发展为契机，提出需要采用软件生命周期的理念来开发维护空管自动化系统，并详细介绍了软件生命周期的各个阶段及各种软件生命周期模型，着重从生命周期中的维护阶段并结合实际工作中出现的理由来讨论自动化系统软件的生命周期管理。并提出需要建立标准和规范来统一自动化系统，以便于改善性维护和预防性维护。
参考文献
[1]普雷斯曼著.软件工程：实践者研究策略[M].郑人杰，等译.机械工业出版社，2011.
[2]马在强.WGS-8软件开发生命周期[M].清华大学出版社，2009.
作者简介
葛建松（1986-），男，浙江宁海人，助理工程师，本科，研究方向：民航空管自动化系统。
探索空管自动化系统软件生命周期管理
更新时间：2024-02-01
作者：用户投稿
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