基于Web服務(wù)器的湛江氣象信息管制應(yīng)用終端的設(shè)計與實現(xiàn)

周順倫

摘 要：當前，湛江管制用戶獲取氣象信息手段單一，僅僅能獲取氣象雷達信息，其他信息均需要依賴預(yù)報員進行通報。人工通報的效率較低，提供的氣象信息十分有限，同時，分散了管制員的注意力。因此，研發(fā)一套能提供多種氣象管制信息，并能由管制員自主選擇，自助使用的系統(tǒng)十分必要。氣象信息管制應(yīng)用終端是一套以Web服務(wù)器方式，給管制員提供氣象雷達、衛(wèi)星云圖、CMET資料、臺風(fēng)路徑、機場警報、區(qū)域警報等氣象信息的服務(wù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)器；服務(wù)效率；氣象信息；CMET資料

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.021

目前，湛江管制氣象服務(wù)較為單一，僅能通過電話通報，提供的氣象信息十分有限，原有的顯示終端也僅能提供本場雷達圖和市局雷達圖。隨著氣象業(yè)務(wù)在民航管制中占有越來越重要的地位，更多的氣象信息需要提供，因此，研發(fā)更有效率、更準確的氣象服務(wù)手段十分緊急，研發(fā)一套能提供多種氣象管制信息，并能由管制員自助使用的系統(tǒng)十分必要。

氣象信息是管制運行指揮中的重要組成部分，湛江空管現(xiàn)有的氣象信息通報方式效率較低，通報的內(nèi)容單一，管制用戶能獲取的資料較少。因此，為了提高工作效率，提升服務(wù)質(zhì)量，空管站氣象臺領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過根據(jù)本場設(shè)備配置情況，并與研發(fā)人員交流，初步認為，研發(fā)一套氣象信息管制應(yīng)用終端是可行的。

1 方法與資料

1.1 方法

氣象信息管制應(yīng)用終端采用軟件架構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式），是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。客戶機上只要安裝一個瀏覽器，服務(wù)器安裝SQL Server、Oracle、MYSQL等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。B/S架構(gòu)特點是維護和升級方式簡單、成本降低、應(yīng)用服務(wù)器運行數(shù)據(jù)負荷較重。

氣象管制應(yīng)用終端采用Apache作為網(wǎng)頁服務(wù)，使用HTML和JavaScript腳本制作前臺網(wǎng)頁，PHP做服務(wù)器后臺數(shù)據(jù)處理。服務(wù)器系統(tǒng)為CentOS7，系統(tǒng)定時任務(wù)運行shell腳本獲取部分圖片資料，以及MariaDB數(shù)據(jù)庫存儲后臺數(shù)據(jù)資料。整合已有的C-METS系統(tǒng)、省雷達6 min拼圖、166網(wǎng)中的臺風(fēng)路徑圖等資料，以tab菜單形式網(wǎng)頁顯示。此外，提供機場警報、區(qū)域預(yù)警及MDRS發(fā)布模塊供預(yù)報員操作。軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 資料

資料包括本場氣象雷達圖、湛江氣象局雷達圖、本場衛(wèi)星云圖、氣象數(shù)據(jù)庫衛(wèi)星云圖、本場發(fā)布的機場警報、區(qū)域預(yù)警和MDRS預(yù)警、C-METS系統(tǒng)顯示、省氣象局雷達拼圖、臺風(fēng)路徑圖等。

2 試驗設(shè)計

2.1 開發(fā)平臺與系統(tǒng)

為了實現(xiàn)方便使用、快速開發(fā)、高效運行的目標，使用穩(wěn)定、安全的服務(wù)器操作系統(tǒng)和開發(fā)平臺，采用B/S模式的Web服務(wù)器來實現(xiàn)。

開發(fā)平臺使用Dreamweaver CS5，服務(wù)器端的系統(tǒng)使用較為穩(wěn)定、安全的CentOS7系統(tǒng)，其是Linux的發(fā)行版之一，穩(wěn)定性高，不包含封閉源代碼，且獨有的yum命令對安裝各種軟件、數(shù)據(jù)庫等非常方便。

2.2 硬件組成

氣象信息管制應(yīng)用終端由1臺CentOS7系統(tǒng)的服務(wù)器、多個可以訪問通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的管制客戶機終端、1臺預(yù)報員發(fā)布氣象信息客戶端組成。運行時，可在終端網(wǎng)頁形式進行氣象信息瀏覽，其連接圖如圖2所示。

2.3 后臺處理模塊

氣象信息管制應(yīng)用終端的后臺處理模塊采用PHP技術(shù)，PHP主要適用于Web開發(fā)領(lǐng)域。PHP 獨特的語法混合了C、Java、Perl以及PHP自創(chuàng)的語法。用PHP做出的動態(tài)頁面與其他的編程語言相比，PHP是將程序嵌入到HTML文檔中去執(zhí)行，執(zhí)行效率比完全生成HTML標記的CGI高很多。

后臺處理模塊功能主要為各種氣象信息數(shù)據(jù)資料的獲取和處理，對于湛江空管站氣象臺內(nèi)具體環(huán)境，不同的資料存放的位置及存放形式采用相應(yīng)方法獲取：①本場氣象雷達圖。通過CentOS7系統(tǒng)中設(shè)置定時任務(wù)（crontab命令設(shè)置）執(zhí)行shell腳本ftp訪問本場氣象雷達主機獲取。②市局氣象雷達圖。通過CentOS7系統(tǒng)中設(shè)置定時任務(wù)（crontab命令設(shè)置）執(zhí)行shell腳本ftp訪問市局資料共享文件夾獲取。③本場衛(wèi)星云圖。通過CentOS7系統(tǒng)中設(shè)置定時任務(wù)（crontab命令設(shè)置）執(zhí)行shell腳本ftp訪問本場衛(wèi)星云圖主機獲取。④數(shù)據(jù)庫衛(wèi)星云圖。通過PHP讀取氣象數(shù)據(jù)庫表IMAGE01_STAR中文件流保存本地。⑤本場發(fā)布的機場警報、區(qū)域預(yù)警和MDRS。讀取MariaDB數(shù)據(jù)庫，預(yù)報員所操作的發(fā)布軟件也使用該數(shù)據(jù)庫。⑥C-METS。C-METS服務(wù)器在本地，直接URL引用，使用HTML的iframe元素顯示。⑦省雷達拼圖。定時PHP讀取中南航空氣象綜合信息服務(wù)系統(tǒng)（166網(wǎng)）的省雷達拼圖的URL另存為服務(wù)器文件夾。⑧臺風(fēng)路徑圖。中南航空氣象綜合信息服務(wù)系統(tǒng)（166網(wǎng)）直接URL引用，使用HTML的iframe元素顯示。⑨周邊天氣警告。PHP讀取氣象數(shù)據(jù)庫周邊機場METAR報和TAF報文，并由JavaScript解析報文內(nèi)容。

2.4 前臺界面功能模塊

前臺界面功能模塊采用HTML和CSS技術(shù)做界面，JavaScript腳本做用戶交互效果及數(shù)據(jù)顯示處理。以網(wǎng)頁的形式顯示，主要功能是用戶交互顯示界面，氣象信息資料以tab分頁顯示模式，前端顯示模塊主要負責(zé)圖形顯示、顏色告警等。前臺界面包括管制員交互界面和預(yù)報員操作交互界面。

2.4.1 管制員交互界面

管制員交互界面分為9個tab頁面，用戶可以自助選擇需要的信息查看和操作，操作界面如圖3所示。

2.4.1.1 本場氣象雷達圖頁面

自動更新顯示最新本場氣象雷達圖，顯示機場警報、區(qū)域預(yù)警、MDRS信息，有新的信息發(fā)布時顏色閃爍提醒，用戶可選擇雷達量程，播放雷達動畫，取消閃爍提示。

2.4.1.2 市局氣象雷達圖頁面

自動更新顯示最新市局氣象雷達圖，顯示機場警報、區(qū)域預(yù)警、MDRS信息，有新的信息發(fā)布時顏色閃爍提醒，播放雷達動畫，取消閃爍提示。

2.4.1.3 衛(wèi)星云圖頁面

自動更新顯示最新氣象數(shù)據(jù)庫衛(wèi)星云圖和本場衛(wèi)星云圖，用戶可選擇云圖種類，播放衛(wèi)星云圖動畫。

2.4.1.4 衛(wèi)星雷達拼圖頁面

把最新衛(wèi)星云圖、雷達圖、機場警報信息分小塊顯示在同一頁，并有顏色閃爍告警。

2.4.1.5 C-METS頁面

顯示C-METS系統(tǒng)，用戶可以獲得全國各地天氣實況和預(yù)報信息。

2.4.1.6 省雷達6 min拼圖

顯示廣東省空管站點雷達拼圖，可播放動畫。

2.4.1.7 省雷達30 min拼圖

顯示廣東省氣象局雷達拼圖，自動更新。

2.4.1.8 周邊天氣頁面

以地圖熱點形式顯示湛江周邊天氣情況，當能見度低于設(shè)置的閾值或者出現(xiàn)雷暴天氣時，動態(tài)圖標顏色告警，用戶可以通過鼠標指向查看周邊站點天氣實況。

2.4.1.9 臺風(fēng)路勁圖頁面

顯示中南航空氣象綜合信息服務(wù)系統(tǒng)（166網(wǎng)）的臺風(fēng)路徑圖，用戶可以了解臺風(fēng)實時路徑、速度、強度等信息。

2.4.2 預(yù)報員交互界面

預(yù)報員操作界面包括機場警報、區(qū)域預(yù)警、MDRS信息發(fā)布和瀏覽功能，界面如圖4所示。

2.4.2.1 機場警報發(fā)布

預(yù)報員在此界面發(fā)布的機場警報信息即時顯示于管制員界面，并顏色閃爍提醒管制員查看，同時，預(yù)報員可以瀏覽全國各地發(fā)布的機場警報。

2.4.2.2 區(qū)域預(yù)警發(fā)布

預(yù)報員可以對雷達圖畫筆標注回波變化情況，預(yù)報員在此界面發(fā)布的區(qū)域預(yù)警信息和雷達圖標注信息即時顯示于管制員界面，并顏色閃爍提醒管制員查看，同時，預(yù)報員可以瀏覽全國各地發(fā)布的區(qū)域預(yù)警。

2.4.2.3 MDRS發(fā)布

發(fā)布MDRS信息并即時顯示于管制員界面。

3 結(jié)果與討論

氣象信息管制應(yīng)用終端于2015-08投入試用。系統(tǒng)自投入使用以來穩(wěn)定運行，本系統(tǒng)維護升級簡單，信息準確、可靠，管制員只需要瀏覽網(wǎng)頁即可獲取需要的資料，簡單、直觀的人機界面能迅速獲取需要的氣象信息，預(yù)報發(fā)布信息顏色閃爍進提示；以圖文結(jié)合的方式傳遞氣象信息，提高了服務(wù)效率，減少人為通報可能出現(xiàn)的口誤，提高氣象對管制的服務(wù)質(zhì)量，基本滿足了相關(guān)測試部門的工作需求，用戶對該系統(tǒng)均表示滿意。

此外，在運行過程中，用戶不斷提出改進的意見和新的需求，系統(tǒng)不斷完善功能、改進人機界面，服務(wù)器系統(tǒng)也由最初的Window改為了更穩(wěn)定的CentOS7，服務(wù)器硬件也得到了升級，系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、運行效率都大幅提高，氣象信息管制應(yīng)用終端持續(xù)完善。

氣象信息管制應(yīng)用終端能滿足管制運行中氣象信息的獲取要求，基本覆蓋了所有的氣象信息，提升了氣象對管制服務(wù)的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)集成了目前管制用戶需要的氣象資料，具有管制員自助獲取信息、告警提醒的功能，提供了較好的發(fā)布信息手段，使預(yù)報員可以方便地向管制員傳遞區(qū)域預(yù)警、機場警報和MDRS信息。經(jīng)過長期用戶測試，本系統(tǒng)改善了氣象服務(wù)手段，增強了氣象服務(wù)能力，提高了氣象服務(wù)效率。

綜上所述，氣象信息管制應(yīng)用終端運行符合空管氣象運行要求，可解決實際問題，適合在空管系統(tǒng)進行推廣使用。

〔編輯：張思楠〕