利用Java語言開發觀測數據監控軟件

胡景波 邱 杰 王 磊

（湖州市氣象局，浙江 湖州 313000）

引言

隨著自動氣象觀測業務改革的進一步加快，人工觀測逐漸被自動觀測取代，各類自動觀測儀器正陸續在全國各氣象臺站投入業務使用,稱重降水傳感器、雪深傳感器、降水現象傳感器、大氣成分觀測儀等高精度自動化儀器已經陸續完成安裝調試，有些臺站已經實現了2套新型自動站同時運行，互為備份。自動化儀器數量的增加一定程度上減少了值班員的工作量，但會帶來一些新的問題，例如新安裝的儀器運行不夠穩定，值班人員如果不能及時發現，就會造成較長時間的數據異常，甚至數據丟失。因此，日常工作中對自動化儀器工作情況的監控變得尤為重要。在此背景下，本文利用JAVA語言[1]設計了一系列實時比對監控軟件，實現對數據的異常、文件的形成和上傳進行監控，并附加報警程序，達到對數據質量進行控制的效果,有效提高觀測工作效率和數據質量。

1 實現功能

1.1 定時檢查文件是否形成并上傳

雖然目前臺站使用的地面綜合觀測業務軟件有相關的功能，但實際工作中發現監控軟件與業務用機在同一計算機上存在著極大地隱患，不能發現例如計算機卡死等造成的上傳延誤情況，本文所設計的軟件在另外的計算機上獨立運行，實時監控業務計算機工作情況，與地面綜合觀測業務軟件很好地共存，起到雙重監控的作用。

1.2 對比同時次長Z文件中的氣象要素值

數據對比部分對比的不是每分鐘數據，而是長Z文件中的數據[2]，也就是每5min對比1次。本軟件通過檢驗兩個文件內相同氣象要素的差值來判定是否有可疑數據。如圖1，若差值高于規定的閾值[3-4]，則提醒值班員進行人工檢查。本軟件采用對比長Z文件，而不是f分鐘文件的理由是為了減少因為云的遮擋和風的作用等自然因素造成的誤報警，通過長Z文件的對比可以檢驗正點長Z文件中各項數據的正確性，避免因為值班員操作不當造成上傳數據的錯誤。本程序設置的閾值是經過前期的對比軟件不斷總結調整之后的值，對閾值的適度放大可以避免大氣中小范圍波動造成的差異差生的報警。

圖1 雙套站數據對比報警軟件截圖

1.3 對觀測數據的缺測情況進行檢查

部分觀測設備無論是否采集到數據都會形成文件，這樣形成的文件實際上是沒有價值的，對于缺測數據，本軟件會自動報警，并標識出缺測項目。

1.4 形成內容簡潔的報錯日志文件

軟件發出報警的同時，會把報警時間、報警內容寫入到日志文件中去，這樣方便階段性統計報警次數，還有利于值班員查詢之前出現過的報警內容。

2 設計思路

結合本站實際情況，軟件分成兩個部分：監控部分。包括監控風廓線、灰霾數據的形成與上傳，如圖2和圖3所示，值班員可以直接的看到最新到報的時間和數據。除此之外，還有常規站數據文件的形成與上傳；對比部分，通過將2套站數據的對比，找出差值異常偏大的觀測要素，通過語音提示讓值班員及時發現并處理。還特別針對大氣成分觀測數據增加了1個功能，即連續變化的檢測，如果連續3個時次顆粒物濃度都是相同的，則判定為數據可疑，[5]提醒值班員檢查儀器是否正常。本程序采用Java語言編寫，由遠程讀寫數據，數據比對，語音報警幾部分組成，功能完善，便于修改。

圖2 風廓線數據上傳監控軟件截圖

圖3 灰霾數據上傳監控軟件截圖

3 運行情況與應用前景

該程序是以地面氣象測報業務系統軟件為基礎，對現有觀測業務軟件功能的補充，實現了在一臺計算機上同時監控多臺業務計算機工作情況，更可以利用遠程網絡實現遠程監控的功能，從而保證自動站數據的有效可靠。該軟件安裝在臺站之后，確實起到了監控的作用，每次都能及時發現中斷上傳的情況，為值班員的工作提供了很好地輔助作用。

4 結語

該監控軟件相比于之前的版本有了很大的進步，軟件簡單實用，考慮到地面綜合觀測業務軟件本身就具有數據顯示界面，所以本次編程過程中大膽的舍去了顯示界面，改為報警界面，最大限度的節省了觀測員的工作量，又突出了報警功能的提示性，加入了語音報警功能，使值班員第一時間知道出現異常的觀測要素類別，為值班員接下來的排查工作打下基礎。除此之外，日志文件的內容也盡可能的做到簡單全面，方便查找。遠程監控程序可以根據臺站的不同需求進行修改，操作簡單，功能擴展能力強。本軟件主要針對長Z文件的數據進行質控，與現行業務質控平臺MDOS類似，使用該軟件可以在臺站上傳階段發現異常信息，及時處理，為正確反饋MDOS信息做好準備。

在該軟件開發過程中，最初設想的某些功能還沒有能夠完全的實現，比如對雙套能見度儀器的臺站，暫時能見度數據還不能做對比，不能直接發現如蜘蛛結網等因素造成的能見度突升突降，在下階段的工作中，希望能夠繼續修改和優化該軟件，使其具有更全面的功能，是觀測工作更加方便，更加高效。

[1]張孝祥,徐明華,單興華,等.Java基礎與案例開發詳解[M].北京:清華大學出版社,2011(7):1-136.

[2]中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京:氣象出版社,2003.