王柳青 張珺

摘 ?要：圍繞氣象現代化和智慧氣象高質量發(fā)展總體目標，結合市級氣象信息與裝備保障監(jiān)控工作實際，研究開發(fā)上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺并投入業(yè)務應用，實現在一個平臺對雷達、自動站、信息網絡等氣象裝備運行狀態(tài)、數據傳輸進行實時監(jiān)控，出現異常及時報警，方便裝備保障人員及時發(fā)現裝備運行和數據傳輸中出現的問題并及時處理故障，進一步提高市氣象裝備運行監(jiān)控和保障能力。

關鍵詞：氣象裝備;保障;監(jiān)控平臺;開發(fā)應用

中圖分類號：TP39 ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）12-0152-04

Abstract： Focusing on the overall goal of meteorological modernization and high-quality development of smart meteorology， combined with the actual situation of municipal meteorological information and equipment support monitoring， research and develop integrated monitoring platform for meteorological equipment in Shangrao city and put it into business application， so as to realize real-time monitoring of the operation status and data transmission of meteorological equipments such as radar， automatic station and information network on one platform， and timely alarm in case of abnormality， it is convenient for equipment support personnel to find problems appeared in equipment operation and data transmission timely and deal with faults at once， so as to further improve the operation monitoring and support capacity of municipal meteorological equipment.

Keywords： meteorological equipment; support; monitoring platform; development and application

0 ?引 ?言

氣象信息與裝備穩(wěn)定運行是做好氣象服務的基礎和前提，加強氣象信息與裝備日常運行監(jiān)控，提升監(jiān)控能力和水平，及時發(fā)現裝備運行和數據傳輸中出現的問題并處理故障，對做好精準氣象預報及精細的氣象服務具有十分重要意義。目前，市局尚無一個綜合氣象裝備監(jiān)控平臺，保障人員自主監(jiān)控各類氣象裝備運行和數據傳輸是否正常要登錄幾個省級監(jiān)控平臺去逐個查詢，工作煩瑣費時，這些監(jiān)控平臺都是基于全省開發(fā)，未覆蓋到市級所有需要監(jiān)控的設備和業(yè)務。為提升上饒市氣象裝備保障能力、推進裝備監(jiān)控集約化、智能化、現代化，非常有必要開發(fā)一套氣象裝備運行一體化監(jiān)控平臺，實現在一個平臺對雷達、自動站、信息網絡等氣象裝備運行狀態(tài)、數據傳輸進行實時監(jiān)控，方便裝備保障人員及時發(fā)現問題、處理故障，提高我市氣象裝備運行監(jiān)控和保障能力。

1 ?項目開發(fā)的主要內容和技術方法

本文從上饒市氣象局現狀出發(fā)，結合氣象信息化建設要求，確定項目開發(fā)的主要內容以及采用的技術方法為：（1）梳理有關業(yè)務、設備監(jiān)控指標、IP地址等基礎信息。首先詳細梳理出多普勒天氣雷達、風廓線雷達、大氣成分、國家站、區(qū)域站等所有納入考核的氣象裝備、數據資料傳輸業(yè)務以及視頻會商系統、核心交換機、路由器、防火墻、VPN等信息網絡設備相關基礎信息。（2）監(jiān)控平臺功能和布局設計。根據市級實際需要監(jiān)控裝備、業(yè)務、資料等需求進行一體化監(jiān)控平臺功能、技術方案、界面布局設計。經充分調研，確定監(jiān)控平臺主要開發(fā)實時設備運行、設備運行數據占比及網絡運行情況、地圖展示、實時預警信息、設備傳輸率、統計設備、可用率統計、業(yè)務可用性9大監(jiān)控版塊，監(jiān)控對象涵蓋國家站、區(qū)域站、新一代多普勒天氣雷達、風廓線雷達、雷電、GNSS/MET、大氣成分、市縣局會商系統、廣域網路由器、市局核心交換機、路由器、防火墻等主要氣象業(yè)務和通信網絡設備。（3）平臺集成和數據獲取。按照集約、可視、智能要求，將所有需監(jiān)控業(yè)務按照一定分類集成在一個平臺上，根據設備狀態(tài)和考核要求，突出顯示裝備運行、數據傳輸、通信等故障或異常信息，并第一時間發(fā)出告警信息，便于值班人員掌握、查核、處理，提高裝備運行保障能力。其中設備運行、數據傳輸、業(yè)務可用等數據主要通過開發(fā)cimiss數據獲取模塊，實時從江西省CIMISS系統中獲取最新設備運行、數據傳輸等數據實現;通信及網絡設備監(jiān)控主要通過IP地址ping技術，每隔30秒（或設置其他頻率）ping關鍵IP地址，若ping不同，則判斷為故障。（4）功能調試和確認。開發(fā)完成后，對每一個監(jiān)控板塊功能和內容調試、核查，確認能夠符合預期目標。（5）改進完善并業(yè)務應用。上饒市氣象裝備運行一體化監(jiān)控平臺建設完成后，要進行業(yè)務試運行。通過業(yè)務實踐和應用反饋，針對相關版塊功能和內容進行修改完善，使得該監(jiān)控平臺更加符合實際業(yè)務需要，更加實用、好用，再投入業(yè)務應用。

2 ?研究成果及內容

研究開發(fā)上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺，實現氣象裝備運行監(jiān)控、數據傳輸監(jiān)控和統計、網絡運行監(jiān)控為一體的監(jiān)控和異常報警平臺，并實時動態(tài)更新最新情況信息，功能集約、界面直觀，平臺共建設完成9大監(jiān)控版塊。一體化監(jiān)控和異常報警平臺如圖1所示。

2.1 ?一體化監(jiān)控和異常報警平臺

2.1.1 ?實時設備運行情況

實時設備運行情況涵蓋全市8大主要氣象裝備實時運行情況的監(jiān)控，包括13個國家級自動氣象站、390個區(qū)域自動氣象站、7個自動土壤水分觀測站、2個雷電監(jiān)測站、9個GNSS/MET水汽觀測站、1個新一代天氣雷達站、1個風廓線雷達站、1個大氣成分監(jiān)測站。該欄目能及時反映全市氣象裝備運行，正常的、可疑的、錯誤的、未到的及故障的設備數量，分別用綠色、棕色、藍色、白色、紅色五種顏色對應標注，方便監(jiān)控人員快速識別。

2.1.2 ?設備運行數據占比情況

設備運行數據占比情況主要對8大主要氣象裝備每日設備運行數據占比情況進行統計展示，包括設備運行數據正常占比、數據缺報占比、數據錯誤占比，以及運行時間占比、維護時間占比、停機時間占比等情況，分別對應標注新綠、灰綠、粉紅、淺藍色、黃色、暗紅色，其中數據正常占比+數據缺報占比+數據錯誤占比=100%，運行時間占比+維護時間占比+停機時間占比=100%，并將今日情況與上一日對比，在對應右側位置展示對比結果，較前一日升高用綠色標注，降低則用紅色標注，起到警示作用。鼠標點擊數據條會在數據和時間模式之間切換，方便監(jiān)控人員分別查閱數據正常與否和設備運行情況統計以及與前日比較結果。

2.1.3 ?網絡運行情況

網絡運行情況是對13個國家站主機、3個備份站主機，13個廣域網路由器，1個會商MCU、13個會商終端，市局2個交換機、2個路由器、3臺防火墻、1臺深信服VPN、1臺無線AC控制器的運行狀況實時監(jiān)控。主要通過IP地址的ping測試判斷設備是否在線，通信是否暢通，設備運行正常通信暢通用綠色小云狀標識顯示，紅色顯示中斷異常。網絡運行情況基本覆蓋市、縣兩級核心網絡架構及主要節(jié)點網絡設備、安全設備、會商設備實時監(jiān)控，方便監(jiān)控值班人員一眼了解市縣兩級主干網絡是否通暢，相關設備是否正常。

2.2 ?中心地圖及實時預警信息展示

2.2.1 ?中心地圖展示

將所有設備運行監(jiān)控情況通過地圖分區(qū)域集中展示，方便值班監(jiān)控人員查看某類設備總體運行是否正常，哪些地方存在可疑、錯誤或未到的情況。上部有11個小圖標，從左往右依次為全類設備、國家級自動氣象站、區(qū)域自動氣象站、自動土壤水分觀測站、雷電監(jiān)測站、GNSS/MET水汽觀測站、新一代天氣雷達站、風廓線雷達站、大氣成分監(jiān)測站，最后兩個暫時未添加。下部是地圖展示區(qū)，11個小圖標對應的設備運行監(jiān)控情況會在下面地圖中展示出來，并設置自動輪巡，每隔1～2秒會跳到下一設備監(jiān)控?！叭愒O備”在一張地圖上顯示8大類別的設備當前的運行請況，每一種設備正常數量（綠色）、錯誤數量（藍色）、可疑數量（棕色）、未到數量（白色）分別在地圖上小框展示。如圖2所示。

2.2.2 ?實時預警信息

對當前中斷或異常站點進行預警展示，按照所屬類別、設備名稱、站點名稱、中斷時間、異常情況進行預警展示，并用紅色字體突出顯示，根據時間倒序將中斷情況從上往下依次滾動展示，方便值班人員對中斷站點及情況查核處理。

2.3 ?設備傳輸率、可用率及業(yè)務可用性

2.3.1 ?設備傳輸率

通過柱狀圖對設備實時傳輸情況進行統計展示，將0～100%傳輸率劃分0、20、40、60、80、100共六等分，分別用白色實線標出，從左到右依次為國家級自動氣象站、區(qū)域自動氣象站、新一代天氣雷達站、GNSS/MET水汽觀測站、自動土壤水分觀測站、酸雨、大氣成分監(jiān)測站雷電監(jiān)測站、風廓線雷達站、城鎮(zhèn)報、日照、國家站buffer文件11個監(jiān)控對象。監(jiān)控設備實時傳輸率通過紫色柱狀圖實時動態(tài)展示在圖上，并將設備傳輸率實時數據標注在柱狀圖頂上，結合全縣劃定的5條白色分段線，值班員可直觀清晰了解掌握各監(jiān)控對象實時傳輸率。如圖3所示。

2.3.2 ?設備可用率統計

設備可用率統計的展示形式與設備傳輸率一致，從左到右依次為國家級自動氣象站、區(qū)域自動氣象站、新一代天氣雷達站、風廓線雷達站、自動土壤水分觀測站、GNSS/MET水汽觀測站、大氣成分監(jiān)測站、雷電監(jiān)測站、負氧離子監(jiān)測站、農氣觀測站共10個監(jiān)控對象。監(jiān)控的設備可用率通過黃色柱狀圖實時動態(tài)展示在圖上，并將實時數據標注在柱狀圖頂上，結合前面劃定的5條白色分段線，值班員可直觀清晰了解掌握各個監(jiān)控對象設備可用率。

2.3.3 ?業(yè)務可用性統計

業(yè)務可用性統計的展示形式與設備傳輸率、可用率一致，重點關注自動土壤水分觀測站、GNSS/MET水汽觀測站、雷電監(jiān)測站、大氣成分監(jiān)測站區(qū)域自動氣象站、風廓線雷達站、國家級自動氣象站、新一代天氣雷達站共8個監(jiān)控對象當月1日到當前時間點業(yè)務可用性。為區(qū)分設備傳輸率和可用率，業(yè)務可用性用綠色柱狀圖來展示，并將各個監(jiān)控對象當月業(yè)務可用性數據標注在柱狀圖頂上，結合前面劃定的5條白色分段線，方便值班員了解掌握各個監(jiān)控對象業(yè)務可用性。

3 ?項目解決的問題或創(chuàng)新點

3.1 ?智能集約一體化監(jiān)控、提升裝備保障監(jiān)控效率

以前開展裝備運行監(jiān)控，需要手動查閱省級裝備、數據和通信三個平臺信息，才能了解當前我市主要設備和通信運行情況，時效性較低、監(jiān)控效率不高。通過上饒市氣象裝備運行一體化監(jiān)控平臺，可更加直觀、方便實現裝備、數據傳輸和網絡通信運行監(jiān)控。

3.2 ?監(jiān)控對象覆蓋范圍廣、滿足實際業(yè)務需要

上饒市氣象裝備運行一體化監(jiān)控平臺，基本覆蓋到雷達、風廓線雷達、國家站、區(qū)域站等市局所有需要監(jiān)控的主要設備和重要業(yè)務，而且增加國家站主站和備份站、會商系統、防火墻、核心交換機、廣域網路由器等日常需要重點關注但沒有納入省局平臺監(jiān)控項目，直觀方便實現對全市氣象裝備、數據傳輸和網絡通信運行情況一體化實時監(jiān)控。

3.3 ?中斷及異常報警提示，提升裝備保障的及時率

對雷達、自動站、信息網絡等氣象裝備運行異常或中斷站點及時報警，并動態(tài)滾動更新展示，方便裝備保障人員及時發(fā)現裝備運行和數據傳輸中出現的問題、及時處理故障，提高我市氣象裝備運行監(jiān)控和保障能力。

4 ?項目應用情況

上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺開發(fā)完成后，于2020年2月在上饒市氣象信息與裝備保障中心投入日常業(yè)務監(jiān)控應用，效果良好。該監(jiān)控平臺給監(jiān)控人員提供了一個綜合氣象裝備監(jiān)控平臺，基本覆蓋到雷達、風廓線雷達、國家站、區(qū)域站、信息網絡等市局所有需要監(jiān)控的重要設備和業(yè)務，克服了以往工作弊端，更加方便、直觀、智能、集約、高效。

同時該平臺能突出顯示裝備運行、數據傳輸、通信等故障或異常信息，第一時間在顯著位置生成預警信息，便于值班人員掌握、查核、處理，提高裝備運行保障能力。自運行以來，幫助業(yè)務人員快速識別故障站點并及時組織處理，提升了氣象信息與裝備保障能力和水平。

5 ?本項目對業(yè)務建設的貢獻和效益

上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺項目對業(yè)務建設有以下貢獻和效益：（1）提高上饒市氣象裝備運行監(jiān)控保障能力，縮短故障時間、提高故障處理效率，增強氣象裝備和數據業(yè)務可用性、設備可用性和傳輸及時率。（2）為全市汛期、應急響應、重大社會活動等重大氣象服務提供更加直觀、高效、智能綜合氣象裝備和技術保障。（3）進一步提高上饒市局氣象裝備運行監(jiān)控現代化、集約化、智能化水平。

6 ?結 ?論

本項目目前存在問題及下一步計劃：（1）網絡設備監(jiān)控中如果國家站電腦主機開了防火墻或關機也會提示未到報，需要進一步進行更精細分類別監(jiān)控才能反映真實設備運行情況。（2）設備更新、業(yè)務升級、監(jiān)控指標每年都會發(fā)生變化，有待及時更新并補充完善。（3）由于該平臺開發(fā)和應用時間不長，且有關業(yè)務和考核要求不斷變化，今后將結合反饋意見繼續(xù)不斷完善監(jiān)控平臺有關設備監(jiān)控、數據傳輸統計、實時預警等版塊功能和設計，更加貼合市級業(yè)務監(jiān)控需求，完善后再推廣應用。

參考文獻：

[1] 王會品，劉衛(wèi)華，張濤，等.氣象探測設備運行監(jiān)控系統的設計與實現 [J].安徽農業(yè)科學，2013，41（16）：7249-7251.

[2] 張東明，王志誠，汪章維.省級氣象裝備運行監(jiān)控系統設計開發(fā) [J].浙江氣象，2020，41（1）：35-38.

[3] 陳凱，吳健，程若虎.氣象綜合業(yè)務運行監(jiān)控和管理系統軟件的開發(fā)設計研究 [J].數字技術與應用，2019，37（7）：175-176+178.

[4] 郭英香，郭廣，蘇獻鋒，等.省市縣一體化氣象服務業(yè)務平臺的構建與實現 [J].青?？萍?，2019（1）：35-40.

[5] 王立柱，朱茜，宋麗俐.河南省氣象信息一體化監(jiān)控平臺的設計和應用 [J].氣象水文海洋儀器，2019（4）：48-51.

作者簡介：王柳青（1986—），男，漢族，江西玉山人，工程師，本科，研究方向：氣象信息與裝備保障、人影業(yè)務服務和管理等。