基于航空氣象服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用

呂常勝

摘要：針對(duì)東北航空氣象服務(wù)平臺(tái)在手機(jī)等移動(dòng)端設(shè)備上的不足及平臺(tái)的再開發(fā)與充分利用方面，研制了一套“機(jī)場天氣、一鍵查詢”WEB應(yīng)用系統(tǒng)，以解決這一實(shí)際問題。

關(guān)鍵詞：航空氣象;服務(wù);開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）04-0068-03

Abstract： In view of the shortcomings of the northeast aviation meteorological service platform in mobile devices such as mobile phones and the redevelopment and full utilization of the platform， a web application system of "airport weather， one key query" is developed to solve this practical problem.

Key words： aviation meteorological; service; development

1 背景

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，生活水平的提高，人們的交通出行越來越方便快捷，乘坐高鐵、飛機(jī)出行也已經(jīng)變得很普遍，從而帶動(dòng)了民用航空的高速發(fā)展。自20世紀(jì)90年代以來，民用機(jī)場的數(shù)量不斷增加，航班量快速提升，空中交通流量日益繁忙，因而，航空運(yùn)輸安全變得愈加重要。在保證民航飛行安全方面，飛行氣象保障一直是其中重要的組成部分，為了更好地提高飛行氣象服務(wù)質(zhì)量，民航東北地區(qū)建設(shè)了一套航空氣象服務(wù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)收集、處理各種氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，通過互聯(lián)網(wǎng)形式向各大航空公司、機(jī)場等相關(guān)部門及社會(huì)公眾提供及時(shí)、有效的航空氣象服務(wù)。

2 航空氣象服務(wù)平臺(tái)

東北地區(qū)航空氣象服務(wù)平臺(tái)（以下簡稱平臺(tái)），遵循應(yīng)用軟件系統(tǒng)高內(nèi)聚、低耦合的架構(gòu)思想，將系統(tǒng)應(yīng)用軟件劃分為如下6個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集發(fā)送子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集處理子系統(tǒng)、FTP數(shù)據(jù)接口服務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)推送子系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、WEB服務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)[1]。

其系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集發(fā)送子系統(tǒng)為各機(jī)場采集自動(dòng)觀測設(shè)備生產(chǎn)的氣象數(shù)據(jù)，并且通過專線的方式發(fā)送給東北地區(qū)氣象中心的數(shù)據(jù)收集處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理;數(shù)據(jù)收集處理子系統(tǒng)為收集各機(jī)場發(fā)送過來的自觀氣象數(shù)據(jù)，并經(jīng)過處理之后發(fā)送給氣象數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)入庫，同時(shí)發(fā)送給WEB、FTP服務(wù)子系統(tǒng)對(duì)用戶提供服務(wù);FTP數(shù)據(jù)接口服務(wù)子系統(tǒng)，依托FTP服務(wù)器，為指定用戶提供氣象數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)推送子系統(tǒng)，通過網(wǎng)閘，將內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)推送給到外網(wǎng)服務(wù)器上，供外網(wǎng)用戶使用;WEB服務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)，對(duì)用戶提供網(wǎng)頁版的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。

外網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)用戶分為普通用戶和專業(yè)用戶。普通用戶無須授權(quán)即可瀏覽查看，包括地圖、雷達(dá)圖、衛(wèi)星圖、自觀數(shù)據(jù)以及氣象報(bào)文查詢等功能。專業(yè)用戶需要經(jīng)過授權(quán)才能訪問，除普通用戶能查看到的資料外，還包括實(shí)況資料、預(yù)報(bào)產(chǎn)品、天氣警報(bào)、自觀數(shù)據(jù)、飛行文件、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、數(shù)據(jù)服務(wù)、氣象資料統(tǒng)計(jì)等功能，以此，滿足相關(guān)行業(yè)專業(yè)用戶的需求。

3 系統(tǒng)開發(fā)利用的客觀需求

航空氣象服務(wù)平臺(tái)以其內(nèi)容豐富，資料及時(shí)、信息專業(yè)及服務(wù)開放等特點(diǎn)，受到了廣大用戶的一致好評(píng)，在飛行氣象服務(wù)保障及信息發(fā)布方面起到了重要作用。

航空氣象服務(wù)平臺(tái)的專業(yè)用戶一般包括空管系統(tǒng)氣象、管制、飛服等相關(guān)部門、航空公司、機(jī)場集團(tuán)及其他有業(yè)務(wù)往來和氣象服務(wù)需求的機(jī)構(gòu)、部門。尤其對(duì)于民航氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，對(duì)該平臺(tái)的使用和依賴更高，一方面，他們是該平臺(tái)的維護(hù)單位，負(fù)責(zé)收集、處理各種氣象數(shù)據(jù)資料，保證氣象資料的及時(shí)完整;另一方面，他們也是平臺(tái)的信息發(fā)布者，對(duì)各種氣象資料加工、分析，得出氣象服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布到網(wǎng)上，提供給廣大平臺(tái)用戶。

雖然，航空氣象服務(wù)平臺(tái)在內(nèi)容及傳播形式上能滿足廣大用戶的基本需求，但對(duì)于某些專業(yè)用戶提出的要求方面，還不能完全滿足。主要有以下幾個(gè)方面。

3.1 信息展示

由于平臺(tái)主要是面對(duì)PC端用戶，所以，在系統(tǒng)界面及各種信息展示方面主要考慮的也是PC終端，并在系統(tǒng)內(nèi)部做了優(yōu)化。但平臺(tái)已連接到互聯(lián)網(wǎng)，大部分用戶是通過互聯(lián)網(wǎng)接入訪問的，除了計(jì)算機(jī)終端的接入外，還有不少移動(dòng)終端也在使用，如手機(jī)，平板電腦等。因?yàn)槭謾C(jī)等移動(dòng)設(shè)備的方便快捷，甚至成為廣大互聯(lián)網(wǎng)用戶獲取信息的首選，而平臺(tái)在移動(dòng)終端的應(yīng)用上就顯得不足，如界面布局不合理，功能界面占用太多空間，留給信息展示的部分相對(duì)不足;字體或功能按鈕偏小，在手機(jī)等移動(dòng)終端尺寸有限的顯示屏上，信息顯示效果不佳，且操作也不夠方便。

3.2 信息綜合

航空氣象服務(wù)平臺(tái)的信息多以信息類別分別顯示，如“報(bào)文查詢”顯示的是與報(bào)文相關(guān)的信息，“氣象雷達(dá)圖”欄目只顯示雷達(dá)圖像方面的信息，“自觀數(shù)據(jù)”僅顯示機(jī)場自動(dòng)觀測的數(shù)據(jù)，而沒有按用戶需求制定指定氣象信息的功能。用戶如果既想要報(bào)文信息，又想要自觀信息和雷達(dá)圖像，就得到各自欄目分別查看，沒有能在一個(gè)界面下顯示全部信息的功能，給使用者帶來許多不便。而且綜合顯示分析多種氣象資料，也會(huì)幫助氣象預(yù)報(bào)員更準(zhǔn)確地分析判斷天氣演變，有利于做出更精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)。

3.3 信息挖掘

航空氣象服務(wù)平臺(tái)收集處理的各種氣象數(shù)據(jù)，最終都進(jìn)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，或者以系統(tǒng)文件的形式保存下來。里面有大量分類匯總、內(nèi)容翔實(shí)的氣象信息供平臺(tái)用戶查詢使用。有些內(nèi)容僅僅是為了更全面地保存原始數(shù)據(jù)，而沒有在平臺(tái)展示出來，其中，就有相當(dāng)多的信息沒有被充分挖掘利用，而這些信息在氣象服務(wù)及業(yè)務(wù)運(yùn)行中會(huì)起到重要的作用。如各類氣象數(shù)據(jù)入庫時(shí)都會(huì)記錄入庫時(shí)間，而在氣象業(yè)務(wù)運(yùn)行中，各類氣象數(shù)據(jù)、資料產(chǎn)品的發(fā)布時(shí)間都有嚴(yán)格的規(guī)定，超出規(guī)定發(fā)布時(shí)間的氣象資料不僅及時(shí)有效性大打折扣，在業(yè)務(wù)工作中也會(huì)按照差錯(cuò)處理，所以，查詢氣象數(shù)據(jù)產(chǎn)品的發(fā)布及入庫時(shí)間，對(duì)于氣象服務(wù)人員顯得格外重要。而在面對(duì)廣大平臺(tái)用戶的系統(tǒng)功能中，卻不會(huì)提供此類信息的查詢顯示。因而，能夠提供此類信息的檢索查詢，充分挖掘利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擁有的龐大信息資源，體現(xiàn)出其更高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于氣象服務(wù)保障及業(yè)務(wù)的安全運(yùn)行，也有著重要的意義。

綜上所述，為了彌補(bǔ)平臺(tái)在移動(dòng)終端上的不足，充分滿足業(yè)務(wù)上的需求以及今后更好地提供及時(shí)精準(zhǔn)的氣象服務(wù)，基于航空氣象服務(wù)平臺(tái)，開發(fā)一套滿足特定行業(yè)專業(yè)用戶需求的氣象服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品，是很有必要的，更是勢在必行的。

4 基于航空氣象服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)

東北航空氣象服務(wù)平臺(tái)WEB發(fā)布系統(tǒng)建立在多臺(tái)LINUX虛擬機(jī)上，當(dāng)一臺(tái)虛擬機(jī)故障時(shí)，應(yīng)用會(huì)自動(dòng)切換到另一臺(tái)虛擬機(jī)上，其穩(wěn)定性和可靠性都有很大的保障[2]。平臺(tái)選用tomcat服務(wù)器作為WEB應(yīng)用服務(wù)器，ORACLE數(shù)據(jù)庫作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫支撐。

在民航氣象服務(wù)保障中，短時(shí)天氣預(yù)報(bào)對(duì)飛行安全有著重要的作用，而氣象預(yù)報(bào)員所關(guān)注的氣象數(shù)據(jù)資料主要有機(jī)場天氣實(shí)況報(bào)文和預(yù)報(bào)報(bào)文、本場自動(dòng)觀測系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及本場天氣雷達(dá)圖像等產(chǎn)品，為此，我們要將以上三種氣象數(shù)據(jù)提取出來，在一個(gè)頁面展示出來，方便氣象預(yù)報(bào)員等用戶的查詢對(duì)比。界面簡單明了，數(shù)據(jù)展示快捷清晰，而且還包括各種氣象要素產(chǎn)品的入庫時(shí)間，非常適合專業(yè)用戶的特定需求。我們將這套系統(tǒng)稱作“機(jī)場天氣、一鍵查詢”。

下面，將以JSP開發(fā)腳本為例，詳細(xì)說明該系統(tǒng)的開發(fā)流程。

4.1 數(shù)據(jù)庫連接

氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，要想檢索數(shù)據(jù)，首先要連接數(shù)據(jù)庫，為以后的數(shù)據(jù)查詢提供準(zhǔn)備。代碼示例如下：

Class.forName（"oracle.jdbc.driver.OracleDriver"）;[3]

String url = "jdbc：oracle：thin：@192.26.14.134：1521/QXDB";

Connection conn = DriverManager.getConnection（url， "tianqi"， "tianqi"）;

Statement stmt = conn.createStatement（）;

其中：192.26.14.134為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的IP地址、QXDB為數(shù)據(jù)庫服務(wù)名、tianqi為數(shù)據(jù)庫的用戶名和密碼。

4.2 氣象報(bào)文數(shù)據(jù)的查詢顯示

民航氣象報(bào)文主要有機(jī)場實(shí)況報(bào)（SA）、特選報(bào)（SP）、機(jī)場預(yù)報(bào)（FC、FT）及重要天氣報(bào)告（WS）等[4]，以下以機(jī)場實(shí)況報(bào)（SA）為例，簡要說明對(duì)報(bào)文數(shù)據(jù)的查詢。

ResultSet rs = stmt.executeQuery（"select? OTIME，rpt from INFO_AIR_RPT t where CCCC='ZYTX' and tt='SA' order by OTIME desc"）;

if（rs.next（））{

rpt=rs.getString（"rpt"）; }

其中：INFO_AIR_RPT為民航報(bào)告表、rpt為報(bào)告內(nèi)容字段、CCCC為機(jī)場的四字代碼字段、TT為報(bào)文類型字段、OTIME為報(bào)文觀測時(shí)間字段，以上查詢的結(jié)果為機(jī)場四字代碼為ZYTX的最新觀測實(shí)況報(bào)文。氣象報(bào)文數(shù)據(jù)顯示如圖2：

4.3 氣象自動(dòng)觀測數(shù)據(jù)的查詢顯示

機(jī)場氣象自動(dòng)觀測設(shè)備是實(shí)時(shí)獲取氣象數(shù)據(jù)的主要來源，該設(shè)備一般安裝在機(jī)場跑道的兩端和中間，提供實(shí)時(shí)的各種氣象要素?cái)?shù)據(jù)，如風(fēng)向風(fēng)速、溫度、露點(diǎn)、氣壓、能見度等。自觀數(shù)據(jù)每分鐘一更新，對(duì)飛行服務(wù)保障起著至關(guān)重要的作用。

以下，簡要示例對(duì)自觀數(shù)據(jù)的查詢。

ResultSet rs = stmt.executeQuery（"select * from INFO_AWOS_HIS t where cccc='ZYTX' order by otime desc"）;

tdz=rs.getString（"point"）;

tdz_temp=rs.getString（"temp"）;

其中：INFO_AWOS_HIS為自觀數(shù)據(jù)表、POINT為跑道端點(diǎn)字段、temp為溫度字段、otime為觀測時(shí)間字段，所以，以上查詢的結(jié)果是機(jī)場ZYTX跑道端點(diǎn)為tdz的最新自觀數(shù)據(jù)。自觀數(shù)據(jù)以表格形式進(jìn)行展示，氣象自動(dòng)觀測數(shù)據(jù)顯示如圖3。

4.4 氣象雷達(dá)圖像的查詢顯示

氣象雷達(dá)能實(shí)時(shí)探測機(jī)場周圍大面積的降水等強(qiáng)對(duì)流回波，在分析預(yù)報(bào)短時(shí)天氣方面起著重要作用，也是空管指揮飛機(jī)起飛起降、避開危險(xiǎn)天氣的主要手段。與其他氣象資料不同，雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)并未存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫表的字段中，而是以文件的形式存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)的相應(yīng)目錄下，數(shù)據(jù)庫雷達(dá)數(shù)據(jù)表只保存了雷達(dá)數(shù)據(jù)文件的實(shí)際存儲(chǔ)位置，供系統(tǒng)及用戶查詢檢索，以下為雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)的查詢示例。

String sql= "select * from INFO_RADAR_PIC t where cccc='ZYTX' order by OTIME desc"; ResultSet rs=stmt.executeQuery（sql）;

//獲取數(shù)據(jù)庫保存的文件路徑加上拼接后的linux形成完整的文件絕對(duì)路徑[5]

StringfilePath=File.separator+"home"+File.separator+"tomcat"+File.separator+"data"+File.separator+"data"+File.separator+rs.getString（"FILE_PATH"）;

其中：INFO_RADAR_PIC為雷達(dá)數(shù)據(jù)表、FILE_PATH為雷達(dá)存儲(chǔ)目錄字段，通過以上查詢處理，得到的是機(jī)場ZYTX的最新雷達(dá)圖像，并以圖片形式顯示出來。氣象雷達(dá)圖像顯示如圖4：

5 結(jié)束語

“機(jī)場天氣、一鍵查詢”系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，只是在航空氣象服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)利用現(xiàn)有資源的一個(gè)實(shí)踐證明。其實(shí)，考慮到民航氣象業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，還有很多資源可以開發(fā)利用，充分發(fā)揮出平臺(tái)的應(yīng)有價(jià)值，如本場制作的高空風(fēng)溫圖產(chǎn)品、重要天氣預(yù)告圖產(chǎn)品等，都可以根據(jù)用戶的需求查詢顯示，真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可定制化。

其次，由于航空氣象服務(wù)平臺(tái)的互聯(lián)網(wǎng)屬性，在平臺(tái)上開發(fā)的應(yīng)用產(chǎn)品也就不局限于某地、某個(gè)部門，只要是相關(guān)的機(jī)構(gòu)或用戶，有同樣的需求，都可以使用，發(fā)揮出平臺(tái)更大的作用，在保障民航飛行安全，提高服務(wù)質(zhì)量方面更上一層樓。

參考文獻(xiàn)：

[1] 太極計(jì)算機(jī)股份有限公司.東北屬地化機(jī)場自觀聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件開發(fā)項(xiàng)目[Z].2015.

[2] 單美賢.虛擬實(shí)現(xiàn)原理與教學(xué)應(yīng)用[M].北京：教育科學(xué)出版社，2005.

[3] 孫衛(wèi)琴.Java網(wǎng)絡(luò)編程精解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[4] 民航局空管辦，空管局.民用航空飛行氣象情報(bào)發(fā)布與交換辦法.AP-117-TM-2009-01R2[Z].

[5] 孟憲福.分布式對(duì)象技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】