梁欣 傅帥

摘? 要： 根據(jù)從咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)向四個(gè)空軍導(dǎo)航臺(tái)引接修正海壓數(shù)據(jù)的需求，開(kāi)發(fā)了空軍機(jī)場(chǎng)修正海壓數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。該系統(tǒng)在民航氣象數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集及處理程序和前端顯示軟件，采集咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)修正海壓數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，再通過(guò)前端顯示軟件向四個(gè)空軍機(jī)場(chǎng)用戶(hù)展示。前端顯示軟件基于B/S架構(gòu)，運(yùn)用ASP.NET平臺(tái)搭建網(wǎng)頁(yè)，提供了hPa（百帕）和mmHg（毫米汞柱）兩種單位的修正海壓數(shù)據(jù)，該軟件運(yùn)行于Windows平臺(tái)，用戶(hù)通過(guò)IE瀏覽器即可獲取實(shí)時(shí)修正海壓數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞： 空軍; 修正海壓; 氣象數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)系統(tǒng); B/S架構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）05-38-03

Design and implementation of QNH data sharing system for air force airport

Liang Xin， Fu Shuai

（Air Traffic Management Bureau of Northwest Regional of CAAC， Xi'an， Shaanxi 710082， China）

Abstract： According to the requirements of transmitting QNH data from XianYang International Airport to four air force navigation stations， the QNH data sharing system is developed. Based on the NWMC database system， the software for data acquisition and processing and the Display Terminal software are developed to collect and parse QNH data from the Automatic Observation System of XianYang International Airport， and then display it to the users of four air force airports through the display terminal software. The display terminal software adopts B/S architecture， and uses ASP.NET framework to build web pages which provide QNH data in hPa and mmHg units. The software runs on Windows platform， and users can obtain real-time QNH data through IE browser.

Key words： air force; QNH; NWMC database system; B/S architecture

0 引言

空軍與民航行業(yè)相通、歷史相連、命運(yùn)相系、利益相同，都事關(guān)國(guó)家的和平、安全、穩(wěn)定、發(fā)展。近年來(lái)，隨著空軍與民航團(tuán)結(jié)協(xié)作、相互支持的不斷加深，西北空管局氣象中心和西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)周邊空軍機(jī)場(chǎng)就氣象信息進(jìn)行了全面融合、主動(dòng)融合、精準(zhǔn)融合。根據(jù)西北空管局與空軍簽訂的相關(guān)協(xié)議要求，需從咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)向空軍四個(gè)導(dǎo)航臺(tái)（武功、閻良、戶(hù)縣、臨潼）引接統(tǒng)一修正海壓數(shù)據(jù)。要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，并對(duì)用戶(hù)提供實(shí)時(shí)顯示功能。在實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)上，將來(lái)還可擴(kuò)展應(yīng)用于屬地化機(jī)場(chǎng)等協(xié)同單位。

1 背景

修正海壓即修正海平面氣壓高度，選擇平均海平面為基準(zhǔn)面所測(cè)量的飛行高度。即在氣壓式高度表上其氣壓刻度是按經(jīng)過(guò)修正的海平面氣壓撥正后所指示的高度。當(dāng)飛機(jī)停在跑道上，高度表指示出機(jī)場(chǎng)標(biāo)高。由于海平面是隨著地域和時(shí)間的不同而不同，為此中國(guó)確定以黃海的年平均平面為修正海平面，這也是測(cè)定中國(guó)各地標(biāo)高的基準(zhǔn)面[1]。

機(jī)場(chǎng)的修正海壓數(shù)據(jù)作為飛機(jī)起飛和降落重要參考數(shù)據(jù)，一直以來(lái)由西北空管局氣象中心自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)測(cè)量獲得數(shù)據(jù)，并向周邊空軍機(jī)場(chǎng)提供服務(wù)。

空軍機(jī)場(chǎng)根據(jù)日常飛行任務(wù)需要，在相應(yīng)時(shí)間以電話(huà)方式致電氣象中心觀測(cè)室獲取當(dāng)下修正海壓數(shù)據(jù)。[2]該方式不僅實(shí)時(shí)性差，而且存在誤報(bào)等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)空軍的安全飛行存在一定隱患。

根據(jù)西北空管局與空軍簽訂的修正海壓數(shù)據(jù)引接協(xié)議要求，西北空管局氣象中心信息室建設(shè)完成了空軍機(jī)場(chǎng)修正海壓數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。該系統(tǒng)在民航氣象數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)采集及處理程序和前端顯示軟件，搭建后臺(tái)WEB服務(wù)程序，采集咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的修正海壓數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、存儲(chǔ)等，并通過(guò)前端顯示軟件向四個(gè)空軍用戶(hù)提供網(wǎng)頁(yè)展示。

2 總體設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

按照氣象信息系統(tǒng)相關(guān)管理規(guī)定以及空軍用戶(hù)需求，確立如下的設(shè)計(jì)原則。

⑴ 先進(jìn)性

系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)滿(mǎn)足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，并具有良好的發(fā)展?jié)摿?，以適應(yīng)未來(lái)可能為空軍提供更多業(yè)務(wù)的需要。

⑵ 安全性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)時(shí)首先需要保證民航氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全，同時(shí)保證自觀數(shù)據(jù)傳輸安全，因此在傳輸時(shí)須采用相關(guān)的軟硬件技術(shù)提供較強(qiáng)的管理機(jī)制、控制手段和網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)措施提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

⑶ 可擴(kuò)展性

考慮到未來(lái)發(fā)展及空軍用戶(hù)今后可能得的其他需要，設(shè)計(jì)應(yīng)有靈活性、可擴(kuò)充性，使投資得到更好的保護(hù)。

⑷ 合理性

系統(tǒng)軟硬件配置要合理、精煉，并充分利用已有資源。

⑸ 經(jīng)濟(jì)性

應(yīng)以較高的性能價(jià)格比構(gòu)建該系統(tǒng)，使資金的產(chǎn)出投入比達(dá)到最大值。能以較低的成本、較少的人員投入來(lái)維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，提供高效能與高效益。

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)功能劃分為數(shù)據(jù)提供區(qū)域（氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集服務(wù)區(qū)域、用戶(hù)數(shù)據(jù)展示區(qū)域三個(gè)部分。如圖1所示，其中，數(shù)據(jù)提供區(qū)域（氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）為現(xiàn)有系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)區(qū)域、用戶(hù)數(shù)據(jù)展示區(qū)域?yàn)樾陆ㄏ到y(tǒng)。

該系統(tǒng)需要開(kāi)發(fā)兩套軟件，分別為數(shù)據(jù)采集及處理程序和用戶(hù)前端顯示軟件。

2.2.1 數(shù)據(jù)提供區(qū)

該區(qū)域由自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)和串口服務(wù)器組成，通過(guò)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)MCU服務(wù)器串口進(jìn)行擴(kuò)展，從自動(dòng)觀測(cè)機(jī)房引接兩根超五類(lèi)雙絞線(xiàn)（一主一備）至氣象數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)房，如圖2所示，數(shù)據(jù)通過(guò)串口服務(wù)器，將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為網(wǎng)口數(shù)據(jù)，落地?cái)?shù)據(jù)采集提供服務(wù)器。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)區(qū)

數(shù)據(jù)采集處理程序部署在數(shù)據(jù)采集服務(wù)區(qū)的數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)修正海壓數(shù)據(jù)的解析和存儲(chǔ)，該服務(wù)器還作為Web服務(wù)器為用戶(hù)提供服務(wù)。

為確保氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全，在數(shù)據(jù)提供區(qū)域和數(shù)據(jù)采集服務(wù)區(qū)域之間各部署一臺(tái)防火墻，通過(guò)防火墻上一系列嚴(yán)格的安全策略，確保數(shù)據(jù)從內(nèi)向外單向傳輸，做好數(shù)據(jù)庫(kù)邊界防護(hù)工作。

2.2.3 用戶(hù)數(shù)據(jù)展示區(qū)

由于空軍修正海壓系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)線(xiàn)為空軍用戶(hù)提供服務(wù)，用戶(hù)數(shù)據(jù)展示區(qū)需要申請(qǐng)西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)至空軍閻良、武功、戶(hù)縣、臨潼四個(gè)導(dǎo)航臺(tái)專(zhuān)用通信線(xiàn)路。線(xiàn)路要求帶寬不小于512KB，支持TCP/IP協(xié)議，DCE設(shè)備包含在內(nèi);為將來(lái)系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向外部用戶(hù)擴(kuò)展服務(wù)需要，還要申請(qǐng)10M帶寬互聯(lián)網(wǎng)線(xiàn)路，該線(xiàn)路由西北空管局提供;還需要申請(qǐng)域名及相應(yīng)固定IP。

3 軟件開(kāi)發(fā)內(nèi)容

3.1 數(shù)據(jù)采集處理程序

由于自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)MCU服務(wù)器已無(wú)空余串口，因此自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)采集需從氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引接。氣象數(shù)據(jù)庫(kù)系從自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)獲得自動(dòng)觀測(cè)串口數(shù)據(jù)，采集頻率較高（一分鐘采集一次）、運(yùn)行穩(wěn)定性較好，因此本系統(tǒng)從氣象數(shù)據(jù)庫(kù)交換服務(wù)器引接自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。

為滿(mǎn)足上述要求，須開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集處理程序，如圖3所示。修正海壓數(shù)據(jù)從氣象數(shù)據(jù)庫(kù)交換服務(wù)器資料處理目錄上實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集提供服務(wù)器的指定目錄D/QNH/Data下，該軟件同時(shí)具備歷史資料清除功能。在數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)器上安裝SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，該程序?qū)⒙涞氐淖杂^數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，提取出修正海壓數(shù)據(jù)并入庫(kù)[3]。數(shù)據(jù)庫(kù)建立、運(yùn)行和維護(hù)是由SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制。[4]數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)器同時(shí)還承擔(dān)Web服務(wù)器功能。鑒于windows系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)采集提供服務(wù)器選擇采用Windows Server2008操作系統(tǒng)。

3.2 前端顯示軟件

本系統(tǒng)還開(kāi)發(fā)了用戶(hù)前端顯示軟件，該軟件基于B/S架構(gòu)，運(yùn)用ASP.NET平臺(tái)搭建網(wǎng)頁(yè)并顯示，ASP.NET是可靠的、可伸縮的平臺(tái)，無(wú)論是在Web窗體中重用第三方控件構(gòu)建器，還是編寫(xiě)自定義的HTML程序，都可以作為底層平臺(tái)運(yùn)行[5]。該軟件界面簡(jiǎn)潔明了，功能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，如圖4所示，軟件向用戶(hù)提供了北京時(shí)和世界時(shí)兩種時(shí)間，提供了hPa（百帕）和mmHg（毫米汞柱）兩種單位的修正海壓數(shù)據(jù)。

此外，為了保證用戶(hù)的合法性，系統(tǒng)可具備用戶(hù)管理功能或IP地址綁定功能。鑒于windows系統(tǒng)的穩(wěn)定性，軟件在Internet信息服務(wù)（IIS）管理器上配置Web服務(wù)，建立WEB站點(diǎn)和FTP站點(diǎn)并提供相應(yīng)服務(wù)，用戶(hù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)線(xiàn)或互聯(lián)網(wǎng)接入本區(qū)域，進(jìn)行修正海壓等數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)很好的實(shí)現(xiàn)了四個(gè)空軍機(jī)場(chǎng)對(duì)修正海壓數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，各程序、軟件運(yùn)行穩(wěn)定，具備友好的人機(jī)交互界面，整體簡(jiǎn)潔明了，滿(mǎn)足簡(jiǎn)約的設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，數(shù)據(jù)處理安全穩(wěn)定，可以有效解析自動(dòng)觀測(cè)資料并提取修正海壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理對(duì)用戶(hù)提供穩(wěn)定顯示。

當(dāng)前，軍民融合發(fā)展已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，駛?cè)肓私ㄔO(shè)的快車(chē)道，這也是民航與空軍深度融合發(fā)展的重要機(jī)遇和平臺(tái)。多年來(lái)，西北空管局始終與西北地區(qū)空軍保持著良好的協(xié)作關(guān)系，此次空軍機(jī)場(chǎng)修正海壓數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的建設(shè)工作進(jìn)一步加強(qiáng)了和空軍機(jī)場(chǎng)的溝通與了解，為今后雙方在“共享一片藍(lán)天”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域、全方位合作共贏。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 民航局空管局.民用航空飛行氣象情報(bào)發(fā)布與交換辦法[Z]，2009.

[2] 民航氣象中心.民用航空飛行氣象業(yè)務(wù)差錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)[Z]，2012

[3] John J.Patrick.SQL基礎(chǔ)（第二版）[M].清華大學(xué)出版社，2003.

[4] 黃紹華，陳翠娥.SQL語(yǔ)法范例大全[M].電子工業(yè)出版社，2008.

[5] JasonN.Gaylord. ASP.NET4.5高級(jí)編程（第8版）[M].清華大學(xué)出版社，2014.