本溪市區(qū)域自動站報警系統(tǒng)分析

孫秀恒++李冰++汪貴彬++董寶磊++張翹

摘要 通過對區(qū)域自動站CAWSAnyWhere Server 2013軟件 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提取，應(yīng)用相關(guān)編程知識編寫程序，通過對SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫10 min數(shù)據(jù)的提取并進行判斷，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的缺測和異常，并報警。報警提示缺測數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)異常的區(qū)域站名稱、元素和開始時間。

關(guān)鍵詞 區(qū)域自動站；數(shù)據(jù)庫；報警系統(tǒng)；遼寧本溪

中圖分類號 P415.1+2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）24-0216-02

Analysis on Regional Automatic Station Alarm System in Benxi City

SUN Xiu-heng LI Bing WANG Gui-bin DONG Bao-lei ZHANG Qiao

（Benxi Meteorological Bureau in Liaoning Province，Benxi Liaoning 117000）

Abstract Based on data extracted from SQL Server 2005 database of the CAWSAnyWhere Server 2013 software of regional automatic station，program was written using programming knowledge. Through the extraction and judgement of 10 minutes data from SQL Server 2005 database，missing and abnormal data was found.The names of regional stations whose data was missing or abnormal were alarmed，as well as the elements and the start time.

Key words regional automatic station；database；alarm system；Benxi Liaoning

我國是世界上氣候變化較大的地區(qū)之一，氣象災(zāi)害出現(xiàn)的頻率很高，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，氣象災(zāi)害的影響越來越廣泛，造成的經(jīng)濟損失也越來越大[1]。區(qū)域自動氣象站是氣象現(xiàn)代化建設(shè)的必要基礎(chǔ)，是氣象防災(zāi)減災(zāi)預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分。目前，中國氣象局已經(jīng)建成了總數(shù)達33 000余套的省級臺站區(qū)域自動氣象觀測網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上要進一步加大區(qū)域自動站的建設(shè)力度和建設(shè)的針對性，計劃在未來3～5年內(nèi)建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及以下加密自動站3萬余套，以滿足氣象服務(wù)的需求，大量自動站的建立將給設(shè)備的維護和保障工作帶來巨大的挑戰(zhàn)[2]。區(qū)域自動氣象站觀測系統(tǒng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，用于測量風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、大氣壓力、降雨量等多個要素，具有氣象監(jiān)測等多種功能。提高了觀測效率，減輕了觀測人員的勞動強度。該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、檢測精度高、無人職守、抗干擾能力強、軟件功能豐富、便于攜帶、適應(yīng)性強等方面特點[3-4]，廣泛應(yīng)用于氣象站建設(shè)、農(nóng)林氣候監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、公路和鐵路運營及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與科學(xué)研究，適合于野外使用。

區(qū)域自動站是一種自動觀測和傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備。從近年來統(tǒng)計的資料正確率分析，在采集獲得的總數(shù)據(jù)中異常和缺測數(shù)據(jù)的占有量為0.1%，但對于本單位和氣象資料用戶的影響還是很大[5]。因此，通過開發(fā)此系統(tǒng)及時解決數(shù)據(jù)長時間缺測的問題。

1 本溪市區(qū)域自動站概況

本溪地區(qū)共有區(qū)域自動站59個，其中單要素站19個，2要素站16個，4要素站22個，5要素站1個，8要素站1個（表1、圖1）。單要素站觀測項目為雨量；2要素站觀測項目為雨量、溫度；4要素站觀測項目為雨量、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速；5要素站觀測項目為雨量、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度；8要素站觀測項目為雨量、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、相對濕度、淺層地溫、深層地溫。

由于本溪地區(qū)區(qū)域自動站分布廣大多遠(yuǎn)離市區(qū)、數(shù)量多、觀測項目多且數(shù)據(jù)處理量較大，很多時候不能及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及處理相應(yīng)問題，導(dǎo)致傳輸及時率下降。因此，開發(fā)此系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)區(qū)域站數(shù)據(jù)問題，及時處理，最大限度提高傳輸及時率。

2 研究內(nèi)容

通過對CAWSAnyWhere Server 2013軟件 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提取，應(yīng)用相關(guān)編程知識編寫程序，通過對SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫10 min數(shù)據(jù)的提取并進行判斷，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的缺測和異常，并報警。報警提示缺測數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)異常的區(qū)域站名稱、元素和開始時間。

3 技術(shù)分析

本程序采用經(jīng)典的3層架構(gòu)，分為表現(xiàn)層、邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層。表現(xiàn)層：負(fù)責(zé)用戶的交互操作。通過調(diào)用邏輯層，將數(shù)據(jù)處理結(jié)果展現(xiàn)給改程序軟件的使用者。邏輯層：分為業(yè)務(wù)處理和實體類，將用戶需求進行業(yè)務(wù)整合，調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層，將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中取出，進行增刪改查。數(shù)據(jù)訪問層：通過封裝微軟提供的數(shù)據(jù)庫操作接口，對數(shù)據(jù)庫進行訪問（圖2）。

3.1 系統(tǒng)界面

定時刷新設(shè)備情況，做到準(zhǔn)實時地獲取設(shè)備數(shù)據(jù)、展示設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。讀取數(shù)據(jù)時間分為整點后的1 min和3 min。點擊開始程序開始運行。數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題時，狀態(tài)顯示為缺報且變成紅色（圖3），并有報警提示音樂響起。

3.2 極值限定

根據(jù)地面觀測規(guī)范和本溪自動站設(shè)置參數(shù)設(shè)定極值區(qū)間：氣溫-40～45 ℃，10 min雨量0～200 mm，氣壓8 600～10 888 Pa，濕度0～100%，風(fēng)速0～25 m/s，地溫-60～80 ℃。

4 應(yīng)用效果

在此系統(tǒng)運行期間，首先區(qū)域站數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常和缺測時及時發(fā)現(xiàn)并報警，提示相關(guān)人員進行處理。大大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及時率。同時，也提高區(qū)域自動站的維修效率，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，提醒維護人員定期巡檢儀器，提醒維護人員對電量低的電池進行更換。

5 參考文獻

[1] 孟昭輝，李慶軍.自動氣象站綜述[J].氣象水文海洋儀器，2009（4）：54-56.

[2] 梁海河，孟昭林，張春暉，等.綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統(tǒng)[J].氣象，2011（10）：1292-1300.

[3] 李寧，馮利平，白蕤，等.自動氣象站氣象信息實時顯示查詢系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2015（7）：30-35.

[4] 曹曉波，王雙喜.自動氣象站在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2015（6）：48-49.

[5] 陳璐.北京地區(qū)自動氣象站數(shù)據(jù)異常因素分析[C]//中國氣象學(xué)會.第28屆中國氣象學(xué)會年會：S1第四屆氣象綜合探測技術(shù)研討會，2011.