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        氣象雙套站數(shù)據(jù)融合軟件的環(huán)境搭建及探討

        2021-11-15 06:27:02芮建文芮建梅郭鳳娟
        中低緯山地氣象 2021年5期
        關(guān)鍵詞:端口號采集器臺站

        芮建文,芮建梅,郭鳳娟

        (1.新疆維吾爾自治區(qū)哈密市氣象局,新疆 哈密 839000;2.新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市氣象局,新疆 克拉瑪依 834000)

        0 引言

        隨著氣象觀測現(xiàn)代化和智能化的迅速發(fā)展,目前全國所有氣象臺站基本已實(shí)現(xiàn)雙套自動(dòng)氣象站對比觀測,雙套站在觀測密度、采集速度、資料存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)上傳方面都具有極大的優(yōu)勢[1],在一定程度上解放了觀測員,推動(dòng)了氣象現(xiàn)代化的進(jìn)程[2]。如何將現(xiàn)用站(以下簡稱A站)和備份站(以下簡稱B站),在氣象數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測時(shí),互相融合成一組數(shù)據(jù)成為自動(dòng)氣象站亟需解決的問題[3]。本文依據(jù)氣象臺站工作實(shí)際,給出A站如何向B站進(jìn)行數(shù)據(jù)單向融合的軟件的環(huán)境搭建及其探討,對各臺站的數(shù)據(jù)融合具有一定的指導(dǎo)意義。

        1 雙套站數(shù)據(jù)單向融合的總體架構(gòu)

        由A站到備份站B站。當(dāng)B站數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常或缺測時(shí),A站數(shù)據(jù)主動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)至安裝在備份站上的雙套站數(shù)據(jù)融合軟件上,融合成一套完整的數(shù)據(jù)??傮w架構(gòu)見圖 1。

        圖1 數(shù)據(jù)單向融合的總體架構(gòu)圖

        2 雙套站數(shù)據(jù)融合軟件的環(huán)境搭建

        2.1 硬件環(huán)境搭建,確保硬件環(huán)境搭建無誤

        2.1.1 升級A站主采集器HY3000:將主采集器升級文件hy_aws拷貝至CF卡根目錄下,例如:X:hy_aws(盤符X視不同的電腦會(huì)有變化,可能是E、F、G、H)。將拷貝完成的CF卡插入主采集器CF卡插槽,將采集器重新上電,采集器通電后會(huì)自動(dòng)對主采集器內(nèi)部的采集程序進(jìn)行升級,升級完成后自動(dòng)重啟。當(dāng)采集器間隔幾秒發(fā)出嘀嘀蜂鳴聲后,表示主采集器升級完成。

        2.1.2 打開A站ISOS軟件,進(jìn)入維護(hù)終端界面,輸入VISITYPE 8命令,打開RS232-4口的輔助通訊功能,若返回值為T,則表示通訊串口打開成功(注意:VISITYPE與數(shù)字8之前需保留1位空格);在ISOS軟件上對A站HY3000中的參數(shù)進(jìn)行校對(經(jīng)緯度、觀測場拔海高度、氣壓傳感器拔海高度、濕度、風(fēng)向風(fēng)速)。如不正確,需進(jìn)行修改。

        2.1.3 在A站采集器機(jī)箱至B站串口服務(wù)器機(jī)箱之間鋪設(shè)一條鎧裝光纖;在A站采集器機(jī)箱內(nèi)加裝一塊MOXA光電轉(zhuǎn)換模塊,在防雷板的合適位置給模塊供電;在B站串口服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)加裝一塊MOXA光電轉(zhuǎn)換模塊,從機(jī)箱內(nèi)合適的位置給模塊供電。主采集器內(nèi)的RS232-4口至MOXA光電轉(zhuǎn)換模塊的通訊口的線路連接正確(注意RS232-4口的Rx線需接至MOXA端子上的Tx線樁;RS232-4口的Tx線需接至MOXA端子上的Rx線樁);B站串口服務(wù)器內(nèi)新鋪設(shè)的光纖使用1號芯接入新安裝的MOXA卡光纖通訊端子的Rx端口,2號芯接入MOXA卡光纖通訊端子的Tx端口。B站串口服務(wù)器內(nèi)MOXA端子接入串口服務(wù)器PORT口的接線方式:PORT口的Rx線需接至MOXA端子上的Tx線樁;PORT口的Tx線需接至MOXA端子上的Rx線樁。

        2.2 軟件環(huán)境搭建,確保與硬件環(huán)境相匹配

        圖2 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)

        主站質(zhì)量控制項(xiàng):當(dāng)軟件同時(shí)連接A、B站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),可對A站收到的常規(guī)要素進(jìn)行質(zhì)量控制,主要通過如下3種方法(區(qū)站號欄臺站設(shè)置成自己的區(qū)站號):

        ①異常數(shù)據(jù)替換:當(dāng)B站某個(gè)要素異常時(shí),會(huì)檢查A站數(shù)據(jù)是否正常,如果正常則替換之。

        ②整站替換:當(dāng)B站某個(gè)要素異常時(shí),用A站中可用的數(shù)據(jù)將B站數(shù)據(jù)全部替換。

        ③數(shù)據(jù)直連:軟件不對數(shù)據(jù)做任何處理,將收到的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給ISOS(注意:此次在主站質(zhì)量控制項(xiàng)我們選擇“異常數(shù)據(jù)替換”)。

        ISOS通信項(xiàng):如果業(yè)務(wù)平臺需要將數(shù)據(jù)發(fā)送給ISOS軟件勾選此選項(xiàng)。經(jīng)度:輸入臺站實(shí)際的經(jīng)度數(shù)據(jù),格式為“度 分 秒”(度分秒之間用空格隔開,例如“120 00 00”);緯度:輸入臺站實(shí)際的緯度數(shù)據(jù),格式同經(jīng)度格式;觀測場拔海高度:輸入臺站實(shí)際的觀測場拔海高度,保留1位小數(shù);氣壓計(jì)海拔高度:輸入臺站實(shí)際的氣壓計(jì)海拔高度,保留1位小數(shù);數(shù)據(jù)服務(wù)端口:當(dāng)業(yè)務(wù)平臺需要與遠(yuǎn)端SMOS通信時(shí),請?zhí)顚懸粋€(gè)可用的端口號(建議端口號范圍為1000~65535);SMOS遠(yuǎn)端IP:當(dāng)業(yè)務(wù)平臺需要與遠(yuǎn)端SMOS通信時(shí),填寫需要與之通信的SMOS的IP地址;SMOS端口:當(dāng)業(yè)務(wù)平臺需要與遠(yuǎn)端SMOS通信時(shí),填寫需要與之通信的SMOS的服務(wù)端口(注意:數(shù)據(jù)服務(wù)端口、SMOS遠(yuǎn)端IP、SMOS端口省局統(tǒng)一下發(fā)后再設(shè)置)。

        2.2.2 通信參數(shù)配置 主要的功能就是實(shí)現(xiàn)與ISOS軟件及遠(yuǎn)端設(shè)備間的通信,臺站需要根據(jù)ISOS軟件中“觀測項(xiàng)目掛接設(shè)置”里配置的相關(guān)自動(dòng)站設(shè)備來配置通信參數(shù),A站及B站相關(guān)設(shè)備都要一一對應(yīng)。具體通信參數(shù)設(shè)置,見圖3。

        圖3 通訊參數(shù)設(shè)置

        2.2.3 采集器通信配置 勾選需要通信的設(shè)備,例如A套站的“常規(guī)要素”,選擇通信方式,并設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)。通信方式選擇RS232方式。(注意RS232方式:選擇端口號和相應(yīng)的通信參數(shù),端口號即SMOPORT虛擬的串口)。

        2.2.4 ISOS軟件通信配置 在與ISOS軟件通信時(shí),確保在每個(gè)設(shè)備的命令端口和數(shù)據(jù)端口輸入相應(yīng)的端口號。注意:設(shè)置的命令端口與數(shù)據(jù)端口的范圍是從0~65535,在這個(gè)范圍內(nèi)都可以,但是有些特殊的比如:8000、8080、21、80、445、3389、8530等不要用。推薦使用命令端口為7020、數(shù)據(jù)端口為6020,如果需要設(shè)置多個(gè)命令端口和數(shù)據(jù)端口,依此類推設(shè)置不要重復(fù)。

        2.2.5 對時(shí)功能配置A站的常規(guī)要素設(shè)置中不要勾選“對時(shí)”,若勾選后會(huì)使采集器受多個(gè)ISOS軟件授時(shí),從而可能會(huì)造成采集器時(shí)鐘混亂,影響正常的數(shù)據(jù)采集。B站設(shè)置時(shí)要勾選“對時(shí)”。

        2.2.6 數(shù)據(jù)保存目錄 業(yè)務(wù)值守平臺軟件安裝設(shè)置完成后,臺站切勿急于進(jìn)行其它軟件安裝,看看軟件中是否有數(shù)據(jù)顯示,若有則證明軟件中參數(shù)設(shè)置和硬件改造均正常;若沒有數(shù)據(jù)則說明軟件參數(shù)設(shè)置或硬件改造中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,應(yīng)逐一核實(shí)檢查。

        2.2.7 關(guān)鍵的核心配置——XFrameFree環(huán)境配置 雙擊安裝程序,根據(jù)提示完成軟件安裝。軟件配置在開始菜單中找到“XFrame”的菜單,點(diǎn)擊右鍵 “以管理員身份運(yùn)行”;點(diǎn)擊“我的設(shè)備”,并選擇主菜單下的“模塊管理”→“添加模塊”;選擇“虛擬串口至TCP/IP、UDP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)”,配置虛擬串口到網(wǎng)絡(luò),見圖4。

        圖4 配置虛擬串口到網(wǎng)絡(luò)

        配置上述參數(shù)時(shí),串口號請檢查不要選擇已存在的串口號,遠(yuǎn)程服務(wù)器IP地址和端口號需要與業(yè)務(wù)值守平臺中的相一致,見圖5。

        圖5 參數(shù)配置保持一致

        點(diǎn)擊“確定”即完成了一個(gè)虛擬串口的配置,見圖6。

        圖6 虛擬串口的配置

        2.2.8 ISOS軟件安裝配置 ISOS軟件啟動(dòng)后,在左側(cè)樹形菜單中選擇新型自動(dòng)站,點(diǎn)擊右鍵,選擇通信參數(shù),將通信端口選擇為在“XFrame”中虛擬的端口,點(diǎn)擊保存。見圖7。

        圖7 ISOS軟件配置

        3 雙套站數(shù)據(jù)融合軟件的應(yīng)用探討

        從目前各個(gè)臺站反饋的情況來看,效果良好,作用明顯。后期雙向數(shù)據(jù)融合的實(shí)現(xiàn)勢必提高全省自動(dòng)站的可用率。智能系統(tǒng)的提升,為地面氣象觀測業(yè)務(wù)智能化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化和可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),使未來無人值守方案能夠得以實(shí)現(xiàn)、將更好地滿足氣象預(yù)報(bào)服務(wù)需求,為實(shí)現(xiàn)“預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”的要求提供強(qiáng)有力的科技支撐。

        4 結(jié)語

        ①通過各臺站試運(yùn)行情況可以看出:雙套站融合軟件的運(yùn)行對于提高數(shù)據(jù)的完整率(備份站),降低數(shù)據(jù)的缺測率(備份站)起到明顯的作用。當(dāng)備份站在運(yùn)行過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)異?;蛉睖y情況時(shí),融合軟件能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn),并主動(dòng)將現(xiàn)用站數(shù)據(jù)替換上來,確保了備份站數(shù)據(jù)的完整性。

        ②鑒于雙套站(現(xiàn)用站和備份站)同時(shí)出現(xiàn)故障的概率非常之低,融合軟件的運(yùn)行在很大程度上彌補(bǔ)了備份站在運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)缺測、數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象發(fā)生。

        ③由于此次融合是單向的,僅僅指現(xiàn)用站數(shù)據(jù)向備份站數(shù)據(jù)融合,并不是完全意義上的融合,接下來將進(jìn)一步對雙套站(現(xiàn)用站和備份站)互相融合、互為備份并且互不沖突的情況進(jìn)行研究,確?,F(xiàn)用站和備份站的數(shù)據(jù)“你中有我,我中有你”,確保數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享互補(bǔ)。

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