基于民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支線機(jī)場(chǎng)氣象服務(wù)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

阿不力米提·阿布都克力木

摘 要：隨著支線機(jī)場(chǎng)的發(fā)展不斷加速，對(duì)民航氣象服務(wù)的需求也不斷提高，高質(zhì)量的民航氣象服務(wù)對(duì)于保障飛行安全、提高空中交管效率起到了關(guān)鍵的影響作用。文章基于民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，研究了民航地區(qū)空管氣象中心與支線機(jī)場(chǎng)之間的氣象資料交換與服務(wù)，以新疆機(jī)場(chǎng)集團(tuán)所屬支線機(jī)場(chǎng)的氣象服務(wù)需求為例，分析并設(shè)計(jì)了一個(gè)適合于支線機(jī)場(chǎng)的氣象服務(wù)系統(tǒng)，具有一定的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：支線機(jī)場(chǎng)；氣象數(shù)據(jù)庫；交換；服務(wù)

1 概述

在中國民航過去十幾年的快速增長(zhǎng)過程中，支線機(jī)場(chǎng)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，因此在“十二五”規(guī)劃中，支線機(jī)場(chǎng)成為了民航業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。由于發(fā)展速度過快，目前支線機(jī)場(chǎng)還存在一些問題，其中最典型的就是航空氣象服務(wù)水平相對(duì)較低，保障空中交通管制任務(wù)的壓力較大，這無疑對(duì)飛行安全造成了一定的隱患。因此民航總局提出明確要求，新建支線機(jī)場(chǎng)上必須提供基于民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的氣象服務(wù)。

2 民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)現(xiàn)狀

民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由民航氣象中心、民航地區(qū)氣象中心、機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)（站）三級(jí)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)承擔(dān)，其結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。空管一體化改革后，民航新疆空管局下設(shè)阿克蘇分局。新疆機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限責(zé)任公司下設(shè)23個(gè)支線機(jī)場(chǎng)。氣象部門設(shè)置為民航新疆地區(qū)氣象中心（即烏魯木齊氣象中心）、阿克蘇氣象臺(tái)以及23個(gè)支線機(jī)場(chǎng)航務(wù)部氣象臺(tái)。

目前在支線機(jī)場(chǎng)的體系結(jié)構(gòu)中，在民航氣象方面，各個(gè)站點(diǎn)之間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高程度的資源共享，提供了協(xié)調(diào)一致的分級(jí)式服務(wù)，且貫徹“民航氣象中心-地區(qū)氣象中心-機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)”這一運(yùn)行主線，將各個(gè)站點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合為一個(gè)整體，通過逐級(jí)的運(yùn)行管理和業(yè)務(wù)指導(dǎo)，確立了發(fā)布業(yè)務(wù)產(chǎn)品、分級(jí)質(zhì)量控制、系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)化通報(bào)和航空氣象用戶的分級(jí)服務(wù)等機(jī)制，服務(wù)水平得到了顯著的提升。

3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支線機(jī)場(chǎng)的民航氣象服務(wù)系統(tǒng)按照功能和層次劃分可分為硬件平臺(tái)系統(tǒng)和軟件應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分。首先，硬件平臺(tái)系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其運(yùn)轉(zhuǎn)情況決定整個(gè)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。各局域網(wǎng)均由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和主機(jī)設(shè)備構(gòu)成，應(yīng)用層面包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和通信傳輸系統(tǒng)，同時(shí)與民航新疆地區(qū)空管氣象中心新配置的對(duì)外接口服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳輸；其次，軟件應(yīng)用系統(tǒng)和氣象業(yè)務(wù)直接相關(guān)，它包括通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和氣象信息服務(wù)系統(tǒng)三個(gè)部分：（1）通信系統(tǒng)的主要功能是通過ATM線路、PSTN線路實(shí)現(xiàn)各類型交換航空氣象信息的及時(shí)交互，將這些信息及時(shí)傳輸至控制站點(diǎn)，經(jīng)匯總、分析和處理后再將其傳輸至預(yù)先指定的目的地，以供各個(gè)分支站點(diǎn)查詢。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)負(fù)責(zé)與民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)接，存儲(chǔ)和管理相關(guān)數(shù)據(jù)資料，主要實(shí)現(xiàn)州市機(jī)場(chǎng)內(nèi)及上一級(jí)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)各類氣象資料的入庫、歸檔、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)資料文件管理等方面的任務(wù)。（3）氣象信息服務(wù)系統(tǒng)主要功能是為民航專業(yè)氣象預(yù)報(bào)人員提供全面、完整的專業(yè)氣象數(shù)據(jù)和信息，從而為氣象預(yù)報(bào)提供一個(gè)方便、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)和產(chǎn)品展示平臺(tái)。

4 子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在完成框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，需要對(duì)具體的功能該模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)的主要功能可以分為通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)和氣象信息服務(wù)子系統(tǒng)三個(gè)主要模塊，現(xiàn)分別介紹如下：

4.1 通信子系統(tǒng)

由于氣象服務(wù)的特殊性，要求通信子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24小時(shí)的持續(xù)運(yùn)行，且具有一定程度的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，同時(shí)對(duì)安全穩(wěn)定性和操作簡(jiǎn)單性也有明確的要求。結(jié)合國家民航總局《民用航空飛行氣象情報(bào)發(fā)布與交換辦法》中的具體條例，將通信系統(tǒng)運(yùn)行的基本流程分為兩條分支，分別為資料收集和處理，以及資料發(fā)送。具體的傳輸媒介采用專線網(wǎng)絡(luò)來完成，保障了數(shù)據(jù)的安全性，目前已覆蓋新疆機(jī)場(chǎng)集團(tuán)所屬所有支線機(jī)場(chǎng)。

4.2 數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)接民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并管理所有的數(shù)據(jù)資料，主要實(shí)現(xiàn)支線機(jī)場(chǎng)和中國民用航空新疆地區(qū)空中交通管理局氣象中心數(shù)據(jù)交換平臺(tái)各類氣象資料的入庫、歸檔、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)資料文件管理等方面的任務(wù)。目前處理的資料有：飛行氣象情報(bào)，常規(guī)天氣圖、剖面天氣圖及溫度-壓力對(duì)數(shù)圖等圖形產(chǎn)品資料，常規(guī)報(bào)文資料及要素場(chǎng)形式的資料，自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)和氣象雷達(dá)的探測(cè)資料，以及氣象衛(wèi)星云圖產(chǎn)品。

在數(shù)據(jù)接口方面，數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)采用統(tǒng)一規(guī)范的SOA接口方式，以便于其他的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便的對(duì)接，同時(shí)也便于系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的維護(hù)與管理。接口功能分為五種，分別為：報(bào)文檢索接口SA、衛(wèi)星云圖檢索接口SP、雷達(dá)圖（雷達(dá)回波）檢索接口FC、自動(dòng)觀測(cè)檢索接口FT和天氣圖檢索接口WA。

4.3 氣象信息服務(wù)系統(tǒng)

氣象信息服務(wù)系統(tǒng)的主要功能就是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的各種信息和資料完成匯總分析并得出相關(guān)的天氣預(yù)測(cè)結(jié)論，主要包括：預(yù)報(bào)員工作平臺(tái)、觀測(cè)員工作平臺(tái)、管制員氣象信息。

以上三種信息化服務(wù)系統(tǒng)在構(gòu)建時(shí)均采用了流行的MVC模式，功能模塊間可實(shí)現(xiàn)良好的弱耦合性，在有效減少了開發(fā)周期的同時(shí)，也確保了系統(tǒng)的邏輯清晰度，同時(shí)各個(gè)功能模塊間的相互影響也得到了有效的控制，滿足了氣象服務(wù)對(duì)系統(tǒng)的易用性、易維護(hù)性和可靠性方面的需求。

（1）預(yù)報(bào)員工作平臺(tái)。該平臺(tái)的基本目的是用功能更強(qiáng)大的、更加及時(shí)的多資料源系統(tǒng)，并保持向上兼容現(xiàn)有圖形系統(tǒng)的文件和輸出格式，提供更加靈活方便的人機(jī)交互的操作平臺(tái)，以滿足民航業(yè)務(wù)對(duì)氣象服務(wù)需求的快速增加，下轄的主要功能有氣象報(bào)文檢索功能、飛行文件提取功能、衛(wèi)星云圖檢索功能、實(shí)況航危報(bào)填圖功能等。（2）觀測(cè)員工作平臺(tái)。該平臺(tái)同時(shí)具備對(duì)兩路以上的RS232鏈路的支持，滿足RS232接口設(shè)備對(duì)系統(tǒng)的連接，為觀測(cè)工作平臺(tái)獲取提供外接設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行支持。觀測(cè)員工作平臺(tái)可分為如下的五個(gè)功能：自動(dòng)觀測(cè)顯示功能、氣象情報(bào)編發(fā)功能、自動(dòng)信息采集功能、自動(dòng)發(fā)報(bào)、觀測(cè)報(bào)表等功能。（3）管制員氣象信息檢索平臺(tái)。該平臺(tái)主要功能有：氣象情報(bào)檢索功能、飛行文件提取功能、衛(wèi)星云圖檢索功能、雷達(dá)圖像檢索功能、自動(dòng)觀測(cè)顯示功能、天氣圖檢索功能。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)支線機(jī)場(chǎng)在氣象業(yè)務(wù)方面的欠缺之處和存在的問題展開研究，并設(shè)計(jì)研發(fā)了一套行之有效的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，目前已在新疆地區(qū)各支線機(jī)場(chǎng)投入使用，獲得了良好的效果，顯著提高了氣象資料的獲取、傳輸和分析的效率，為新疆地區(qū)支線機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)等相有關(guān)人員做出科學(xué)有效的決策提供了可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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