區(qū)域氣象觀測(cè)站信息監(jiān)控報(bào)警程序設(shè)計(jì)

祝光明,龍麗華,王 強(qiáng),謝露霞,劉 慶

(1.湖南省懷化市氣象局,湖南 懷化 418000;2.湖南省洪江市氣象局,湖南 洪江 418100; 3.湖南省芷江縣氣象局,湖南 芷江 419100)

區(qū)域氣象觀測(cè)站信息監(jiān)控報(bào)警程序設(shè)計(jì)

祝光明1,龍麗華1,王 強(qiáng)1,謝露霞2,劉 慶3

(1.湖南省懷化市氣象局,湖南 懷化 418000;2.湖南省洪江市氣象局,湖南 洪江 418100; 3.湖南省芷江縣氣象局,湖南 芷江 419100)

該程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)區(qū)域氣象觀測(cè)站運(yùn)行狀態(tài)、資料傳輸、突發(fā)災(zāi)害天氣等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能,并能在資料傳輸異常、站點(diǎn)狀態(tài)異?；蛘甙l(fā)生災(zāi)害天氣時(shí)提供報(bào)警服務(wù)以便及時(shí)提醒業(yè)務(wù)人員進(jìn)行相應(yīng)處理。

區(qū)域氣象觀測(cè)站;信息監(jiān)控;報(bào)警;設(shè)計(jì)

1 引言

區(qū)域氣象觀測(cè)站資料的應(yīng)用在業(yè)務(wù)服務(wù)當(dāng)中起著重要的作用,但還存在以下一些實(shí)際問(wèn)題:一種情況是由于廠家的數(shù)據(jù)庫(kù)只保存有站點(diǎn)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,歷史時(shí)段內(nèi)站點(diǎn)的狀態(tài)是否正常不得而知,歷史時(shí)段的雨量也就很難確信是否完整和正確了(因?yàn)闊o(wú)降水與缺資料二種情況不能區(qū)分);二是資料傳輸異常時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決從而影響到通信傳輸質(zhì)量;三是在災(zāi)害天氣 (特別是那種突發(fā)性的、局地性的強(qiáng)對(duì)流天氣)出現(xiàn)時(shí)沒(méi)能及時(shí)捕捉和服務(wù)。引起這些問(wèn)題的原因主要就是沒(méi)有一個(gè)好的監(jiān)控提醒手段,盡管廠家軟件對(duì)此做了一些考慮,但遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需要,完全可以自己通過(guò)編寫(xiě)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能程序,發(fā)現(xiàn)情況能及時(shí)報(bào)警提醒相關(guān)人員處理,減小或消除可能產(chǎn)生的不利影響,更好地發(fā)揮氣象現(xiàn)代化建設(shè)的效益。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

為了解決上述問(wèn)題,系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括了三個(gè)功能模塊:一是區(qū)域氣象觀測(cè)站的狀態(tài)信息監(jiān)控報(bào)警模塊,在站點(diǎn)斷線的情況下能及時(shí)將狀態(tài)信息保存,同時(shí)進(jìn)行報(bào)警;二是資料傳輸監(jiān)控報(bào)警模塊,能定時(shí)檢測(cè)臺(tái)站的到報(bào)數(shù),發(fā)現(xiàn)臺(tái)站資料傳輸異常(到報(bào)率未達(dá)到設(shè)定參數(shù)值)情況時(shí)能及時(shí)報(bào)警;三是災(zāi)害天氣實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警模塊,能在監(jiān)測(cè)到災(zāi)害天氣的情況下及時(shí)報(bào)警提示業(yè)務(wù)人員,爭(zhēng)取服務(wù)主動(dòng)權(quán),將可能引發(fā)的自然災(zāi)害損失減少到最低程度。系統(tǒng)框架如圖 1所示。

圖 1 系統(tǒng)總體框架

由于監(jiān)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性,要求常駐內(nèi)存運(yùn)行,采用定時(shí)器觸發(fā)機(jī)制,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各種指標(biāo)值,將其與已設(shè)定的指標(biāo)門(mén)限閥值參數(shù)進(jìn)行對(duì)比判斷是否達(dá)到報(bào)警條件需要報(bào)警,同時(shí)將統(tǒng)計(jì)日志保存入庫(kù),以便查詢(xún)、分析和導(dǎo)出。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 區(qū)域氣象觀測(cè)站狀態(tài)信息監(jiān)控報(bào)警

區(qū)域氣象觀測(cè)中心站軟件每隔一定時(shí)間就會(huì)向各個(gè)站點(diǎn)發(fā)送采集指令,如果沒(méi)有獲得站點(diǎn)回執(zhí)信息,則表明該站點(diǎn)處于離線狀態(tài),此時(shí)中心站軟件會(huì)將采集器狀態(tài)信息表中該站點(diǎn)標(biāo)識(shí)為“離線”,相反則標(biāo)識(shí)為“在線”,后一時(shí)刻的狀態(tài)信息將覆蓋前一時(shí)刻,也就是說(shuō)在狀態(tài)信息表中始終都只有最近一次采集時(shí)的狀態(tài)值,不能夠獲取歷史時(shí)段的狀態(tài)信息。該系統(tǒng)做到每隔一個(gè)周期定時(shí)觸發(fā)一次狀態(tài)情況統(tǒng)計(jì),當(dāng)統(tǒng)計(jì)的離線站點(diǎn)數(shù)超過(guò)了參數(shù)中設(shè)定的離線站數(shù)門(mén)限值時(shí),便立即進(jìn)行報(bào)警,提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理,同時(shí)將狀態(tài)統(tǒng)計(jì)情況保存入庫(kù),可供查詢(xún)、分析和導(dǎo)出操作,如圖 2所示就是某一時(shí)刻的離線站點(diǎn)情況。有了這個(gè)歷史狀態(tài)查詢(xún)功能,就能夠判斷歷史時(shí)段的雨量準(zhǔn)不準(zhǔn)確 (如果站點(diǎn)狀態(tài)一直正常在線,那么資料就是完整正確的)。

圖 2 區(qū)域氣象觀測(cè)站離線站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

3.2 區(qū)域氣象觀測(cè)站資料傳輸監(jiān)控報(bào)警

目前,區(qū)域氣象觀測(cè)站的資料傳輸流程是:首先由區(qū)域中心站負(fù)責(zé)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集、入庫(kù),每小時(shí)均會(huì)形成一個(gè)或多個(gè)報(bào)文文件上傳至省局服務(wù)器,省局會(huì)對(duì)接收到的文件進(jìn)行判斷,格式正確的才進(jìn)行入庫(kù)、轉(zhuǎn)發(fā)和備份,在此過(guò)程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)有問(wèn)題均可能導(dǎo)致資料逾限或丟失。為了對(duì)資料傳輸情況進(jìn)行有效地監(jiān)控,系統(tǒng)采用多線程、內(nèi)存流等多種技術(shù),每隔一定時(shí)間便登錄到省局服務(wù)器的資料備份目錄下查詢(xún)?cè)摃r(shí)次本地區(qū)已上傳的資料,并獲得其中已到報(bào)文的站點(diǎn)信息,如果到報(bào)站點(diǎn)個(gè)數(shù)低于參數(shù)中設(shè)定的到報(bào)數(shù)門(mén)限值,便立即進(jìn)行報(bào)警提醒業(yè)務(wù)人員進(jìn)行相應(yīng)處理,這就能防止出現(xiàn)那種連續(xù)多個(gè)小時(shí)資料傳輸異常卻沒(méi)能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象,有力地保障了資料傳輸質(zhì)量。

在此要說(shuō)明的一點(diǎn)就是考慮到在實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程中,要想穩(wěn)定達(dá)到 100%的到報(bào)率是幾乎不可能的,只能說(shuō)基本穩(wěn)定在多少以上就算正常,所以這個(gè)“到報(bào)數(shù)門(mén)限值”參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整,設(shè)計(jì)此功能模塊的主要意圖就是防止那種超乎異常的缺報(bào)或逾限報(bào)情況發(fā)生。

3.3 災(zāi)害天氣實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警

我們的區(qū)域站資料采用 SQL2000數(shù)據(jù)庫(kù),在全市范圍內(nèi)共享,客戶(hù)端軟件則分布于各個(gè)用戶(hù)單位。由于各用戶(hù)對(duì)災(zāi)害天氣實(shí)時(shí)報(bào)警的需求各不相同,因此,系統(tǒng)報(bào)警規(guī)則采用 Access2000數(shù)據(jù)庫(kù)保存在本地,用戶(hù)可根據(jù)自己的實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警規(guī)則。在實(shí)際使用中,報(bào)警規(guī)則的設(shè)定還是應(yīng)該遵照一定的原則進(jìn)行,不要隨意亂設(shè)。報(bào)警規(guī)則的設(shè)置界面如圖 3所示。

圖 3 報(bào)警規(guī)則設(shè)置

系統(tǒng)災(zāi)害天氣實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警功能綜合考慮了多種場(chǎng)合的需要。①監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)可設(shè)定多條報(bào)警規(guī)則,每條報(bào)警規(guī)則可設(shè)定多個(gè)組合條件,組合條件可以是累計(jì)降水、區(qū)域面雨量、最高氣溫、最低氣溫、大風(fēng)等;②報(bào)警規(guī)則中可設(shè)定不同的報(bào)警等級(jí)(藍(lán)、黃、橙、紅 4種);③報(bào)警可以播放聲音、PC喇叭、屏幕突出顯示信息等方式提醒相關(guān)人員,并預(yù)留有短信、電子顯示屏等服務(wù)手段接口。

系統(tǒng)每隔一定時(shí)間自動(dòng)判定報(bào)警規(guī)則是否滿(mǎn)足,如若滿(mǎn)足報(bào)警條件且在該規(guī)則的有效時(shí)間內(nèi)還未曾報(bào)警時(shí)則立即啟動(dòng)報(bào)警 (即在有效時(shí)間內(nèi)同一規(guī)則不會(huì)重復(fù)報(bào)警),提醒相關(guān)人員進(jìn)行預(yù)警服務(wù)。從理論技術(shù)角度來(lái)說(shuō),只要報(bào)警規(guī)則設(shè)計(jì)得當(dāng),是完全能夠捕捉那種災(zāi)害天氣并及時(shí)提供預(yù)報(bào)服務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

區(qū)域氣象觀測(cè)站資料的應(yīng)用在氣象服務(wù)當(dāng)中發(fā)揮了重要作用,但在實(shí)際使用當(dāng)中還是存在一些問(wèn)題,做好一個(gè)完善的信息監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)將是解決這些問(wèn)題的有效措施。懷化市氣象臺(tái)使用本系統(tǒng)已有 3a的時(shí)間,在實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)域站運(yùn)行狀態(tài)、資料傳輸、災(zāi)害天氣等方面收到了良好的效果。的一些問(wèn)題,總結(jié)了城市熱島的基本規(guī)律,并提出了面向國(guó)家生態(tài)園林城市的城市熱島研究方案。其主要結(jié)論和建議如下:

①重慶市目前的城市熱島的分析統(tǒng)計(jì)口徑不一致,差異也較大。應(yīng)當(dāng)根據(jù)國(guó)家生態(tài)園林城市的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有針對(duì)性的開(kāi)展城市熱島研究,得出權(quán)威的、準(zhǔn)確的城市熱島現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果。

②重慶市內(nèi)地形復(fù)雜,山巒起伏,江河縱橫,熱島效應(yīng)的分布也比較復(fù)雜。但山脈和江河的存在,對(duì)城市熱島的主要作用可能是抑制作用,因此需要通過(guò)高分辨率數(shù)值模式開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)研究,明確其在創(chuàng)建國(guó)家生態(tài)園林城市中的利、弊作用。

③重慶市的城市規(guī)劃和園林綠化防控城市熱島的科學(xué)依據(jù)還不完善。因此建議根據(jù)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)基本規(guī)律和防控城市熱島的措施,為城市規(guī)劃和園林綠化提供參考。

圖 1 城市熱島研究方案示意圖

[1] 任啟福 .重慶城市熱島效應(yīng)[J].重慶環(huán)境科學(xué),1992, 14(3):37-41.

[2] 李子華,唐斌,任啟福 .重慶市區(qū)冬季熱島和濕島效應(yīng)的研究[J].地理學(xué)報(bào),1993,48(4):358-366.

[3] 何澤能,李永華,陳志軍,等 .重慶市 2006年夏季城市熱島分析[J].熱帶氣象學(xué)報(bào),2008,24(5):527-532.

[4] 王艷姣,張培群,董文杰,等 .基于MOD IS數(shù)據(jù)的重慶市地表熱環(huán)境效應(yīng)研究 [J].環(huán)境科學(xué)研究,2008,21(3):98 -103.

[5] 易佳,田永中,高陽(yáng)華,等 .基于 RS的山地城市熱島效應(yīng)及其與土地覆被變化關(guān)系研究 -以重慶市主城區(qū)為例[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(6):62-69.

[6] 但尚銘,安海鋒,但玻,等 .基于AVHRR和DEM的重慶城市熱島效應(yīng)分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2009,18(7):680 -685.

[7] 李成范,劉嵐,周廷剛,等.基于定量遙感技術(shù)的重慶市熱島效應(yīng)[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2009,18(1):60-65.

[8] 何澤能,李永華,白瑩瑩 .重慶市 2006年夏季城市熱島模擬研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(5):2464-2465,2495.

TP311

B

2010-09-10

祝光明 (1973-),男,高工,主要從事氣象網(wǎng)絡(luò)通信工作。

1003-6598(2010)增刊 -0212-02