基于移動互聯(lián)網(wǎng)直播技術的西北空管局航空氣象信息服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)獲獎科研報告

基于移動互聯(lián)網(wǎng)直播技術的西北空管局航空氣象信息服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)獲獎科研報告【摘要】本文從西北空管局航空氣象信息服務系統(tǒng)用戶需求出發(fā)，結合互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)航空氣象信息服務系統(tǒng)現(xiàn)狀，進而通過分析用戶需求，結合最新移動端流媒體直播技術，明確系統(tǒng)功能模塊與開發(fā)需求，設計系統(tǒng)軟硬件架構，最終上線一套能夠滿足基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術的氣象信息服務系統(tǒng)，以移動互聯(lián)網(wǎng)多平臺App應用的形式進行部署，為行業(yè)內(nèi)與普通用戶提供包括航空氣象報文、圖形產(chǎn)品以及西北地區(qū)個性化資料在內(nèi)的各種類型實時氣象信息，使用戶能夠簡潔、直觀、高效的方式第一時間獲取西北氣象中心提供的綜合氣象信息服務。

【關鍵詞】移動互聯(lián)網(wǎng);航空氣象服務;信息服務系統(tǒng);設計與實現(xiàn)

1引言

移動互聯(lián)網(wǎng)，是通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業(yè)務和服務的新興業(yè)務，是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結合起來，成為一體，是互聯(lián)網(wǎng)的技術、平臺、商業(yè)模式和應用與移動通信技術結合并實踐的活動的總稱，包含終端、軟件和應用三個層面。網(wǎng)絡視頻直播系統(tǒng)是一種多媒體網(wǎng)絡平臺，是將音視頻信號采集成數(shù)字信號，并經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸?shù)囊环N流媒體應用。隨著人們獲取信息的要求的提高，人們不局限于只通過網(wǎng)絡了解文字信息，更多的用戶希望通過網(wǎng)絡獲取音視頻與現(xiàn)場實況信息。

2現(xiàn)狀

2.1目前互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)航空氣象信息服務系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)基于移動互聯(lián)網(wǎng)的航空信息服務應用領域“非常準”與“航旅縱橫”兩類App應用占領了大部分的市場份額，其包括了航班動態(tài)、準點分析、氣象查詢、飛行記錄統(tǒng)計等多種功能，其簡潔、方便、高效的信息服務方式與內(nèi)容贏得了大量的應用下載與安裝數(shù)量。

但是在目前國內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng)應用市場并無一款專業(yè)的針對航空氣象信息深度定制的服務系統(tǒng)，“非常準”與“航旅綜合”對于氣象信息的應用僅僅是將出發(fā)地與目的地氣象報文、圖形等資料以文本或者二維圖像的形式進行顯示，并無與管制信息的融合與應用，對航空氣象信息的顯示不夠直觀具體、資料種類也過于單一，無法為用戶提供多樣化的產(chǎn)品，無法滿足用戶定制化的服務需求。

2.2西北空管局航空氣象信息服務系統(tǒng)現(xiàn)狀

西北空管局氣象中心航空氣象信息服務系統(tǒng)目前能夠提供基于PC端的信息服務模式，擁有B/S與C/S兩種系統(tǒng)架構，其服務內(nèi)容包括提供實況與預報（包括METAR、SPECI、TAF、SIGMET、AIRMET等）相關報文的查詢與展示，提供天氣預告圖、雷達圖、衛(wèi)星云圖的查詢與展示功能，提供機場氣象自動觀測數(shù)據(jù)的查詢與展示;提供終端區(qū)預警、機場警報、著陸預報、起飛預報、風切變警報、區(qū)域預警的查詢與展示等功能。

3系統(tǒng)功能分析與設計

3.1系統(tǒng)功能分析

目前用戶對氣象信息與產(chǎn)品的服務方式有了更高的要求，不僅要適應移動互聯(lián)網(wǎng)時代的技術發(fā)展，在用戶端能夠通過移動互聯(lián)網(wǎng)終端靈活、多樣的查詢與展示產(chǎn)品內(nèi)容，同時要能夠通過更加快速、高效的模式獲取信息。在此環(huán)境下，為解決現(xiàn)有航空氣象信息服務系統(tǒng)存在的困局，滿足用戶需求，提高航空氣象服務能力和水平，需開發(fā)一套基于移動互聯(lián)網(wǎng)的航空氣象信息服務系統(tǒng)。

3.2系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)的主要功能包括：

3.2.1移動客戶端系統(tǒng)功能

用戶通過不同權限進行客戶端登陸后，可以查詢航空氣象信息：機場天氣，衛(wèi)星云圖，雷達圖，預告圖，天氣趨勢與通報，跑道自動觀測數(shù)據(jù)，航路天氣，報文查詢，預警信息查詢。

A.機場天氣

對所關注的機場的相關天氣信息進行統(tǒng)一查詢，包括實況報文、預報報文、雷達圖、自動觀測數(shù)據(jù)、機場警報、終端區(qū)預警等相關產(chǎn)品，能夠根據(jù)用戶位置定位默認顯示所在機場或用戶關注機場的所有相關產(chǎn)品。

B.衛(wèi)星云圖

使用圖片的方式顯示衛(wèi)星云圖信息，包括紅外與可見光等各類云圖信息，同時實現(xiàn)查詢云圖的自動播放功能，默認顯示最新時次的衛(wèi)星產(chǎn)品。

C.雷達圖（專業(yè)用戶使用）

對專業(yè)用戶提供相關機場雷達圖的查詢功能，并實現(xiàn)自動播放功能，默認顯示用戶位置定位所在機場或用戶關注機場的最新一份雷達圖產(chǎn)品。

D.預告圖（專業(yè)用戶使用）

對專業(yè)用戶提供重要天氣預告圖與高空風溫預告圖的查詢功能。

E.天氣趨勢與通報

查詢天氣趨勢信息與天氣通報、天氣快報等產(chǎn)品，默認顯示用戶位置定位所在機場或用戶關注機場的最新一份趨勢產(chǎn)品。

F.報文查詢

根據(jù)時間、位置等條件組合查詢各類報文信息（包括METAR、SPECI、TAF、SIGMET、AIRMET等），默認顯示用戶位置定位所在機場或用戶關注機場的最新一份METAR報與TAF報。

G.預警信息查詢

能夠實現(xiàn)機場警報、區(qū)域預警、終端區(qū)預警、起飛預報、著陸預報等產(chǎn)品的查詢功能，默認顯示用戶位置定位所在機場或用戶關注機場的最新一份預警產(chǎn)品。

3.2.2視頻服務

氣象中心預報員可以進行在線直播服務，能夠實現(xiàn)視頻直播與點播功能，與相關用戶進行語音文字的互動功能，同時能夠實現(xiàn)用戶留言的實時顯示查看功能，用戶還可以進行在線點播，點擊播放歷史視頻。

4系統(tǒng)方案設計與實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)硬件架構設計與實現(xiàn)

本工程硬件由主機設備、移動終端、攝像設備及終端、網(wǎng)絡設備等組成。系統(tǒng)采用移動互聯(lián)網(wǎng)技術架構，主機設備接入現(xiàn)有信息儲存服務器獲取數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過處理后，對移動設備以及其他設備提供接口。

A.主機設備

主機設備為氣象中心移動信息服務系統(tǒng)的核心設備，進行各種數(shù)據(jù)源的引接和前端處理，包括數(shù)據(jù)庫源，文件服務器等。數(shù)據(jù)引接后，主機設備還要將各種信息統(tǒng)一轉換成以太網(wǎng)協(xié)議，以便數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)進一步進行交互。主機設備還需進行數(shù)據(jù)的解壓縮、同步、轉換、融合，數(shù)據(jù)的記錄、顯示服務等，為移動終端提供各種數(shù)據(jù)服務。

B.移動終端

移動終端進行綜合信息的統(tǒng)一顯示，對于用戶不同的查詢需求進行查詢以及顯示。

C.攝像設備及終端

主播使用攝像設備進行攝像錄音數(shù)據(jù)采集，經(jīng)由終端分發(fā)至互聯(lián)網(wǎng)上，使用戶可以查看直播信息。

4.2系統(tǒng)軟件功能設計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)在借鑒了國內(nèi)眾多移動APP軟件經(jīng)驗的基礎上，進行了充分的技術論證和系統(tǒng)分析。本系統(tǒng)技術體系架構為三層結構，這樣的架構設計易于管理、也有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。

本系統(tǒng)主要分為四部分：管理和控制系統(tǒng)，接口和推送服務，移動終端APP應用（包含android和ios）以及視頻播報系統(tǒng)。

A.管理和控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)為內(nèi)部管理系統(tǒng)，架設在局域網(wǎng)內(nèi)，主要為管理員提供系統(tǒng)管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計、監(jiān)控等功能。此系統(tǒng)采用B/S架構，后臺服務架構采用業(yè)界比較成熟穩(wěn)定的SpringMVC+Spring+Hibernate構建，瀏覽器端采用jquery+easyUI架構，可以實現(xiàn)多Tab管理，更加方便快捷。

B.接口和推送服務

本服務為純后臺服務，為移動終端應用以及第三方系統(tǒng)提供接口服務，使用http和WebService協(xié)議，采用業(yè)界流行的JSON和XML數(shù)據(jù)格式，Restful的接口調用方式，適用于任意平臺進行調用。并采用https雙向加密技術防止信息泄露。

C.移動終端APP應用

本系統(tǒng)采用原生Android語言和IOS語言開發(fā)，系統(tǒng)運行更加流暢快速，系統(tǒng)運行更加安全;本系統(tǒng)將采用更加時尚的扁平化UI設計;

適配市面上大部分主流手機的分辨率;可放置到目前主流APP應用商城進行推廣。

D.視頻播報系統(tǒng)

采用第三方成熟的直播平臺技術，提供全套的線上直播平臺，支持錄播，點播，直播，互動討論等多種方式，并且可根據(jù)用戶觀看時長、互動頻度、問卷得分等多維數(shù)據(jù)進行分析，并利用算法對用戶進行價值排序及高價值用戶篩選穩(wěn)定，具有方便、免維護、安全性高、不依賴于自有帶寬等諸多優(yōu)點。

5系統(tǒng)設計創(chuàng)新總結

5.1基于互聯(lián)網(wǎng)在線視頻直播的航空氣象服務功能

通過該功能，氣象預報員可以在預報室的直播終端為用戶在線實時講解各類航空氣象天氣情況，用戶可登錄APP后可在線觀看;用戶可以通過聊天室對危險天氣的實時情況、位置、強度等信息進行實時咨詢，預報員在聊天室看到咨詢問題后，在線實時回答用戶的問題;對于往期的直播視頻可以進行在線點播;預報員可以定時提前錄制未來天氣展望等視頻內(nèi)容，放置到網(wǎng)絡上面供用戶點播。

5.2基于移動終端的航空氣象服務產(chǎn)品的查詢

本系統(tǒng)實現(xiàn)了基于移動互聯(lián)網(wǎng)終端的航空氣象服務產(chǎn)品查詢功能，在當前市場主流移動終端上（即ANDROID手機和IOS手機）能夠提供各類航空氣