基于Shell腳本的氣象報文遲發(fā)漏發(fā)監(jiān)控程序設計與實現(xiàn)

梁欣等

0 引言

航空氣象情報及時準確的發(fā)布是保證航空安全的重要工作。民航西北氣象中心作為西北地區(qū)情報交換中心，負責氣象報文及時參加國內(nèi)/國際交換，使用戶能及時收到最新氣象報文，最大限度地降低甚至杜絕因遲發(fā)、漏發(fā)報而造成的氣象業(yè)務差錯，切實提高氣象工作質(zhì)量和氣象服務水平，助力航班安全、順暢[1]。我們必須根據(jù)《民航空管系統(tǒng)氣象工作質(zhì)量管理辦法》和新版的《民用航空飛行氣象業(yè)務差錯標準》，通過有效的技術(shù)手段對西北地區(qū)所有機場發(fā)布的報文中遲發(fā)、漏發(fā)報情況進行集中監(jiān)控并記錄，最大限度地杜絕遲發(fā)、漏發(fā)報現(xiàn)象發(fā)生。

1 西北地區(qū)遲發(fā)漏發(fā)監(jiān)控現(xiàn)狀

在民航《民用航空飛行氣象情報交換管理辦法》中第八條規(guī)定，民航氣象中心、民航地區(qū)氣象中心和機場氣象臺應當按照民用航空行業(yè)標準《民用航空氣象 第1部分 觀測和報告》和《民用航空氣象 第2部分 預報》，對進入民用航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的飛行氣象情報，進行質(zhì)量控制。文件中對預報和觀測的發(fā)報時間作出了嚴格規(guī)定。

⑴ 西北氣象中心報文發(fā)布監(jiān)控現(xiàn)狀

西北氣象中心對于觀測和預報發(fā)報的及時性和準確率十分重視，尤其是在固定時間發(fā)布的SA、FC、FT報，相較特殊天氣情況發(fā)布的報文更容易產(chǎn)生遲發(fā)、漏發(fā)的情況。其中觀測在發(fā)每小時一次的METAR報時，通過三種有效手段對報文發(fā)送的及時性和準確性進行控制。一是發(fā)報程序自帶的提醒功能在發(fā)報前會發(fā)出告警聲提醒發(fā)報，該發(fā)報程序是由西北氣象中心探測室自主研發(fā)的，可以將部分自動觀測資料自動填入報文相應位置，減少人工填寫出錯的幾率，報文編寫完成后生成完整報文，經(jīng)二次檢查后發(fā)出；二是備份發(fā)報終端同步運行，在規(guī)定發(fā)報時間提醒發(fā)報；三是鬧鐘提醒，值班人員通過設定鬧鐘加強提醒工作。預報則每天需要發(fā)FC報（9小時預報）和FT報（24小時預報），這兩種報文在發(fā)布時間上既有交叉又有重疊，容易產(chǎn)生遲發(fā)、漏發(fā)的現(xiàn)象，對于這種特殊的預報有專門的發(fā)報提醒程序；而發(fā)報的質(zhì)量則由報文質(zhì)量控制軟件來監(jiān)控，報文質(zhì)量控制軟件由氣象中心計算機室自主研發(fā)，軟件將報文中各個要素進行拆分，由預報員在相應要素欄中填寫當前報文的內(nèi)容，當出現(xiàn)不符合規(guī)定的寫法或數(shù)值時對預報員進行提醒，有效控制了在發(fā)報時的人為出錯；每個月底還會通過報文評分軟件對當月的發(fā)報情況進行評分并和之前月份的進行比較，查看遲發(fā)、漏發(fā)情況。

⑵ 分局及航站報文發(fā)布監(jiān)控現(xiàn)狀

分局和中心使用的措施相近，較少出現(xiàn)遲發(fā)、漏發(fā)的現(xiàn)象。屬地化機場則因為航班量少，很多時刻不需要發(fā)報，使得發(fā)報更容易出現(xiàn)遲發(fā)、漏發(fā)的情況，且通報不利，發(fā)報情況的監(jiān)控力度不夠，使遲發(fā)、漏發(fā)現(xiàn)象不能被及時發(fā)現(xiàn)和補救，這些都會對西北整體預報質(zhì)量產(chǎn)生影響。

⑶ 信息機務對遲發(fā)漏發(fā)報文的監(jiān)控現(xiàn)狀

雖然目前信息機務部門運用以上監(jiān)控和提醒手段對觀測和預報發(fā)報進行提醒和監(jiān)控，但均作用于發(fā)報前，而對遲發(fā)、漏發(fā)報后續(xù)的控制并沒有明確的解決方法。在民航《民用航空飛行氣象情報交換管理辦法》中第九條規(guī)定，民航氣象中心、民航地區(qū)氣象中心和機場氣象臺應當安排人員對接收和發(fā)送的氣象資料予以監(jiān)控，以確保資料的及時性和完整性[1]。所以，對于目前遲發(fā)漏發(fā)報現(xiàn)狀，我們需要按上述規(guī)定，在數(shù)據(jù)庫端進一步對已發(fā)報文中已經(jīng)發(fā)生遲發(fā)、漏發(fā)的報文進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并及時處理，將遲發(fā)、漏發(fā)報造成的影響降到最低，全面提高整個西北地區(qū)氣象發(fā)報的及時性和準確性[2]。

2 系統(tǒng)設計

2.1 需求分析

2.1.1 監(jiān)控報文類別

在航空氣象中常見的氣象飛行情報有三種重要報文，這三種報是氣象飛行情報中最基礎(chǔ)和最重要的報文。

⑴ 機場天氣報告：METAR報，SPECI報；

⑵ 航空天氣報告：TAF報（航站預報）；

⑶ 重要氣象情報：SIGMET報。

根據(jù)報文類型的不同，對于編發(fā)報時間的要求也不同，其中特殊天氣報告SPECI報和重要氣象情報SIGMET報都是在特殊情況下需要增加編發(fā)的報文，沒有固定的時間點，所以一般很少出現(xiàn)遲發(fā)、漏發(fā)的情況。而其他報則必須嚴格按照規(guī)定的時間進行編發(fā)報，比較容易出現(xiàn)遲發(fā)、漏發(fā)報的情況。遲發(fā)、漏發(fā)、錯報均會被記為一次工作差錯，所以除了預報員自身在發(fā)報時要做到準確及時外，還需要信息技術(shù)保障人員從技術(shù)層面對發(fā)報的時間和質(zhì)量進行提醒和監(jiān)控，最后還需要對已經(jīng)發(fā)出的報文進行跟蹤監(jiān)控。

目前需要對遲發(fā)、漏發(fā)的報文進行監(jiān)控的報文有以下幾種。

⑴ 機場天氣報告METAR報，又稱SA報，是由觀測人員每一小時或半小時發(fā)布一次，西北地區(qū)為每一小時發(fā)布一次。

⑵ 機場天氣預報TAF報是指以塔臺為中心，半徑50公里范圍內(nèi)預期24小時以內(nèi)的氣象條件簡要說明。

TAF報根據(jù)預報有效時段分為兩種類型：

2.1.2 程序設計需求

⑴ 實用性和可擴充性：從工作效率考慮，程序要以注重實用和可擴充為原則，程序在使用上應盡量操作簡單，由于程序是在AIX操作系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)的，所以執(zhí)行程序的命令行應盡量寫入腳本中，減少手動鍵入命令，提高工作效率；另外整個程序應是可擴充的，以適應將來的發(fā)展。

⑵ 穩(wěn)定性和安全性：由于程序是以民航氣象二期數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)核心業(yè)務平臺為依托，所以必須具有極高的可靠性。利用成熟的腳本編寫語言和一次運行，對核心系統(tǒng)不造成任何影響，由于民航氣象二期數(shù)據(jù)庫系屬于內(nèi)部網(wǎng)絡區(qū)域，所以程序運行環(huán)境安全性本身就具有保障。

⑶ 易維護性和易管理性：工作中必須要有切實可行的管理措施，保證程序高效、可靠、安全地運行。采用多種技術(shù)手段保證整個程序的易維護性，在不影響核心系統(tǒng)運行的情況下實現(xiàn)對已發(fā)布報文的遲發(fā)、漏發(fā)情況進行監(jiān)控。

⑷ 高性能和高效率：程序性能的高低是程序設計中最重要的考量因素，其中包括以下幾個方面：程序的響應時間；輸出的完整性；輸出內(nèi)容是否直觀、清晰；操作是否便捷。

2.2 功能設計

2.2.1 查找報文留底文件

由西北氣象中心觀測室、西北甘青寧三分局氣象臺觀測室和西北地區(qū)航站觀測室發(fā)布的SA報經(jīng)由54號異步線路（AFTN線路）發(fā)往西北氣象中心，再由西北氣象中心通過56號MQ線路和其他需要給北京轉(zhuǎn)發(fā)的報文一起發(fā)給北京，56號線路發(fā)送報文的留底文件會以SENDYYMMDD.56的形式存于民航氣象二期數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，內(nèi)容如圖1所示，所以本監(jiān)控程序應通過識別留底文件日期和線路號來尋找當天的留底文件。

因為本程序的目的在于監(jiān)控西北氣象報文發(fā)往北京進行全國交換時是否出現(xiàn)遲發(fā)漏發(fā)的現(xiàn)象，所以程序應通過查找當天（UTC時間）56號線路的留底文件中報文實際發(fā)給北京的時間（即實際發(fā)送時間）來判斷是否發(fā)生遲發(fā)、漏發(fā)報現(xiàn)象。

2.2.2 輸出監(jiān)控內(nèi)容

程序需要將報文按照發(fā)報地址、報文類型劃分，再由發(fā)報時間依次輸出每份報文的發(fā)報時間和實際發(fā)送時間，由于監(jiān)控的是報文遲發(fā)、漏發(fā)的情況，所以從報文的發(fā)報時間和實際發(fā)送時間上就可以直觀的判斷是否出現(xiàn)遲發(fā)報的現(xiàn)象；沒有發(fā)布的將不顯示實際發(fā)送時間，而按時間依次列出的方式也可快速發(fā)現(xiàn)是否有漏發(fā)報的情況。

⑴ 輸出發(fā)報地址：在每份報文的報頭部分都包含該份報文的發(fā)報地址，即各個機場的四字代碼CCCC。

⑵ 輸出報文類型：56號線路包含發(fā)往北京的所有西北氣象用于情報交換的報文，其中還包括不在該程序監(jiān)控范圍內(nèi)的SPECI報等，每份報文在報頭部分包含該份報文的類型，所以需要程序只輸出所需報文類型。

⑶ 報文發(fā)送時間：每份報文在報頭部分還包含該份報文的報文發(fā)送時間，這里的報文發(fā)送時間指的是該報在情報交換辦法中規(guī)定的發(fā)報時間，而非實際報文發(fā)送的時間。

⑷ 實際發(fā)送時間：實際發(fā)送的時間就是我們需要監(jiān)控的時間，如果報文實際發(fā)送時間在規(guī)定內(nèi)，則報文發(fā)送時間也必然在規(guī)定內(nèi)。報文在經(jīng)由56號線路發(fā)出后，通信系統(tǒng)會在每份報文上一行以“***HHMMSS***”形式增加一行通信機記錄的報文實際發(fā)送的時間。

在氣象二期數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通過輸入日期查找指定路徑home/history/下的56號線路留底文件，56號線路留底文件中以“SEND”開頭的文件名后跟的日期進行識別，查找相同日期的56號線路留底文件。

民航氣象報文時間使用世界協(xié)調(diào)時（UTC），因此當日的9小時“0009、2106”預報及24小時“0024”預報均在前一天發(fā)布。故當日日志文件記錄的“0009、2106、0024”預報發(fā)布時間均為第二日的日期。例如：15日日志文件記錄的“0009”預報發(fā)布時間應為“160009”。因此為了在統(tǒng)計信息中明確標識，程序需要計算第二日的年月日信息。這里有一個特例是“12月31日”，不只需要計算第二天日期，還必須要增加一年，所以在程序中用if語句，將這一情況單獨處理，將月和日為“1231”的第二天日期規(guī)定為“0101”，年份增加一年。圖4中清楚地指出了第二天日期判斷的優(yōu)先順序。按時間查找留底文件時，根據(jù)一年中的大小月規(guī)定每個月的最大天數(shù)和平、潤年2月的最大天數(shù)。

4 結(jié)束語

報文是重要的民航氣象情報之一，發(fā)報是否及時準確直接影響著全國乃至世界的氣象情報交換，是預報員和觀測員的重要工作之一，通過有效手段杜絕遲發(fā)、漏發(fā)報現(xiàn)象十分必要。氣象報文遲發(fā)、漏發(fā)監(jiān)控程序很好地解決了氣象機務員在報文發(fā)布后對報文進行跟蹤監(jiān)控的工作，能夠很好的掌握西北地區(qū)各個機場發(fā)報的整體情況，幫助西北氣象中心了解各機場在遲發(fā)、漏發(fā)報問題上還有哪些地方需要改進。該程序也提高了氣象信息機務員在監(jiān)控報文流轉(zhuǎn)上的工作效率和監(jiān)控力度。當然，在發(fā)現(xiàn)遲發(fā)漏發(fā)報現(xiàn)象的后續(xù)處理及通報工作這些方面我們還有很多工作要做，這也將會是我們今后努力的一個方向。

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