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民航气象数据库系统发展历程简介
民航气象数据库系统自1992年一期系统启动调研设计、实施建设,至2024年民航气象信息服务与共享系统(三期系统)即将投入使用,经历了32年的发展历程。本文将简单介绍民航气象数据库系统发展过程。
气象数据库系统一期
气象数据库系统一期全称中国民航航空气象数据库及传真广播应用系统,是民航空管系统“八五”日贷项目的重点工程。自1994年12月开始建设,总投资6.7亿日元和1443万元人民币,是我国民航气象史上业务建设最为复杂、投资最大、分布最广的一项工程。历时3年多时间,最终于1998年8月建成,并于1999年7月全面投入业务运行。
民航气象数据库卫星传真广播系统利用当时先进的技术手段,建设了由七个民航地区气象中心(分别为华北、华东、中南、西南、西北、东北及新疆)气象数据库组成的分布式气象数据库和民航气象卫星传真广播系统,卫星传真广播系统由华北地区气象中心卫星传真发送系统和53个机场气象台组成的卫星传真广播接收系统组成,网络拓扑图如图一所示。其中,数据库系统是采用Sybase分布式数据库管理体系,基于Client/Server方式建成,以SUN Solaris操作系统和Sybase 10 数据库为基本架构,分布式气象数据库系统以华北地区气象中心气象数据库(代行民航气象中心气象数据库的职责)为核心,以东北、华东、中南、西南、西北、新疆气象中心气象数据库为节点,依托C波段的TES信道构成民航气象数据库广域网络,链路带宽为512Kb,实现七个民航地区气象中心之间的航空气象情报交换。全国气象数据库以民航气象中心为主节点,经通信卫星将气象数据向全国各主要机场进行广播,而各机场气象台通过数据接收处理系统接收气象数据,从而构成覆盖全国各机场的卫星广域网,从而实现航空气象情报的图形接收、报文收集和交换,为民航飞行提供及时、准确、标准化综合气象信息服务。
在那个计算机刚普及的年代,这套系统算是当年的最新科技了,但网络带宽以及机器性能的限制,只能初步尝试少量数据文件的提供,并且只能进行单向传输,随着民航业的快速发展,气象数据库系统二期应运而生。
气象数据库系统二期
2003年开始启动了民航气象数据库系统和卫星传真广播系统的改造,通信方式由卫星改为民航专用异步传输网络(ATM)。民航地区气象中心的气象数据库系统于2005年完成改造并投入业务运行。
该系统以华北气象中心为主节点,通过ATM网络与六个地区气象中心构建民航气象广域网,通信、数据库核心系统采用IBM POWER5系列服务器,主要网络设备采用CISCO系列产品,数据库采用ORACLE 9i,通信中间件采用IBM MQ。2016年6月1日,民航气象中心接管了原华北地区气象中心代行的飞行气象情报交换和民航气象核心数据库运行职责,华北地区气象中心作为地区数据库和核心数据库的同城备份而继续运行。气象数据库系统二期系统架构图如图二所示。
至此,民航气象数据库系统完成了三级系统建设,即民航气象中心、民航地区气象中心和机场气象台,初步形成了航空气象资料逐级、分层的交换体系通过改造,地区气象中心具有向下一级空管中心(站)提供网络接入和数据服务的能力。通信方式由卫星改为民航专用异步传输网络。地区气象中心之间的传输带宽到2009年底达到2Mb;部署在空管分局(站)气象台的民航气象卫星传真广播系统于2009年完成改造并投入业务运行,成为民航气象数据库系统的一部分,改变了依靠卫星、单向传输的现状,机场气象台与民航地区气象中心之间实现了气象资料的快速交换,初步设计带宽为2Mb,在东北根据业务信息交换量的增加,不断进行调整,调整后带宽增加至10M。
系统主要功能为实时收集、处理、存储、交换民航国内、国际飞行所需的综合航空气象情报信息,提供航空气象信息WEB端的管理、查询、归档、编辑、检索、显示和统计功能,提供气象资料的自动分析、制作和人机交互功能,生成航空气象产品,为航空气象用户提供服务。但因二期系统设计建设较早,仅考虑基本的安全隔离,与信息系统安全等级保护的要求存在差距,有较大的网络安全风险,受到破坏后,可能导致社会秩序和公共利益的严重损害,因此2014年民航局空管局决定建设气象信息共享与服务系统即民航气象数据库系统三期系统。
气象数据库系统三期
2014年,民航局空管局开始拟对气象数据库系统二期系统升级改造,经过行业专家们多次调研,以用户需求为导向,兼顾网络安全、智能运维等基本要求,决定建设民航气象数据库系统三期,正式命名为民航气象信息共享与服务系统
该系统采用“互联网+”、虚拟化计算和人工智能技术,综合利用行业内外各类信息资源,建设全国民用航空气象信息共享与服务的统一平台,以满足飞行气象情报交换、气象信息共享和高度自动化、可定制化的航空气象智能服务的需要,实现“整合资源、共享信息、统一服务”的总体目标。系统于2021年开始全国各地施工组织建设,沈阳气象中心于2023年4月开始实施,包括机房楼板承重加固、房间搬迁、新建设备机房、系统相关综合布线、气象信息共享分系统、气象信息服务分系统、气象观测资料处理分系统等安装。
系统系统通过卫星信道和AFTN(航空固定通信网)通信线路实现航空气象情报的图形接收、报文收集和交换,为民航飞行提供及时、准确、标准化综合气象信息服务,实时收集、处理、存储、交换民航国内、国际飞行所需的综合航空气象情报信息,提供航空气象信息的管理、查询、归档、编辑、检索、显示和统计功能,提供气象资料的自动分析、制作和人机交互功能,生成航空气象产品,为航空气象用户提供服务,实现民航气象三级运行体系各节点间气象数据的快速交换;气象信息的整合、归一化处理和分析,为民航气象其他业务系统提供可定制化的底层数据融合共享和大数据挖掘;按照航空气象用户的需求,提供飞行气象文件服务、全地理信息全交互的气象观测、预警预报产品服务以及可定制化的数据共享服务;提供机场地面气象观测资料的实时处理、汇交、观测年月总簿制作和机场气候志资料整编功能,未来民航气象信息共享与服务系统建成后将取代现运行的气象数据库系统二期系统。