梧州西江機(jī)場氣象服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

梁慧 潘習(xí)元 黎直

摘要：針對梧州西江機(jī)場氣象服務(wù)需求，設(shè)計了專項氣象服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為服務(wù)器端和調(diào)閱客戶端，服務(wù)器端和客戶端由專線聯(lián)通。服務(wù)器端由ftp服務(wù)器、數(shù)據(jù)下載和資料轉(zhuǎn)發(fā)3個核心模塊組成，數(shù)據(jù)下載采用C語言編程，資料轉(zhuǎn)發(fā)采用已有的軟件同步轉(zhuǎn)發(fā)，客戶端由ftp資料轉(zhuǎn)發(fā)軟件、micaps和pup客戶端3個核心模塊組成。目前，該系統(tǒng)已在業(yè)務(wù)中應(yīng)用，為梧州西江機(jī)場飛機(jī)航行業(yè)務(wù)提供了重要支撐。

關(guān)鍵詞：氣象服務(wù);資料下載;調(diào)閱顯示

中圖分類號：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）04-0038-05

Design and Implementation of Meteorological Service System for Wuzhou Xijiang Airport

LIANG Hui，PAN Xi-yuan，LI Zhi

（Wuzhou Municipal Meteorological Service，Wuzhou 543000，China）

Abstract：In order to meet the needs of meteorological service in wuzhou xijiang airport，a special meteorological service system is designed.The server terminal is composed of FTP server，data download and data forwarding.The data download is programmed with c language，and the data forwarding is synchronously forwarded by the existing software.The client terminal is composed of FTP data forwarding software，micaps and pup client.At present，the system has benn applied in the business，providing important support for the aircraft navigation business of wuzhou xijiang airport.

Key words：meteorological services;data download;read the display

隨著梧州市的發(fā)展，梧州機(jī)場所處的地理位置變成了市中心，嚴(yán)重影響了梧州機(jī)場周邊建筑的建設(shè)，為了梧州市未來更好的發(fā)展，梧州機(jī)場需要搬遷，搬遷到梧州所轄縣——藤縣，重新建設(shè)的機(jī)場叫梧州西江機(jī)場。原來的梧州機(jī)場跟梧州市氣象局有氣象服務(wù)業(yè)務(wù)，需要對原有服務(wù)進(jìn)行遷移，因原服務(wù)器使用時間超過了十年，服務(wù)器操作系統(tǒng)是windows server2003，微軟不提供系統(tǒng)補(bǔ)丁，互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，安全使用措施比較弱，安全性低，不適應(yīng)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)安全要求。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量為數(shù)值產(chǎn)品和雷達(dá)產(chǎn)品，數(shù)值產(chǎn)品有地面填圖和氣壓場資料，高空觀測填圖、溫度對數(shù)壓力圖，歐洲中心等，雷達(dá)產(chǎn)品有反射率、基本速度、回波頂、風(fēng)廓線和風(fēng)暴追蹤信息5大項產(chǎn)品。機(jī)場搬遷后，西江機(jī)場對氣象資料的需求產(chǎn)生了變化，地面高空產(chǎn)品保留，雷達(dá)產(chǎn)品增加到14大項，數(shù)值產(chǎn)品除了歐洲中心外，增加了日本細(xì)網(wǎng)格和德國細(xì)網(wǎng)格，數(shù)據(jù)量增多了大概十倍，為了適應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求，本文將西江機(jī)場需求為基礎(chǔ)，對氣象服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行新的設(shè)計與部署。

1 系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)

租用電信線路，使用專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，ftp服務(wù)器操作系統(tǒng)使用的是windows server2012，微軟提供操作系統(tǒng)補(bǔ)丁，服務(wù)器安裝殺毒軟件，安裝防火墻，路由器只開通必要端口。

圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。多普勒雷達(dá)連接RDA系統(tǒng)，RDA系統(tǒng)跟RPG系統(tǒng)通信，產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳給PUP系統(tǒng)。基于CIMISS氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community）實(shí)現(xiàn)對實(shí)況產(chǎn)品、日本細(xì)網(wǎng)格、歐洲細(xì)網(wǎng)格和德國細(xì)網(wǎng)格海量氣象數(shù)據(jù)快速下載、處理、存儲，地面高空和數(shù)值產(chǎn)品下載過程中，下載程序釆用C語言來編寫。資料轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)雷達(dá)產(chǎn)品。

利用Serv-U（是一種被廣泛運(yùn)用的FTP服務(wù)器端軟件，支持3x/9x/ME/NT/2K等全windows系列毋搭建ftp服務(wù)器。利用ftp轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，將資料從雷達(dá)服務(wù)器同步到ftp服務(wù)器。

地面高空和數(shù)值產(chǎn)品在micaps顯示應(yīng)用，雷達(dá)產(chǎn)品用RPG（雷達(dá)產(chǎn)品生產(chǎn)，Radar Product Generator）產(chǎn)生和PUP（主用戶工作站）顯示應(yīng)用。

2 提供服務(wù)資料

2.1 氣象實(shí)況觀測產(chǎn)品

02時、05時、08時、14時、17時、20時、23時歐亞范圍的地面實(shí)況產(chǎn)品;08時、20時歐亞范圍的高空實(shí)況和溫度對數(shù)壓力圖產(chǎn)品，如表1所示。

2.2 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品

歐洲細(xì)網(wǎng)格：08及20時海平面氣壓場分析及未來12-72小時預(yù)報，500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風(fēng)場、濕度場分析及未來12-72小時預(yù)報。

德國細(xì)網(wǎng)格：08及20時海平面氣壓場分析及未來12-72小時預(yù)報，500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風(fēng)場、濕度場分析及未來12-72小時預(yù)報。

日本細(xì)網(wǎng)格：08及20時500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風(fēng)場分析及未來12-72小時預(yù)報，925hpa風(fēng)場分析及未來12-72小時預(yù)報，地面10米風(fēng)場分析及未來12-72小時預(yù)報，地面氣壓場分析及12-72小時預(yù)報;未來0-72時累積降水預(yù)報。如表2所示。

2.3 梧州多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品

理論上，每6分鐘生產(chǎn)1個基數(shù)據(jù)，1個小時生產(chǎn)10個基數(shù)據(jù)，每1個基數(shù)據(jù)生成36個產(chǎn)品，需要提供的雷達(dá)產(chǎn)品包括基本反射率、基本速度、組合反射率、回波頂、風(fēng)廓線、垂直積分液態(tài)含水量、風(fēng)暴追蹤信息、冰雹指數(shù)、中尺度氣旋、龍卷渦漩特征、1小時累積降水、3小時累積降水、風(fēng)暴總累積降水、反射率等高面位置顯示，共31個產(chǎn)品，按照31個產(chǎn)品計算，1個小時產(chǎn)生310個產(chǎn)品，1天產(chǎn)生7440個產(chǎn)品。如表3產(chǎn)品所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 如何快速下載基于CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境下的資料

3.1.1 CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境下載資料流程圖

在CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境下載資料的工作任務(wù)中，首先確定資料種類，分布式文件存放目錄，資料的文件名結(jié)構(gòu)，文件時次，其次，根據(jù)編程語言選擇合適的函數(shù)，最后調(diào)用分布式下載工具。程序完成后，用批處理調(diào)閱程序，在計劃任務(wù)里設(shè)置批處理，每15分鐘運(yùn)行1次。圖2程序流程圖。

3.1.2 日期獲取和轉(zhuǎn)換

在CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境資料下載過程中，在C編程語言中，生成時間函數(shù)如圖書[l]time_t（時間函數(shù)）來完成。地面02、05、08、11、14、17、20時次資料生成時文件名為當(dāng)天時間，23時次資料文件生成時文件名為前一天日期，例子：2019年10月10日地面資料文件，20191010020000.000（2019年10月10日02時）、20191010050000.000（2019年10月10日05時）、20191010080000.000（2019年10月10日08時）、20191010110000.000（2019年10月10日11時）.20191010140000.000（2019年10月10日14時）、20191010230000.000（2019年10月10日23時），10日23時的資料需11日才能下載，合成23時資料文件名要將當(dāng)天日期運(yùn)算為昨天日期;高空資料文件名20191010080000.000（2019年10月10日08時）、20191010140000.000（2019年10月10H14時）;歐洲細(xì)網(wǎng)格資料文件名19101008.000（2019年10月10日08時000時次）、19101008.024（2019年10月10H08時024時次）、19101008.048（2019年10月10日08時048時次）、19101008.072（2019年10月10008時072時次）、19101020.000（2019年10月10日20時000時次）、19101020.024（2019年10月10日20時024時次）.19101020.048（2019年10月10日20時048時次）、19101020.072（2019年10月10日20時072時次），10日20時的資料需11日才能下載，合成資料文件名要將當(dāng)天日期運(yùn)算為昨天日期;德國細(xì)網(wǎng)格資料和日本細(xì)網(wǎng)格資料與歐洲細(xì)網(wǎng)格下載資料時次一樣。

下面是用C語言編寫的獲取時間主程序段代碼：

//取得當(dāng)天時間

time_t?rawtime;

time_t?t;

struct tm*info;

struct tm*m;

char today[80]="0";

char today2[80]="0";

char yesterday[80]="0";

char yesterday2[80]=“0";

time（&rawtime）;

info=localtime（&rawtime）;

strftime（today，80，”%Y%m%d"，info）;

printf（"%s＼n"，today）;

//運(yùn)算昨天日期

t=time（NULL）-24*3600;

m=localtime（&t）;

strftime（yesterday，80，"%Y%m%dH，m）;

……

3.1.3 M4分布式數(shù)據(jù)庫下載方式

調(diào)取M4分布式數(shù)據(jù)庫文件運(yùn)行GDSJavaClient.jar需要Ja-va8環(huán)境，命令如下：

java-jarGDSJavaClient.jar IP 地址 8080 samba目錄 文件名 文件名

3.1.4增加資料接口方式

文檔”wzjc1.txt"?“wzjc2.txt"?"wzjc3.txt”為增加產(chǎn)品配置接口。

例子：

wzjcl.txt文檔內(nèi)容：

2

JAPAN_MR/WIND/900?08.000

JAPAN_MR/WIND/900?20.012

wzjc2.txt文檔內(nèi)容：

2

SURFACE/TMP_NATIONAL?210000.000

SURFACE/TMP_NATIONAL?220000.000

wzjc3.txt文檔內(nèi)容：

1

SURFACE/RAIN24_NATIONAL?230000.000

文檔“wzjcl.txt”，第一行為需要下載文件的總行數(shù)，第二行第一字符串為文件來源路徑，第二行第二串字符串為合成文件名的后半部分，其中文件名前半部分為年月日，年取年份后2位，例如：2019年6月25日合成“190625”。

文檔“wzjc2.txt”，第一行為需要下載文件的總行數(shù)，第二行第一字符串為文件來源路徑，第二行第二串字符串為合成文件名的后半部分，其中文件名前半部分為年月日，年取年份4位，例如：2019年6月25日合成“20190625”。

文檔“wzjc3.txt”，第一行為需要下載文件的總行數(shù)，第二行第一字符串為文件來源路徑，第二行第二串字符串為合成文件名的后半部分，其中文件名前半部分為年月日，主要是地面產(chǎn)品23時，年取年份4位，日期取前一天，例如：2019年6月25日合成“20190624”。

下面是用C語言編寫的接口主程序段代碼：

if（（fpl=fopen（"wzjcl.txt"，"r"））==NULL）

{

printf（"can'topenwzjcl.txt！＼n"）;

exit（0）;

}

fscanf（fpl，n%d"，&total1）;

for（i=0;i

（

fscanf（fpl，"%s"，&address）;

fscanf（fpl，"%s"，&suffix）;

strcpy（strorder，”java-jarGDSJavaClient.jar?IP?地址?8080?E：Wmicaps"）;

strcat（strorder，address）;

strcat（strorder，""）;

strcat（strorder，yesterday2）;

strcat（strorder，suffix）;

strcat（strorder，""）;

strcat（strorder，yesterday2）;

strcat（strorder，suffix）;

system（strorder）;

}

fclose（fp1）;

3.2?如何轉(zhuǎn)發(fā)雷達(dá)產(chǎn)品

圖3為資料轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)界面，功能分手工操作、節(jié)目表維護(hù)、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和退出。主節(jié)面有已接發(fā)文件、待收發(fā)文件和系統(tǒng)參數(shù)。盤符"x”為PUP映射盤，生成時間記錄為文件生成時間，發(fā)送時間記錄為發(fā)送成功。左下角rad燈為綠色代表鏈路連接，為紅色代表未連接。

關(guān)鍵設(shè)置好配置文件sendfile.txt，部分參數(shù)如下：

主機(jī)名遠(yuǎn)程路徑本地路徑類型文件名資料說明重命名開始時間結(jié)束時間

rad?/rad/ET/41?X：＼products＼Z9774＼ET＼41 rad *！！##*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/ET/41?X：＼products＼Z9774＼ET＼41 rad *！！@@*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/ET/41?X：＼products＼Z9774＼ET＼41 rad?*.41CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/HI/59 X：＼products＼Z9774＼HI＼59 rad *！！##*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/HI/59 X：＼products＼Z9774＼HI＼59 rad *！！@@*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/HI/59 X：＼products＼Z9774＼HI＼59 rad?*.59CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/HSR/33 X：＼products＼Z9774＼HSR＼33 rad *！！##*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/HSR/33 X：＼products＼Z9774＼HSR＼33 rad *！！@@*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/HSR/33 X：＼products＼Z9774＼HSR＼33 rad?*.33CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/M/60?X：＼products＼Z9774＼M＼60 rad *！！##*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/M/60?X：＼products＼Z9774＼M＼60 rad *！！@@*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/M/60?X：＼products＼Z9774＼M＼60 rad?*.60CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/OHP/78?X：＼products＼Z9774＼OHP＼78 rad *！！##*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/OHP/78?X：＼products＼Z9774＼OHP＼78 rad *！！@@*.774CINRAD雷達(dá)

rad?/rad/OHP/78?X：＼products＼Z9774＼OHP＼78 rad?*.78CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/R/19?X：＼products＼Z9774＼R＼19 rad *！！##*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/R/19?X：＼products＼Z9774＼R＼19 rad *！！@@*.774CIN-RAD雷達(dá)

rad?/rad/R/19?X：＼products＼Z9774＼R＼19 rad?*.19CINRAD雷達(dá)

主機(jī)名rad為遠(yuǎn)端計算機(jī)名，遠(yuǎn)程路徑為遠(yuǎn)端路徑，本地路徑為存放在本地路徑，類型為雷達(dá)，重命名中文件名用“##”和“@@”區(qū)分昨天日期還是今天日期，“！！”代表月份，“*”為通配符，后綴“774”為產(chǎn)品，其他后綴為產(chǎn)品號。

3.3 如何搭建FTP服務(wù)器

中文文獻(xiàn)[2]Serv-UFTPServer是一種被廣泛運(yùn)用的FTP服務(wù)器端軟件。可以設(shè)定多個FTP服務(wù)器、限定登錄用戶的權(quán)限、登錄主目錄及空間大小等，功能非常完備。通過使用Serv-U，用戶能夠?qū)⑷魏我慌_PC設(shè)置成一個FTP服務(wù)器，這樣，用戶或其他使用者就能夠使用FTP協(xié)議，通過在同一網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺PC與FTP服務(wù)器連接，進(jìn)行文件或目錄的復(fù)制，移動，創(chuàng)建和刪除等。給用戶設(shè)置賬號，出于安全的考慮，訪問方式權(quán)限只設(shè)置為只讀。

3.4 如何接收調(diào)閱資料

雷達(dá)，地面、高空、數(shù)值產(chǎn)品資料下載到客戶端后，再用mi-caps和pup調(diào)閱，圖4、圖5是調(diào)閱地面實(shí)況資料和調(diào)閱雷達(dá)產(chǎn)品界面。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)具有自動轉(zhuǎn)發(fā)雷達(dá)產(chǎn)品，自動下載基于CIMISS環(huán)境下的地面實(shí)況、高空實(shí)況、歐洲細(xì)網(wǎng)格、德國細(xì)網(wǎng)格和日本細(xì)網(wǎng)格資料特點(diǎn)。采用計劃任務(wù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了資料下載的自動化、批量化、流程化。本文系統(tǒng)地介紹了梧州西江機(jī)場氣象服務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案，相信對各地氣象部門為外部門做實(shí)時氣象服務(wù)提供了很好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] Schildt?H，Guntie?G.C++?Builder技術(shù)大全：周海斌，等，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：302-304.

[2] 360百科[EB/OL].https：//baike.so.com/doc/5500892-5738035.html.