首都机场自动气象观测中文发报系统

朱静威

吴恩来

钟 威

气象观测业务中，最为重要的一项任务是每小时的整点和半点进行气象观测，然后将相关的气象信息编辑成报文格式，发送给相关单位，参加全球气象信息交换。现在使用的发报系统是由国外厂家开发，随自动气象观测系统（以下简称自观系统）自带的软件，其部分内容与国内的观测规范不符。而且国内观测规范根据业务与发展的需要会定期修订，需要软件进行相应的升级以满足新规范，但是，国外软件升级的费用十分昂贵且流程繁琐。

随着民航事业的发展，及时有效的气象情报对管制的指挥、飞行计划的制定起到了越来越重要的作用，对报文编发系统功能的需求也逐渐增加，而且随着规范体系的建设，灵活性也变得越来越重要，为此开发了中文发报系统，系统采用C/S模式，设计了通讯服务程序、气象数据显示界面、观测编发报软件、趋势预报编发报软件等模块，使用MIDAS IV自动气象观测系统输出的实时气象数据作为数据源，实现观测员、预报员编发本场观测报告及趋势预报的功能。

技术分析

C/S模式

中文发报系统主要采用C/S模式进行开发。C/S模式更适合专用网络，在响应速度、用户界面、数据安全等方面，优于B/S模式。该模式分为客户机和服务器两层：第一层是在客户机系统上结合了表示与业务逻辑，如界面显示、收发报文模块；第二层是通过网络结合了数据库的服务器，包括发报软件的数据库设计和数据解析等部分。

HTML、Css、JavaScript

气象要素显示界面主要采用HTML技术，对实时气象数据进行呈现，采用HTML技术，可以使用户方便的对界面布局进行更改，而不需要修改代码。一个网页由HTML、Css和JavaScript组成。HTML是主体，装载各种dom元素；Css用来装饰dom元素；JavaScript控制dom元素。

C++

系统服务器以及网页后台使用C++语言编写，C++是在C语言的基础上开发的一种面向对象编程语言，应用非常广泛。常用于系统开发、引擎开发等应用领域，支持类、封装、继承、多态等特性。C++语言灵活，运算符的数据结构丰富，具有结构化控制语句，而且同时具有高级语言与汇编语言的优点，程序执行效率是目前其他语言无法比

拟的。

C#

该系统观测编发报软件以及趋势预报编发报软件使用C#语言编写，C#是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT.NET平台的应用程序，MICROSOFT.NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。

SQL Server2008

该系统数据库使用SQL Server商用数据库，SQL Server系列软件是Microsoft公司推出的关系型数据库管理系统。2008年10月，SQL Server2008简体中文版在中国正式上市，SQL Server2008版本可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中。可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析等操作。数据可以存储在各种设备上，从数据中心最大的服务器一直到桌面计算机和移动设备，它都可以直接控制任何存储位置胡数据。

总体设计

软件结构（如图1所示）

图1 软件结构

数据解析

数据解析模块为中文发报系统的数据服务器，负责与Vaisala自观系统通讯，解析MIDAS发出的实时气象数据并翻译成标准航标数据进行组地址播发，同时需要计算出日最高、最低温度、2分钟阵风、10分钟阵风，并对输出数据做真北转换等业务终端需要MIDAS自观系统又没有向外输出的气象要素的功能。

负责与显示模块、观测编发报模块通讯，接收显示模块当前跑道在用端设置信息，并使用航标数据对外分发，使用UDP多播技术，发送解析后的所有实时数据，发送从显示模块接收的灯光级数和跑道在用端数据，发送从观测模块接收的人工天气现象数据。

数据库设计

观测簿采用Sql Express 2008存储，按年（自然年，截止到年末最后一天夜间北京时间24点整）存储，每年（自然年）建立一个数据库，命名方式为“年份_观测簿”，例如“2017_观测簿”，每个数据库中建两个表：“观测数据”（存储常电码报数据）和“每日摘要”（存储每日摘要信息）。如表1、表2所示。

功能模块

数据显示

展示气象信息，方便机场管制员、观测员及其他用户查看。采用C++語言编写，QT框架进行软件架构，性能稳定，效率。可对显示内容进行定制，并且提供白天、夜间两套风格显示；可自动、手动切换；而且数据实时更新；反应时间1秒以内；中文显示；通俗易懂。

显示内容包括：2分钟平均风速、风向风速盘、2分钟风分解、温度湿度、跑道视程、云高、天气现象、人工观测数据、跑道在用端、报文等内容，如图2所示。

观测编发报模块

观测模块运行于机场自动观测系统中的观测终端，用于辅助观测人员进行观测和发报业务。主要功能包括观测事件提醒，观测数据采集、录入、校验和存储，趋势报请求、报文编写、发送、历史数据查询等功能。

例行观测界面由观测薄、人工观测参数、报文等区域组成，如图3所示。界面的左面为观测簿，主要采集的是基准点数据，右为趋势报内容，左下方为人工观测参数、中间部分为各跑道的数据与编写电码报和明语报的区域。界面右下面为输入规则栏，用鼠标左键单击数据界面观测簿内的编辑栏在输入规则栏内会显示相应编辑栏的输入例子。界面左下方提示栏为特殊天气报警的内容。

趋势预报编发报模块

该模块运行于机场自动观测系统中的预报终端，主要功能包括：预测请求接收、趋势报编写与发送、报文校验等功能。如图4所示，由观测报文、上份趋势报、当前趋势报3个模块。观测报文显示当前拟发或上份观测报告。上份趋势报显示上次编发的趋势预报，以便参考。当前趋势报为当前需要编发的趋势报文，需要预报员输入，同时有NOSIG等快速编发

按钮。

结论

自动气象观测中文发报系统实现了项目研发初期的全部功能，可以编发METAR/SPECI、MET REPORT/SPECIAL、趋势预报。并且对报文进行逻辑判断，当报文不符合观测规范时及时进行错误提示。而且相比系统自带的存储系统，可以更加方便查阅历史资料。同时，不存在升级更新功能程序复杂、费用昂贵等缺点，当航标、规范的修订时，可以方便快捷地对发报软件做相应的

修改。

（作者简介：朱静威，吴恩来，钟威，中国民用航空华北地区空中交通管理局。）endprint