基于Shell脚本的气象报文迟发漏发监控程序设计与实现

梁欣等

0 引言

航空气象情报及时准确的发布是保证航空安全的重要工作。民航西北气象中心作为西北地区情报交换中心，负责气象报文及时参加国内/国际交换，使用户能及时收到最新气象报文，最大限度地降低甚至杜绝因迟发、漏发报而造成的气象业务差错，切实提高气象工作质量和气象服务水平，助力航班安全、顺畅[1]。我们必须根据《民航空管系统气象工作质量管理办法》和新版的《民用航空飞行气象业务差错标准》，通过有效的技术手段对西北地区所有机场发布的报文中迟发、漏发报情况进行集中监控并记录，最大限度地杜绝迟发、漏发报现象发生。

1 西北地区迟发漏发监控现状

在民航《民用航空飞行气象情报交换管理办法》中第八条规定，民航气象中心、民航地区气象中心和机场气象台应当按照民用航空行业标准《民用航空气象 第1部分 观测和报告》和《民用航空气象 第2部分 预报》，对进入民用航空气象数据库系统的飞行气象情报，进行质量控制。文件中对预报和观测的发报时间作出了严格规定。

⑴ 西北气象中心报文发布监控现状

西北气象中心对于观测和预报发报的及时性和准确率十分重视，尤其是在固定时间发布的SA、FC、FT报，相较特殊天气情况发布的报文更容易产生迟发、漏发的情况。其中观测在发每小时一次的METAR报时，通过三种有效手段对报文发送的及时性和准确性进行控制。一是发报程序自带的提醒功能在发报前会发出告警声提醒发报，该发报程序是由西北气象中心探测室自主研发的，可以将部分自动观测资料自动填入报文相应位置，减少人工填写出错的几率，报文编写完成后生成完整报文，经二次检查后发出；二是备份发报终端同步运行，在规定发报时间提醒发报；三是闹钟提醒，值班人员通过设定闹钟加强提醒工作。预报则每天需要发FC报（9小时预报）和FT报（24小时预报），这两种报文在发布时间上既有交叉又有重叠，容易产生迟发、漏发的现象，对于这种特殊的预报有专门的发报提醒程序；而发报的质量则由报文质量控制软件来监控，报文质量控制软件由气象中心计算机室自主研发，软件将报文中各个要素进行拆分，由预报员在相应要素栏中填写当前报文的内容，当出现不符合规定的写法或数值时对预报员进行提醒，有效控制了在发报时的人为出错；每个月底还会通过报文评分软件对当月的发报情况进行评分并和之前月份的进行比较，查看迟发、漏发情况。

⑵ 分局及航站报文发布监控现状

分局和中心使用的措施相近，较少出现迟发、漏发的现象。属地化机场则因为航班量少，很多时刻不需要发报，使得发报更容易出现迟发、漏发的情况，且通报不利，发报情况的监控力度不够，使迟发、漏发现象不能被及时发现和补救，这些都会对西北整体预报质量产生影响。

⑶ 信息机务对迟发漏发报文的监控现状

虽然目前信息机务部门运用以上监控和提醒手段对观测和预报发报进行提醒和监控，但均作用于发报前，而对迟发、漏发报后续的控制并没有明确的解决方法。在民航《民用航空飞行气象情报交换管理办法》中第九条规定，民航气象中心、民航地区气象中心和机场气象台应当安排人员对接收和发送的气象资料予以监控，以确保资料的及时性和完整性[1]。所以，对于目前迟发漏发报现状，我们需要按上述规定，在数据库端进一步对已发报文中已经发生迟发、漏发的报文进行监控，及时发现并及时处理，将迟发、漏发报造成的影响降到最低，全面提高整个西北地区气象发报的及时性和准确性[2]。

2 系统设计

2.1 需求分析

2.1.1 监控报文类别

在航空气象中常见的气象飞行情报有三种重要报文，这三种报是气象飞行情报中最基础和最重要的报文。

⑴ 机场天气报告：METAR报，SPECI报；

⑵ 航空天气报告：TAF报（航站预报）；

⑶ 重要气象情报：SIGMET报。

根据报文类型的不同，对于编发报时间的要求也不同，其中特殊天气报告SPECI报和重要气象情报SIGMET报都是在特殊情况下需要增加编发的报文，没有固定的时间点，所以一般很少出现迟发、漏发的情况。而其他报则必须严格按照规定的时间进行编发报，比较容易出现迟发、漏发报的情况。迟发、漏发、错报均会被记为一次工作差错，所以除了预报员自身在发报时要做到准确及时外，还需要信息技术保障人员从技术层面对发报的时间和质量进行提醒和监控，最后还需要对已经发出的报文进行跟踪监控。

目前需要对迟发、漏发的报文进行监控的报文有以下几种。

⑴ 机场天气报告METAR报，又称SA报，是由观测人员每一小时或半小时发布一次，西北地区为每一小时发布一次。

⑵ 机场天气预报TAF报是指以塔台为中心，半径50公里范围内预期24小时以内的气象条件简要说明。

TAF报根据预报有效时段分为两种类型：

2.1.2 程序设计需求

⑴ 实用性和可扩充性：从工作效率考虑，程序要以注重实用和可扩充为原则，程序在使用上应尽量操作简单，由于程序是在AIX操作系统环境下开发的，所以执行程序的命令行应尽量写入脚本中，减少手动键入命令，提高工作效率；另外整个程序应是可扩充的，以适应将来的发展。

⑵ 稳定性和安全性：由于程序是以民航气象二期数据库系统核心业务平台为依托，所以必须具有极高的可靠性。利用成熟的脚本编写语言和一次运行，对核心系统不造成任何影响，由于民航气象二期数据库系属于内部网络区域，所以程序运行环境安全性本身就具有保障。

⑶ 易维护性和易管理性：工作中必须要有切实可行的管理措施，保证程序高效、可靠、安全地运行。采用多种技术手段保证整个程序的易维护性，在不影响核心系统运行的情况下实现对已发布报文的迟发、漏发情况进行监控。

⑷ 高性能和高效率：程序性能的高低是程序设计中最重要的考量因素，其中包括以下几个方面：程序的响应时间；输出的完整性；输出内容是否直观、清晰；操作是否便捷。

2.2 功能设计

2.2.1 查找报文留底文件

由西北气象中心观测室、西北甘青宁三分局气象台观测室和西北地区航站观测室发布的SA报经由54号异步线路（AFTN线路）发往西北气象中心，再由西北气象中心通过56号MQ线路和其他需要给北京转发的报文一起发给北京，56号线路发送报文的留底文件会以SENDYYMMDD.56的形式存于民航气象二期数据库系统，内容如图1所示，所以本监控程序应通过识别留底文件日期和线路号来寻找当天的留底文件。

因为本程序的目的在于监控西北气象报文发往北京进行全国交换时是否出现迟发漏发的现象，所以程序应通过查找当天（UTC时间）56号线路的留底文件中报文实际发给北京的时间（即实际发送时间）来判断是否发生迟发、漏发报现象。

2.2.2 输出监控内容

程序需要将报文按照发报地址、报文类型划分，再由发报时间依次输出每份报文的发报时间和实际发送时间，由于监控的是报文迟发、漏发的情况，所以从报文的发报时间和实际发送时间上就可以直观的判断是否出现迟发报的现象；没有发布的将不显示实际发送时间，而按时间依次列出的方式也可快速发现是否有漏发报的情况。

⑴ 输出发报地址：在每份报文的报头部分都包含该份报文的发报地址，即各个机场的四字代码CCCC。

⑵ 输出报文类型：56号线路包含发往北京的所有西北气象用于情报交换的报文，其中还包括不在该程序监控范围内的SPECI报等，每份报文在报头部分包含该份报文的类型，所以需要程序只输出所需报文类型。

⑶ 报文发送时间：每份报文在报头部分还包含该份报文的报文发送时间，这里的报文发送时间指的是该报在情报交换办法中规定的发报时间，而非实际报文发送的时间。

⑷ 实际发送时间：实际发送的时间就是我们需要监控的时间，如果报文实际发送时间在规定内，则报文发送时间也必然在规定内。报文在经由56号线路发出后，通信系统会在每份报文上一行以“***HHMMSS***”形式增加一行通信机记录的报文实际发送的时间。

在气象二期数据库系统中通过输入日期查找指定路径home/history/下的56号线路留底文件，56号线路留底文件中以“SEND”开头的文件名后跟的日期进行识别，查找相同日期的56号线路留底文件。

民航气象报文时间使用世界协调时（UTC），因此当日的9小时“0009、2106”预报及24小时“0024”预报均在前一天发布。故当日日志文件记录的“0009、2106、0024”预报发布时间均为第二日的日期。例如：15日日志文件记录的“0009”预报发布时间应为“160009”。因此为了在统计信息中明确标识，程序需要计算第二日的年月日信息。这里有一个特例是“12月31日”，不只需要计算第二天日期，还必须要增加一年，所以在程序中用if语句，将这一情况单独处理，将月和日为“1231”的第二天日期规定为“0101”，年份增加一年。图4中清楚地指出了第二天日期判断的优先顺序。按时间查找留底文件时，根据一年中的大小月规定每个月的最大天数和平、润年2月的最大天数。

4 结束语

报文是重要的民航气象情报之一，发报是否及时准确直接影响着全国乃至世界的气象情报交换，是预报员和观测员的重要工作之一，通过有效手段杜绝迟发、漏发报现象十分必要。气象报文迟发、漏发监控程序很好地解决了气象机务员在报文发布后对报文进行跟踪监控的工作，能够很好的掌握西北地区各个机场发报的整体情况，帮助西北气象中心了解各机场在迟发、漏发报问题上还有哪些地方需要改进。该程序也提高了气象信息机务员在监控报文流转上的工作效率和监控力度。当然，在发现迟发漏发报现象的后续处理及通报工作这些方面我们还有很多工作要做，这也将会是我们今后努力的一个方向。

参考文献：

[1] 民航局空管局.民用航空飞行气象情报发布与交换办法[Z]，2009.

[2] 民航气象中心.民用航空飞行气象业务差错标准[Z]，2012.

[3] 宁斌.IBM UNIX & Linux—AIX 5L系统管理技术[M].电子工业出版

社，2003.

[4] 杨明华.谭励.于重重等.Linux系统与网络服务管理技术大全[M].电

子工业出版社，2010.

[5] （美）Marty Pomatowski.UNIX USER'S HANDBOOK[M].机械工业出

版社，2002.