朱明宇，支 詢，張藝萌，徐慶喆，沙 莉，李 施

（1.遼寧省氣象裝備保障中心，遼寧 沈陽110166；2.鞍山市氣象局，遼寧 鞍山114000）

氣象計量是保證氣象觀測儀器設備質量和氣象要素計量標準傳遞的重要環(huán)節(jié)。對氣象觀測儀器進行科學、規(guī)范和高標準的計量，可以保證中國各氣象臺站觀測數(shù)據(jù)的準確性和一致性。對自動氣象站儀器設備進行檢定及核查，是提供準確的氣象觀測數(shù)據(jù)的重要技術保障。其中現(xiàn)場核查是日常驗證觀測設備及其測量系統(tǒng)性能的一項維護性工作[1]，旨在為區(qū)域自動氣象站在設備安裝、巡檢、維護、維修或更換部件后的核查提供技術依據(jù)，是保證區(qū)域自動氣象站觀測數(shù)據(jù)準確性的重要基礎工作[2]。因此實現(xiàn)氣象觀測儀器自動核查，建立地市級移動計量平臺具有十分重要的意義。

1 移動計量平臺研究意義

依據(jù)《綜合氣象觀測系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃（2014—2020年）》的文件精神，到2020年，建成地基、空基和天基觀測綜合集成，布局科學、技術先進、功能完善、運行可靠的綜合氣象觀測系統(tǒng)，全面實現(xiàn)觀測業(yè)務現(xiàn)代化，觀測要素、布局和時空分辨率適應預報服務需求[3]。

隨著中國綜合氣象觀測系統(tǒng)建設的推進，遼寧省遴選出238套6要素區(qū)域自動站納入省級保障業(yè)務之中，且全省1 600余個自動氣象站的現(xiàn)場核查工作也陸續(xù)開展，從氣象觀測自動化發(fā)展趨勢看，最重要的是要確保觀測數(shù)據(jù)準確性的同時，提升檢定及核查的自動化運行和管理水平[4]。

現(xiàn)階段遼寧省已為11個地市配備自動氣象站核查設備，具備開展自動氣象站現(xiàn)場核查能力，因此提高對檢定業(yè)務現(xiàn)場核查能力建設，健全標準器具及核查器具的管理，建立遼寧省地市級移動計量平臺，提升計量自動化水平及系統(tǒng)管理能力，為地市級相關計量業(yè)務的指導和比對奠定基礎勢在必行。

地市級移動核查流程示意圖如圖1所示。

圖1 地市級移動核查流程示意圖

2 移動計量平臺主要功能

遼寧省地市級移動計量平臺是一款為配合地市級移動校準維修系統(tǒng)建設完成的計量核查業(yè)務平臺，并可與現(xiàn)有3MS檢定業(yè)務平臺對接。

2.1 建立地市級移動計量平臺

平臺具有以下功能：①核查業(yè)務實時監(jiān)控，可以在互聯(lián)網(wǎng)上使用地圖查看數(shù)據(jù)[5]，顯示移動計量的任務軌跡，也可查看全省境內千余個臺站的計量情況；②儀器收發(fā)管理，包括送檢登記、儀器交接、儀器挑選；③業(yè)務操作管理，包括現(xiàn)場核查原始記錄導入、審核、批準以及核查報告打印；④設備管理，包括市區(qū)管理、站點管理、標準器管理、核查器具與被核查器具管理；⑤信息查詢，包括證書查詢、原始記錄查詢、標準器查詢、規(guī)程查詢、核查器具查詢、客戶信息查詢等；⑥超檢管理，包括未檢儀器報警、儀器超檢提示、標準器超檢提示；⑦任務管理，協(xié)調下發(fā)全年的計量工作任務給省局—地市局—區(qū)縣局—移動計量車，并設置任務反饋單發(fā)送及接收機制；⑧建立數(shù)據(jù)庫遠程接口和防火墻等，增設地市賬戶權限。

各地市局預留搭建通過VPN或者公網(wǎng)即可訪問遼寧省地市級移動計量平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。

2.2 與現(xiàn)有系統(tǒng)對接

遼寧省地市級移動計量平臺與現(xiàn)有的省級計量檢定3MS系統(tǒng)業(yè)務平臺功能相結合，實現(xiàn)檢定、核查的聯(lián)動及數(shù)據(jù)互通。為滿足此功能，使地市級移動計量維修系統(tǒng)客戶端向自動化檢定平臺WebApi接口發(fā)送請求，并帶上相應的請求參數(shù)，接口服務平臺接收請求，并進行驗證，驗證通過后進行數(shù)據(jù)返回，實現(xiàn)核查數(shù)據(jù)的歸口統(tǒng)一管理。所有數(shù)據(jù)封裝類型（TYPE）均以JSON格式，數(shù)據(jù)接收后各自按照本文檔的規(guī)范序列化報文。

該項目平臺與省級計量檢定3MS系統(tǒng)相結合，將現(xiàn)場核查流程與實驗室檢定流程二者整合，實現(xiàn)檢定、核查的聯(lián)動及數(shù)據(jù)互通，使標準器組管理、被核查器具的管理和自動站核查業(yè)務流程更加智能化、系統(tǒng)化。

3 移動計量平臺技術路線

項目研究分3個步驟，首先是全新搭建數(shù)據(jù)庫，其次是搭建業(yè)務平臺，最后是實現(xiàn)核查設備與業(yè)務平臺業(yè)務對接。遼寧省地市級移動計量平臺結構圖如圖2所示。

圖2 遼寧省地市級移動計量平臺結構圖

3.1 數(shù)據(jù)庫搭建

遼寧省地市級移動計量平臺是一款為配合2017年山洪地質災害防治氣象保障工程—市級移動校準維修系統(tǒng)而建設的一款計量業(yè)務平臺。經(jīng)前期調研得知，市級移動校準維修系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式為My SQL，但由于此數(shù)據(jù)模式兼容性較低，因此在進行遼寧省地市級移動計量平臺搭建時將SQL Server作為新數(shù)據(jù)庫格式。

數(shù)據(jù)庫是移動計量核查業(yè)務系統(tǒng)的核心部分，數(shù)據(jù)庫設計的好壞直接關系到系統(tǒng)運行的性能、可靠性和穩(wěn)定性[6]。數(shù)據(jù)庫表說明將與檢定有關的所有要素建立相應的數(shù)據(jù)表。基礎信息表包括用戶表、用戶權限表、儀器類型表、管理文件信息表、客戶信息表、檢測類型表、站點信息管理表等[7]。

數(shù)據(jù)庫采用了B/S五層架構技術，分別為DB（數(shù)據(jù)庫）層、DAL（數(shù)據(jù)訪問）層、Model（數(shù)據(jù)實體）層、BLL（業(yè)務邏輯）層、WEB表示層（UⅠ）。且由于系統(tǒng)采用了分層設計的方式，系統(tǒng)可以更好地適應客戶的不同需求，增強了系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。

3.2 移動計量業(yè)務平臺搭建

建立遼寧省地市級移動計量平臺，組建信息化系統(tǒng)，主要功能是結合地市級移動計量維修系統(tǒng)業(yè)務軟件，將地市級區(qū)域氣象觀測站現(xiàn)場核查數(shù)據(jù)進行接收、整理、保存、核查、審批并自動、系統(tǒng)、規(guī)范地搜集到數(shù)據(jù)庫并在業(yè)務平臺歸納展示，包括溫度、濕度、氣壓、啟動風速、風速、風向以及雨量等要素的核查數(shù)據(jù)以及相關地市信息、人員信息、標準器信息、核查器具信息、被核查器具信息等。并將該平臺與省級計量管理信息系統(tǒng)（3MS系統(tǒng)）業(yè)務平臺相結合，將現(xiàn)場核查流程與實驗室檢定流程二者整合，實現(xiàn)核查、檢定的聯(lián)動及數(shù)據(jù)互通，使標準器管理和被核查器具的管理都更加自動化、規(guī)范化，同時使得自動站核查業(yè)務流程更加智能化、標準化。進而實現(xiàn)省裝備保障中心對各地市計量檢定及校準核查業(yè)務工作的管理、指導和實時追蹤。

3.3 核查設備與業(yè)務平臺對接

各地市已配發(fā)現(xiàn)場核查業(yè)務PC機，并安裝地市級移動計量維修系統(tǒng)軟件客戶端，完成現(xiàn)場核查后，在廣域網(wǎng)通過SQL數(shù)據(jù)庫（SQL ServerⅠntegration Service）中可通過數(shù)據(jù)轉換方案（Data Transform Package）獲取市級移動校準維修系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，啟用服務引用模式（Service Reference）并選擇用HTTP網(wǎng)站的形式體現(xiàn)該平臺，實現(xiàn)核查設備與業(yè)務平臺對接。

4 應用情況及效益

遼寧省地市級移動計量核查平臺已在全省13個地市應用，于2019年3月開展自動氣象站核查業(yè)務工作，對自動氣象站（包括國家地面天氣站和區(qū)域氣象觀測站）溫度、濕度、氣壓、啟動風速、風速、風向及雨量各個要素的傳感器進行核查，并對核查的結果進行接收、整理、保存、核查、審批。截至2021年6月，平臺已收錄國家站62個，骨干站236個，區(qū)域站1 037個，接收全省地市級檢定及核查記錄1 860份，其中骨干站溫度傳感器檢定記錄1 333份，區(qū)域站現(xiàn)場核查527份。移動計量平臺使用界面如圖3所示。

圖3 移動計量平臺使用界面展示

該平臺的構建為省級裝備部門就各市縣自動氣象站傳感器核查工作提供了新思路，從管理角度系統(tǒng)地將核查涉及到的所有信息進行清晰的梳理，各地市在對各自行政區(qū)域內自動氣象站內傳感器進行核查時，會按照《區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場核查方法（試行）》正確錄入被核查器具的臺站信息、核查人員、校驗人員、標準器組信息、被核查器具信息等。核查結束后會發(fā)送核查報告及原始數(shù)據(jù)到該平臺。平臺會獲取并保存相關信息及原始記錄，方便對核查器具及被核查器具進行管理。通過該平臺可以清楚地了解各個地市核查工作完成的進度以及核查器具的詳細信息，如計量標準列表信息、標準器組信息、對應的超檢報警功能、相應的規(guī)程信息和詳細的被核查器具的核查報告與原始數(shù)據(jù)。

正所謂“工欲善其事，必先利其器”，推行氣象觀測自動化離不開每一個自動氣象站的每一個傳感器，因此確保每個傳感器的準確性、溯源性是其根本，而該平臺正是將整個核查業(yè)務的每個工作環(huán)節(jié)進行整理，每個信息進行采集，梳理成一個健全、完善的工作流程平臺，對自動氣象站核查乃至檢定都起到了推動作用[8]。通過現(xiàn)場核查業(yè)務的開展和遼寧省地市級移動計量核查平臺，保障了區(qū)域站傳感器的計量性能和數(shù)據(jù)準確性，對氣象服務保障及科研支撐都起到了重要的作用，衍生出的氣象預報及氣象服務產品，對農林漁牧業(yè)都有著重要的經(jīng)濟社會價值。

5 結束語

遼寧省地市級移動計量平臺的建設實現(xiàn)了全省國家氣象觀測站和省級氣象觀測站的傳感器平臺化管理。該平臺具有實時監(jiān)控、儀器收發(fā)、業(yè)務操作、設備管理、統(tǒng)計分析、信息查詢、超檢管理、系統(tǒng)管理多個功能，使氣象觀測站各項傳感器的管理更加科學化、系統(tǒng)化、智能化。平臺將區(qū)域站核查業(yè)務與國家站檢定業(yè)務結合，實現(xiàn)氣象計量業(yè)務歸一化管理，有利于氣象計量業(yè)務的科學管理；氣象傳感器信息從登記—挑選—計量業(yè)務—配發(fā)臺站實現(xiàn)完整的流程化管理，具有實時監(jiān)控功能以及超檢提示功能；核查及檢定的原始記錄、檢定規(guī)程和校準規(guī)范、核查報告及檢定證書等各種文字和圖表信息也可以通過平臺管理實現(xiàn)電子存儲、調用和查詢功能，以防紙質文檔的損壞、丟失；另外如果發(fā)生管理人員的更換或者職能改變，可方便業(yè)務的銜接。

通過資源共享，利用現(xiàn)代信息技術，科研開發(fā)結合為一體，有效開發(fā)、利用信息資源，全面實現(xiàn)檢定自動化、管理網(wǎng)絡化、決策智能化，運行標準化，實現(xiàn)檢定核查業(yè)務一體化、業(yè)務軟件與業(yè)務平臺雙數(shù)據(jù)庫對接、省市雙級計量業(yè)務平臺一體化，為氣象計量現(xiàn)代化建設及其科學管理提供新模式[9]。也使計量資源運行效率最大化，滿足日益增長的氣象探測儀器的計量保障任務。