航空氣象數據庫系統通信分系統設計解析
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摘要：石家莊國際機場(chǎng)目前在用的航空氣象數據庫系統是由通信分系統、數據庫分系統、綜合服務(wù)平臺組成，主要通過(guò)從多種渠道獲取氣象數據，對數據進(jìn)行各種后續處理，并生成相關(guān)產(chǎn)品，在保證數據庫應用系統和數據安全的前提下向更多的用戶(hù)提供氣象信息服務(wù)。其中，通信分系統是航空氣象數據庫系統的核心組成，本文通過(guò)軟件設計的角度，從通信分系統的整體結構、規格需求、概要、詳細設計角度，通過(guò)設計小案例對通信分系統進(jìn)行了簡(jiǎn)單解析，可以了解航空氣象數據庫系的數據庫分系統、服務(wù)平臺的設計完成思路。
關(guān)鍵詞：數據庫;通信分系統設計;航空氣象
引言
在中國民用航空領(lǐng)域中，航空氣象數據庫系統需要具有飛行氣象情報及氣象資料的交換、備供、存儲等能力，由相關(guān)網(wǎng)絡(luò )設施、通信分系統及數據庫分等部分組成。石家莊正定國際機場(chǎng)目前使用的該系統，與民航北京氣象中心聯(lián)網(wǎng)，接收并匯交相關(guān)氣象情報及資料，向其匯交本地雷達、自觀(guān)、報文等氣象資料，同時(shí)接收其下發(fā)的國內、國際飛行所需的綜合航空氣象情報信息，為石家莊航空安全提供保障。下面將以通信分系統為例，以軟件設計角度對系統需求、概要、詳細設計等三個(gè)階段進(jìn)行簡(jiǎn)單解析，從而更加容易理解該系統的通信分系統。
一、系統整體結構設計
由上圖所示，石家莊機場(chǎng)的航空氣象數據庫系統主要由氣象數據收集處理和信息應用組成，展示時(shí)氣象信息使用用戶(hù)通過(guò)局域網(wǎng)，以web網(wǎng)頁(yè)或飛行文件綜合方式獲取航空中所需氣象情報。
業(yè)務(wù)處理部分主要包括氣象數據庫和通信分系統，可通過(guò)通信系統收集處理民航報告、常規報告、自動(dòng)觀(guān)測資料(AWOS)、風(fēng)溫廓線(xiàn)儀、自動(dòng)站資料、Bufr資料、Grib資料、Fax資料、衛星云圖資料、本地圖形圖像資料、多媒體資料、雷達等資料，隨后，通過(guò)預報綜合平臺及網(wǎng)頁(yè)版的形式進(jìn)行氣象信息業(yè)務(wù)的展示。數據庫管理子系統采用客戶(hù)機服務(wù)器方式，可對資料處理、數據庫等進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和管理。有資料處理子系統和數據庫管理子系統。
二、通信分系統需求設計
通信分系統是航空氣象數據庫系統中最重要的組成部分，它負責全系統的氣象資料接收、檢查與處理、發(fā)送，及請求的應答。本通信分系統分為通信系統以及監控維護操作平臺。為數據庫分系統和數據交換服務(wù)器提供數據源，支持一個(gè)數據源同時(shí)向多個(gè)本地相同數據庫提供數據的功能。在系統設計時(shí)滿(mǎn)足了以下需求。
2.1 在通信分系統中需要配備一個(gè)通信前置機，數據傳輸同時(shí)支持AFTN、PSTN和網(wǎng)絡(luò )傳輸模式。
2.2 以安全可靠為重點(diǎn)，監控系統對監控的內容出現異常的情況下，以聲音、閃爍或者不同顏色進(jìn)行告警。
2.3 對氣象資料的處理達到準確、及時(shí)，保證地區中心通信主機與地區中心數據交換服務(wù)器上的數據實(shí)時(shí)、完整、一致。
2.4 充分考慮操作的方便，將監控和操作與通信分系統整合到一起，開(kāi)發(fā)以鼠標為主、鍵盤(pán)為輔的圖形化操作界面。應有詳盡的聯(lián)機操作手冊，界面設計合理，邏輯清晰，使用方便，顏色的搭配應美觀(guān)大方。
2.5 與其他分系統間的接口要盡量簡(jiǎn)單，使各分系統故障時(shí)不影響其他分系統為基本考慮，并易于界定故障點(diǎn)。
2.6 利用通信中間件的開(kāi)放性，與其他分系統的信息傳輸，盡量采用通信中間件。
2.7 通信分系統應用軟件應設有守護程序，確保通信應用軟件的主進(jìn)程不間斷運行。
三、通信分系統概要設計
通信分系統在概要設計時(shí)要求有以下約束條件。
3.1 安全可靠為重點(diǎn)，對氣象資料的處理達到準確、及時(shí)。
3.2 充分考慮操作的方便，將監控和操作與通信分系統整合到一起，開(kāi)發(fā)以鼠標為主、鍵盤(pán)為輔的圖形化操作界面。應有詳盡的聯(lián)機操作手冊，界面設計合理，邏輯清晰，使用方便，顏色的搭配應美觀(guān)大方。
3.3 與其他分系統間的接口要盡量簡(jiǎn)單，使各分系統故障時(shí)不影響其他分系統為基本考慮，并易于界定故障點(diǎn)。
3.4 利用通信中間件的開(kāi)放性，與其他分系統的信息傳輸，盡量采用通信中間件。通信分系統應用軟件應設有守護程序，確保通信應用軟件的主進(jìn)程不間斷運行。
四、通信分系統詳細設計
通信分系統的詳細設計，是根據上述功能需求書(shū)、功能規格說(shuō)明書(shū)和概要設計說(shuō)明書(shū)完成的，對通信分系統各個(gè)進(jìn)程間的控制流程和數據流程，說(shuō)明了組成各個(gè)進(jìn)程的主要模塊，每個(gè)模塊的具體功能、輸入、輸出參數和數據流程，以及通信分系統與數據庫分系統、圖形圖象制作分系統之間的接口、輸入輸出、數據流程。
4.1 系統程序結構
通信分系統的業(yè)務(wù)處理部分，包括通信主機上的通信軟件和通信分系統的監視、維護和操作界面。業(yè)務(wù)處理部分是實(shí)時(shí)系統，負責不同氣象要素收集、發(fā)送缺漏報文圖形文件要報處理，通過(guò)MQ管道技術(shù)和多進(jìn)程方式，提高數據處理效率，通過(guò)內消息隊列管理，交換進(jìn)程間信息及參數。異步線(xiàn)路資料的發(fā)送接收;氣象資料的檢查與處理;電報公報報告信息處理;監控、維護維修監控平臺綜合化;MQ通道管理報文處理發(fā)送;數據庫落地文件的生成等，都是該通信子系統所包括的功能。
4.2 通信業(yè)務(wù)處理結構示意圖(圖2)
4.3 通信業(yè)務(wù)處理部分功能列表
4.4 通信分系統起始程序(inimss)
以系統起始程序為例，該程序對整個(gè)分系統使用的全程區進(jìn)行起始，并按起始表格文件($homw/ini/mssini.ini)的指定，在全程區生成所有表格，同時(shí)本程序還要起始作為信息交換的工作區(即各子分區)。
在本分系統中，大部分進(jìn)程需要使用全程區進(jìn)行控制信息(排隊)及數據信息交換。為了方便全程區的使用，在每個(gè)使用全程區的程序中需要生成一個(gè)程序頭，存放全程區各個(gè)表格的指針。對于該表格的生成，本分系統提供一個(gè)函數xmapse.c。xmapse.c的輸入參數為全程區的名字，結果是將程序頭進(jìn)行起始，而該程序頭的指針是pgl。
4.5 監控導航
依據航空氣象用戶(hù)尤其是設備保障用戶(hù)的需求，提高監控維護的直觀(guān)性和高效性，需要將運行狀態(tài)、維護維修界面圖形化，以監控部分導航條項為例，它提供監控功能的總導航，包括進(jìn)程狀態(tài)、線(xiàn)路狀態(tài)、緩沖區及文件系統狀態(tài)、排隊狀態(tài)、MQ隊列及通道狀態(tài)，操作系統狀態(tài)。加載并顯示相關(guān)界面，并將通過(guò)通信鏈路接收到的后臺程序定時(shí)發(fā)送的監視信息顯示在相關(guān)界面上。
五、結束語(yǔ)
通信分系統軟件是航空氣象數據庫系統工程中的一個(gè)重要系統，在設計開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從用戶(hù)的功能需求、非功能需求和系統的外部接口關(guān)系為設計依據，遵循工程的總體概念、體系結構和總體布局，完成了通信分統軟件進(jìn)行功能分解和部件級(CSC)模塊等設計。
通過(guò)對通信分系統的解讀思路，更可以完成對整個(gè)航空氣象數據庫系統的分析，通過(guò)深入解讀分析系統的辦法，提高了系統安全，因為這是深入做該系統安全保障的重要手段。
參考文獻：
[1]太極計算機股份有限公司.民航氣象傳真廣播系統通信分系統使用手冊，2008，10.
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