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

基于移動互聯(lián)網(wǎng)直播技術(shù)的西北空管局航空氣象信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)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(wù)系統(tǒng)用戶需求出發(fā)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)航空氣象信息服務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，進(jìn)而通過分析用戶需求，結(jié)合最新移動端流媒體直播技術(shù)，明確系統(tǒng)功能模塊與開發(fā)需求，設(shè)計系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)，最終上線一套能夠滿足基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，以移動互聯(lián)網(wǎng)多平臺App應(yīng)用的形式進(jìn)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(wù)。

【關(guān)鍵詞】移動互聯(lián)網(wǎng);航空氣象服務(wù);信息服務(wù)系統(tǒng);設(shè)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(wù)和服務(wù)的新興業(yè)務(wù)，是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來，成為一體，是互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)結(jié)合并實踐的活動的總稱，包含終端、軟件和應(yīng)用三個層面。網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)是一種多媒體網(wǎng)絡(luò)平臺，是將音視頻信號采集成數(shù)字信號，并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊环N流媒體應(yīng)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(luò)了解文字信息，更多的用戶希望通過網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(wù)應(yīng)用領(lǐng)域“非常準(zhǔn)”與“航旅縱橫”兩類App應(yīng)用占領(lǐng)了大部分的市場份額，其包括了航班動態(tài)、準(zhǔn)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(wù)方式與內(nèi)容贏得了大量的應(yīng)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(yīng)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(wù)系統(tǒng)，“非常準(zhǔn)”與“航旅綜合”對于氣象信息的應(yīng)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(jìn)行顯示，并無與管制信息的融合與應(yīng)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(wù)需求。

2.2西北空管局航空氣象信息服務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀

西北空管局氣象中心航空氣象信息服務(wù)系統(tǒng)目前能夠提供基于PC端的信息服務(wù)模式，擁有B/S與C/S兩種系統(tǒng)架構(gòu)，其服務(wù)內(nèi)容包括提供實況與預(yù)報（包括METAR、SPECI、TAF、SIGMET、AIRMET等）相關(guān)報文的查詢與展示，提供天氣預(yù)告圖、雷達(dá)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(yù)警、機場警報、著陸預(yù)報、起飛預(yù)報、風(fēng)切變警報、區(qū)域預(yù)警的查詢與展示等功能。

3系統(tǒng)功能分析與設(shè)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(wù)方式有了更高的要求，不僅要適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)時代的技術(shù)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(wù)系統(tǒng)存在的困局，滿足用戶需求，提高航空氣象服務(wù)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(wù)系統(tǒng)。

3.2系統(tǒng)功能設(shè)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(quán)限進(jìn)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(dá)圖，預(yù)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(yù)警信息查詢。

A.機場天氣

對所關(guān)注的機場的相關(guān)天氣信息進(jìn)行統(tǒng)一查詢，包括實況報文、預(yù)報報文、雷達(dá)圖、自動觀測數(shù)據(jù)、機場警報、終端區(qū)預(yù)警等相關(guān)產(chǎn)品，能夠根據(jù)用戶位置定位默認(rèn)顯示所在機場或用戶關(guān)注機場的所有相關(guān)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(rèn)顯示最新時次的衛(wèi)星產(chǎn)品。

C.雷達(dá)圖（專業(yè)用戶使用）

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

D.預(yù)告圖（專業(yè)用戶使用）

對專業(yè)用戶提供重要天氣預(yù)告圖與高空風(fēng)溫預(yù)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(rèn)顯示用戶位置定位所在機場或用戶關(guān)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(rèn)顯示用戶位置定位所在機場或用戶關(guān)注機場的最新一份METAR報與TAF報。

G.預(yù)警信息查詢

能夠?qū)崿F(xiàn)機場警報、區(qū)域預(yù)警、終端區(qū)預(yù)警、起飛預(yù)報、著陸預(yù)報等產(chǎn)品的查詢功能，默認(rèn)顯示用戶位置定位所在機場或用戶關(guān)注機場的最新一份預(yù)警產(chǎn)品。

3.2.2視頻服務(wù)

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

4系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

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

A.主機設(shè)備

主機設(shè)備為氣象中心移動信息服務(wù)系統(tǒng)的核心設(shè)備，進(jìn)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(wù)器等。數(shù)據(jù)引接后，主機設(shè)備還要將各種信息統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)協(xié)議，以便數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行交互。主機設(shè)備還需進(jìn)行數(shù)據(jù)的解壓縮、同步、轉(zhuǎn)換、融合，數(shù)據(jù)的記錄、顯示服務(wù)等，為移動終端提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)。

B.移動終端

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

C.攝像設(shè)備及終端

主播使用攝像設(shè)備進(jìn)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(shè)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(chǔ)上，進(jìn)行了充分的技術(shù)論證和系統(tǒng)分析。本系統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)，這樣的架構(gòu)設(shè)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(wù)，移動終端APP應(yīng)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(shè)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(gòu)，后臺服務(wù)架構(gòu)采用業(yè)界比較成熟穩(wěn)定的SpringMVC+Spring+Hibernate構(gòu)建，瀏覽器端采用jquery+easyUI架構(gòu)，可以實現(xiàn)多Tab管理，更加方便快捷。

B.接口和推送服務(wù)

本服務(wù)為純后臺服務(wù)，為移動終端應(yīng)用以及第三方系統(tǒng)提供接口服務(wù)，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(diào)用方式，適用于任意平臺進(jìn)行調(diào)用。并采用https雙向加密技術(shù)防止信息泄露。

C.移動終端APP應(yīng)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(shè)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(yīng)用商城進(jìn)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(shù)，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(jìn)行分析，并利用算法對用戶進(jìn)行價值排序及高價值用戶篩選穩(wěn)定，具有方便、免維護(hù)、安全性高、不依賴于自有帶寬等諸多優(yōu)點。

5系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新總結(jié)

5.1基于互聯(lián)網(wǎng)在線視頻直播的航空氣象服務(wù)功能

通過該功能，氣象預(yù)報員可以在預(yù)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(jìn)行實時咨詢，預(yù)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(jìn)行在線點播;預(yù)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(luò)上面供用戶點播。

5.2基于移動終端的航空氣象服務(wù)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(wù)產(chǎn)品查詢功能，在當(dāng)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