基于航空气象服务平台的开发与应用

吕常胜

摘要：针对东北航空气象服务平台在手机等移动端设备上的不足及平台的再开发与充分利用方面，研制了一套“机场天气、一键查询”WEB应用系统，以解决这一实际问题。

关键词：航空气象;服务;开发

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：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

随着经济社会的发展，生活水平的提高，人们的交通出行越来越方便快捷，乘坐高铁、飞机出行也已经变得很普遍，从而带动了民用航空的高速发展。自20世纪90年代以来，民用机场的数量不断增加，航班量快速提升，空中交通流量日益繁忙，因而，航空运输安全变得愈加重要。在保证民航飞行安全方面，飞行气象保障一直是其中重要的组成部分，为了更好地提高飞行气象服务质量，民航东北地区建设了一套航空气象服务平台，实时收集、处理各种气象数据和产品，通过互联网形式向各大航空公司、机场等相关部门及社会公众提供及时、有效的航空气象服务。

2 航空气象服务平台

东北地区航空气象服务平台（以下简称平台），遵循应用软件系统高内聚、低耦合的架构思想，将系统应用软件划分为如下6个子系统：数据采集发送子系统、数据收集处理子系统、FTP数据接口服务子系统、数据内外网推送子系统、应用数据库子系统、WEB服务应用子系统[1]。

其系统设计逻辑架构如图1所示。

数据采集发送子系统为各机场采集自动观测设备生产的气象数据，并且通过专线的方式发送给东北地区气象中心的数据收集处理子系统进行处理;数据收集处理子系统为收集各机场发送过来的自观气象数据，并经过处理之后发送给气象数据库子系统入库，同时发送给WEB、FTP服务子系统对用户提供服务;FTP数据接口服务子系统，依托FTP服务器，为指定用户提供气象数据;数据内外网推送子系统，通过网闸，将内网数据推送给到外网服务器上，供外网用户使用;WEB服务应用子系统，对用户提供网页版的气象数据服务。

外网互联网用户分为普通用户和专业用户。普通用户无须授权即可浏览查看，包括地图、雷达图、卫星图、自观数据以及气象报文查询等功能。专业用户需要经过授权才能访问，除普通用户能查看到的资料外，还包括实况资料、预报产品、天气警报、自观数据、飞行文件、数值预报产品、数据服务、气象资料统计等功能，以此，满足相关行业专业用户的需求。

3 系统开发利用的客观需求

航空气象服务平台以其内容丰富，资料及时、信息专业及服务开放等特点，受到了广大用户的一致好评，在飞行气象服务保障及信息发布方面起到了重要作用。

航空气象服务平台的专业用户一般包括空管系统气象、管制、飞服等相关部门、航空公司、机场集团及其他有业务往来和气象服务需求的机构、部门。尤其对于民航气象服务机构内部，对该平台的使用和依赖更高，一方面，他们是该平台的维护单位，负责收集、处理各种气象数据资料，保证气象资料的及时完整;另一方面，他们也是平台的信息发布者，对各种气象资料加工、分析，得出气象服务产品发布到网上，提供给广大平台用户。

虽然，航空气象服务平台在内容及传播形式上能满足广大用户的基本需求，但对于某些专业用户提出的要求方面，还不能完全满足。主要有以下几个方面。

3.1 信息展示

由于平台主要是面对PC端用户，所以，在系统界面及各种信息展示方面主要考虑的也是PC终端，并在系统内部做了优化。但平台已连接到互联网，大部分用户是通过互联网接入访问的，除了计算机终端的接入外，还有不少移动终端也在使用，如手机，平板电脑等。因为手机等移动设备的方便快捷，甚至成为广大互联网用户获取信息的首选，而平台在移动终端的应用上就显得不足，如界面布局不合理，功能界面占用太多空间，留给信息展示的部分相对不足;字体或功能按钮偏小，在手机等移动终端尺寸有限的显示屏上，信息显示效果不佳，且操作也不够方便。

3.2 信息综合

航空气象服务平台的信息多以信息类别分别显示，如“报文查询”显示的是与報文相关的信息，“气象雷达图”栏目只显示雷达图像方面的信息，“自观数据”仅显示机场自动观测的数据，而没有按用户需求制定指定气象信息的功能。用户如果既想要报文信息，又想要自观信息和雷达图像，就得到各自栏目分别查看，没有能在一个界面下显示全部信息的功能，给使用者带来许多不便。而且综合显示分析多种气象资料，也会帮助气象预报员更准确地分析判断天气演变，有利于做出更精准的预报。

3.3 信息挖掘

航空气象服务平台收集处理的各种气象数据，最终都进了系统的数据库，或者以系统文件的形式保存下来。里面有大量分类汇总、内容翔实的气象信息供平台用户查询使用。有些内容仅仅是为了更全面地保存原始数据，而没有在平台展示出来，其中，就有相当多的信息没有被充分挖掘利用，而这些信息在气象服务及业务运行中会起到重要的作用。如各类气象数据入库时都会记录入库时间，而在气象业务运行中，各类气象数据、资料产品的发布时间都有严格的规定，超出规定发布时间的气象资料不仅及时有效性大打折扣，在业务工作中也会按照差错处理，所以，查询气象数据产品的发布及入库时间，对于气象服务人员显得格外重要。而在面对广大平台用户的系统功能中，却不会提供此类信息的查询显示。因而，能够提供此类信息的检索查询，充分挖掘利用现有数据库系统拥有的庞大信息资源，体现出其更高的应用价值，对于气象服务保障及业务的安全运行，也有着重要的意义。

综上所述，为了弥补平台在移动终端上的不足，充分满足业务上的需求以及今后更好地提供及时精准的气象服务，基于航空气象服务平台，开发一套满足特定行业专业用户需求的气象服务应用产品，是很有必要的，更是势在必行的。

4 基于航空气象服务平台的开发

东北航空气象服务平台WEB发布系统建立在多台LINUX虚拟机上，当一台虚拟机故障时，应用会自动切换到另一台虚拟机上，其稳定性和可靠性都有很大的保障[2]。平台选用tomcat服务器作为WEB应用服务器，ORACLE数据库作为后台数据库支撑。

在民航气象服务保障中，短时天气预报对飞行安全有着重要的作用，而气象预报员所关注的气象数据资料主要有机场天气实况报文和预报报文、本场自动观测系统实时数据以及本场天气雷达图像等产品，为此，我们要将以上三种气象数据提取出来，在一个页面展示出来，方便气象预报员等用户的查询对比。界面简单明了，数据展示快捷清晰，而且还包括各种气象要素产品的入库时间，非常适合专业用户的特定需求。我们将这套系统称作“机场天气、一键查询”。

下面，将以JSP开发脚本为例，详细说明该系统的开发流程。

4.1 数据库连接

气象数据存储在后台数据库中，要想检索数据，首先要连接数据库，为以后的数据查询提供准备。代码示例如下：

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为数据库服务器的IP地址、QXDB为数据库服务名、tianqi为数据库的用户名和密码。

4.2 气象报文数据的查询显示

民航气象报文主要有机场实况报（SA）、特选报（SP）、机场预报（FC、FT）及重要天气报告（WS）等[4]，以下以机场实况报（SA）为例，简要说明对报文数据的查询。

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为民航报告表、rpt为报告内容字段、CCCC为机场的四字代码字段、TT为报文類型字段、OTIME为报文观测时间字段，以上查询的结果为机场四字代码为ZYTX的最新观测实况报文。气象报文数据显示如图2：

4.3 气象自动观测数据的查询显示

机场气象自动观测设备是实时获取气象数据的主要来源，该设备一般安装在机场跑道的两端和中间，提供实时的各种气象要素数据，如风向风速、温度、露点、气压、能见度等。自观数据每分钟一更新，对飞行服务保障起着至关重要的作用。

以下，简要示例对自观数据的查询。

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为自观数据表、POINT为跑道端点字段、temp为温度字段、otime为观测时间字段，所以，以上查询的结果是机场ZYTX跑道端点为tdz的最新自观数据。自观数据以表格形式进行展示，气象自动观测数据显示如图3。

4.4 气象雷达图像的查询显示

气象雷达能实时探测机场周围大面积的降水等强对流回波，在分析预报短时天气方面起着重要作用，也是空管指挥飞机起飞起降、避开危险天气的主要手段。与其他气象资料不同，雷达图像数据并未存储在数据库表的字段中，而是以文件的形式存储在操作系统的相应目录下，数据库雷达数据表只保存了雷达数据文件的实际存储位置，供系统及用户查询检索，以下为雷达图像数据的查询示例。

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

//获取数据库保存的文件路径加上拼接后的linux形成完整的文件绝对路径[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为雷达数据表、FILE_PATH为雷达存储目录字段，通过以上查询处理，得到的是机场ZYTX的最新雷达图像，并以图片形式显示出来。气象雷达图像显示如图4：

5 结束语

“机场天气、一键查询”系统功能的实现，只是在航空气象服务平台基础上开发利用现有资源的一个实践证明。其实，考虑到民航气象业务的实际需求，还有很多资源可以开发利用，充分发挥出平台的应有价值，如本场制作的高空风温图产品、重要天气预告图产品等，都可以根据用户的需求查询显示，真正实现产品的可定制化。

其次，由于航空气象服务平台的互联网属性，在平台上开发的应用产品也就不局限于某地、某个部门，只要是相关的机构或用户，有同样的需求，都可以使用，发挥出平台更大的作用，在保障民航飞行安全，提高服务质量方面更上一层楼。

参考文献：

[1] 太极计算机股份有限公司.东北属地化机场自观联网系统软件开发项目[Z].2015.

[2] 单美贤.虚拟实现原理与教学应用[M].北京：教育科学出版社，2005.

[3] 孙卫琴.Java网络编程精解[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4] 民航局空管办，空管局.民用航空飞行气象情报发布与交换办法.AP-117-TM-2009-01R2[Z].

[5] 孟宪福.分布式对象技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，2008.

【通联编辑：谢媛媛】