氣象要素實時監測預警平臺的設計與實現

饒灶鑫 藍秋萍

摘要：該平臺采用C# Visual Studio 2010的C/S架構，本文主要介紹該平臺的數據處理和監測預警模塊的實現過程。實現了：（1）實時小時雨量、風力、能見度、高低溫等氣象要素的快速監測;（2）任意時段氣象要素快速統計和相應氣象預警服務短信和word決策服務材料生成等功能。該平臺已業務運行近3年，彌補了Ewips、Swan等日常氣象業務平臺暫時無法實現的功能，該平臺操作簡單、自動化程度高、預警時間快，提高了災害性天氣短信直報業務的工作效率。

關鍵詞：氣象要素;監測預警;數據處理;短信直報

中圖分類號：TP277? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

1平臺架構和開發運行環境

本平臺基于Windows 7的32位操作系統、使用C# Visual Studio 2010的C/S架構開發，程序類庫為.Net Framework4.0，Word操作引用為Microsoft Office 2007。該平臺由配置管理、數據處理、監測預警和人工業務四個模塊組成。等經測試，該平臺可在Windows7和Windows XP 操作系統上運行，系統要求安裝.Net Framework4.0（或更高版本）、和Office Word2007（或更高版本）。

2 數據處理和質量監控

2.1 原始數據處理

該平臺采用本平臺后臺線程 預先處理好的數據，采集配置站點的最高氣溫、最低氣溫、極大風、能見度和雨量等要素，形成新的數據文件，其命名方式為：yyyyMMddHHmm.txt，數據格式為：區站號 雨量? 最高氣溫? 最低氣溫? 極大風速 最低能見度[A1]。數據線程處理過程中占用計算機后臺內存資源，不占用程序界面資源，處理過程中平臺仍可進行要素最新排名查看和人工統計的操作，不影響平臺的運行。實況監測預警的時間在出現達到預警條件后3分鐘左右，24小時要素統計一般可達到秒刷，效率顯著高于“短臨預報預警服務系統”和 EWIPS。

2.2 數據流程和質控

平臺對數據質量做了基本的判斷和監控，主要有數據缺報、數據前后不一致、超出合理數值范圍三個方面。數據流程及缺報判斷：如泉州共N個自動站，采集最新時次T1的報文，每分鐘滾動判斷當前時次數據是否更新和下個時次的報文是否已到，數據更新后啟動T1時次的統計，下個時次T2的報文到達后（站點數要求500個以上），前一個時次T1共采集了N1個站點，剩余N-N1個站點數據當做缺報，在數據讀取日志框中顯示缺報的站點和數量。逐時雨量后臺統計時，要用到過去多個時次的數據文件，如果判斷到某個時次缺報的站點數多于10個站次，則該時次的數據先重新采集再做統計，其余統計不做數據的補采;數據前后不一致：如雨量統計中12時55分合計雨量為3毫米，而13時00分合計雨量為0毫米（整點雨量清零，可能是通訊模塊問題），則在日志框中顯示該站點雨量數據有誤;超出合理數值范圍：如某站最高氣溫大于45度等，則在日志框中顯示該站點氣溫數據有誤。

3功能模塊及實現過程

3.1 實況監測預警

實況監控預警是本平臺的核心業務功能，處理流程的實現過程如下：

（1） 逐60秒判斷自動站AI文件是否更新。如有更新，后續數據處理過程需時30秒左右，而文件到達時間比數據時間遲1分多，因此可以做到實況出現后3分鐘左右預警;

（2）提取泉州（可配置）逐5分鐘自動站氣象要素，存儲為數據文本。氣象要素含累積雨量、最高氣溫、最低氣溫、極大風速、最低能見度。

（3）統計過去1小時、3小時、6小時、24小時累積雨量，1小時累積雨量可做到逐5分鐘資料的統計。統計20時至今最高氣溫、最低氣溫、極大風速。當小時雨量、合計雨量等氣象要素達到預設的預警值時，生成預警文字信息并發出警報聲。

（4）采用字典排序法進行排序，以便直觀查看。該排序方法可綁定站點和氣象要素，處理速度快、不易出錯。

3.2任意時段氣象要素快速統計

任意時段氣象要素統計采用“數據處理”模塊中保存的數據文本，數據簡化后也提高了統計效率，顯著高于EWIPS和“短臨預報預警服務系統”。Word表格生成采用Micosoft Office 插件，調用Word模塊，根據統計要素、時間及設定的要素臨界值，生成Word表格，可多要素可同時統計到Word。

4 結語

本文介紹了“氣象要素實時監測預警平臺”的構架，闡述了其數據流程和主要功能的實現過程。該平臺采用后臺數據處理方式，提取配置站點的相關要素，可提高數據統計和實況監測預警的效率。該平臺操作簡單、自動化程度高、預警時間快，在監測預警服務實際業務工作中效率較高。

參考文獻

[1] 黃博文，等.c#多線程編程實戰[M].機械工業出版社，2015：47-51.

[2] 王小科，趙會東等.c#全能速查寶典[M].人民郵電出版社，2012：125-130.

Design and Implementation of Real-time Monitoring and Early Warning Platform for Meteorological Elements

RAO Xin-Xin 1 ，LAN Qiu-ping 2

（1.Fujian Shishi Meteorological Bureau， Fujian Shishi 362700; 2.Fujian Quanzhou Meteorological Bureau， Fujian Quanzhou? 362000）

Absrtact： The platform adopts C/S architecture of C# Visual Studio 2010. This paper mainly introduces the implementation process of data processing and monitoring and early warning module of the platform. It realizes the following functions： 1. real-time hourly rainfall， wind power， visibility， high and low temperature and other meteorological elements fast monitoring; 2. fast statistics of meteorological elements at any time and corresponding meteorological early warning service short message and word decision-making service material generation. The platform has been in operation for nearly three years， making up for the functions that Ewips， Swan and other daily meteorological service platforms can not achieve for the time being. The platform has simple operation， high automation， fast warning time， and improves the working efficiency of the disaster weather short message direct reporting service.

Key words： meteorological elements; monitoring and early warning; data processing; short message direct reporting.