省級(jí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

喬賀 徐進(jìn) 張道遠(yuǎn)

摘 要：為及時(shí)監(jiān)控大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀考核站報(bào)文上傳和分析大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)以掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，江蘇省快速開發(fā)了一套省級(jí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和網(wǎng)頁(yè)發(fā)布系統(tǒng)兩大功能模塊構(gòu)成。投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，江蘇省氣象探測(cè)中心總結(jié)了部分大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀站點(diǎn)運(yùn)行問(wèn)題及解決辦法，希望能為各省市探測(cè)部門提供參考。

關(guān)鍵詞：大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀；在線觀測(cè)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0146-02

Design and Application of Provincial Online Monitoring

System for Atmospheric Particulate

QIAO He XU Jin ZHANG Daoyuan

（Jiangsu Meteorological Observation Centre，Nanjing Jiangsu 210008）

Abstract： Provincial online observation system for equipment's monitoring for atmospheric particulate was developed by Jiangsu province based on uploaded report files， so as to master the operating state of the equipment. The system consists of two major functional modules： data processing sub-system and web publishing sub-system. After running in operation， equipment problems and corresponding solutions were summarized in this paper， hope to provide reference for the departments of provinces and cities.

Keywords： atmospheric particulate；online observation system；design

從2015年4月1日00：00起，新建大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀站點(diǎn)開始質(zhì)量濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和質(zhì)控信息文件傳輸。全國(guó)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)上傳考核站點(diǎn)覆蓋24個(gè)省（區(qū)、市），其中江蘇省氣象局參加考核站點(diǎn)達(dá)20個(gè)。江蘇省氣象局的考核站點(diǎn)多數(shù)是安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司生產(chǎn)的LGH-01B和LGH-01E型號(hào)，分別對(duì)PM10和PM2.5顆粒物進(jìn)行全天自動(dòng)觀測(cè)，其采集采用的是貝塔射線法[1]。為第一時(shí)間監(jiān)控全省大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀考核站報(bào)文上傳和分析大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)以掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有必要開發(fā)一套省級(jí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)，供省市探測(cè)部門方便使用。本文介紹江蘇省大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用情況。

1 省級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

省級(jí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和網(wǎng)頁(yè)發(fā)布系統(tǒng)兩大功能模塊構(gòu)成。該系統(tǒng)具備以下功能：①對(duì)小時(shí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀報(bào)文解析入庫(kù)；②大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀報(bào)文時(shí)序圖；③大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖（濃度、流量、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度）；④大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)站點(diǎn)信息。

系統(tǒng)采用C/S（客戶端/服務(wù)器）與B/S（瀏覽器/服務(wù)器）相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)；編程語(yǔ)言方面，系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言開發(fā)；數(shù)據(jù)庫(kù)軟件是Microsoft SQL Server，部署操作系統(tǒng)選用Windows；運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境主要依托氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)[2]。與以往自行開發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)不同的是，該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)方面設(shè)計(jì)了大量的存儲(chǔ)過(guò)程，極大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。該系統(tǒng)在省級(jí)一級(jí)部署，支持省市縣三級(jí)應(yīng)用。

1.1 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)站點(diǎn)的業(yè)務(wù)軟件具有數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，逐小時(shí)采集大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，并通過(guò)氣象內(nèi)網(wǎng)將指定格式報(bào)文定點(diǎn)傳輸至省信息中心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器。數(shù)據(jù)分析處理模塊的報(bào)文源自省信息中心自動(dòng)分發(fā)，解析成功的數(shù)據(jù)永久存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.1.1 報(bào)文命名及數(shù)據(jù)格式。氣溶膠質(zhì)量濃度觀測(cè)站數(shù)據(jù)文件命名規(guī)則為：Z_CAWN_I_IIiii_yyyymmddhh0000_O_AER-FLD-觀測(cè)要素種類-儀器類型代碼.txt。

氣溶膠質(zhì)量濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)文件的格式規(guī)定見《氣溶膠質(zhì)量濃度觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)指南（征求意見稿）》。其中：文件內(nèi)數(shù)據(jù)為世界時(shí)，每條數(shù)據(jù)單獨(dú)成行，每行內(nèi)不同觀測(cè)數(shù)據(jù)要素以英文輸入法的逗號(hào)分隔。若無(wú)某粒徑質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，則以固定數(shù)值-999.9填補(bǔ)。儀器測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)及含義見表1。

1.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器安裝Microsoft SQL Server 2005軟件，根據(jù)需求，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)需建立1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，含3個(gè)數(shù)據(jù)表，其中ObsData表用于存放觀測(cè)數(shù)據(jù)，Station_common表用于存放站點(diǎn)基礎(chǔ)信息，HrSeqInDay表用于存放固定的時(shí)次信息。

1.2 網(wǎng)頁(yè)發(fā)布系統(tǒng)

網(wǎng)頁(yè)發(fā)布系統(tǒng)總體架構(gòu)[3]設(shè)計(jì)采用基于ASP.NET的B/S的三層體系結(jié)構(gòu)。這三層體系結(jié)構(gòu)由瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)組成，并結(jié)合C#語(yǔ)言、HTML語(yǔ)言、JavaScript腳本語(yǔ)言、ASP.NET等技術(shù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2005。

網(wǎng)頁(yè)發(fā)布系統(tǒng)可通過(guò)Web瀏覽方式查詢實(shí)時(shí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)報(bào)文時(shí)序圖、觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖（濃度、流量、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度）和觀測(cè)站點(diǎn)信息。

1.3 數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)

報(bào)文上傳率和要素缺測(cè)率是反映大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀運(yùn)行穩(wěn)定度和可靠性的重要性能指標(biāo)，也是業(yè)務(wù)運(yùn)行中各級(jí)管理部門和保障部門以及生產(chǎn)廠家關(guān)注的量化指標(biāo)。對(duì)于大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀，報(bào)文上傳率和要素缺測(cè)率統(tǒng)計(jì)參考公式如下：

[報(bào)文到報(bào)率=實(shí)到報(bào)文數(shù)應(yīng)到報(bào)文數(shù)×100% ] （1）

[要素缺測(cè)率=應(yīng)到要素?cái)?shù)-實(shí)到要素?cái)?shù)應(yīng)到要素?cái)?shù)×100% ] （2）

2 系統(tǒng)應(yīng)用

大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行以來(lái)，通過(guò)對(duì)小時(shí)報(bào)文的解析監(jiān)控和數(shù)據(jù)的直觀展示，方便管理部門和各級(jí)運(yùn)行監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)若干問(wèn)題，見表2。

3 結(jié)語(yǔ)

省級(jí)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀在線觀測(cè)系統(tǒng)基于江蘇省建設(shè)的20個(gè)大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)站點(diǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀報(bào)文時(shí)序圖查詢、觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖（濃度、流量、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度）查詢等功能，數(shù)據(jù)評(píng)估及時(shí)準(zhǔn)確，在實(shí)際業(yè)務(wù)中為保障本省大氣顆粒物監(jiān)測(cè)儀站點(diǎn)正常運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。該系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔友好，可移植性高，便于向外省推廣。

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