基于氣象裝備動態管理系統的數據開發應用研究

王敏 汪瑋 張世國 王毛翠 方海濤 竇煒明

[摘 要] 利用數據分析方法從大量數據中發掘潛在價值，具有重要的研究意義和實際價值。文中以《省級氣象裝備動態管理系統》數據庫中數據為研究基礎，詳細介紹了數據開發應用方向、過程和實現方法。首先，介紹了《省級氣象裝備動態管理系統》的系統結構和數據分類，分析了數據類型和特點；然后，展示了數據分析框架和數據預處理方法，結合業務工作提出了應用方向和實際需求。最后，利用多元線性回歸分析方法，建立了倉儲分析、裝備性能分析及站點運行情況分析數學模型，闡述了各技術指標在業務工作中的預期作用，對提升氣象裝備的信息化管理水平具有指導意義。

[關鍵詞] 氣象裝備；數據開發；信息化；線性回歸

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 090

[中圖分類號] P413 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）07- 0193- 03

0 引 言

氣象裝備是現代氣象業務的重要組成部分，是實現氣象業務現代化的基礎，是基層臺站綜合氣象業務的重要環節。隨著綜合氣象探測系統建設規模的不斷提高，對氣象裝備的信息化管理提出新的需求[1-4]。2013年安徽省大氣探測技術保障中心承擔《省級氣象裝備動態管理系統》（2013 -2014年中國局關鍵技術集成項目）的開發、設計工作。該系統從氣象裝備業務實際需求出發，應用物聯網信息跟蹤技術，根據業務流程分類設計用戶角色功能，利用激光掃描和NFC識別技術采集氣象裝備各類狀態、屬地等變化信息，實現省級氣象裝備動態管理。

信息是新經濟的導向和潮流，是社會廣泛關注的熱點。大數據中隱藏著巨大的機會和價值，并在金融領域、物流、社交、醫療等領域獲益匪淺[5-7]。在物聯網技術、NFC識別技術支撐下，《省級氣象裝備動態管理系統》數據庫數據量快速增長，在2年多的時間內收集和存儲了2萬多條信息，并以每年幾千條的速度逐年增加。雖然數據庫中的數據量與大數據的海量數據相差甚遠，但是這些數據涵蓋了多種氣象探測裝備全生命周期內狀態信息、地域屬性信息、流轉信息等。如何將這些信息進行有效提取、分類和關聯性分析，轉化為管理者關注的信息，對提升裝備信息化管理水平具有重要意義。

1 系統結構及數據分類

1.1 系統結構

《省級氣象裝備動態管理系統》可用于全省氣象觀測裝備采購、供應、檢定、維修、流轉、報廢、統計和分析等方面，系統的總體架構如圖1所示。該系統利用移動系統、NFC等多種感知設備將氣象裝備信息由網絡存儲在數據庫中，并通過服務層的功能控制實現個人事務管理、設備庫存管理、設備狀態管理等業務應用。

1.2 數據分類

系統數據庫采用SQL Server2008開發，2013年運行至今，產生數據量約2.3萬條。表1為《省級氣象裝備動態管理系統》的主要數據項目和數據量。

從數據開發應用的技術角度來看，數據主要分為5類：

（1）裝備類型及狀態統計信息：記錄氣象裝備的類型、數量、狀態信息，如氣象裝備的型號、生產廠家，在用、待用、待檢等狀態信息，可用于指導氣象裝備的采購、調撥、制定倉儲計劃等。

（2）裝備地域屬性信息：記錄了裝備在流轉過程中地域屬性的變更信息，便于建立氣象裝備運行狀態和地域屬性之間的聯系。

（3）裝備技術性能信息：記錄了氣象裝備的檢定、維修、報廢等信息，為對比分析氣象裝備的特點、性能提供基礎數據。

（4）裝備時空特性信息：記錄了氣象裝備的技術性能與應用季節、地域等信息，便于建立時空關聯性。

（5）站點運行狀態信息：記錄氣象臺站觀測裝備的檢定、維修信息，可分析站點運行狀態，實時監控站點的運行情況。

1.3 數據特點

《省級氣象裝備動態管理系統》數據庫中的數據具有數據量較大、信息多樣、地域范圍廣、持續時間長、數據質量不同等特點。信息在全省2 000多個氣象站產生，操作人員分為省、市、縣三級多個角色，信息涵蓋每個進入系統的氣象裝備在全生命周期內的操作信息，包括狀態信息、地域屬性信息、流轉操作信息等。同時，數據庫中數據質量參差不齊，在系統應用初期有部分測試數據未及時刪除，部分操作用戶誤操作信息等。