閆 平

內(nèi)蒙古自治區(qū)大氣探測技術(shù)保障中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051

自1999年我國第一個自動氣象站正式投入業(yè)務運行以來，到2020年，我國地面氣象觀測自動化改革從全國試運行切換調(diào)整為正式業(yè)務運行，邁入地面氣象觀測全面自動化時代。信息技術(shù)、自動化技術(shù)的大力應用使氣象站采集的氣象數(shù)據(jù)滿足了實時性、完整性等諸多需求。但是在氣象站運行期間，發(fā)現(xiàn)運行系統(tǒng)與一些零部件經(jīng)常會出現(xiàn)不同類型的故障，導致采集的數(shù)據(jù)不能持續(xù)，或不能完整顯示。

為了解決上述問題，氣象部門應構(gòu)建綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)，針對氣象站運行過程進行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，保證氣象監(jiān)測效率。同時，構(gòu)建綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)，還可以提高氣象數(shù)據(jù)信息的傳播效率，獲取到精準的氣象信息，切實提高氣象服務實力?；诖?，圍繞綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)展開分析，介紹系統(tǒng)實際應用價值、基本特性、運行流程，從系統(tǒng)構(gòu)建、系統(tǒng)運行、監(jiān)控業(yè)務執(zhí)行3個方面做出論述，了解綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)實際應用要點。

1 綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)的應用價值

1.1 為氣象站的持續(xù)運行保駕護航

綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)對氣象站持續(xù)性運轉(zhuǎn)具有很好的保障作用?，F(xiàn)階段，自動化氣象站采集數(shù)據(jù)已經(jīng)達到自動化與實時性的要求，持續(xù)性采集氣象數(shù)據(jù)可以為所在區(qū)域分析氣象特征提供支持。構(gòu)建綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)可以在已有的監(jiān)控范圍內(nèi)增加自動化氣象站更加細節(jié)的設(shè)備運行內(nèi)容，監(jiān)督系統(tǒng)設(shè)備實際運行狀態(tài)，使系統(tǒng)運行效果達到最佳，也有利于獲取自動化氣象站運維所需的數(shù)據(jù)[1]。因此，發(fā)揮綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)實時性監(jiān)督優(yōu)勢，更有利于加強氣象站運行的穩(wěn)定性，保證最佳的持續(xù)性運行效果。

1.2 提高數(shù)據(jù)觀測的質(zhì)量

通過綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)可以提高氣象站數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量。在對綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)進行應用的過程中，所有設(shè)備運行標準已經(jīng)恒定。若設(shè)備運行、恒定標準有出入，系統(tǒng)會自動發(fā)出預警，通知技術(shù)人員及時維修[2]。通過這種實時監(jiān)控，能確保設(shè)備一直在優(yōu)質(zhì)狀態(tài)下運行。所謂優(yōu)質(zhì)運行狀態(tài)，即不會影響到設(shè)備采集數(shù)據(jù)的功能，保證氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量，為區(qū)域氣象數(shù)據(jù)分析提供參考。

2 監(jiān)控系統(tǒng)運行分析

應用綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)是優(yōu)化自動氣象站各項運行功能的有效措施。在監(jiān)控系統(tǒng)運行期間，必須重點分析其性能，這主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部包含所有設(shè)備的運行；另一方面，系統(tǒng)面對問題的解決與處理[3]。業(yè)務人員應具備較高的專業(yè)技術(shù)水平、扎實的氣象專業(yè)知識基礎(chǔ)，確保監(jiān)控系統(tǒng)運行期間能及時處理突發(fā)性問題，以免氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行受阻。另外，氣象部門必須提高服務質(zhì)量，組織業(yè)務人員進行專業(yè)技能培訓，確保所有業(yè)務人員都能熟練操作監(jiān)控系統(tǒng)的氣象服務，最大限度地發(fā)揮綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢?；诖?，針對監(jiān)控系統(tǒng)運行，分別從通信系統(tǒng)安全、臺站主要任務及預報服務方面進行討論。

2.1 通信系統(tǒng)安全

開始運行綜合氣象觀測監(jiān)控系統(tǒng)之后，為了保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定，最為重要的是要確保通信系統(tǒng)安全。只有系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，方可快速傳輸監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)信息。要想保證通信系統(tǒng)安全，務必注意以下3個方面。

第一，在計算機系統(tǒng)中安裝防病毒軟件，定期升級安全軟件，定期安排殺毒，以免病毒入侵干擾，威脅通信系統(tǒng)安全。如果電源發(fā)生故障，一般情況下會選擇UPS發(fā)電機作為應急處理設(shè)備[4]。

第二，要想保證通信系統(tǒng)的安全性，還需組織所有業(yè)務人員參與培訓。氣象部門應定期安排業(yè)務培訓，提高氣象站業(yè)務人員的業(yè)務水平、業(yè)務操作熟練程度。要求業(yè)務人員在面臨突發(fā)狀況時必須能冷靜處理，以免氣象監(jiān)測進度受突發(fā)情況的影響，阻礙氣象數(shù)據(jù)信息的及時傳輸。業(yè)務人員應熟練了解操作環(huán)節(jié)的所有流程，能快速處理一些突發(fā)性事件[5]。

第三，還需保證監(jiān)控系統(tǒng)在日常運行期間，網(wǎng)絡、電視機的狀態(tài)良好，如果需要調(diào)取氣象信息資料，可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡共享平臺獲取。

2.2 臺站主要任務及預報服務

綜合氣象觀測系統(tǒng)運行監(jiān)控系統(tǒng)最為直觀的作用是為氣象觀測設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)、氣象觀測業(yè)務正常推進提供保障，屬于業(yè)務應用系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)由設(shè)備運行監(jiān)控、維護維修信息管理、裝備供應保障業(yè)務信息管理、站網(wǎng)信息管理等各個子系統(tǒng)組成，具有實時發(fā)布氣象數(shù)據(jù)信息、綜合評估、系統(tǒng)管理與維護等一系列功能?，F(xiàn)階段，比較常用的監(jiān)控設(shè)備以天氣雷達、探空系統(tǒng)和國家級自動氣象站為主，其中國家級自動氣象站包括國家基準氣候站、國家基準氣候站、國家基本氣象站、國家一般氣象站。氣象站安排值班人員實時觀察綜合氣象觀測系統(tǒng)運行監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)，如“系統(tǒng)報警”“數(shù)據(jù)異常”“無錯誤”等，若已經(jīng)發(fā)生故障卻不能確定具體原因，需及時聯(lián)系省級保障業(yè)務部門，協(xié)同技術(shù)人員分析解決。如果本站至省級網(wǎng)絡通信線路存在異常故障，也需要聯(lián)系省級部門協(xié)同解決[6]。

氣象自動站內(nèi)部設(shè)備、氣象觀測設(shè)備均可正常運轉(zhuǎn)，按照綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)定，提前準備好備份儀器，且備份儀器必須正常運轉(zhuǎn)。針對可能出現(xiàn)汛期的時間段，必須組織所有業(yè)務人員參加技術(shù)培訓，使業(yè)務人員能夠熟練掌握基礎(chǔ)業(yè)務知識、管理制度要求。此外，時刻檢查預報員預警發(fā)布系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象發(fā)報系統(tǒng)等其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，確保系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。未進入汛期時，氣象服務中心應安排業(yè)務人員學習，使其掌握基礎(chǔ)的業(yè)務知識，學會操作預警發(fā)布平臺的各項功能，保證進入汛期前可以做好各項準備及服務工作[7]。按照基本要求提前安排好汛期排班，業(yè)務人員必須24 h連續(xù)值班，按照實際情況及時發(fā)布氣象預報預警信號，對災害性天氣，如臺風、暴雨等，應加大觀測力度，使氣象部門能夠向政府部門快速傳遞氣象數(shù)據(jù)信息，便于相關(guān)部門及時啟動應急預案。

當?shù)貧庀蟛块T還需面對所有突發(fā)情況組建專業(yè)處理團隊。團隊中應包含全局部署領(lǐng)導人員和專業(yè)技術(shù)人員等，按照上級領(lǐng)導提出的要求，結(jié)合突發(fā)性問題編制應急處理方案[8]。若在監(jiān)控系統(tǒng)運行期間發(fā)生突發(fā)性事故，團隊成員一方面應服從領(lǐng)導做出的安排，另一方面還要保證24 h待命，針對突發(fā)情況展開綜合分析，總結(jié)事故原因、嚴重程度，提出實際效果最為理想的應急對策，保證綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)運行的高效率與穩(wěn)定性，提高氣象數(shù)據(jù)信息傳輸效率和精準性。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程分析

3.1 監(jiān)控請求

當客戶向全網(wǎng)或氣象站提出監(jiān)控申請，便會自動啟動WEB應用程序，與服務器連接，請求專業(yè)服務。氣象站檢查業(yè)務請求符合法律規(guī)定，便會有監(jiān)控服務對象自動生成，面向監(jiān)控服務對象展開相應的初始化作業(yè)。初始化操作結(jié)束后，重新返回監(jiān)控服務對象相應的WEB應用程序，此時WEB應用程序顯示為無狀態(tài)性。因為在監(jiān)控過程中必須保證業(yè)務服務器監(jiān)控對象始終存在，而且WEB應用程序也必須快速確定監(jiān)控服務對象，因此務必加大對監(jiān)控對象的管理力度[9]。當與客戶端相連接之后，依然可以保持“存在”的狀態(tài)，針對監(jiān)控服務對象自動生成ID號，后期便可通過監(jiān)控服務對象ID號快速確定監(jiān)控對象，提高監(jiān)控系統(tǒng)運行效率。

3.2 實時數(shù)據(jù)的產(chǎn)生

監(jiān)控中心受監(jiān)控服務對象的影響，訂閱系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息會有相應的類型觸發(fā)事件。一方面省級氣象中心站負責氣象數(shù)據(jù)信息傳遞，另一方面也負責激活監(jiān)控系統(tǒng)，獲得事件傳輸數(shù)據(jù)信息，自動生成實時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息。

3.3 WEB頁面的刷新

系統(tǒng)提出請求之后，自動生成監(jiān)控服務對象ID號，此時WEB應用程序通過省級中心

服務器便可得出相對應的監(jiān)控服務對象。監(jiān)控服務對象在有關(guān)信息中提取緩存的氣象數(shù)據(jù)，隨后便可刷新頁面[10]。

3.4 對觀測點遠程操作

觀測點遠程處理期間，WEB應用程序連接省級中心服務器，采集、獲取監(jiān)控服務對象。自動站傳輸操作命令，主要通過自動站接1∶1對象，利用遠程自動設(shè)備實時傳輸。發(fā)出的命令得到響應后，會觸發(fā)被訂閱命令對應事件，刷新頁面之后重新返回至結(jié)果。

3.5 監(jiān)控結(jié)束

完成上述所有監(jiān)控流程即監(jiān)控結(jié)束，系統(tǒng)自動關(guān)閉監(jiān)控頁面。

4 綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)的應用分析

4.1 系統(tǒng)構(gòu)建

綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)實踐應用過程中，必須保證系統(tǒng)完整性。這就需要做好監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)的完善工作?；诋斍皻庀蟊O(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，該系統(tǒng)涉及地面觀測與地基遙感系統(tǒng)、空基遙感系統(tǒng)、天基遙感系統(tǒng)?？栈b感系統(tǒng)的觀測平臺主要是氣球、飛機，天基遙感系統(tǒng)觀測平臺則包括低軌、高軌衛(wèi)星。搭建上述3個系統(tǒng)需要發(fā)揮出系統(tǒng)之間的連接作用，展開全方位監(jiān)控。監(jiān)控對象有國家級與區(qū)域級的自動氣象站、雷電觀測站、土壤水分觀測站、探空站等。

針對地面觀測與地基遙感系統(tǒng)、空基遙感系統(tǒng)、天基遙感系統(tǒng)實際搭建情況，建議做到以下兩點：（1）優(yōu)化硬件設(shè)備，各個系統(tǒng)的構(gòu)建務必要提前準備好相應的硬件設(shè)備，滿足硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行需求，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障；（2）軟件優(yōu)化設(shè)計，軟件對于系統(tǒng)穩(wěn)定運行、展現(xiàn)聯(lián)動作用來說是非常重要的工具，在系統(tǒng)建構(gòu)期間，務必要優(yōu)化設(shè)計軟件與相應程序。

4.2 系統(tǒng)運行

構(gòu)建綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)的一系列工作結(jié)束之后，需充分展現(xiàn)出監(jiān)控系統(tǒng)效能，嘗試運行系統(tǒng)。一般系統(tǒng)運行共分為3個流程。首先，啟動系統(tǒng)。立足于綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)運行的維度，運行效果與3個啟動流程有密切聯(lián)系。啟動系統(tǒng)必須保證3個子系統(tǒng)一致。換言之，在相同時間范圍內(nèi)同時啟動3個系統(tǒng)，如此一來，3個子系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)也可保證一致，更有利于提高氣象站故障與問題分析、解決效率。其次，優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)運行過程。綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)之間相輔相成，所以必須針對各個子系統(tǒng)的運行關(guān)鍵，及時展開優(yōu)化與調(diào)整，確保所有子系統(tǒng)之間能夠互補。最后，系統(tǒng)聯(lián)動化運用。針對綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)進行運行調(diào)試，一旦在運行過程中發(fā)現(xiàn)故障，業(yè)務人員應及時討論分析、解決，確保系統(tǒng)監(jiān)控過程與監(jiān)控結(jié)果準確。這就需要對系統(tǒng)運行過程做出處理，以便提高系統(tǒng)運行實際效能。

4.3 監(jiān)控業(yè)務執(zhí)行

綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)在運行初期主要是落實氣象站的各項監(jiān)控業(yè)務。第一，提前確定待監(jiān)控內(nèi)容。基于已知內(nèi)容，監(jiān)控系統(tǒng)需要監(jiān)控的氣象設(shè)備比較多，設(shè)備本身也分別對應了不同的級別，必須對各個設(shè)備以及所在級別確定需要監(jiān)控的內(nèi)容，保證系統(tǒng)監(jiān)控的全面性與完整性。第二，明確監(jiān)控標準規(guī)范。系統(tǒng)在實施監(jiān)控過程中，判斷氣象站相關(guān)設(shè)備異常必須有明確的標準，這直接關(guān)系到采集監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效性。建議結(jié)合氣象設(shè)備運行特征、運行需求，制定判斷標準，尤其需要在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)明確判斷標準。在規(guī)范標準的作用下，系統(tǒng)監(jiān)控效能也會隨之增強。換言之，綜合氣象觀測運行監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)在運行過程中，針對監(jiān)控業(yè)務的執(zhí)行，務必保證內(nèi)容完整，且要有清晰的標準，方可保證監(jiān)控業(yè)務恒定落實，彰顯系統(tǒng)監(jiān)控效果[11-14]。

5 結(jié)束語

綜合氣象觀測監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)是實現(xiàn)氣象站自動化運行的重要組成部分。監(jiān)控系統(tǒng)可以對氣象站內(nèi)所有設(shè)備進行實時監(jiān)控，掌握最新的氣象數(shù)據(jù)信息，通過分析監(jiān)控所得信息，判斷設(shè)備運行狀態(tài)以及是否存在故障。另外，一旦氣象站運行中出現(xiàn)突發(fā)性事件，也可以利用綜合氣象觀測監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)采集到的氣象數(shù)據(jù)做出分析，提出最優(yōu)的解決辦法，確保各項監(jiān)控業(yè)務得以有效落實，提高氣象監(jiān)控水平，保證氣象站運行與服務質(zhì)量，從而為所在地區(qū)的氣象部門提供精準的氣象數(shù)據(jù)信息，為氣象觀測業(yè)務信息化、智能化提供助力。