區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)建設(shè)

劉紹龍

（福州市氣象局，福建 福州 350014）

1.福州市區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)監(jiān)控現(xiàn)狀

“十一五”期間，福州市全面加快綜合氣象觀測(cè)站網(wǎng)建設(shè)，目前已建成165個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)氣象站，氣象監(jiān)測(cè)站網(wǎng)初具規(guī)模，基本實(shí)現(xiàn)區(qū)域自動(dòng)站覆蓋到每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并成立了信息網(wǎng)絡(luò)與裝備保障中心，負(fù)責(zé)對(duì)全市165個(gè)區(qū)域自動(dòng)站的維護(hù)與保障，為氣象預(yù)報(bào)服務(wù)、應(yīng)對(duì)氣候變化以及氣象科研提供了有力支撐。

目前，區(qū)域自動(dòng)站在線狀態(tài)監(jiān)控預(yù)警、數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控等軟件已投入業(yè)務(wù)應(yīng)用，有效保障了數(shù)據(jù)的完整性與及時(shí)性。但因區(qū)域自動(dòng)氣象站傳感器（如溫濕傳感器、氣壓、雨量、風(fēng)向風(fēng)速傳感器等）出現(xiàn)故障，造成區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象較多，在國(guó)內(nèi)還未見有對(duì)區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控和審核的系統(tǒng)[1]。因數(shù)據(jù)異?；蝈e(cuò)誤，區(qū)域自動(dòng)站歷史數(shù)據(jù)的應(yīng)用存在諸多隱患，應(yīng)用價(jià)值難免要打折扣。在氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性要依靠人工進(jìn)行篩選，效率低，并且難免會(huì)出現(xiàn)遺漏[2]。

隨著福州市經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展，防災(zāi)減災(zāi)、城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)、海洋、水利、國(guó)土、環(huán)保、交通等多個(gè)領(lǐng)域?qū)庀筚Y料應(yīng)用需求日益增強(qiáng)。因此，氣象部門要在加強(qiáng)區(qū)域氣象監(jiān)測(cè)能力建設(shè)的同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料的異常監(jiān)控和審核[3]。對(duì)監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的問題，實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)報(bào)警，第一時(shí)間查找原因，及時(shí)排除故障，對(duì)異常數(shù)據(jù)做出紀(jì)錄備注，生成異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，以備資料應(yīng)用時(shí)進(jìn)行過濾處理，提高資料真實(shí)可用性。同時(shí)，也可以增強(qiáng)市氣象信息與裝備保障中心及時(shí)發(fā)現(xiàn)區(qū)域自動(dòng)站故障的能力，提升保障維護(hù)響應(yīng)效率。

2.福州市區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)功能

自動(dòng)站數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)《福州市自動(dòng)氣象站業(yè)務(wù)運(yùn)行管理規(guī)定》和實(shí)際工作的需求，區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)依托于區(qū)域自動(dòng)站原始數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)采集入庫后，對(duì)自動(dòng)站數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控及審核，具體功能如下：

（1）制定并判斷各氣象要素值異常級(jí)別；

（2）通過時(shí)間與空間比對(duì)，甄別區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常狀況；

（3）區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)入庫；

（4）設(shè)計(jì)異常數(shù)據(jù)說明文檔；

（5）區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)、查詢、統(tǒng)計(jì)。

3.福州市區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)技術(shù)路線

對(duì)于福州市氣象局而言，區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)有著極其重要的應(yīng)用，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了很高的要求。而且單位內(nèi)原有大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源，要求將要建設(shè)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具有較好的集成性和可擴(kuò)展性。

系統(tǒng)采用以下技術(shù)路線：

（1）服務(wù)器操作系統(tǒng)：Microsoft Windows Server 2008；

（2）客戶端環(huán)境：Windows XP/Windows 2000操作系統(tǒng)、IE6.0及以上版本；

（3）數(shù)據(jù)庫：Oracle 10；

（4）開發(fā)語言：Delphi7.0；

（5）GIS平臺(tái)采用現(xiàn)有的自動(dòng)站信息管理系統(tǒng)的GIS平臺(tái)；

（6）系統(tǒng)架構(gòu)：數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層分離；

（7）支持組件化開發(fā)。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)通過深入分析福州市自動(dòng)站的通訊方式和數(shù)據(jù)格式，從中提取需要的數(shù)據(jù)，例如報(bào)文中的氣象要素?cái)?shù)據(jù)、氣溫、雨量、風(fēng)向、風(fēng)速和報(bào)文到達(dá)的時(shí)間，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，使用表格、GIS地圖形式直觀地在軟件中顯示出來[4]。本系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)站點(diǎn)的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，假如判定一站點(diǎn)為故障站點(diǎn),即會(huì)發(fā)出桌面告警,從而提高了站點(diǎn)故障排查的及時(shí)率。如圖2所示。

圖2 區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.3 系統(tǒng)模塊

該系統(tǒng)分為4個(gè)模塊：自動(dòng)站監(jiān)控模塊、異常數(shù)據(jù)報(bào)警模塊、異常數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)庫模塊。

（1）自動(dòng)站監(jiān)控模塊

自動(dòng)站站點(diǎn)位置信息與GIS地理信息系統(tǒng)融合，站點(diǎn)以圖標(biāo)方式在地圖中標(biāo)識(shí)，正常、異常、缺測(cè)站點(diǎn)以不同顏色圖標(biāo)顯示，用戶可以直觀看出哪個(gè)地區(qū)的自動(dòng)站數(shù)據(jù)異常。本系統(tǒng)采用現(xiàn)有的自動(dòng)站信息管理系統(tǒng)的GIS平臺(tái)，提供行政區(qū)域圖和衛(wèi)星影像圖作為背景圖層，對(duì)地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游操作；并生動(dòng)地顯示各站點(diǎn)的位置、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和各氣象要素信息。

（2）異常數(shù)據(jù)報(bào)警模塊

1）數(shù)據(jù)缺測(cè)報(bào)警：有缺測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，以圖形方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

2）數(shù)據(jù)超過閾值監(jiān)控：設(shè)置溫度、雨量、風(fēng)速、氣壓、相對(duì)濕度、能見度的正常值范圍，各要素實(shí)況數(shù)據(jù)值超過閾值時(shí)，以圖形方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

（3）異常數(shù)據(jù)顯示模塊

1）異常數(shù)據(jù)以列表方式詳細(xì)顯示。

2）區(qū)域自動(dòng)站歷史數(shù)據(jù)異常甄別，選定文件路徑后，系統(tǒng)自動(dòng)將文件審核后的結(jié)果以列表方式顯示。

（4）數(shù)據(jù)庫模塊

采用現(xiàn)有福州市防災(zāi)減災(zāi)氣象服務(wù)信息系統(tǒng)中區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)備份工具，對(duì)區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、恢復(fù)、查詢、統(tǒng)計(jì)。

自動(dòng)站數(shù)據(jù)監(jiān)控界面如圖3所示。

異常數(shù)據(jù)列表顯示如圖4所示。

圖3 自動(dòng)站數(shù)據(jù)監(jiān)控界面

圖4 異常數(shù)據(jù)列表顯示

4.結(jié)束語

本文建立了與現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系相配合的福州市區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)異常監(jiān)控審核系統(tǒng)，改變了以往自動(dòng)站管理能力差、數(shù)據(jù)傳輸半程監(jiān)控的狀況，該系統(tǒng)對(duì)區(qū)域自動(dòng)站各類觀測(cè)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜瘫O(jiān)控，提高了自動(dòng)站點(diǎn)的使用效率，為自動(dòng)站數(shù)據(jù)順利傳輸提供了切實(shí)有效的保障手段。系統(tǒng)于2011年1-3月試運(yùn)行，4月份開始正式運(yùn)行，目前運(yùn)行情況良好，自動(dòng)站報(bào)文的傳輸及時(shí)率都可以達(dá)到98%以上，基本達(dá)到了軟件開發(fā)的目的。

[1]王旭，劉光博，李曉玲.海南省自動(dòng)氣象站監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)[J].氣象水文海洋儀器，2010，9(3)：133-137.

[2]馬渝勇，方國(guó)強(qiáng)，劉一謙等.從汶川大地震談應(yīng)急氣象通信技術(shù)[J].氣象，2009，35(11)：123-130.

[3]劉光博.分布式文件系統(tǒng)在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用初探[J].氣象研究與應(yīng)用，2009,30(1)：88-90.

[4]全文杰，趙為，練列敏.中尺度制動(dòng)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[J].廣西氣象，2006，27(4)：54-56.