Маслов С.Е., Центр аэронавигационной информации, г. Москва, e-mail:pink@caica.ru, Андрианов В.Ю., ДАТА+
Centre of Aeronavigation Information moving to GIS
Центр аэронавигационной информации (ЦАИ) был образован осенью 1947 года. Тогда же были опубликованы первые документы под названием «Схемы пробивания облаков в районе аэродрома».
С тех пор минуло более полувека. Сегодня ЦАИ это 15 производственных отделов, включая собственную типографию, отделы картографии, разработки информационных систем, ведения баз данных.
ЦАИ издает государственный сборник аэронавигационной информации (АНИ) Российской Федерации, 6 международных сборников АНИ, 5 сборников по территории России и стран СНГ, в том числе и их электронные версии. Эти сборники содержат информацию по терминальным процедурам в более чем 600 аэропортах, радионавигационные карты, а также массу вспомогательной информации для экипажей воздушных судов. В ЦАИ действует круглосуточная служба приема и обработки информации по изменениям в аэронавигационной обстановке, оповещающая всех потребителей об этих изменениях.
В библиотеке ЦАИ хранится более 110 сборников АНИ иностранных государств, к которым ежегодно поступает и обрабатывается до трех тысяч изменений. На основе этих официальных государственных документов создана и ведется база аэронавигационных данных ЦАИ, которая обеспечивает выполнение бизнес-процессов организации.
Постоянными клиентами ЦАИ являются более 400 компаний и организаций России и около 150 – в странах СНГ, а международные контакты центра охватывают свыше 300 различных зарубежных государственных и коммерческих структур.
ЦАИ выполняет функции государственной службы аэронавигационной информации и в своей деятельности придерживается документов ИКАО, которые, в частности, требуют автоматизации основных бизнес-процессов службы. Основная цель автоматизации служб аэронавигационной информации – повышение эффективности, точности и рентабельности предоставляемого обслуживания за счет использования средств автоматизации. Поэтому система должна разрабатываться таким образом, чтобы обеспечить совместимость и единообразие и исключить дублирование усилий, что позволит стандартизировать процедуры, выходные данные и виды предоставляемого конечным пользователям обслуживания. Автоматизация была начата в ЦАИ с 1990 г. с процесса издания сборника АНИ.
В своей работе ЦАИ использует только официальные источники информации. То есть, исходные данные получаются от организаций, авторизованных национальными авиационными администрациями.
ЦАИ получает аэронавигационную информацию из многих источников, проверяет, объединяет, сохраняет и публикует ее. Однако сам по себе факт того, что данные представлены официальными источниками, не гарантирует отсутствия противоречивой информации об одних и тех же объектах в разных документах и даже ошибок в данных. На каждом этапе обработки необходимо гарантировать, что данные не будут изменены, искажены или потеряны. Такие гарантии может обеспечить только система управления качеством. Самостоятельно разработать такую систему качества, применяемую к процессам производства продукции или услуг,– задача нетривиальная.
В качестве основы системы управления качеством можно использовать ISO 9000, однако те, кому доводилось читать ее документы, знают, насколько они сложны для понимания и применения. В то же время, для целей поддержания качества обработки аэронавигационной информации специально разработан целый рад стандартов. Это, в первую очередь КТ-200А (МАК), а также «Рабочие процедуры для САИ. Обработка статических данных (SDP)» и «Рабочие процедуры для САИ. Динамические данные (OPADD)», разработанные Евроконтролем.
На основе этих документов вполне может быть разработана собственная система стандартов для предприятия, занимающегося обработкой аэронавигационных данных. Такая система управления качеством функционирует и в ЦАИ.
На каждом этапе работы с данными проводится их верификация и валидация. В случае обнаружения ошибок, противоречий в данных, их неполноты, производятся корректирующие действия. Это может быть как исправление собственной ошибки, так и запрос к поставщику, если проблема обнаружена в его данных, с указанием возникшей проблемы и предложения ее решения. На основании ответа поставщика данных принимается решение о дальнейшей их обработке.
Особенностью ЦАИ во время начала создания автоматизированной системы являлось то, что его сотрудниками были бывшие летчики и штурманы, которые, как таковые, не имели квалификации и опыта работы с информационными системами. По этой причине первая попытка автоматизации на основе классического многооконного интерфейса информационной системы собственной разработки потерпела неудачу. Сотрудникам гораздо проще оказалось работать с текстовым представлением аэронавигационной информации на основе специализированного языка КОРАЛ, разработанным программистами ЦАИ.
Таким образом, работа была построена по гибридному принципу: описания делались в текстовом виде на языке КОРАЛ, затем они транслировались в локальную базу данных. Из размещенных в БД описаний генерировались графические схемы, которые отображались во вьюере и преобразовывались для работы в графическом редакторе, в качестве которого использовался AutoCAD. Параллельно шел процесс векторизации карт, которые подкладывались в качестве фона при работе со схемами в графическом редакторе. И в 1992 г. вышел первый сборник АНИ, подготовленный с помощью автоматизированной системы.
В 1993 г. ЦАИ начал сотрудничество с американской компанией JEPPESEN – лидером в области услуг по обеспечению аэронавигационной информацией. И в рамках этого сотрудничества был начат выпуск сборников АНИ под маркой ROSSJEPP. В связи с этим был осуществлен переход с AutoCAD на Microstation. Благодаря удачно выбранной модульной архитектуре своей системы, ЦАИ довольно легко перешел на другую САПР, используемую, по сути, лишь как графический редактор. В течение нескольких лет выпускаются сборники АНИ под маркой ROSSJEPP, однако в 1997 г. в связи с изменением деловой ситуации ЦАИ выходит из этого проекта и начинает выпускать сборники под своей торговой маркой.
В том же году Генштаб ВВС РФ практически перестает выпускать маршрутные карты и предлагает ЦАИ заняться их выпуском. Создание маршрутных карт потребовало значительной перестройки технологии работы с информацией и внедрения ряда новых подходов. Во-первых, понадобилась картографическая нагрузка по всей территории России (до этого на схемах она использовалась только для районов аэродромов). Во-вторых, значительно выросший объем данных потребовал создания централизованного хранилища данных предприятия. В-третьих, наряду с бумажными сборниками АНИ, возникла потребность в электронных продуктах, используемых в бортовых навигационных комплексах, системах планирования полетов, навигационных тренажерах и т.д.
В результате была создана единая база данных предприятия. В настоящее время БД ЦАИ используется как для издания картографических продуктов ЦАИ, так и для обеспечения данными бортовых навигационных комплексов, спутниковых систем навигации и посадки, систем планирования полетов и управления воздушным движением, навигационных тренажеров. База данных получила название «АРНАД», она поддерживается на основе стандарта ARINC 424 и покрывает весь мир.
Одновременно была заказана и выполнена оцифровка топографических карт для обеспечения картографической нагрузки. И в 1997 г. ЦАИ выпустил первые маршрутные карты на территорию России. Сейчас эти карты изданы на весь мир.
В 2006 г. в Мадриде (Испания) прошел Всемирный конгресс служб аэронавигационной информации. Он определил новую роль этих служб, перенеся приоритет с выпуска готовой продукции на оперативную работу с данными. Службы должны перейти к более широкой концепции работы с аэронавигационной информацией с использованием новых методов ее предоставления. В частности, в отрасли возникло требование предоставления, наряду с картами, структурированных картографических данных аэродромов, массивов данных о местности, массивов данных о препятствиях. Естественно, осуществить всё это возможно только с применением технологии геоинформационных систем.
Присматриваться к ГИС-технологии ЦАИ начал давно. Еще в 1990-х годах ЦАИ приобрел ARC/INFO 7, специалисты центра прошли обучение в ДАТА+. Однако тогда это направление не получило развития, поскольку всё программное обеспечение центра работало в среде MS-DOS, а для ARC/INFO требовался переход на Windows NT или UNIX. Кроме того, адаптация ПО к бизнес-процессам предприятия требовала значительных объемов программирования на встроенном языке Arc Macro Language (AML), который не обеспечивал в полной мере возможности для полномасштабного программирования.
Но время шло, и потребность в ГИС нарастала. Первой существенной проблемой были топокарты. Массив картографической информации готовился по территории всего мира, но не имея опыта подобных проектов, решено было пойти самым простым путем, просто оцифровав листы топокарт в стандартной разграфке. В результате было получено огромное количество файлов, каждый из которых был в своей проекции и масштабе. Поскольку при работе с данными использовался графический редактор САПР, а не геоинформационная система, не было возможности объединять листы и формировать карты произвольных территорий.
Второй момент – недавно появилась потребность в более детальной картографической нагрузке для издания маршрутных карт местных воздушных линий. Дело в том, что при полетах по местным воздушным линиям, ниже нижнего эшелона, очень важна визуальная ориентация. И для этих карт требования к объему, детальности и точности картографической нагрузки значительно возрастают.
Для издания этих карт нами была приобретена в ДАТА+ бесшовная цифровая карта России масштаба 1:500 000 в формате ArcGIS. Теперь стали нужны и инструменты для полноценной работы с этой и другими картами.
Одним из вариантов внедрения ГИС-технологии могло бы быть использование отраслевого решения под названием Production Line Toolset (PLTS). Esri выпускает ряд таких решений, созданных совместно с бизнес-партнерами. Имеются PLTS для картографических агентств, военных ведомств, морской и аэронавигации. Однако, рассмотрев этот продукт более внимательно, разработчики ЦАИ пришли к выводу, что объем его адаптации под требования наших технологических процессов практически сводит на нет все его преимущества как готового набора инструментов. Будучи преимущественно ориентированным на стандарты американского рынка, это решение требует обширной модификации средств поддержки бизнес-процессов и, что не маловажно, русификации интерфейса.
Поэтому в настоящее время разработчики ЦАИ считают оптимальным использование базовых компонентов ArcGIS – серверных и настольных. К выбору именно этой технологии их склоняет ряд факторов. Во-первых, в ЦАИ необходимо создать корпоративное хранилище с многопользовательским доступом, способное эффективно управлять большими объемами пространственных данных (ArcGIS Server). Во-вторых, нужны разнообразные средства автоматизации редактирования данных и оформления карт (ArcGIS Desktop). В-третьих, имея множество собственных разработок, программистам ЦАИ важна возможность использования стандартных сред программирования и средств интеграции приложений (ArcGIS поддерживает .Net и COM). В-четвертых, очень важным фактором является наличие сильной поддержки пользователей и разработчиков в России, осуществляемой компанией ДАТА+. Наконец, в технологии ArcGIS и базы геоданных имеется ряд моментов, которые должны значительно облегчить работу разработчиков ЦАИ.
В настоящее время ЦАИ находится в состоянии перехода на новую технологию работы с использованием геоинформационной системы. Разработчикам ЦАИ нужно создать на базе ArcGIS все необходимые инструменты для обработки АНИ, а также методику перехода на новую технологию работы без остановки производства. Кроме того, потребуется адаптировать существующую на предприятии систему управления качеством для работы на основе новых технологий.
