徐 慶，張洋飛

（中國民用航空寧波空中交通管理站，浙江 寧波 315154）

1 引言

隨著我國民航業(yè)的不斷發(fā)展，飛機已成為人們?nèi)粘３鲂谐Ｓ玫姆绞街唬虼撕娇掌鞯娘w行安全變得尤為重要，如何確保飛行安全是民航航空運輸領(lǐng)域的永恒主題。影響航空器飛行安全的因素有很多，但氣象因素是影響航空器飛行的最為常見的因素，也是最為重要的因素。氣象觀測報文作為航空氣象信息的重要組成部分，及時、準確地發(fā)布氣象觀測報文對航空器的起飛、降落意義重大。航空氣象觀測報文[1]一般分為兩種類型，一種是用METAR電碼格式對外發(fā)布的例行觀測報告，另一種是用SPECI電碼格式對外發(fā)布的特殊觀測報告。例行觀測報告一小時或者半小時對外發(fā)布一次，氣象觀測報文中包含了當(dāng)?shù)貦C場實時的地面風(fēng)向風(fēng)速、風(fēng)向變化、跑道視程、能見度、天氣現(xiàn)象、云、溫度、露點溫度、修正海平面氣壓、近時天氣、風(fēng)切變、趨勢天氣預(yù)報等機場的相關(guān)氣象信息，它直接反映了本地機場實時的天氣狀況，為飛行器的起降提供重要的航空氣象信息[2]。航空氣象情報及時、準確地發(fā)布是航空安全的重要保障，而新下發(fā)的《民航空管系統(tǒng)氣象工作質(zhì)量管理辦法》對氣象觀測報文質(zhì)量作出了嚴格的規(guī)定。因此，為了強化航空氣象觀測業(yè)務(wù)的技術(shù)監(jiān)控手段，切實提高氣象工作質(zhì)量和氣象服務(wù)水平，最大程度地減少業(yè)務(wù)差錯的發(fā)生，有必要設(shè)計一套民航氣象觀測報文質(zhì)量檢測系統(tǒng)。

2 氣象觀測報文結(jié)構(gòu)分析

一份完整的民航氣象觀測報文如表1所示由16組電碼格式組成，分別包含了報文類型、修正報、地區(qū)代碼、時間、自動報、風(fēng)、風(fēng)向變化、跑道視程、能見度、天氣現(xiàn)象、云、溫度露點、修正海壓、近時天氣、風(fēng)切變、趨勢預(yù)報。每組電碼由民航氣象電碼標準規(guī)定的特定電碼格式編寫，代表不同的氣象信息。報文開頭是報文類型，觀測報文類型有兩種，一種電碼METAR代表例行觀測報，另一種電碼SPECI代表特殊觀測報文。第二組是由電碼COR代表修正報電碼，此組電碼是報文發(fā)現(xiàn)有錯誤進行修正后的報文。第三組電碼是地區(qū)代碼，一般是四字代碼，如ZSNB。第四組電碼是時間組，包含信息為日、時、分，最后以固定電碼Z結(jié)束。第五組電碼是自動報電碼，由AUTO電碼代表。第六組電碼是風(fēng)組，如表 1 所示分為兩種情況，dddffMPS 或 dddffGf’f’MPS，其中，ddd為風(fēng)向，取值范圍為0～360或VRB；ff為平均風(fēng)速，取值范圍為整數(shù)00～49或P49；f’f’為陣風(fēng)，取值范圍為整數(shù)00～49或P49；G和MPS為固定不變的字母。第七組電碼是風(fēng)向變化d1d1d1Vd2d2d2，當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)向變化時才存在，無風(fēng)向變化時此組電碼便不存在。d1d1d1為順時針起始風(fēng)向，取值范圍為0～360；d2d2d2為順時針終止風(fēng)向，取值范圍為0～360；V為固定不變的字母。第八組電碼為跑道視程RVR，次組電碼只有跑道視程小于1 500 m或主導(dǎo)能見度小于1 500 m時才會存在。跑道視程電碼為RDD/VRVRVRVRi或RDD/V1V1V1V1VV2V2V2V2i，其中，DD為跑道號；VRVRVRVR為RVR 10 min平均值，取值范圍為0 050～2 000、M0050或P2 000，且當(dāng)VRVRVRVR＞2 000時，其值僅可為P2 000；i為RVR變化趨勢，取值僅可為U，D，N中的一個或為空值。第九組電碼為能見度，VVVV取值范圍為0 000～9 999，且當(dāng)9 999≥VVVV≥5 000時，其值只可為5 000，6 000，7 000，8 000，9 000，9 999中的一個。第十組電碼是天氣現(xiàn)象，天氣現(xiàn)象簡字最多同時存在三組。第十一組電碼為云NNNhhhCC，NNN為云量，取值為FEW、SCT、BKN或OVC；hhh為云高，取值范圍與當(dāng)?shù)貦C場的最高的最低飛行扇區(qū)高度相關(guān)，比如寧波機場最高的最低飛行扇區(qū)高度為1 675，則hhh取值范圍為000～055的整數(shù)；CC為云狀，取值為CB或TCU。本組電碼可并列存在一組或幾組，且最多不超過四組。云組電碼有一種特殊電碼NSC，天空無云或當(dāng)1 500 m或者最高的最低飛行扇區(qū)高度（以高的為準）以下無云，或任何高度沒有濃積云或積雨云時云組電碼為NSC。第十二組電碼為溫度露點TT/T’T’，TT為溫度，取值范圍為整數(shù)00～99或M00～M99；T’T’為露點溫度，取值范圍為整數(shù)00～99或M00～M99；“/”為固定不變的符號（M為負數(shù)符號）。第十三組電碼修正海壓QPPPP，PPPP為修正海平面氣壓，取值范圍為整數(shù)0 000～9 999；Q為固定不變的字母。第十四組電碼為近時天氣REw’w’，本組電碼可并列存在一組或幾組，且最多不超過三組，RE為近時天氣固定電碼，w’w’為天氣現(xiàn)象簡字。此組電碼只有存在近時天氣時才會存在。第十五組電碼為WS RWYDD或WS ALL RWY，其中，DD為跑道號，該項目在一份報文中只能同時出現(xiàn)一組。第十六組電碼趨勢預(yù)報，一般為NOSIG。

表1 氣象觀測報文結(jié)構(gòu)組成

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)界面設(shè)計

圖1 觀測報文質(zhì)量檢測界面

圖1為觀測報文質(zhì)量檢測界面。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的應(yīng)用程序會將報文進行要素分解，最后存入ELE01_SASP要素表中。這樣，我們就可以直接從ELE01_SASP中讀取報文中各項要素的數(shù)值，從而進行邏輯判斷。但是目前應(yīng)用程序?qū)笪倪M行的分解存在著一定的缺陷，有些錯誤的報文項在ELE01_SASP中存儲時與正確的報文相同，也有些報文因為某一個報文要素的錯誤，導(dǎo)致跟在這一項后面的報文要素在存入ELE01_SASP時出現(xiàn)錯誤。由此可見，僅僅依靠讀取ELE01_SASP中的內(nèi)容是無法正確檢測報文的，因此，我們需要讀取RPT01_CAC中所要檢測的報文內(nèi)容，再結(jié)合ELE01_SASP中的報文要素數(shù)值，才能進行完整的報文檢測工作。

界面上有一個DataGridView控件，顯示進行質(zhì)量檢測的報文內(nèi)容，用戶也可以通過此界面檢驗所發(fā)出的觀測報文是否已經(jīng)正常存入本地民用航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的ORACLE數(shù)據(jù)庫中。下方有分別對應(yīng)兩個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的標識，用于顯示報文是否入庫以及報文的檢測狀態(tài)（當(dāng)數(shù)據(jù)庫中檢索不到報文時，“數(shù)據(jù)庫DB”或者“數(shù)據(jù)庫APP”會呈現(xiàn)紅色；當(dāng)報文檢測存在錯誤時，對應(yīng)的顏色方塊會呈現(xiàn)紅色）。界面的中間區(qū)域用于顯示報文的檢測結(jié)果，如果有錯誤，會在其中顯示錯誤的詳細說明。

在窗口右側(cè)有3個按鈕，“METAR”按鈕用于檢測最新的METAR報文，“SPECI”按鈕用于檢測最新的SPECI報文，“初始化”按鈕用于恢復(fù)窗口界面的初始狀態(tài)。

3.2 報文質(zhì)量檢測過程

在進行報文質(zhì)量檢測的過程中，如圖2所示，最重要的步驟就是報文以及報文內(nèi)各項數(shù)值的讀取。在ORACLE數(shù)據(jù)庫中，RPT01_CAC表存儲了報文數(shù)據(jù)，而民用航空氣象

圖2 觀測報文質(zhì)量檢測流程

3.3 觀測報文質(zhì)量檢測系統(tǒng)實際應(yīng)用

在軟件使用過程中，成功檢測出兩起報文質(zhì)量問題。

第一起：2016-11-20，觀測員通過本軟件發(fā)現(xiàn)報文質(zhì)量檢測異常，如圖3所示。

經(jīng)過觀測報文質(zhì)量檢測軟件檢查，發(fā)現(xiàn)這份METAR報的天氣現(xiàn)象組為“-RABR”，該天氣現(xiàn)象簡字并不在標準的天氣現(xiàn)象簡字中（實際上，觀測員在輸入時漏了空格號，正確的天氣現(xiàn)象應(yīng)該是“-RA BR”），因此，軟件提示天氣現(xiàn)象簡字錯誤。觀測員找出原因后立即發(fā)布了更正報修正錯誤。

第二起：2017-07-27，觀測員運行此軟件，發(fā)現(xiàn)報文質(zhì)量檢測異常，如圖4所示。

圖3 天氣現(xiàn)象簡字錯誤

圖4 近時天氣缺失

經(jīng)過觀測報文質(zhì)量檢測軟件檢查，發(fā)現(xiàn)這份METAR報之前有一份SPECI報：SPECI ZSNB 271135Z 20003MPS 160V220 9999 FEW026 32/27 Q1008 RETS NOSIG。這份SPECI報文包含有“RETS”近時天氣組，根據(jù)觀測規(guī)范中對近時天氣的規(guī)定，可知271200時次的METAR報應(yīng)該包含有“近時天氣”這一項，但是觀測員發(fā)布的METAR報沒有這一項，因此報文出現(xiàn)錯誤。觀測員經(jīng)過本軟件提醒后發(fā)布了更正報，避免了工作錯情發(fā)生。

4 結(jié)論

通過氣象觀測報文質(zhì)量檢測系統(tǒng)的業(yè)務(wù)使用，起到了有效地監(jiān)控氣象觀測報文質(zhì)量情況的作用，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣象觀測報文內(nèi)容發(fā)布出現(xiàn)錯情時可以及時做到軟件提醒，如發(fā)現(xiàn)報文有誤，及時發(fā)布更正報。使用期間，氣象觀測員觀測報文發(fā)布時錯情的發(fā)生顯著地減少了，對觀測報文質(zhì)量提升起到了積極作用。氣象報文質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)已成為氣象臺觀測室預(yù)防“錯、忘、漏”現(xiàn)象的一種有效的輔助手段。與此同時，氣象觀測報文質(zhì)量檢測系統(tǒng)還存在不足，目前軟件還不能自動檢測報文質(zhì)量，還需要人工點擊軟件進行報文檢測。