基于Shell腳本的氣象報文遲發漏發監控程序設計與實現

梁欣等

0 引言

航空氣象情報及時準確的發布是保證航空安全的重要工作。民航西北氣象中心作為西北地區情報交換中心，負責氣象報文及時參加國內/國際交換，使用戶能及時收到最新氣象報文，最大限度地降低甚至杜絕因遲發、漏發報而造成的氣象業務差錯，切實提高氣象工作質量和氣象服務水平，助力航班安全、順暢[1]。我們必須根據《民航空管系統氣象工作質量管理辦法》和新版的《民用航空飛行氣象業務差錯標準》，通過有效的技術手段對西北地區所有機場發布的報文中遲發、漏發報情況進行集中監控并記錄，最大限度地杜絕遲發、漏發報現象發生。

1 西北地區遲發漏發監控現狀

在民航《民用航空飛行氣象情報交換管理辦法》中第八條規定，民航氣象中心、民航地區氣象中心和機場氣象臺應當按照民用航空行業標準《民用航空氣象 第1部分 觀測和報告》和《民用航空氣象 第2部分 預報》，對進入民用航空氣象數據庫系統的飛行氣象情報，進行質量控制。文件中對預報和觀測的發報時間作出了嚴格規定。

⑴ 西北氣象中心報文發布監控現狀

西北氣象中心對于觀測和預報發報的及時性和準確率十分重視，尤其是在固定時間發布的SA、FC、FT報，相較特殊天氣情況發布的報文更容易產生遲發、漏發的情況。其中觀測在發每小時一次的METAR報時，通過三種有效手段對報文發送的及時性和準確性進行控制。一是發報程序自帶的提醒功能在發報前會發出告警聲提醒發報，該發報程序是由西北氣象中心探測室自主研發的，可以將部分自動觀測資料自動填入報文相應位置，減少人工填寫出錯的幾率，報文編寫完成后生成完整報文，經二次檢查后發出；二是備份發報終端同步運行，在規定發報時間提醒發報；三是鬧鐘提醒，值班人員通過設定鬧鐘加強提醒工作。預報則每天需要發FC報（9小時預報）和FT報（24小時預報），這兩種報文在發布時間上既有交叉又有重疊，容易產生遲發、漏發的現象，對于這種特殊的預報有專門的發報提醒程序；而發報的質量則由報文質量控制軟件來監控，報文質量控制軟件由氣象中心計算機室自主研發，軟件將報文中各個要素進行拆分，由預報員在相應要素欄中填寫當前報文的內容，當出現不符合規定的寫法或數值時對預報員進行提醒，有效控制了在發報時的人為出錯；每個月底還會通過報文評分軟件對當月的發報情況進行評分并和之前月份的進行比較，查看遲發、漏發情況。

⑵ 分局及航站報文發布監控現狀

分局和中心使用的措施相近，較少出現遲發、漏發的現象。屬地化機場則因為航班量少，很多時刻不需要發報，使得發報更容易出現遲發、漏發的情況，且通報不利，發報情況的監控力度不夠，使遲發、漏發現象不能被及時發現和補救，這些都會對西北整體預報質量產生影響。

⑶ 信息機務對遲發漏發報文的監控現狀

雖然目前信息機務部門運用以上監控和提醒手段對觀測和預報發報進行提醒和監控，但均作用于發報前，而對遲發、漏發報后續的控制并沒有明確的解決方法。在民航《民用航空飛行氣象情報交換管理辦法》中第九條規定，民航氣象中心、民航地區氣象中心和機場氣象臺應當安排人員對接收和發送的氣象資料予以監控，以確保資料的及時性和完整性[1]。所以，對于目前遲發漏發報現狀，我們需要按上述規定，在數據庫端進一步對已發報文中已經發生遲發、漏發的報文進行監控，及時發現并及時處理，將遲發、漏發報造成的影響降到最低，全面提高整個西北地區氣象發報的及時性和準確性[2]。

2 系統設計

2.1 需求分析

2.1.1 監控報文類別

在航空氣象中常見的氣象飛行情報有三種重要報文，這三種報是氣象飛行情報中最基礎和最重要的報文。

⑴ 機場天氣報告：METAR報，SPECI報；

⑵ 航空天氣報告：TAF報（航站預報）；

⑶ 重要氣象情報：SIGMET報。

根據報文類型的不同，對于編發報時間的要求也不同，其中特殊天氣報告SPECI報和重要氣象情報SIGMET報都是在特殊情況下需要增加編發的報文，沒有固定的時間點，所以一般很少出現遲發、漏發的情況。而其他報則必須嚴格按照規定的時間進行編發報，比較容易出現遲發、漏發報的情況。遲發、漏發、錯報均會被記為一次工作差錯，所以除了預報員自身在發報時要做到準確及時外，還需要信息技術保障人員從技術層面對發報的時間和質量進行提醒和監控，最后還需要對已經發出的報文進行跟蹤監控。

目前需要對遲發、漏發的報文進行監控的報文有以下幾種。

⑴ 機場天氣報告METAR報，又稱SA報，是由觀測人員每一小時或半小時發布一次，西北地區為每一小時發布一次。

⑵ 機場天氣預報TAF報是指以塔臺為中心，半徑50公里范圍內預期24小時以內的氣象條件簡要說明。

TAF報根據預報有效時段分為兩種類型：

2.1.2 程序設計需求

⑴ 實用性和可擴充性：從工作效率考慮，程序要以注重實用和可擴充為原則，程序在使用上應盡量操作簡單，由于程序是在AIX操作系統環境下開發的，所以執行程序的命令行應盡量寫入腳本中，減少手動鍵入命令，提高工作效率；另外整個程序應是可擴充的，以適應將來的發展。

⑵ 穩定性和安全性：由于程序是以民航氣象二期數據庫系統核心業務平臺為依托，所以必須具有極高的可靠性。利用成熟的腳本編寫語言和一次運行，對核心系統不造成任何影響，由于民航氣象二期數據庫系屬于內部網絡區域，所以程序運行環境安全性本身就具有保障。

⑶ 易維護性和易管理性：工作中必須要有切實可行的管理措施，保證程序高效、可靠、安全地運行。采用多種技術手段保證整個程序的易維護性，在不影響核心系統運行的情況下實現對已發布報文的遲發、漏發情況進行監控。

⑷ 高性能和高效率：程序性能的高低是程序設計中最重要的考量因素，其中包括以下幾個方面：程序的響應時間；輸出的完整性；輸出內容是否直觀、清晰；操作是否便捷。

2.2 功能設計

2.2.1 查找報文留底文件

由西北氣象中心觀測室、西北甘青寧三分局氣象臺觀測室和西北地區航站觀測室發布的SA報經由54號異步線路（AFTN線路）發往西北氣象中心，再由西北氣象中心通過56號MQ線路和其他需要給北京轉發的報文一起發給北京，56號線路發送報文的留底文件會以SENDYYMMDD.56的形式存于民航氣象二期數據庫系統，內容如圖1所示，所以本監控程序應通過識別留底文件日期和線路號來尋找當天的留底文件。

因為本程序的目的在于監控西北氣象報文發往北京進行全國交換時是否出現遲發漏發的現象，所以程序應通過查找當天（UTC時間）56號線路的留底文件中報文實際發給北京的時間（即實際發送時間）來判斷是否發生遲發、漏發報現象。

2.2.2 輸出監控內容

程序需要將報文按照發報地址、報文類型劃分，再由發報時間依次輸出每份報文的發報時間和實際發送時間，由于監控的是報文遲發、漏發的情況，所以從報文的發報時間和實際發送時間上就可以直觀的判斷是否出現遲發報的現象；沒有發布的將不顯示實際發送時間，而按時間依次列出的方式也可快速發現是否有漏發報的情況。

⑴ 輸出發報地址：在每份報文的報頭部分都包含該份報文的發報地址，即各個機場的四字代碼CCCC。

⑵ 輸出報文類型：56號線路包含發往北京的所有西北氣象用于情報交換的報文，其中還包括不在該程序監控范圍內的SPECI報等，每份報文在報頭部分包含該份報文的類型，所以需要程序只輸出所需報文類型。

⑶ 報文發送時間：每份報文在報頭部分還包含該份報文的報文發送時間，這里的報文發送時間指的是該報在情報交換辦法中規定的發報時間，而非實際報文發送的時間。

⑷ 實際發送時間：實際發送的時間就是我們需要監控的時間，如果報文實際發送時間在規定內，則報文發送時間也必然在規定內。報文在經由56號線路發出后，通信系統會在每份報文上一行以“***HHMMSS***”形式增加一行通信機記錄的報文實際發送的時間。

在氣象二期數據庫系統中通過輸入日期查找指定路徑home/history/下的56號線路留底文件，56號線路留底文件中以“SEND”開頭的文件名后跟的日期進行識別，查找相同日期的56號線路留底文件。

民航氣象報文時間使用世界協調時（UTC），因此當日的9小時“0009、2106”預報及24小時“0024”預報均在前一天發布。故當日日志文件記錄的“0009、2106、0024”預報發布時間均為第二日的日期。例如：15日日志文件記錄的“0009”預報發布時間應為“160009”。因此為了在統計信息中明確標識，程序需要計算第二日的年月日信息。這里有一個特例是“12月31日”，不只需要計算第二天日期，還必須要增加一年，所以在程序中用if語句，將這一情況單獨處理，將月和日為“1231”的第二天日期規定為“0101”，年份增加一年。圖4中清楚地指出了第二天日期判斷的優先順序。按時間查找留底文件時，根據一年中的大小月規定每個月的最大天數和平、潤年2月的最大天數。

4 結束語

報文是重要的民航氣象情報之一，發報是否及時準確直接影響著全國乃至世界的氣象情報交換，是預報員和觀測員的重要工作之一，通過有效手段杜絕遲發、漏發報現象十分必要。氣象報文遲發、漏發監控程序很好地解決了氣象機務員在報文發布后對報文進行跟蹤監控的工作，能夠很好的掌握西北地區各個機場發報的整體情況，幫助西北氣象中心了解各機場在遲發、漏發報問題上還有哪些地方需要改進。該程序也提高了氣象信息機務員在監控報文流轉上的工作效率和監控力度。當然，在發現遲發漏發報現象的后續處理及通報工作這些方面我們還有很多工作要做，這也將會是我們今后努力的一個方向。

參考文獻：

[1] 民航局空管局.民用航空飛行氣象情報發布與交換辦法[Z]，2009.

[2] 民航氣象中心.民用航空飛行氣象業務差錯標準[Z]，2012.

[3] 寧斌.IBM UNIX & Linux—AIX 5L系統管理技術[M].電子工業出版

社，2003.

[4] 楊明華.譚勵.于重重等.Linux系統與網絡服務管理技術大全[M].電

子工業出版社，2010.

[5] （美）Marty Pomatowski.UNIX USER'S HANDBOOK[M].機械工業出

版社，2002.