BUFR版臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件應(yīng)用

袁雨暉

摘要隨著氣象現(xiàn)代化的推進(jìn)，新型自動站和業(yè)務(wù)軟件的全面啟用減輕了氣象測報(bào)人員的巨大壓力。結(jié)合工作實(shí)際，介紹了臺站現(xiàn)用的BUFR版臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件（ISOS）在軟件安裝、業(yè)務(wù)應(yīng)用、問題處理和應(yīng)急保障等方面的應(yīng)用技巧和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞BUFR版ISOS軟件；安裝；業(yè)務(wù)應(yīng)用；問題處理；應(yīng)急保障

中圖分類號P409文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）21-0221-03

Application of Station Ground Integrated Observation Business Software of BUFR Edition

YUAN Yuhui

（Shanghai Chongming District Meteorological Bureau， Shanghai 202150）

AbstractWith the advance of meteorological modernization， the full opening of new automated stations and business software had relieved the tremendous pressure on meteorological forecasting personnel.Based on the actual work， this paper introduced the application skills and precautions of BUFR edition ISOS in software installation， business application， problem handing and emergency protection.

Key wordsISOS software of BUFR edition；Installation；Business application；Problem handing；Emergency protection

地面氣象觀測是氣象工作的基礎(chǔ)[1]，地面氣象觀測方式隨著科技發(fā)展從人工觀測為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣佑^測為主、人工觀測為輔。20世紀(jì)80年代中后期PC1500機(jī)的應(yīng)用使地面氣象觀測實(shí)現(xiàn)了部分自動化，90年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和AHDM業(yè)務(wù)軟件的使用讓業(yè)務(wù)人員的工作壓力進(jìn)一步減輕。進(jìn)入2003年，崇明氣象局正式啟用第一代新型自動氣象站ZQZ-CⅡ和OSSMO軟件，大部分氣象要素實(shí)現(xiàn)了自動觀測，從數(shù)據(jù)采集到報(bào)文編發(fā)基本實(shí)現(xiàn)自動化，業(yè)務(wù)人員從繁忙的工作任務(wù)中進(jìn)一步解放出來。隨著氣象現(xiàn)代化的進(jìn)一步推進(jìn)，崇明氣象局2014年1月1日起正式使用第二代新型自動氣象站DZZ4，并啟用新一代臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件（集成版ISOS），2016年11月1日啟用BUFR版ISOS軟件。

第一代新型自動氣象站和OSSMO軟件運(yùn)行十幾年以來，總結(jié)了從硬件保障、數(shù)據(jù)維護(hù)、軟件應(yīng)用等多方面的經(jīng)驗(yàn)[2-5]。第二代新型自動氣象站更加智能化，易擴(kuò)展，通用性更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)同第一代區(qū)別明顯，配套的ISOS業(yè)務(wù)軟件不僅僅是一個(gè)數(shù)據(jù)采集軟件，更集合了數(shù)據(jù)監(jiān)控、處理、預(yù)警等功能。目前ISOS軟件應(yīng)用總結(jié)較少，崇明氣象局作為業(yè)務(wù)改革先行試點(diǎn)，經(jīng)過3年業(yè)務(wù)使用，總結(jié)了軟件應(yīng)用的技巧和經(jīng)驗(yàn)。筆者結(jié)合工作實(shí)際，介紹了臺站現(xiàn)用的BUFR版ISOS軟件在安裝、業(yè)務(wù)應(yīng)用、問題處理和應(yīng)急保障等方面的應(yīng)用技巧和注意事項(xiàng)，以期為基層臺站提供參考。

1BUFR版ISOS軟件簡介

全國版ISOS軟件由SMO、MOI和MOIFtp這3個(gè)獨(dú)立模塊構(gòu)成，分別承擔(dān)數(shù)據(jù)采集質(zhì)控、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理、傳輸功能，集成版ISOS軟件將上述3個(gè)模塊整合在一起。全國版ISOS軟件和集成版ISOS軟件均以數(shù)據(jù)文件的格式上傳。目前的BUFR版ISOS軟件（下文簡稱ISOS軟件）是在集成版基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了地面分鐘數(shù)據(jù)、地面小時(shí)數(shù)據(jù)、輻射分鐘數(shù)據(jù)、輻射小時(shí)數(shù)據(jù)和酸雨數(shù)據(jù)的BUFR數(shù)據(jù)格式傳輸，并具備BUFR數(shù)據(jù)補(bǔ)傳功能。BUFR編碼是世界氣象組織（WMO）推薦的氣象數(shù)據(jù)通用二進(jìn)制格式，主要用于表示觀測數(shù)據(jù)。BUFR數(shù)據(jù)的傳輸將從根本上杜絕紛繁復(fù)雜的國內(nèi)自定義數(shù)據(jù)格式，簡化、優(yōu)化、調(diào)整探測資料以及產(chǎn)品生成、傳輸、加工、存儲、服務(wù)全業(yè)務(wù)流程，從根本上解決數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一導(dǎo)致的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、軟件接口匹配調(diào)整等問題。

1.1ISOS軟件運(yùn)行流程

ISOS軟件作為新一代臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件，其功能強(qiáng)大。它實(shí)現(xiàn)了臺站自動化觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和人工數(shù)據(jù)錄入，通過業(yè)務(wù)配置和質(zhì)量控制規(guī)則，在采集器端進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，同時(shí)在軟件端進(jìn)行人-機(jī)交互式數(shù)據(jù)質(zhì)控，提供了設(shè)備故障處理和維護(hù)，最后將質(zhì)控后的數(shù)據(jù)存入對應(yīng)數(shù)據(jù)文件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制作，進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、查詢和傳輸（圖1）。

1.2軟件安裝

ISOS軟件可掛接新型自動氣象站、云、能見度、天氣現(xiàn)象、輻射、雨滴譜儀等多種自動觀測設(shè)備。在進(jìn)行ISOS軟件安裝時(shí)，針對臺站觀測設(shè)備進(jìn)行項(xiàng)目掛接，其中地面觀測主機(jī)必須配置，能見度自動觀測且視程障礙現(xiàn)象以自動判別為主時(shí)，需掛接視程障礙判別，其余按實(shí)際情況配置，初始化完成后正確配置各類參數(shù)。正常安裝后程序運(yùn)行界面如圖2所示。

按業(yè)務(wù)規(guī)定正確配置臺站參數(shù)、人工錄入?yún)?shù)、極值參數(shù)、報(bào)警設(shè)置等，目前臺站編發(fā)大風(fēng)、龍卷、冰雹、雷暴和視程障礙現(xiàn)象，根據(jù)重要報(bào)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)[6]對重要報(bào)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)勾選自動編發(fā)欄。實(shí)現(xiàn)視程障礙自動判別的臺站，大風(fēng)和視程障礙現(xiàn)象重要報(bào)即可實(shí)現(xiàn)自動編發(fā)。

2ISOS軟件的業(yè)務(wù)應(yīng)用

ISOS軟件具備完善的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和報(bào)警功能，有效減輕觀測員的工作強(qiáng)度。觀測員通過熟悉軟件的各種功能，熟練掌握軟件使用技巧，不斷總結(jié)提高個(gè)人業(yè)務(wù)水平。

2.1軟件的監(jiān)控界面

ISOS軟件運(yùn)行界面直觀地展現(xiàn)了自動站設(shè)備到數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)，觀測員可以一目了然地了解整個(gè)地面觀測業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

2.1.1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息區(qū)域。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息區(qū)域列出了SMO軟件運(yùn)行開始時(shí)間、最后更新日期、最后更新時(shí)間、應(yīng)觀測次數(shù)、實(shí)際觀測次數(shù)和觀測成功率。臺站值班人員應(yīng)特別注意最后更新時(shí)間和觀測成功率。通常設(shè)備正常運(yùn)行情況下，計(jì)算機(jī)當(dāng)前時(shí)刻即為最后更新時(shí)間，觀測成功率一般為99%或100%，若最后更新時(shí)間不對或成功率偏低，說明設(shè)備運(yùn)行不正常：或是因通信問題數(shù)據(jù)未傳輸至業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)；或是采集器與計(jì)算機(jī)時(shí)間不一致，差異達(dá)到15 s以上就有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集率降低。

2.1.2設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域。

設(shè)備狀態(tài)區(qū)域顯示的是當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，綠色表示正常，若顯示為紅色即應(yīng)當(dāng)引起注意，檢查是否為硬件故障或通信出現(xiàn)問題。自動站、能見度、天氣現(xiàn)象等新型設(shè)備校時(shí)間和日期只有在進(jìn)行時(shí)間和日期校時(shí)正確時(shí)顯示綠色，如果校時(shí)異常則顯示為紅色，平時(shí)顯示為灰色。

2.1.3觀測項(xiàng)目顯示區(qū)域。

軟件運(yùn)行界面左側(cè)為當(dāng)前臺站觀測項(xiàng)目情況，與軟件的掛接項(xiàng)有關(guān)。選擇一個(gè)觀測項(xiàng)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵則可進(jìn)行標(biāo)定、維護(hù)、停用等操作，也可查看傳感器工作狀態(tài)、測量范圍和質(zhì)控參數(shù)等。

2.2軟件報(bào)警功能的應(yīng)用

ISOS軟件界面包含質(zhì)控警告和報(bào)警信息2個(gè)標(biāo)簽頁，質(zhì)控警告內(nèi)容主要是根據(jù)臺站的小時(shí)極值參數(shù)和分鐘極值參數(shù)項(xiàng)確定。報(bào)警信息內(nèi)容可在菜單欄參數(shù)設(shè)置→報(bào)警設(shè)置中進(jìn)行6個(gè)方面的報(bào)警功能設(shè)置，即環(huán)境、流程、質(zhì)控、災(zāi)害、狀態(tài)和編報(bào)發(fā)送，并發(fā)出聲音報(bào)警。臺站應(yīng)做好歷史極值參數(shù)的錄入，在實(shí)際工作中適時(shí)調(diào)整，并在報(bào)警設(shè)置中勾選有關(guān)設(shè)置，使報(bào)警功能生效。當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或設(shè)備故障時(shí)，軟件自動發(fā)出報(bào)警聲音提醒業(yè)務(wù)人員，業(yè)務(wù)人員依照軟件監(jiān)控界面的質(zhì)控警告和報(bào)警信息進(jìn)行故障判定和處理。

業(yè)務(wù)工作中各臺站根據(jù)需要進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，例如進(jìn)行編報(bào)發(fā)送設(shè)置，當(dāng)分鐘長Z文件發(fā)送失敗時(shí)會自動報(bào)警。進(jìn)行流程設(shè)置，當(dāng)無法采集數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。由于服務(wù)的需要，可以在災(zāi)害項(xiàng)中進(jìn)行大風(fēng)、暴雨、能見度、高溫、低溫的報(bào)警功能設(shè)置，將有效提高預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)水平。

2.3數(shù)據(jù)缺失時(shí)的補(bǔ)采技術(shù)

由于軟件或硬件的各種原因，當(dāng)碰到自動站軟件無法正常采集數(shù)據(jù)，或盡管采集到數(shù)據(jù)，但不能錄入時(shí)，按照不同的情形選擇以下操作。

2.3.1校時(shí)采集。

目前軟件的數(shù)據(jù)采集機(jī)制為每分鐘20 s開始采集，如果等待3 s設(shè)備沒有返回?cái)?shù)據(jù)，則會自動補(bǔ)調(diào)3次。業(yè)務(wù)規(guī)定電腦時(shí)間和自動站采集器時(shí)間誤差應(yīng)保持在30 s以內(nèi)。ISOS軟件對時(shí)機(jī)制配置為每小時(shí)進(jìn)行一次校時(shí)，通常情況下避免了電腦時(shí)間和采集器時(shí)間不一致導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤。若發(fā)生采集不到數(shù)據(jù)的情況，可以通過右鍵新型自動站→采集器監(jiān)控操作命令→時(shí)間→下載到采集器進(jìn)行校時(shí)，通常情況下能恢復(fù)數(shù)據(jù)的正常采集。

2.3.2數(shù)據(jù)下載。

由于軟件原因造成無法將自動站采集器數(shù)據(jù)寫入文件時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)處理→歷史數(shù)據(jù)下載進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。由于軟件設(shè)計(jì)的是每2 s下載一條數(shù)據(jù)，速度很慢，若進(jìn)行大批量的數(shù)據(jù)下載，很有可能造成數(shù)據(jù)鏈路的堵塞。建議在實(shí)際操作過程中，在正點(diǎn)報(bào)文上傳后的空閑時(shí)間進(jìn)行小批量下載。

2.3.3手工補(bǔ)調(diào)。

在實(shí)際工作當(dāng)中還發(fā)現(xiàn)了這樣一種情況，即自動站數(shù)據(jù)采集正常，軟件也將數(shù)據(jù)采集入庫了，但在正點(diǎn)觀測編報(bào)中無法寫入。軟件中提供了手工補(bǔ)調(diào)的功能，當(dāng)點(diǎn)擊手工補(bǔ)調(diào)時(shí)會自動調(diào)入正點(diǎn)分鐘數(shù)據(jù)，若出現(xiàn)缺測時(shí)，會自動按照正點(diǎn)前10 min、正點(diǎn)后10 min的原則調(diào)入數(shù)據(jù)。

3問題處理和應(yīng)急保障技巧

業(yè)務(wù)運(yùn)行過程當(dāng)中，難免會碰到電腦死機(jī)、遭遇雷擊、軟件崩潰等現(xiàn)象，臺站應(yīng)制訂應(yīng)急保障方案，加強(qiáng)應(yīng)急演練，提高個(gè)人業(yè)務(wù)水平。

3.1常見問題的處理

3.1.1數(shù)據(jù)無法正常采集。

電腦或軟件重啟后數(shù)據(jù)無法正常采集，一般情況下是由于采集器與電腦時(shí)間不一致產(chǎn)生，只需通過時(shí)間校時(shí)即可解決。軟件運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失，可通過軟件維護(hù)終端輸入DMGD命令，能夠返回正常數(shù)據(jù)的需進(jìn)行軟件故障排除，否則需進(jìn)行硬件故障排除。

3.1.2質(zhì)控警告、報(bào)警信息頻率過高。

主采集器內(nèi)設(shè)了氣象要素的極值上、下限，存疑、錯(cuò)誤的變化速率等信息，可以在維護(hù)終端中鍵入相關(guān)命令重新進(jìn)行設(shè)置。例如本站因?yàn)闅鉁氐淖钚?yīng)該變化速率報(bào)警頻率過高，重新設(shè)置了氣溫的質(zhì)量控制參數(shù)。在維護(hù)終端內(nèi)輸入 QCPM T0 -75.0 80.0 3.0 5.0 0.0命令后回車，返回值為T時(shí)設(shè)置成功，可在觀測項(xiàng)目區(qū)域中看到（圖3）。

3.1.3小時(shí)極值缺測。

在某些特定氣象條件下氣壓、氣溫、地溫、草溫、相對濕度等要素的數(shù)值1 h內(nèi)保持不變，要素的極值出現(xiàn)時(shí)間默認(rèn)為缺測。為避免MDOS平臺進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)推送，保證長Z文件正確，業(yè)務(wù)人員需在正點(diǎn)時(shí)次手動輸入極值出現(xiàn)時(shí)間，建議為正點(diǎn)01分。

3.1.4最小能見度不匹配。

在制作月報(bào)表時(shí)，當(dāng)某日視程障礙現(xiàn)象需記錄最小能見度時(shí)，出現(xiàn)該日最小能見度小于天氣現(xiàn)象的最小能見度的錯(cuò)誤提示。造成這種現(xiàn)象的原因是兩者取值方式不一致導(dǎo)致，日最小能見度是挑取日最小10 min能見度值，視程障礙現(xiàn)象的最小能見度是從現(xiàn)象時(shí)段內(nèi)10 min滑動平均能見度中挑取的最小值。

3.1.5日照文件無法正常傳輸。

日照文件無法正常傳輸，軟件一般都設(shè)置為定時(shí)觀測后270 s內(nèi)發(fā)送文件，臺站只需在定時(shí)觀測270 s外生成日照文件即可正常傳輸。

3.2應(yīng)急保障

3.2.1參數(shù)備份。

系統(tǒng)提供2種方式：一是通過目錄查找方式，將參數(shù)文件進(jìn)行備份；二是通過導(dǎo)出方式進(jìn)行參數(shù)文件備份。由于ISOS軟件各類參數(shù)文件較多，保存路徑不一致，若對軟件不熟悉，在進(jìn)行參數(shù)重新配置時(shí)不能及時(shí)找到參數(shù)文件路徑，影響軟件運(yùn)行，假設(shè)2臺電腦安裝路徑不一致，此種方式將導(dǎo)致軟件運(yùn)行錯(cuò)誤。建議通過參數(shù)文件的導(dǎo)入導(dǎo)出方式進(jìn)行操作。

3.2.2電腦備份。

根據(jù)新型自動氣象站的特點(diǎn)，備份電腦需事先安裝2個(gè)網(wǎng)卡。在備份電腦中安裝ISOS軟件時(shí)，安裝路徑一定要和業(yè)務(wù)主機(jī)保持一致，便于參數(shù)文件的直接導(dǎo)入。ISOS軟件安裝完畢后應(yīng)使用NPORT軟件重新配置虛擬串口并調(diào)試，直至軟件數(shù)據(jù)采集正常。建議備份電腦人工錄入?yún)?shù)→發(fā)送參數(shù)設(shè)置中的長Z文件、日數(shù)據(jù)文件、重要報(bào)、日照等后面的“是否發(fā)送”選項(xiàng)不要勾選，當(dāng)啟用備份機(jī)時(shí)再勾選。

3.2.3數(shù)據(jù)備份。

ISOS軟件每天數(shù)據(jù)采集量非常大，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，會自動在相關(guān)目錄下形成設(shè)備、訂正、質(zhì)控

（上接第223頁）

數(shù)據(jù)小時(shí)和分鐘數(shù)據(jù)，同時(shí)還有各類日志和狀態(tài)文件。業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身提供了文件歸檔功能，但在實(shí)際應(yīng)用中速度慢，容易造成電腦假死。建議在計(jì)劃任務(wù)中設(shè)置每天定時(shí)運(yùn)行批處理文件進(jìn)行異機(jī)備份，將每天的數(shù)據(jù)同步備份至備份電腦，便于在切換備份電腦時(shí)保證數(shù)據(jù)完整性。

3.2.4其他設(shè)置。

業(yè)務(wù)電腦切勿設(shè)置休眠、系統(tǒng)待機(jī)和關(guān)閉硬盤時(shí)間，應(yīng)全部設(shè)為從不。否則業(yè)務(wù)軟件無法正常接收數(shù)據(jù)。

4結(jié)語

ISOS軟件功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)控、質(zhì)控、采集、編發(fā)和傳輸?shù)裙δ?。但由于某些技術(shù)因素導(dǎo)致業(yè)務(wù)軟件不可能百分之百的可靠，影響地面測報(bào)工作的準(zhǔn)確性，盡管上海市崇明區(qū)氣象局建立了應(yīng)急保障業(yè)務(wù)流程，但業(yè)務(wù)人員在值班工作中仍需加強(qiáng)責(zé)任心，加強(qiáng)學(xué)習(xí)并善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高水平，為率先實(shí)現(xiàn)氣象現(xiàn)代化夯實(shí)基礎(chǔ)。

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