梧州西江機場氣象服務系統設計與實現

梁慧 潘習元 黎直

摘要：針對梧州西江機場氣象服務需求，設計了專項氣象服務系統，該系統分為服務器端和調閱客戶端，服務器端和客戶端由專線聯通。服務器端由ftp服務器、數據下載和資料轉發3個核心模塊組成，數據下載采用C語言編程，資料轉發采用已有的軟件同步轉發，客戶端由ftp資料轉發軟件、micaps和pup客戶端3個核心模塊組成。目前，該系統已在業務中應用，為梧州西江機場飛機航行業務提供了重要支撐。

關鍵詞：氣象服務;資料下載;調閱顯示

中圖分類號：TP311

文獻標識碼：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

隨著梧州市的發展，梧州機場所處的地理位置變成了市中心，嚴重影響了梧州機場周邊建筑的建設，為了梧州市未來更好的發展，梧州機場需要搬遷，搬遷到梧州所轄縣——藤縣，重新建設的機場叫梧州西江機場。原來的梧州機場跟梧州市氣象局有氣象服務業務，需要對原有服務進行遷移，因原服務器使用時間超過了十年，服務器操作系統是windows server2003，微軟不提供系統補丁，互聯網傳輸數據，安全使用措施比較弱，安全性低，不適應現在的網絡安全要求。傳輸的數據量為數值產品和雷達產品，數值產品有地面填圖和氣壓場資料，高空觀測填圖、溫度對數壓力圖，歐洲中心等，雷達產品有反射率、基本速度、回波頂、風廓線和風暴追蹤信息5大項產品。機場搬遷后，西江機場對氣象資料的需求產生了變化，地面高空產品保留，雷達產品增加到14大項，數值產品除了歐洲中心外，增加了日本細網格和德國細網格，數據量增多了大概十倍，為了適應新的業務需求，本文將西江機場需求為基礎，對氣象服務系統進行新的設計與部署。

1 系統設計架構

租用電信線路，使用專網傳輸數據，ftp服務器操作系統使用的是windows server2012，微軟提供操作系統補丁，服務器安裝殺毒軟件，安裝防火墻，路由器只開通必要端口。

圖1為系統結構圖。多普勒雷達連接RDA系統，RDA系統跟RPG系統通信，產生數據傳給PUP系統?；贑IMISS氣象數據統一服務接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community）實現對實況產品、日本細網格、歐洲細網格和德國細網格海量氣象數據快速下載、處理、存儲，地面高空和數值產品下載過程中，下載程序釆用C語言來編寫。資料轉發系統轉發雷達產品。

利用Serv-U（是一種被廣泛運用的FTP服務器端軟件，支持3x/9x/ME/NT/2K等全windows系列毋搭建ftp服務器。利用ftp轉發系統，將資料從雷達服務器同步到ftp服務器。

地面高空和數值產品在micaps顯示應用，雷達產品用RPG（雷達產品生產，Radar Product Generator）產生和PUP（主用戶工作站）顯示應用。

2 提供服務資料

2.1 氣象實況觀測產品

02時、05時、08時、14時、17時、20時、23時歐亞范圍的地面實況產品;08時、20時歐亞范圍的高空實況和溫度對數壓力圖產品，如表1所示。

2.2 數值預報產品

歐洲細網格：08及20時海平面氣壓場分析及未來12-72小時預報，500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風場、濕度場分析及未來12-72小時預報。

德國細網格：08及20時海平面氣壓場分析及未來12-72小時預報，500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風場、濕度場分析及未來12-72小時預報。

日本細網格：08及20時500hpa、700hpa850hpa高度場、溫度場、風場分析及未來12-72小時預報，925hpa風場分析及未來12-72小時預報，地面10米風場分析及未來12-72小時預報，地面氣壓場分析及12-72小時預報;未來0-72時累積降水預報。如表2所示。

2.3 梧州多普勒天氣雷達產品

理論上，每6分鐘生產1個基數據，1個小時生產10個基數據，每1個基數據生成36個產品，需要提供的雷達產品包括基本反射率、基本速度、組合反射率、回波頂、風廓線、垂直積分液態含水量、風暴追蹤信息、冰雹指數、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、風暴總累積降水、反射率等高面位置顯示，共31個產品，按照31個產品計算，1個小時產生310個產品，1天產生7440個產品。如表3產品所示。

3 關鍵技術

3.1 如何快速下載基于CIMISS數據環境下的資料

3.1.1 CIMISS數據環境下載資料流程圖

在CIMISS數據環境下載資料的工作任務中，首先確定資料種類，分布式文件存放目錄，資料的文件名結構，文件時次，其次，根據編程語言選擇合適的函數，最后調用分布式下載工具。程序完成后，用批處理調閱程序，在計劃任務里設置批處理，每15分鐘運行1次。圖2程序流程圖。

3.1.2 日期獲取和轉換

在CIMISS數據環境資料下載過程中，在C編程語言中，生成時間函數如圖書[l]time_t（時間函數）來完成。地面02、05、08、11、14、17、20時次資料生成時文件名為當天時間，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天日期運算為昨天日期;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）;歐洲細網格資料文件名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天日期運算為昨天日期;德國細網格資料和日本細網格資料與歐洲細網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分布式數據庫下載方式

調取M4分布式數據庫文件運行GDSJavaClient.jar需要Ja-va8環境，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”為增加產品配置接口。

例子：

wzjcl.txt文檔內容：

2

JAPAN_MR/WIND/900?08.000

JAPAN_MR/WIND/900?20.012

wzjc2.txt文檔內容：

2

SURFACE/TMP_NATIONAL?210000.000

SURFACE/TMP_NATIONAL?220000.000

wzjc3.txt文檔內容：

1

SURFACE/RAIN24_NATIONAL?230000.000

文檔“wzjcl.txt”，第一行為需要下載文件的總行數，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，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，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?。躰"）;

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?如何轉發雷達產品

圖3為資料轉發系統界面，功能分手工操作、節目表維護、系統參數設置和退出。主節面有已接發文件、待收發文件和系統參數。盤符"x”為PUP映射盤，生成時間記錄為文件生成時間，發送時間記錄為發送成功。左下角rad燈為綠色代表鏈路連接，為紅色代表未連接。

關鍵設置好配置文件sendfile.txt，部分參數如下：

主機名遠程路徑本地路徑類型文件名資料說明重命名開始時間結束時間

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

主機名rad為遠端計算機名，遠程路徑為遠端路徑，本地路徑為存放在本地路徑，類型為雷達，重命名中文件名用“##”和“@@”區分昨天日期還是今天日期，“??！”代表月份，“*”為通配符，后綴“774”為產品，其他后綴為產品號。

3.3 如何搭建FTP服務器

中文文獻[2]Serv-UFTPServer是一種被廣泛運用的FTP服務器端軟件?？梢栽O定多個FTP服務器、限定登錄用戶的權限、登錄主目錄及空間大小等，功能非常完備。通過使用Serv-U，用戶能夠將任何一臺PC設置成一個FTP服務器，這樣，用戶或其他使用者就能夠使用FTP協議，通過在同一網絡上的任何一臺PC與FTP服務器連接，進行文件或目錄的復制，移動，創建和刪除等。給用戶設置賬號，出于安全的考慮，訪問方式權限只設置為只讀。

3.4 如何接收調閱資料

雷達，地面、高空、數值產品資料下載到客戶端后，再用mi-caps和pup調閱，圖4、圖5是調閱地面實況資料和調閱雷達產品界面。

4 結束語

系統具有自動轉發雷達產品，自動下載基于CIMISS環境下的地面實況、高空實況、歐洲細網格、德國細網格和日本細網格資料特點。采用計劃任務處理技術，實現了資料下載的自動化、批量化、流程化。本文系統地介紹了梧州西江機場氣象服務系統的關鍵技術和解決方案，相信對各地氣象部門為外部門做實時氣象服務提供了很好的借鑒作用。

參考文獻：

[1] Schildt?H，Guntie?G.C++?Builder技術大全：周海斌，等，譯.北京：機械工業出版社，2002：302-304.

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