通信分系統(tǒng)作為航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重要組成部分之一，其中系統(tǒng)氣象資料接收、處理、發(fā)送、應(yīng)答方面發(fā)揮著重要的作用。因此有必要對航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)設(shè)計進行研究探討分析，對于促使系統(tǒng)功能作用價值發(fā)揮，推動我國航空事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

1民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信系統(tǒng)原理

1.1通信主機進程間的通信

對于通信主機進程之間的通信而言，實際應(yīng)用內(nèi)容非常復(fù)雜，主要內(nèi)容可包括內(nèi)存共享、數(shù)據(jù)源統(tǒng)一、數(shù)據(jù)存儲等。通信系統(tǒng)在組成上雖然由多進程加以上實現(xiàn)，并且數(shù)據(jù)源具有能夠保持統(tǒng)一，但對于其中每一個進程來說，在進行數(shù)據(jù)處理時都有著對應(yīng)的排隊。進程在對排隊內(nèi)容訪問時，主要是通過輪詢或觸發(fā)相關(guān)機制來實現(xiàn)，在進行排隊讀寫時，遵循的是先進先出的原則。排隊的本質(zhì)即是根據(jù)記數(shù)和數(shù)據(jù)地址，按照順序進行序存儲，與數(shù)據(jù)本身無關(guān)。對于共享全程區(qū)而言，他是各個進程控制信息排隊與交換的位置，結(jié)合實際處理任務(wù)，能夠分為八個子分區(qū)，并且這些分區(qū)能夠調(diào)節(jié)大小，由起始程序完成全程區(qū)的生成，有著特殊的內(nèi)存管理與組織方式。

1.2操作終端與主機間通信

一般情況下，通信主機會直接與操作終端相連，二者之間的通信，主要是在跨平臺C/S架構(gòu)基礎(chǔ)之上，借助Socket技術(shù)和AIX進程調(diào)度技術(shù)來完成。在通信系統(tǒng)中。針對發(fā)出的電報或其他信息，計算機能夠“代勞”一部分，還有很多通信操作需要由通信人員來手工操作完成。具體手工操作內(nèi)容包括預(yù)報編發(fā)、錯報訂正等，在具體通信商，屬于人機交互通信方式。具體而言，通常在在通信主機之上，會始終有一個并發(fā)監(jiān)聽主服務(wù)進程在運行，該進程在運行過程中，通過循環(huán)調(diào)用fork，能夠派生一個子進程，該子進程能夠關(guān)閉主服務(wù)端口，并能夠?qū)γ總€連接（客戶）進行處理，還能夠?qū)Ρ敬芜B接的認(rèn)證、請求、應(yīng)答等信息，做出排隊處理。在這種機制下，賦予了服務(wù)器更多的靈活性，從而使其能夠在同一時間，同時為多個客戶提供通信服務(wù)，從而也更加有利于通信人員在同一時間，完成多項監(jiān)控，并作出相應(yīng)的操作處理。但對于服務(wù)客戶在具體數(shù)量上，其會受到AIX操作系統(tǒng)分配資源限制，以保障整體通信的穩(wěn)定性。在具體限制上內(nèi)容上，可包括進程建立的數(shù)量，以及fork子進程在運行時，CPU的時間消耗。例如當(dāng)通信操作員需要在錯報排隊之中進行電報調(diào)取時，首先主服務(wù)進程會發(fā)揮作用，要先進行行安全認(rèn)證，并做好審計記錄，同時接受服務(wù)的請求，并進行命令解釋，由主服務(wù)進程創(chuàng)建一個子進程，專門負(fù)責(zé)該任務(wù)的完成，即從指定類型的錯報排隊之中，依照先進先出原則，調(diào)取一份錯誤電報，然后將該份電報發(fā)送到操作員終端操作區(qū)，隨后將該子進程關(guān)閉，本次通信即可結(jié)束。與此同時，針對一些持久時間較長的任務(wù)，例如報文監(jiān)測、狀態(tài)報告等，子進程也會隨著任務(wù)的持續(xù)進行，同時持續(xù)存在。

1.3 AFTN異步線路的通信

這對于這種系統(tǒng)通信，主要是在數(shù)據(jù)C/S架構(gòu)基礎(chǔ)之上，借助TCP/IP Socket流技術(shù)來完成。AFTN異步通信在進行信息接收與發(fā)送時，首先會啟動航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)，然后在異步主服務(wù)進程與運行下，以各個異步線路讀寫屬性為依據(jù)，并結(jié)合實際的線路類型、速率、控制位等，完成每條線路的收/發(fā)服務(wù)子進程創(chuàng)建。例如對于其中的某一條線路而言，當(dāng)自身存在讀寫兩種屬性時，那么線路就會進行兩個子進程創(chuàng)建，分別是接收子進程與發(fā)送子進程，如果某一條線路只有一條屬性，無論是何種屬性，均會只創(chuàng)建一個對應(yīng)線路屬性的子進程，并且會專門負(fù)責(zé)該條線路的信息接收或發(fā)送服務(wù)，一般線路在接收到子進程后，會圍繞收到的數(shù)據(jù)信息，先對其進行緩存處理，將一些無用的控制符與空格去掉后，然后分批向電報格式檢測進程進行信息排隊和控制排隊。對于發(fā)送子進程而言，其主要是通過其它進程在本條線路的排隊信息，而進行激活，來完成發(fā)送數(shù)據(jù)的獲取，最終獲得AFTN相應(yīng)的發(fā)送地址，實現(xiàn)報文異步線路發(fā)送。

2航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)設(shè)計

2.1航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

該系統(tǒng)在整體結(jié)構(gòu)之上，主要由兩部分組成，一是氣象數(shù)據(jù)收集處理，二是信息應(yīng)用。在實際應(yīng)用過程中，用戶會在局域網(wǎng)的幫助下，借助web網(wǎng)頁或飛行文件綜合方式，完成航空中氣象情報信息的獲取。在業(yè)務(wù)處理模塊，主要由兩部分組成，一是氣象數(shù)據(jù)庫，二是通信分系統(tǒng)，在實際應(yīng)用時，能夠在通信系統(tǒng)的幫助下，完成民航報告、自動觀測資料（AWOS）、常規(guī)報告、自動站資料等資料的分析處理，然后，借助預(yù)報綜合平臺，通過網(wǎng)頁展示的方式，完成氣象信息業(yè)務(wù)的展示。對于數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)而言，它可以通過采用客戶機服務(wù)器方式，不僅能夠?qū)ο鄳?yīng)資料進行統(tǒng)一的處理，還能夠?qū)?shù)據(jù)庫，進行監(jiān)控與管理。

2.2航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)需求設(shè)計分析

航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)在需求設(shè)計上，主要包含以下內(nèi)容，一是在通信分系統(tǒng)之中，需要進行一個通信前置機的配備，并且在數(shù)據(jù)傳輸方面，能夠支持多種格式的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，例如AFTN、PSTN等。二是系統(tǒng)在設(shè)計上，應(yīng)首要確保安全可靠性，并且需要構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)運行進行實時的監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常狀況時，會通過多種方式發(fā)出告警，例如以聲音、閃爍等方式。三在針對氣象資料的處理方面，應(yīng)能夠滿足準(zhǔn)確、及時、可靠需求，從而在中心通信主機與中心數(shù)據(jù)交換服務(wù)器進行信息數(shù)據(jù)通信時，能夠確保相應(yīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠、完整、一致性。四是在進行通信系統(tǒng)設(shè)計時，還應(yīng)能夠充分滿足操作簡便性需求，通過以通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將監(jiān)控和操作與其完成整合統(tǒng)一，在具體操作設(shè)計開發(fā)上，可以以鼠標(biāo)為主，以鍵盤為輔，從而更好的完成圖形化界面的操作。與此同時，像相應(yīng)聯(lián)機操作手冊內(nèi)容要詳盡，軟件操作界面設(shè)計要科學(xué)合理，符合人體工學(xué)，有著清晰的界面表達邏輯，顏色搭配要大方美觀，整體界面操作要方便自如。五是在進行設(shè)計時，還應(yīng)對通信中間件的開放性加以利用，在與其他分系統(tǒng)進行信息傳輸時，應(yīng)盡量采用通信中間件。六是對于通信分系統(tǒng)而言，自身所應(yīng)用的軟件應(yīng)有安全保護程序，確保通信應(yīng)用軟件在運行時，能夠有效保護主進程安全，使其能夠不間斷運行。七是對于與其他分系統(tǒng)間接口而言，在具體設(shè)計上，應(yīng)盡量保證設(shè)計的簡潔性、獨立性，一旦分系統(tǒng)發(fā)生故障問題時，保證不會對其他分系統(tǒng)造成不利影響，并且更加方便于故障點的界定。

2.3航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)設(shè)計分析

針對于航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)設(shè)的設(shè)計，應(yīng)落實好如下設(shè)計內(nèi)容，一是針對系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)，在進行通信分系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理部分設(shè)計時，需要做好通信主機上的通信軟件設(shè)計，并完善系統(tǒng)監(jiān)視、維護和操作等功能，對于業(yè)務(wù)處理而言，作為一個實時運行系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)收集不同氣象要素，進行缺漏報文發(fā)送，并處理一些圖形文件，在MQ管道技術(shù)的幫助下，依托于多個進程，促使數(shù)據(jù)處理效率得到有效提升。與此同時，在內(nèi)消息隊列管理的幫助下，系統(tǒng)還具備如下子功能，例如促使進程間信息及參數(shù)完成交換，能夠?qū)崿F(xiàn)異步線路資料發(fā)送與接收，與此同時，針對氣象資料，也能夠進行檢查與處理。針對一些電報公報報告信息，也能夠及時進行處理，并且在系統(tǒng)監(jiān)控、維護方面，能夠?qū)⑵溥M行綜合化;在MQ通道之中，管理報文的處理與發(fā)送，還能夠生成數(shù)據(jù)庫落地文件。

通信業(yè)務(wù)處理部分功能如下，一是系統(tǒng)起始程序，程序文件名為inimss，主要根據(jù)該文件，完成整個通信分系統(tǒng)運行環(huán)境搭建。二是異步線路處理，程序文件名為asyn，主要負(fù)責(zé)接收或發(fā)送異步線路。三是公報處理，程序文件名為mfc，主要負(fù)責(zé)報告格式的接收處理。具體來說，例如對于系統(tǒng)起始程序而言，該程序主要負(fù)責(zé)整個分系統(tǒng)使用全程區(qū)起始，并根據(jù)相應(yīng)的起始表格文件，能夠在全程區(qū)之中，完成所有表格的自動生成，生與此同時，本程序還能夠起始作為信息交換的各子分區(qū)，在該系統(tǒng)之中，針對于大部分進程而言，都需要使用全程區(qū)，完成信息排隊叫交換控制。為了使得全程區(qū)使用更加方便，在每個使用全程區(qū)的程序之中，需要一個程序頭生成，并主要負(fù)責(zé)全程區(qū)各個表格的指針存放。針對于表格的生成，本分系統(tǒng)提供一個函數(shù)xmapse.c，在該函數(shù)中，輸入?yún)?shù)為全程區(qū)名字，能夠?qū)⒊绦蝾^進行起始，而該程序頭的指針是pgl。

在監(jiān)控導(dǎo)航設(shè)計上。主要是以航空氣象用戶實際需求為依據(jù)，為更好的滿足用戶的需求，需要從監(jiān)控維護入手，不斷提升其直觀性，提升監(jiān)控維護的高效性，與此同時，在實際進行設(shè)計時，需要圍繞運行狀態(tài)、維護維修界面等，做好對其的圖形化設(shè)計，例如在設(shè)計監(jiān)控部分的導(dǎo)航條時，他的主要作用是提供監(jiān)控功能的總導(dǎo)航，具體功能較為復(fù)雜，包含內(nèi)容眾多，例如有進程狀態(tài)、線路狀態(tài)、文件系統(tǒng)狀態(tài)等，需要加載并完成相關(guān)界面的顯示，并將通過通信鏈路，接收到的后臺程序，實現(xiàn)發(fā)監(jiān)視信息定時發(fā)送，并在相關(guān)界面上進行集中地顯示。

3結(jié)語

綜上所述，航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通信分系統(tǒng)在航空運行中發(fā)揮著重要的作用，其作為通信系統(tǒng)以及監(jiān)控維護操作平臺。能夠支持一個數(shù)據(jù)源，同時向多個本地相同數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)。通過圍繞通信系統(tǒng)，對其設(shè)計進行深入探討分析，能夠促使整體系統(tǒng)運行更加安全流暢，使得系統(tǒng)功能作用得到更有效的發(fā)揮，從而有效推動我國航空事業(yè)的實現(xiàn)更好的發(fā)展與進步。