李 莉，張慧卿，陳傳振，李賽楠

(山東省濟(jì)南市氣象局，山東 濟(jì)南 271100)

1 CIMISS數(shù)據(jù)定制的提出及必要性

山東省CIMISS系統(tǒng)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，觀測(cè)與網(wǎng)絡(luò)處要求各業(yè)務(wù)單位加強(qiáng)CIMISS資料應(yīng)用，做好C0IMISS本地化開(kāi)發(fā)、應(yīng)用及特色數(shù)據(jù)入庫(kù)工作。無(wú)錫區(qū)域自動(dòng)站客戶(hù)端軟件具有界面友好，統(tǒng)計(jì)方便的特點(diǎn)，是預(yù)報(bào)員和人影業(yè)務(wù)人員進(jìn)行氣象服務(wù)的一件利器，并且我單位某些業(yè)務(wù)系統(tǒng)是從無(wú)錫區(qū)域站中心站數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的是原始數(shù)據(jù)，未經(jīng)質(zhì)控，如果從CIMISS中定制自動(dòng)站數(shù)據(jù)到本地MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中，既解決了無(wú)錫所開(kāi)發(fā)的區(qū)域自動(dòng)中心站客戶(hù)端的CIMISS數(shù)據(jù)應(yīng)用，又解決了以MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源的自建業(yè)務(wù)系統(tǒng)的CIMISS數(shù)據(jù)獲取，并且實(shí)現(xiàn)了大監(jiān)站和區(qū)域站數(shù)據(jù)在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的統(tǒng)一實(shí)時(shí)顯示，保證了數(shù)據(jù)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和區(qū)域站客戶(hù)端軟件使用的持續(xù)性。

2 CIMISS數(shù)據(jù)在MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中定制的進(jìn)展情況

楊鳳瓊等[1]提出采用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)楚雄州自動(dòng)氣象站采集系統(tǒng)，將楚雄州自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)從CIMISS 中實(shí)時(shí)下載到本地MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)，涉及到的數(shù)據(jù)表為tabHourData，使用CIMISS資料為中國(guó)地面逐小時(shí)資料。

魯玲等[2]提出按時(shí)間、站號(hào)檢索地面數(shù)據(jù)要素，獲取北海地面逐小時(shí)資料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)本地入庫(kù)存儲(chǔ)。

僅有小時(shí)數(shù)據(jù)，區(qū)域站中心站的客戶(hù)端某些統(tǒng)計(jì)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，并且降低了服務(wù)時(shí)效。由于目前分鐘數(shù)據(jù)在CIMISS庫(kù)中是通過(guò)中國(guó)地面分鐘降水資料、中國(guó)地面分鐘壓溫濕風(fēng)資料和中國(guó)地面分鐘其他資料3個(gè)文件來(lái)分散存儲(chǔ)的，因此再進(jìn)行合并入庫(kù)時(shí)對(duì)于開(kāi)發(fā)者尤其是不熟悉區(qū)域站中心站數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)的人員具有一定的難度。

江蘇省無(wú)線(xiàn)電科學(xué)研究所有限公司開(kāi)發(fā)的一款軟件，有效解決了這一問(wèn)題，以下是實(shí)現(xiàn)方法和測(cè)試情況。

3 實(shí)現(xiàn)方法及測(cè)試情況

通過(guò)獲取CIMISS系統(tǒng)中的中國(guó)地面小時(shí)數(shù)據(jù)和分鐘數(shù)據(jù)到無(wú)錫中心站數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)表中實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端的讀取訪(fǎng)問(wèn)。

3.1 測(cè)試環(huán)境

服務(wù)器配置為64 G內(nèi)存，CPU Intel Xeon E5-2630 2.2 GHz，1T硬盤(pán)，操作系統(tǒng)采用了Windows2008 R2 SP1，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用了MS SQL SERVER 2008 R2，該服務(wù)器同時(shí)并行有其他業(yè)務(wù)，但不占用MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)的默認(rèn)端口號(hào)。

3.2 安裝數(shù)據(jù)獲取程序

數(shù)據(jù)獲取程序采用了江蘇省無(wú)線(xiàn)電科學(xué)研究所有限公司開(kāi)發(fā)的SMOS地面氣象觀測(cè)監(jiān)控管理平臺(tái)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該軟件采用JAVA語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，它的一大特點(diǎn)是不同種類(lèi)的任務(wù)可以互不干擾的同時(shí)運(yùn)行在一個(gè)平臺(tái)上[3]，測(cè)試版本smos-task-platform-v4.0.0-Current。

該軟件的功能是可以實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)到數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)到文件、文件到數(shù)據(jù)庫(kù)以及文件到文件的數(shù)據(jù)遷移。數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)支持無(wú)錫新版中心站數(shù)據(jù)庫(kù)和老版(專(zhuān)業(yè)版)中心站數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3 配置要點(diǎn)及步驟

3.3.1 首先在MS SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中掛載一個(gè)與中心站數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相一致的空庫(kù)，空庫(kù)可以由無(wú)錫廠家提供。

通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具M(jìn)icrosoft SQL Server Management Studio，連接到包含默認(rèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器實(shí)例，在[對(duì)象資源管理器]窗格中展開(kāi)服務(wù)器下的[數(shù)據(jù)庫(kù)]節(jié)點(diǎn)，通過(guò)附加或還原數(shù)據(jù)庫(kù)命令，掛載一個(gè)具有同區(qū)域自動(dòng)站中心站數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致的空數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)名以AWS為例。

為保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致，所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)的版本必須與區(qū)域站中心站的數(shù)據(jù)庫(kù)版本相一致，目前無(wú)錫中心站的數(shù)據(jù)庫(kù)版本為3.5.7。

3.3.2 smos-task-platform-v4.0.0-Current運(yùn)行及配置[3]數(shù)據(jù)庫(kù)建立好以后，運(yùn)行smos多任務(wù)平臺(tái)軟件，該軟件直接解壓運(yùn)行即可，無(wú)需安裝，雙擊start-task-platform.exe，可啟動(dòng)dos運(yùn)行窗口，并顯示smos 多任務(wù)平臺(tái)的設(shè)置和操作界面。

3.3.3 建立數(shù)據(jù)獲取任務(wù)

①點(diǎn)擊運(yùn)行界面上的車(chē)輪樣的菜單按鈕，將彈出任務(wù)菜單，選擇創(chuàng)建任務(wù)。

圖1 SMOS操作界面

②根據(jù)需要選擇SMOS數(shù)據(jù)遷移任務(wù)。

圖2 SMOS任務(wù)種類(lèi)

3.3.4 設(shè)置數(shù)據(jù)遷移的各項(xiàng)參數(shù)

①配置數(shù)據(jù)寫(xiě)入方信息

在數(shù)據(jù)寫(xiě)入方信息下的菜單項(xiàng)中選中“數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)”，然后點(diǎn)擊右側(cè)的“設(shè)置”項(xiàng)(圖3)，在彈出的界面中進(jìn)行寫(xiě)入方數(shù)據(jù)的詳細(xì)配置，其中數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型在這里應(yīng)選擇無(wú)錫所數(shù)據(jù)庫(kù)(專(zhuān)業(yè)版)，然后數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型選擇“SQLServer”數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)實(shí)際情況填寫(xiě)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)庫(kù)(即先前掛載在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的空庫(kù))的地址、端口號(hào)、數(shù)據(jù)庫(kù)名、數(shù)據(jù)庫(kù)安裝時(shí)的sa用戶(hù)名及口令等參數(shù)(圖4)。

圖3 SMOS數(shù)據(jù)遷移任務(wù)配置界面

圖4 數(shù)據(jù)寫(xiě)入方配置界面

②配置數(shù)據(jù)讀取方信息

在數(shù)據(jù)讀取方下的菜單項(xiàng)中選中“CIMISS數(shù)據(jù)源”，然后點(diǎn)擊右側(cè)的“設(shè)置”項(xiàng)，在彈出的界面中進(jìn)行讀取方數(shù)據(jù)的詳細(xì)配置，在這里需要輸入CIMISS數(shù)據(jù)源的地址、API用戶(hù)名及口令(圖5)。

圖5 數(shù)據(jù)讀取方配置界面

③配置寫(xiě)入數(shù)據(jù)類(lèi)型信息

以上兩步配置成功后，寫(xiě)入數(shù)據(jù)類(lèi)型信息項(xiàng)會(huì)自動(dòng)顯示常規(guī)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊右側(cè)的設(shè)置項(xiàng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)表的選擇，如圖6，除了Aws_Minut_Rain_Real表在專(zhuān)業(yè)版數(shù)據(jù)庫(kù)中不再使用不被選擇外，其余16張表都應(yīng)勾選。檢查數(shù)據(jù)唯一性在這里不要勾選。

圖6 寫(xiě)入數(shù)據(jù)類(lèi)型信息配置界面

④其他設(shè)置信息

在其他設(shè)置信息中，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取間隔的設(shè)置、數(shù)據(jù)讀取時(shí)間的設(shè)置和選擇臺(tái)站的設(shè)置等(圖7)，在“選擇臺(tái)站”的彈出界面中，設(shè)置所需要調(diào)取數(shù)據(jù)的臺(tái)站號(hào)，臺(tái)站號(hào)也可以從文本文件中導(dǎo)入。如果把時(shí)間設(shè)置往后延長(zhǎng)一段時(shí)間，則實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)讀取CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)中分鐘數(shù)據(jù)，時(shí)間為北京時(shí)。

圖7 其他設(shè)置信息界面

⑤擴(kuò)展設(shè)置

在數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)入方和讀取方配置完成且有效后，寫(xiě)入數(shù)據(jù)類(lèi)型信息項(xiàng)會(huì)顯示常規(guī)數(shù)據(jù)，同時(shí)，主界面上將會(huì)增加擴(kuò)展設(shè)置選項(xiàng)。

根據(jù)需要設(shè)置站點(diǎn)的冬季降水是否停用。

3.3.5 應(yīng)用中需注意的一個(gè)問(wèn)題 利用中心站客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)客戶(hù)端數(shù)據(jù)不顯示的情況，原因是掛載的空庫(kù)里面的站號(hào)表是空的，因此需要把原來(lái)中心站的臺(tái)站信息表復(fù)制到掛載的空庫(kù)中，涉及到的站號(hào)表有stationpar,collectorpar和collectoralarmpar。

3.3.6 建立數(shù)據(jù)庫(kù)登錄賬戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù) 通過(guò)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)登錄賬戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)端對(duì)所建數(shù)據(jù)庫(kù)AWS的訪(fǎng)問(wèn)。

①運(yùn)行Microsoft SQL Server Managerment Studio，展開(kāi)服務(wù)器-安全性-登錄名節(jié)點(diǎn)，右擊選擇新建登錄名。有兩種方式創(chuàng)建登錄名，一種是創(chuàng)建Windows登錄賬戶(hù)，另一種是創(chuàng)建SQL Server登錄賬戶(hù)，可以根據(jù)需要來(lái)選擇創(chuàng)建方式。

②創(chuàng)建登錄名后，打開(kāi)SQL Server Management Studio，展開(kāi)服務(wù)器-數(shù)據(jù)庫(kù)-AWS-安全性-用戶(hù)節(jié)點(diǎn)，右擊選擇新建用戶(hù)，為數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建用戶(hù)，指定到創(chuàng)建的登錄名。

3.3.7 測(cè)試及應(yīng)用情況 運(yùn)行至今，軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)正常，區(qū)域站客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)CIMISS定制數(shù)據(jù)庫(kù)正常，人影系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)CIMISSS數(shù)據(jù)庫(kù)正常。數(shù)據(jù)讀取方面有一個(gè)需要注意的地方是當(dāng)風(fēng)速為0，風(fēng)向?yàn)殪o風(fēng)時(shí)，在CIMISS庫(kù)中是將靜風(fēng)表示為“999017”，而該軟件讀取“999017”到本地專(zhuān)業(yè)版數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，采用了將靜風(fēng)設(shè)置為空值的方式。

數(shù)據(jù)獲取具有較好的入庫(kù)機(jī)制。整點(diǎn)數(shù)據(jù)等待降水資料和逐小時(shí)資料兩張表中的當(dāng)前時(shí)次數(shù)據(jù)全部到達(dá)CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)后獲取到本地庫(kù)，分鐘數(shù)據(jù)等待降水資料、壓溫濕風(fēng)資料和其它要素資料3張表中的當(dāng)前分鐘數(shù)據(jù)全部到達(dá)CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)中后獲取至本地庫(kù)，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了誰(shuí)先到達(dá)誰(shuí)先入庫(kù)，將圖7中的延遲執(zhí)行設(shè)置為10 s，能較好的滿(mǎn)足數(shù)據(jù)及時(shí)入本地庫(kù)的需求。

數(shù)據(jù)獲取具有補(bǔ)調(diào)機(jī)制，整點(diǎn)數(shù)據(jù)的補(bǔ)調(diào)時(shí)間是24 h，分鐘數(shù)據(jù)的補(bǔ)調(diào)時(shí)間是1 h。如果發(fā)生某一時(shí)次數(shù)據(jù)在補(bǔ)調(diào)時(shí)間內(nèi)未能獲取到本地庫(kù)，在保證CIMISS庫(kù)中有數(shù)據(jù)的情況下，可以使用SMOS軟件建立任務(wù)進(jìn)行任意時(shí)間和時(shí)次的數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)。

①在本地區(qū)域站客戶(hù)端應(yīng)用CIMISS定制數(shù)據(jù)庫(kù)及與讀取原始數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比情況。在圖8的CIMISS定制庫(kù)中，合并了大監(jiān)站54828的數(shù)據(jù)。

圖8 CIMISS定制庫(kù)2019年6月28日05—15時(shí)雨量統(tǒng)計(jì)情況

圖9 原始庫(kù)2019年6月28日05—15時(shí)雨量統(tǒng)計(jì)情況

②在萊蕪人影作業(yè)指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用。M、H、TT顯示的數(shù)據(jù)分別讀取自分鐘數(shù)據(jù)表tabminutedata中的R1M(1 min雨量，目前無(wú)1 min數(shù)據(jù))，R1H(1 h雨量累計(jì)值)和TT(氣溫)字段。

圖10 2019年6月28日人影系統(tǒng)應(yīng)用局部站點(diǎn)圖

③客戶(hù)端升級(jí)到1.6.5版本后對(duì)整點(diǎn)以來(lái)分鐘數(shù)據(jù)的應(yīng)用?？蛻?hù)端升級(jí)到1.6.5版本后，通過(guò)菜單項(xiàng)數(shù)據(jù)查詢(xún)導(dǎo)出—數(shù)據(jù)導(dǎo)出—多站數(shù)據(jù)導(dǎo)出，可以查看本地所有站點(diǎn)整點(diǎn)以來(lái)的分鐘數(shù)據(jù)。由于目前數(shù)據(jù)采集間隔為5 min，因此可以5 min為步長(zhǎng)修改查詢(xún)時(shí)間，該功能可用于重大天氣過(guò)程中對(duì)雨量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

圖11 臺(tái)風(fēng)“利奇馬”過(guò)境時(shí)萊蕪2019年8月11日06時(shí)01分—06時(shí)55分的雨量統(tǒng)計(jì)

4 小結(jié)

事先建立好MS SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，先掛載一個(gè)與無(wú)錫區(qū)域站中心站數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相一致的空庫(kù)，將區(qū)域中心站的站點(diǎn)信息復(fù)制到這個(gè)空的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)SMOS多任務(wù)平臺(tái)創(chuàng)建指定站點(diǎn)和時(shí)間的數(shù)據(jù)獲取任務(wù)，就可以把CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)中的小時(shí)和分鐘數(shù)據(jù)獲取到這個(gè)本地的MS SQL SERVER空數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)無(wú)錫區(qū)域站中心站的CIMISS數(shù)據(jù)定制。

5 思考及建議

①采用這種方法建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，具有可重復(fù)性、可指定時(shí)間段和站點(diǎn)、靈活高效的特點(diǎn)，但是對(duì)于已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，應(yīng)注意數(shù)據(jù)庫(kù)操作和應(yīng)用安全，建議一是考慮建立相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)環(huán)境，由熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)人員來(lái)操作，并規(guī)范操作流程；二是為不同的訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)設(shè)置不同的登錄名和數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)，最小化使用數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限；三是考慮CIMISS定制庫(kù)是否可以建立在省級(jí)的虛擬資源池上。

②目前CIMISS中沒(méi)有臺(tái)站狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)資料，如果能增加臺(tái)站狀態(tài)信息的話(huà)，會(huì)有利于臺(tái)站維修人員判斷臺(tái)站狀態(tài)，提高設(shè)備監(jiān)控的自動(dòng)化水平。狀態(tài)信息包括主板溫度和電源電壓，能否設(shè)定設(shè)備故障的預(yù)警閥值，當(dāng)高于或低于預(yù)警閥值時(shí)，可判斷為設(shè)備故障，存儲(chǔ)故障信息。只存儲(chǔ)故障信息，一是可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，二是可以提取故障信息及時(shí)通知保障人員。