平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺設(shè)計與實施*

齊 心 李長順2, 鄧以勤

(1.福建省平潭綜合實驗區(qū)氣象局，福建 平潭 350400;2.福建省氣象服務(wù)中心，福建 福州 350008)

1 概述

平潭是全國第五大島、福建第一大島，2016年獲批成為全國第二個國際旅游島。其位于福建省東部、臺灣海峽航線的中間地帶，是連接南北各港口的樞紐，素有“南北海上走廊”的美譽。平潭西距福州128km，東距臺灣新竹港68海里，是中國大陸距臺灣本島最近之地。2011年底經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)、國家發(fā)展改革委發(fā)布的《平潭綜合實驗區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃》提出，“加快推進(jìn)平潭與內(nèi)地的交通通道建設(shè)，推動對臺通道建設(shè)，建立以平潭為節(jié)點的兩岸往來快速便捷的綜合交通體系，將平潭建設(shè)成為兩岸交流交往、直接‘三通’的重要通道”。

交通是平潭國際旅游島發(fā)展的重要“命脈”之一。目前，平潭有2座跨海大橋(其中1座為京臺高速平潭公鐵兩用大橋)、固定班次離島航線17條、覆蓋臺灣北中南航線3條、海上環(huán)島游和城際旅游航線各1條，旅游交通氣象服務(wù)愈發(fā)重要，因此，研發(fā)旅游交通氣象服務(wù)平臺意義凸顯。

當(dāng)前，許多國家已建立各種公路交通氣象服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)效果顯著。我國由于交通氣象服務(wù)起步較晚，且氣象服務(wù)相關(guān)研究[1-7]大多關(guān)注公路交通。而平潭國際旅游島交通氣象服務(wù)平臺建設(shè)不僅針對陸路交通，還涵蓋嵐臺航線、跨海大橋、離島輪渡等海上交通，實現(xiàn)海陸交通全覆蓋，充分滿足平潭國際旅游島交通氣象服務(wù)需求。

2 平臺框架及功能設(shè)計

2.1 平臺框架

本平臺建設(shè)實施包括源數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)加工層和應(yīng)用展示層4層邏輯框架，并外加物理支撐層保障平臺安全穩(wěn)定運行(見圖1)。采用分層劃分的模式，各層相互獨立又互為支撐，將基于物理支撐層的具體環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)集成，建成一個前端請求、后端響應(yīng)提供服務(wù)的完整系統(tǒng)。在源數(shù)據(jù)庫層匯集多部門原始數(shù)據(jù)庫，在應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)解析、轉(zhuǎn)化和存儲，在數(shù)據(jù)加工層對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理及實現(xiàn)多種功能模塊的數(shù)據(jù)分析與加工，應(yīng)用展示層通過可視化的界面對處理數(shù)據(jù)進(jìn)行展示、查詢及推送。

圖1 平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺框架圖

2.2 平臺功能

平臺由一體化數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和產(chǎn)品支撐子系統(tǒng)2個基礎(chǔ)系統(tǒng)和Web端產(chǎn)品展示子系統(tǒng)、Web端產(chǎn)品管理子系統(tǒng)、微信小程序展示子系統(tǒng)，以及Web端系統(tǒng)管理子系統(tǒng)4個前端產(chǎn)品展示與系統(tǒng)管理系統(tǒng)組成(見圖2)。

圖2 平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺功能結(jié)構(gòu)圖

2.2.1 一體化數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)

系統(tǒng)依據(jù)平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計、開發(fā)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)處理程序，對接原始信源，對氣象信源數(shù)據(jù)進(jìn)行實時獲取、解析、入庫，并對接展示平臺的要求開發(fā)數(shù)據(jù)服務(wù)接口，供微信小程序和Web網(wǎng)頁展示系統(tǒng)請求、調(diào)用。

2.2.2 氣象產(chǎn)品支撐子系統(tǒng)

系統(tǒng)主要包括航線交通天氣預(yù)報、海區(qū)天氣預(yù)報和重點區(qū)域天氣預(yù)報等交通天氣預(yù)報系統(tǒng)及產(chǎn)品自動化制作、訂正和文件格式轉(zhuǎn)換，且適時生成面向交通、海事、旅游及平潭相關(guān)決策部門提供氣象輔助決策參考，包括重要天氣預(yù)警報告、重要氣象信息專報、一周氣象等決策服務(wù)產(chǎn)品。

2.2.3 Web端產(chǎn)品展示子系統(tǒng)

系統(tǒng)核心是平潭國際旅游島海上交通氣象信息一張網(wǎng)，包括監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警等各類信息和產(chǎn)品的多元化展示(見圖3)，包括平潭地理信息系統(tǒng)、航線航區(qū)陸路信息、氣象實況與預(yù)報信息、交通氣象決策服務(wù)產(chǎn)品及各部門動態(tài)信息。

圖3 平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺Web端展示系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.2.4 微信小程序展示子系統(tǒng)

系統(tǒng)基于Web系統(tǒng)各項服務(wù)，針對移動場景的設(shè)計、開發(fā)，并發(fā)揮其終端人人持有、消息精準(zhǔn)接收優(yōu)勢，包括系統(tǒng)鑒權(quán)模塊、交通氣象服務(wù)一張網(wǎng)、交通氣象服務(wù)產(chǎn)品查看、統(tǒng)計查詢、消息推送等功能模塊(見圖4)。

圖4 平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺微信小程序功能結(jié)構(gòu)圖

2.2.5 Web端產(chǎn)品管理子系統(tǒng)

一幅照片所講述的故事是決定成敗的關(guān)鍵。一個人的服飾顏色、眼神，哪怕是皮膚的褶皺，每一個細(xì)節(jié)都至關(guān)重要。在我的作品集中，就有關(guān)于藍(lán)眼睛的越南女孩的照片，還有手上染滿靛藍(lán)染料的老婦人以及長胡子長者們的照片。參觀我的畫廊的人看到這些作品時，往往會產(chǎn)生強烈的情感。人們常說眼睛是通向靈魂的窗戶，我認(rèn)為此言不假，人的眼睛真的會講故事。

系統(tǒng)主要包括交通、旅游指數(shù)產(chǎn)品新增、隱藏配置管理(微信小程序同步)、預(yù)報預(yù)警及交通氣象風(fēng)險等產(chǎn)品的編輯、各部門動態(tài)材料上傳功能、服務(wù)產(chǎn)品統(tǒng)計、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。

2.2.6 Web端系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)包括用戶管理功能、預(yù)警閾值管理、信息配置與監(jiān)控、用戶留痕管理、系統(tǒng)幫助等功能。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 總體技術(shù)路線

綜合考慮項目建設(shè)單位的信息化現(xiàn)狀及需求分析，系統(tǒng)建設(shè)建議采用基于HTML5、WebGIS、JavaScript和Oracle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的總體技術(shù)路線(見圖5)。

圖5 技術(shù)路線圖

選擇此技術(shù)路線具有如下優(yōu)勢：

①采用廣泛的成熟技術(shù)，能降低系統(tǒng)建設(shè)風(fēng)險。

②B/S Web技術(shù)有利于各單位之間的互聯(lián)互通、同步維護(hù)、信息共享。

③采用WebGIS+HTML5技術(shù)提高了用戶體驗、加強了視覺感受。

④遵循Java技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證了系統(tǒng)的靈活性、可用性、可集成性、可擴(kuò)展性和伸縮性。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 B/S架構(gòu)技術(shù)

B/S(Browser/Server)架構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面通過WWW瀏覽器來實現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)，形成所謂三層3-tier結(jié)構(gòu)。平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺采用B/S架構(gòu)來實現(xiàn)平臺框架，數(shù)據(jù)處理、地理信息及產(chǎn)品加工等均在服務(wù)器端進(jìn)行處理，用戶僅需在互聯(lián)網(wǎng)使用Web瀏覽器對界面進(jìn)行展示。這種方式不僅減少了本地計算機的運行成本，還便于維護(hù)人員在不同地點、不同方式訪問和操作數(shù)據(jù)。

3.2.2 多源信息實時融合技術(shù)

實時融合技術(shù)是指將多種方式在同一時間或者不同時間獲取的關(guān)于某一具體場景的信息加以綜合，從而豐富信息、增強感知效果的技術(shù)[8]，平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺實現(xiàn)了氣象實況、天氣預(yù)報、風(fēng)廓線雷達(dá)、微波輻射計、天氣雷達(dá)、氣象衛(wèi)星等多種數(shù)據(jù)融合顯示，用戶可在一張圖上同時對以上各類數(shù)據(jù)進(jìn)行同步展示。

3.2.3 WebGIS技術(shù)

WebGIS是由多主機、多數(shù)據(jù)庫與多臺終端在線的地理信息系統(tǒng)，通過B/S架構(gòu)組成，WebGIS用戶可以直接通過Web瀏覽器獲得所需數(shù)據(jù)，不需要專業(yè)培訓(xùn)即可進(jìn)行，簡單易用[9]。平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺利用HTML5技術(shù)調(diào)用WebGIS 地圖引擎，結(jié)合圖形渲染技術(shù)，疊加氣象數(shù)據(jù)在地理信息底圖實現(xiàn)動態(tài)展示。這種方式不僅大大減少了用戶在個人終端上配備昂貴的專業(yè)GIS軟件成本，還提升了個人終端使用率及系統(tǒng)可視化效果。

3.2.4 云空間服務(wù)技術(shù)

云服務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交互模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺通過租賃商業(yè)云空間方式進(jìn)行部署，根據(jù)平臺系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的需求，租賃適合的空間大小，有效節(jié)約本地部署成本。同時，考慮后期平臺的升級改造，云服務(wù)也便于擴(kuò)展租賃空間。因氣象部門辦公使用專用網(wǎng)絡(luò)，不利于對平臺的遠(yuǎn)程維護(hù)，使用云服務(wù)可便于技術(shù)人員提供技術(shù)支撐。

4 結(jié)論與展望

傳統(tǒng)的旅游交通氣象服務(wù)主要以電話、短信、傳真等形式開展，大部分存在時效低、針對性弱且無法應(yīng)對突發(fā)情況等問題。本文對平潭國際旅游島交通氣象一體化平臺總體框架、功能設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。系統(tǒng)綜合運用最新的B/S架構(gòu)技術(shù)、多源信息實時融合技術(shù)、WebGIS技術(shù)及云空間服務(wù)技術(shù)實現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)信息化、智能化、可視化的應(yīng)用展示，有效提升了旅游交通氣象服務(wù)的實用性和共享性。系統(tǒng)針對平潭的交通氣象風(fēng)險情況建立交通氣象預(yù)警分級指標(biāo)，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的氣象預(yù)報預(yù)警到精細(xì)化風(fēng)險分級預(yù)警的轉(zhuǎn)變；匯集多部門監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對平潭交通全方位立體化實時監(jiān)控；通過格點化精細(xì)預(yù)報、氣象影響預(yù)報、預(yù)警信息實時推送、部門信息聯(lián)動等功能對海事、交警等部門開展針對性、精細(xì)化的交通氣象服務(wù)；通過微信小程序便捷查詢功能，為群眾安全愉快交通出行提供有力參考。

未來還將聯(lián)合旅游部門加入更加多樣的旅游氣象服務(wù)，實現(xiàn)交通、旅游等多部門的信息共享，進(jìn)一步擴(kuò)大部門聯(lián)動范圍，擴(kuò)大平臺的受眾面，提高平臺的黏性，根據(jù)平潭國際旅游島的建設(shè)需求逐步細(xì)化并完善相關(guān)功能，為平潭國際旅游島的開發(fā)建設(shè)提供技術(shù)支撐。