航海氣象傳真圖收集系統的設計與實現

陳文杰 曹亮 謝斯 廣東海洋大學

杜柏松 浙江海洋大學

王磊 廣東海洋大學

1.引言

氣象傳真圖接收系統獲得快速、清晰、準確的氣象傳真圖，可以讓遠洋船舶大大提高利用氣象信息的效率和提高船舶運行安全。船舶可以更加準確地跟蹤和分析大洋內風暴形成的原因以及預計其的移動路徑和發展變化。這對船舶是否能夠安全無憂地在大洋上航行起到不容忽視地意義。但目前氣象傳真圖接受處理和使用有著如下問題：

（1）多數船舶依然使用無線電設備收集信息并采用熱敏打印的方法進行輸出，打印效果較差。

（2）采用互聯網接收時候較為繁瑣，需要經常上網自行下載打印，且耗費較多的流量。

（3）既往天氣傳真圖保存存在一定混亂的問題。

為了讓相關人員能夠更快、更便捷、更高效的進行航海氣象傳真圖的查取，本研究設計一款方便收集和保存天氣傳真圖的計算機系統。

2.相關技術介紹

2.1 互聯網+

“互聯網+”其實上就是互聯網技術加上傳統的各個行業，以計算機和互聯網平臺以及軟件處理系統為基礎，使得傳統產業具體的業務進行信息化深層次的融合，進而將行業的本質融合在一起，最終形成一個影響整體的浸泡式能力。氣象傳真圖信息交流與共享系統就是“互聯網+”與傳真圖資源共享業務的實踐研究，是互聯網技術、傳真圖資源以及用戶需求之間的深度融合，產生了一種創新的業態模式和業務開展。“互聯網+”借助大數據、云計算等新技術，支持特定業務的重組和驅動，提高業務能力和運營效率。

2.2 共享模式

主要是指不認識的人或主體轉讓貨物使用權的一種創新的模式。共享模式的實質是利用互聯網等技術手段，將生活和現實中閑置的商品資源和其他資源整合起來，比如知識經驗、教育資源和醫療服務等。

共享模式其實是一種依賴于互聯網時代的一種創新模式，其主要體現在以下幾點：與互聯網平臺融合的特征、人人皆可參與的特征、用戶最佳體驗的特征、以及方便簡約的文化特征。共享模式在不斷發展的過程中，還應該注意到的要素有以下幾點：最根本的條件是閑置下來的資源、最核心的部分是用戶自身的體驗、進行共享模式的基礎是人與人之間的信任以及所閑置資源的安全性、驅動力量是用戶的積極參與、技術支持是信息的快速傳遞、目標是最大化提高資源利用率。

2.3 Foxtable

系統開發平臺為Fox table，運行環境為Win7系統。Foxtable是一種高效的開發工具，它對大量的數據管理軟件進行了優化，使用戶在開發過程中不必過于關注具體功能的實現。Foxtable集成了Excel、access、FoxPro、VB等操作軟件的優點，具有強大的數據錄入、查詢、統計和報表生成功能。Foxtable不僅支持內置數據庫，還支持多種主流數據庫作為外部數據源，如access、SQL server、Oracle等，能夠提供數據動態加載、后臺統計等功能，能夠快速開發基于Internet的管理系統。

3.航海氣象傳真圖收集系統系統需求分析

3.1 系統功能概述

信息交流管理和資源共享管理是系統的實際功能需求的兩大板塊。

（1）用戶的認證管理。系統的用戶群體總的分為兩種類型，系統管理人員、身份認證用戶，具備不同的管理權限。

（2）氣象傳真圖信息瀏覽。身份認證用戶能夠在網上在線瀏覽、下載和發布氣象傳真圖。

（3）傳真圖資源共享的管理。系統提供各種傳真圖信息的在線交換模塊，用戶可以發布、管理自己發布的信息以供其他人使用。由于將各用戶共享發布的氣象傳真圖整合到一起，形成一個巨大的氣象傳真圖數據庫，非常有利于氣象傳真圖的傳播與使用。

3.2 系統用例分析

3.2.1 系統用戶登陸管理用例分析

用戶登錄管理模塊是系統注冊用戶進入航海氣象傳真圖收集管理系統的“必經之路”。在注冊用戶進入航海氣象傳真圖收集管理系統之前，應該對其的身份是否合法進行驗證，同時還要對其提交的身份驗證信息進行安全性核實和信息數據是否完整的核實。這么一來，系統用戶通過系統驗證后，在行使用戶本身于系統中權限之內的相關操作，能到很大程度上提高系統數據的安全性，以及對系統運行穩定性的一個保障。如果系統用戶輸入的用戶名無任何敏感詞匯且輸入密碼正確，那么用戶將成功進入系統當中。反而言之，則用戶將無法進入系統并返回登陸界面。氣象傳真圖管理用例如圖1所示。

圖2 系統管理用例圖

3.2.2 氣象傳真圖信息管理用例分析

航海氣象傳真圖收集管理系統的系統管理員的主要責任是對傳真圖資源對高效管理。且氣象傳真圖是系統管理員的主要管理對象。而航海氣象傳真圖收集系統的基礎功能則是氣象傳真圖的信息管理模塊。氣象傳真圖管理用例如圖2所示。

在結構分析方法中，系統的數據流程圖是必不可少的方法之一。它通過數據趨勢將外部對象、數據結構、數據處理等以圖例的形式結合起來，系統地展示了系統內部數據的處理方法。而系統管理員是氣象傳真圖信息管理最主要的參與者，想要查取氣象傳真圖的信息這一步的數據流動是單向的。通過系統管理人員輸入管理請求信息，驗證用戶輸入的氣象傳真圖信息，并在系統的控制和管理下，對各種信息進行審核和檢查。氣象傳真圖信息錄入，氣象傳真圖瀏覽管理和氣象傳真圖下載記錄管理，如圖3所示。

圖3 系統用例圖

4.航海氣象傳真圖收集系統的設計與實現

4.1 系統構架設計

圖5 選擇氣象臺界面

圖6 氣象傳真圖管理界面

網絡平臺以及服務器系統平臺的設計在航海氣象傳真圖收集系統進行構架的設計的階段，擁有者舉足輕重的地位。想要看到航海氣象傳真圖收集系統體系結構設計的穩定性、安全性，對這兩部分的內容進行詳細說明。

（1）服務器系統平臺：服務器系統平臺主要對系統安全可靠性以及為防止系統受外界其它因素干擾提供保障的平臺。同時，它還可以為航海氣象傳真圖收集系統的計算及管理“保駕護航”。

（2）網絡平臺：網絡物理鏈路層和網絡協議服務層是構成網絡平臺的兩大重要部分，接下來我們對這兩部分分別講解。網絡物理鏈路層是構成航海氣象傳真圖收集系統網絡架構的主要組成部分，它工作于網絡架構的最下層。與網絡物理鏈路層不同，網絡協議服務層為了有效地實現不同網絡之間數據信息的實時傳遞和相互交流。其通過采用標準網絡服務協議的方法，來實現不同網絡平臺的異構。當然，為了能夠達到系統整合、資源共享等目的，系統的邊緣將設有能夠連接外部系統的借口。這么一來，系統的可擴展性將大大提高。

4.2 系統的實現

系統用戶登陸界面是登陸系統的一個“必經之路”，用戶只需在界面中輸入用戶名以及密碼，便可順利登入系統，如圖4所示。

選擇氣象臺界面中收錄了中國國家氣象臺、東京氣象臺、美國海洋預報中心、印度氣象局以及其他機構的氣象傳真圖，具體頁面如圖5所示。

以中國國家氣象臺為例，點擊進入中國國家氣象臺氣象傳真圖管理界面，界面信息欄中有以下幾項內容，分別是：氣象傳真圖的發布時間、氣象傳真圖的發布機構、氣象傳真圖的類別、氣象傳真圖的圖號及備注。界面中不僅可以進行翻頁，還可以增加或刪除某些傳真圖，如圖6所示。

5.結論

隨著這些年我國科技水平的飛速發展，海洋強國也愈來愈成為大流。在此背景下，航海方面的建設變得越來越被重視。但困難總是與機遇共存的，在我們的事業大步前進的同時，我們也要勇于去面對未來的風雨，并在風雨中找到新的挑戰。為了能夠繼續保障并提升船舶安全，海上的信息化建設應該要繼續受到大眾的關注。

航海氣象傳真圖收集系統不僅能夠高效地管理氣象傳真圖信息，還能夠大大提高使用系統的用戶獲取氣象傳真圖的速度，讓用戶節省不必要浪費的時間。這是通過將信息技術與資源管理相結合，在推進船舶的信息化建設的同時，還能為船員以及相關人員提供極大的幫助。

航海氣象傳真圖收集系統基本上完成了建立系統的目標。為了能夠使系統更加地可靠，我們還需要對系統進行更加深入的研究和完善。對于系統改進的下一步工作，大致可以分為以下三點：

（1）系統收納的氣象傳真圖還比較有限，之后需要對傳真圖的數量進行增加；

（2）系統的設計界面還比較簡單，簡單的界面雖然便于操作；

為此需要對系統不斷地更新和完善，逐漸滿足氣象傳真圖收集的需求，為海上的信息化建設貢獻一份力量。