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        臺站雙套自動氣象站質量控制系統(tǒng)

        2018-11-09 06:39:14鄭自君王建嬙
        中低緯山地氣象 2018年5期
        關鍵詞:臺站備份報警

        鄭自君,王建嬙,房 鵬,劉 進,莫 芳

        (1.高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室,四川 成都 610072;2.四川省涼山州氣象局,四川 西昌 615000; 3.貴州省沿河縣氣象局,貴州 沿河 610225)

        1 引言

        目前自動站實時觀測數(shù)據(jù)已融入到短時天氣預報、實況分析、科研、氣象防災減災、公眾服務等工作中,其數(shù)據(jù)質量越來越受到關注。因此,自動站觀測資料的質量控制越顯重要[1]。

        四川省現(xiàn)已建有多套新型自動站并有部份臺站將其投入業(yè)務正式運行,全省大多數(shù)臺站已實行雙套自動站“一主一備”的運行模式?,F(xiàn)代氣象業(yè)務對基層臺站的考核發(fā)生了改變,由以前簡單的錯情統(tǒng)計轉變成考核數(shù)據(jù)的準確率、可用率和數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)募皶r率,國家級、省級氣象部門啟用ASOM系統(tǒng)、MDOS系統(tǒng)后,發(fā)現(xiàn)基層臺站自動站數(shù)據(jù)疑誤或者錯誤的數(shù)據(jù)很多,處理數(shù)據(jù)的工作量非常大,對臺站的通報批評時有發(fā)生。按照省級氣象業(yè)務要求,自動站實時觀測數(shù)據(jù)的時效性要求為正點后10 min,因此對業(yè)務值班人員提出了非常高的要求。業(yè)務值班人員需要在第一時間及時發(fā)現(xiàn)自動站觀測數(shù)據(jù)的異常,并及時處理,保證數(shù)據(jù)上傳的及時性和業(yè)務數(shù)據(jù)的準確率。僅僅依靠人工難以實現(xiàn),這就需要借助一定的軟件完成臺站級質量控制功能,從而提高數(shù)據(jù)的準確率、可用率。

        2 研究方法及技術方案

        2.1 研究方法

        ①每小時將兩套自動站軟件根目錄下的正點地面常規(guī)要素數(shù)據(jù)文件[2](長Z文件)同步備份到備份機,在備份機中通過程序的運行,對兩套自動站的長Z文件進行實時審核與對比,超出一定閾值進行報警,第一時間發(fā)現(xiàn)自動站儀器故障,并保證上傳的定時長Z文件數(shù)據(jù)準確率和可用率。所有報警信息存入一個模塊,通過點擊菜單,調出報警信息,以便人工進一步判斷分析,及時對正點地面數(shù)據(jù)文件進行質控上傳。

        ②通過研發(fā)自動站網(wǎng)絡故障、傳輸情況、數(shù)據(jù)質量分析評估系統(tǒng),對自動站的網(wǎng)絡狀況、上傳數(shù)據(jù)(正點自動采集數(shù)據(jù)共9類要素、人工日照數(shù)據(jù))的傳輸情況、數(shù)據(jù)質量進行監(jiān)控和分析,發(fā)現(xiàn)故障或異常后,立刻通過通訊模塊及時、自動報警。

        ③每天20時后對兩套自動站參數(shù)及日數(shù)據(jù)文件自動備份到備份機的OSSMO軟件及ISOS軟件對應目錄下,當自動站主機故障時可直接更換備份機,編寫自動站資料多目標自動備份程序。

        2.2 技術方案

        本系統(tǒng)的軟件主要通過VB6.0、Foxtable編寫完成,系統(tǒng)功能分為3個模塊,即文件對比模塊、系統(tǒng)監(jiān)測模塊和數(shù)據(jù)備份模塊,核心功能模塊為文件對比模塊,通過兩套自動站數(shù)據(jù)監(jiān)控對比,每小時對比OSSMO 2004版軟件根目錄下的AwsSource下的正點地面常規(guī)要素數(shù)據(jù)文件(ZIIIiiiMM.YYY),超出氣候界限值、相鄰小時最大變化值、兩套自動站差值超太大等閾值范圍時,進行報警。技術路線如圖1:

        圖1 技術路線示意圖Fig.1 Schematic diagram of the technical route

        3 質量控制系統(tǒng)功能

        3.1 程序安裝環(huán)境

        本程序首次使用需先安裝“自動監(jiān)控程序”再復制“自動站監(jiān)控系統(tǒng)”粘貼,以后只需要復制粘貼“自動站監(jiān)控系統(tǒng)”即可使用,但必須安裝在D盤根目錄下,并命名為:自動站監(jiān)控系統(tǒng),在XP/WIN7系統(tǒng)下均可運行,軟件需要安裝Office2003及以上版本。

        3.2 程序設置

        3.2.1 基本參數(shù)設置 點擊“程序設置”→“基數(shù)參數(shù)設置”進入圖2界面。除臺站類別為可選項外,其余均人工錄入臺站信息。注意區(qū)站號為關鍵詞。注意以下操作均需點擊“保存”,并驗證管理員密碼正確方能生效。

        圖2 基本參數(shù)設置示意圖Fig.2 Schematic diagram of basic parameters

        3.2.2 人員信息設置 點擊“增加”,在對話框中錄入本站觀測人員姓名及手機號后點擊“確實增加”。刪除人員名單時需選中,再點擊“刪除”,在對話框中點擊“確實刪除”。

        3.2.3 鬧鐘設置 觀測提示鬧鐘設置,點擊“指定”選擇音樂。報警開始和結束時間可以在下拉菜單中選擇,小時鬧鐘設置“全部選擇”和“全部取消”按鈕,也可以手動雙擊某小時顯示為對勾“√”即為選中。

        3.2.4 報警聲音及遠程報警設置 報警音樂設置,可以點擊“重新指定”按鈕重新選擇。

        3.2.5 網(wǎng)絡參數(shù)設置 按本站實際地址錄入。

        3.2.6 自動站及本程序相關設置,如圖3所示:

        圖3 自動站及本程序相關設置示意圖Fig.3 The relevant settings of the automatic station and the program

        各項路徑均可點擊“重新指定”重新選擇,備份時間為每日備份一次,考慮到目前對霾要求連續(xù)6 h才記錄的規(guī)定,一般選為00時06分以后。保存時仍需驗證密碼。

        3.2.7 密碼設置 點擊“密碼管理”經(jīng)原密碼驗證后可以修改為新的密碼。

        3.2.8 自動站質量檢查相關設置查看 點擊查看參數(shù)進入圖4所示,顯示按長Z文件格式的每段各要素的數(shù)字模、字節(jié)數(shù)、氣候界限值及相鄰小時最大變化值、要素差值。該項內容的設定直接用ACCESS數(shù)據(jù)庫依次打開“sysconfig”→“臺站重要參數(shù)”→打開→長Z文件格式(必須安裝有Office才能打開),設定時需按照《地面氣象觀測規(guī)范》[3]要求結合本站的實際情況錄入,閾值范圍寬窄應合適。

        3.3 長Z文件數(shù)據(jù)監(jiān)控

        3.3.1 新型站與老站對比分析 選擇時間→調取長Z文件資料,見圖5,自動彈出“新型站與老站的長Z文件對比分析疑誤報告”,顯示具體的疑誤信息。雙擊某行數(shù)據(jù),彈出對話框,顯示具體的數(shù)據(jù)對比信息,當數(shù)據(jù)不一致時,紅色標識。

        3.3.2 自動站連續(xù)性分析 對前后2 h數(shù)據(jù)差值超過規(guī)定范圍內的用紅色標注“不連續(xù)”。對極值出現(xiàn)時間等不用比較的項目顯示“不判斷”。

        3.3.3 自動站質量主程序及極值分析 在此將極值分析、新型站與老站對比分析、自動站連續(xù)性分析匯總,見圖6。

        圖4 長Z文件格式及自動質量控制參數(shù)示意圖Fig.4 The parameters of long Z file format and automatic quality control

        圖5 新型站與老站的長Z文件對比分析圖Fig.5 Comparison and analysis of long Z files between new and old stations

        圖6 自動站質量主程序及極值分析界面圖Fig.6 The interface of analysis of quality and extremum for automatic station

        3.4 網(wǎng)絡傳輸監(jiān)控

        3.4.1 網(wǎng)絡傳輸監(jiān)控功能

        ①本地網(wǎng)絡監(jiān)控:檢測本機的網(wǎng)卡是否損壞,采用直接IP檢測方式。

        ②本地網(wǎng)關監(jiān)控:檢測與本地路由器(網(wǎng)關)是否連通,采用直接檢測方式。

        ③主傳輸通道監(jiān)控:檢測長Z文件傳輸?shù)姆掌髂夸浭欠裢〞??采用ftp檢測方式,必須輸入用戶名和密碼。Awsnet下的長Z文件一般傳輸時間設置為04 min,因此在05~09 min監(jiān)控Awsnet下有無殘留的長Z文件,若有則報警提示。

        ④原自動站通道監(jiān)控:一般長Z文件的備份傳輸方式也是ftp方式,因此可采用ftp檢測方式。

        3.4.2 網(wǎng)絡監(jiān)控的使用

        ①打開監(jiān)控界面時(見圖7),本機網(wǎng)絡和資料傳輸網(wǎng)絡與設置會形成一一對應關系,當?shù)竭_指定時間時,程序會在檢測結果中以不同的顏色和表述來顯示檢測結果。有出現(xiàn)故障時,以紅色標注來提醒。

        ②手動網(wǎng)絡監(jiān)控就是用戶可以根據(jù)自己的需要對網(wǎng)絡進行監(jiān)控。

        ③監(jiān)控完成后,程序會根據(jù)用戶需要進行報警。

        圖7 網(wǎng)絡傳輸監(jiān)控界面圖Fig.7 The interface of network transmission monitoring

        4 結語

        該系統(tǒng)軟件研發(fā)完成后隨即投入臺站試運行,通過此軟件對比分析新型站和老站的長Z文件,多次發(fā)現(xiàn)自動站中某些要素的異常,及時地解決自動站故障,保證上傳長Z文件資料的準確性,減輕以前人工對比兩站數(shù)據(jù)的繁瑣工作量,提高工作效率,得到業(yè)務人員的肯定。由于時間等原因,軟件中還存在一些功能不足之處,還需在后期的工作中逐步完善和改進。

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