新一代天氣雷達Linux環境軟件系統安裝應用

梁慧 賢雲 黎直 黎美宏

摘要：新一代天氣雷達是目前國內氣象部門最先進的雷達探測設備之一。它采用先進的雷達技術，融合了大規模集成電路、數字電子技術、光通信、計算機通信、電子計算機以及軟件技術。梧州新一代天氣雷達運行多年，軟件系統運行持續性和穩定性降低，通過安裝Linux操作系統版本的軟件系統，軟件系統持續性和穩定性得到有效提高，雷達數據傳輸率得到保障。

關鍵詞：Linux;軟件;安裝;配置;傳輸

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）19-0244-03

Abstract：The new generation weather radar is one of the most advanced radar detection equipment in the domestic meteorological department. It adopts advanced radar technology and integrates large-scale integrated circuit， digital electronic technology， optical communication， computer communication， electronic computer and software technology. Wuzhou new generation weather radar has been in operation for many years， and its operation continuity and stability have been reduced. By installing the software system of Linux operating system version， the continuity and stability of the software system have been effectively improved， and the radar data transmission has been guaranteed.

Key words：Linux;software;install;configuration;transmission

1 引言

廣西梧州市地處東經110°18′至110°40′，北緯22°37′至24°18′ 之間，位于廣西壯族自治區的東部，北鄰桂林、賀州，西接柳州、貴港，西南與玉林相連，東、南部毗鄰廣東。潯江、桂江、西江交匯于市區，北回歸線從市區經過。梧州屬亞熱帶季風氣候，受西風帶系統、西南季風系統及東風帶系統影響，低溫霜凍、致洪暴雨、干旱、洪澇、冰雹和雷雨大風等災害性天氣時有發生，嚴重威脅著人民群眾生命財產安全。2008年完成了新一代天氣雷達的安裝。2011年10月，中國氣象局氣象探測中心組織對梧州新一代天氣雷達進行了現場驗收測試。現場驗收測試通過后，梧州新一代天氣雷達開始投入業務使用。

新一代天氣雷達主要性能特點是系統結構復雜，檢測和控制功能完善，軟件功能強大，生產的氣象產品豐富，具有較高的自動化程度[1-2]。雷達先后在全國各地開始運轉，為監測暴雨、臺風、冰雹、龍卷等強天氣系統發揮著重要作用，為預報員分析預報天氣變化提供了有力支持，取得了十分顯著的經濟、社會效益，成為我國氣象現代化建設的重要標志之一[3]。

到目前為止，梧州新一代天氣雷達軟件系統除了非汛期和雷達維護期間會停機維護，平常都是24小時不間斷運行，使用年限長，windows操作系統在剛開始時還是穩定運行，但因網絡安全要求加強，windows操作系統要不斷地打補丁，升級殺毒軟件，軟硬件的性能不斷地受到嚴峻的考驗，而且雷達運行初始，RPG和PUP還是運行在windows xp操作系統，現在微軟對windows xp操作系統不再更新補丁，這樣就存在著大量的網絡安全風險漏洞，后期因計算機故障問題，RPG更換了計算機，硬件性能提高了，操作系統換成windows 7，但主要還是在windows操作系統上運行，藍屏等問題時有發生，嚴重影響了數據正常傳輸。2018年5月，根據業務要求，在RPG和PUP計算機系統上安裝監控軟件，監控軟件搶奪了原本剛夠RPG和PUP軟件運行的硬件資源，使得數據生產速度降低，國家考核及時率是9分鐘，裝了監控軟件后，生產一個基數據的雷達氣象產品從第一份開始用6分鐘，到這個基數據的雷達氣象產品最后一份所使用的時間已經達到15分鐘之多，已經嚴重影響了數據傳輸率。為了解決數據傳輸率的問題，經分析研究，決定升級雷達軟件系統。

2 軟件系統的工作原理

RDASC程序用來控制雷達系統硬件的實時運行，這些硬件包括信號處理器、伺服系統、發射機和接收機等;監視和評定RDA性能;初始化自動標定功能;進行雷達系統標定;向RPG報告RDA狀態;將信號處理程序生成的反射率、平均徑向速度和譜寬數據格式化;初始化向RPG的數據傳輸。

RPG（雷達產品生產，Radar Product Generator）是以生產雷達氣象產品為主要功能的氣象軟件。它接收來自RDASC（雷達數據獲取和狀態控制軟件，Radar Data Aqcuisition and Status Contrul）軟件的雷達基數據，通過內部存儲的氣象算法，計算出一系列雷達氣象產品發送給予其相連的PUP（主用戶工作站，Principle User Position）或其他終端用戶使用。用戶可通過RPG的界面程序RPGCW對其進行操作和控制。

PUP（Principal User Processor）是一款運行于Linux和Windows環境下，適用于多種型號多普勒天氣雷達產品顯示的氣象應用軟件。它接收RPG處理生成的雷達產品數據以及雷達系統狀態信息，并以圖形和文字的形式提供給終端用戶用于天氣分析和預報。它的主要功能包括：產品數據存儲和管理、產品請求、產品顯示及狀態監視等。

3 軟件系統的安裝

3.1 軟件系統運行環境

PUP軟件運行環境情況：工作站DELL ， 處理器： Intel? Core? i7-4790 CPU @ 3.60GHz， 內存：4.00GB，操作系統 Linux? rhel-server-6.4。

RPG軟件運行環境情況：工作站DELL ， 處理器： Intel? Core? i7-4790 CPU @ 3.60GHz， 內存：4.00GB，操作系統 Linux? rhel-server-6.4。

3.2 Linux操作系統安裝

Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統，是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統[4]。Linux版本的RPG和PUP軟件需在Linux 6.4版本上安裝。

用KickStart引導盤和RHEL操作系統2張光盤（默認用RHEL6.4），建議使用KickStart引導盤進行安裝，引導盤會將操作系統的安裝的選項全部選擇好，不需要用戶進行手工選擇。安裝程序會刪除計算機上所有文件。將標有KickStart標簽的引導盤放入光驅。重啟計算機，設置光盤啟動。引導程序提示安裝，直接回車。引導程序提示系統光盤找不到CD Not Found，放入另一張RHEL操作系統盤，回車。系統自動安裝，用時約30分鐘。安裝完畢重啟系統，完成操作。安裝完操作系統需要進行網絡配置和日期時間調整。

3.3 RPG安裝

將軟件安裝包（ISO格式）拷貝到計算機，打開系統命令窗口，切換到root模式，檢查/mnt/cdrom目錄是否存在，如不存在創建該目錄，mkdir/mnt/cdrom，掛載軟件ISO（root用戶），mount –o loop RPG-XXX.iso /mnt/cdrom，文件名RPG-XXX.iso用實際的文件名。執行該命令需要切換到ISO文件所在的目錄，如切換到桌面命令為cd /home/rda/Desktop，mount掛載成功后，不會有提示。如命令不成功，命令行會有出錯的提示。掛載成功后，在/mnt/cdrom目錄中會有安裝文件。進入到/mnt/cdrom目錄，執行安裝腳本cd /mnt/cdrom ./install，install腳本將自動安裝一系統rpm包。執行完畢，重啟計算機。運行桌面快捷方式rpgcw，未注冊會有提示，在菜單幫助（Help）/注冊（Register），打開注冊對話框。聯系公司注冊后重新運行RPG軟件（菜單：單元控制/重啟RPG）或計算機生效。

3.4 PUP安裝

將軟件安裝包（ISO格式）拷貝到計算機，打開系統命令窗口，切換到root模式，檢查/mnt/cdrom目錄是否存在，如不存在創建該目錄，mkdir/mnt/cdrom，掛載軟件ISO（root用戶），mount –o loop PUP-XXX.iso /mnt/cdrom，文件名PUP-XXX.iso用實際的文件名。執行該命令需要切換到ISO文件所在的目錄，如切換到桌面命令為cd /home/rda/Desktop，mount掛載成功后，不會有提示。如命令不成功，命令行會有出錯的提示。掛載成功后，在/mnt/cdrom目錄中會有安裝文件。進入到/mnt/cdrom目錄，執行安裝腳本cd /mnt/cdrom ./install，install腳本將自動安裝系統rpm包。執行完畢，重啟計算機。

PUP軟件分基礎版和專業版。基礎版是為了方便業務應用，未經注冊的版本也可使用，但僅提供基礎的產品瀏覽和數據分析功能。該版本能夠滿足離線PUP（如通過共享目錄看產品）的所有功能要求。專業版：注冊后的版本可連接RPG＼自動導入產品及產品自動存檔。

4 軟件系統的配置

4.1 RDA參數配置

通訊連接：RCW（雷達控制窗口）→通訊→通訊設置→RPG通信設置，線號為“1”，IP地址為RPG計算機IP地址。

4.2 RPG參數配置

通訊連接：ROSE RPGCW→單元控制→RDA連接，線號1：站點代碼（Z9774），IP地址（RDA計算機IP地址），控制（Enable）→PUP連接，線號1：名稱，IP地址（PUP1計算機IP地址），類型（PUP），控制（Enable）; 線號2：名稱，IP地址（PUP2計算機IP地址），類型（PUP），控制（Enable）→基數據輸入，站點（Z9774），格式 （Defaule），路徑（/opt/rpg/input），回放基數據（Yes），控制（Enable）。

存檔設置：

（1）基數據存檔：ROSE RPGCW→存檔→基數據存檔，設置3路存檔。

第1路：設置名稱：gjj（國家局考核），存檔設置→是否啟用（Yes），格式（CINRAD），文件名（CMA（SB）），壓縮（BZ2），目的路徑設置→類型（FTP），IP地址，端口，用戶名，密碼，路徑。

第2路：設置名稱：qj（廣西區局共享），存檔設置→是否啟用（Yes），格式（CINRAD），文件名（CMA（SB）），壓縮（BZ2），目的路徑設置→類型（FTP），IP地址，端口，用戶名，密碼，路徑。

第3路：設備名稱：local（本地備份存儲），存檔設置→是否啟用（Yes），格式（CINRAD），文件名（CMA（SB）），壓縮（BZ2），目的路徑設置→類型（Local），路徑（/opt/rpg/archive），文件夾結構（按天分目錄）。

（2）雷達監控設置：ROSE RPGCW→RDA→雷達監控設置→站點代碼，監視路徑，備份路徑，選擇FTP上傳，設置2路。

第1路：IP（國家局考核），端口，用戶名，密碼，路徑，狀態格式（CINRAD）。

第2路：IP（廣西區局共享），端口，用戶名，密碼，路徑，狀態格式（CINRAD）。

RPG服務器：IP地址默認為127.0.0.1。

雷達站點信息：安裝新的RPG需對本站點信息進行校對，ROSE RPGCW——適配數據——站點信息設置——雷達站點信息，站點代碼（Z9774），站點名稱，雷達型號，經度，緯度，高度，頻率，波束寬度。

4.3 PUP參數配置

通訊連接：ROSE PUP專業版→設置→連接設置→RPG IP地址。

存檔設置：ROSE PUP專業版→存檔→存檔設置，設置3路存檔。

第1路：設置名稱：qjqx（廣西區局共享），是否啟用（Yes）， 壓縮（None），格式（CINRAD），文件名（Default），存檔路徑設置，類型（Local），路徑（/opt/pup/products），文件夾結構（按站分目錄），保留（3）天。

第2路：設置名稱：fwq（本地備份存儲），是否啟用（Yes）， 壓縮（None），格式（CINRAD），文件名（CMA（SB）），存檔路徑設置，類型（Local），路徑（/opt/pup/productbak），文件夾結構（按天分目錄），保留（93）天。

第3路：設置名稱：gjj（國家局考核），是否啟用（Yes）， 壓縮（None），格式（CINRAD），文件名（CMA（SB）），存檔路徑設置，類型（FTP），IP地址，端口，用戶名，密碼。

例行請求：ROSE PUP專業版→例行產品請求→選擇產品，右擊，選擇存檔設備，qjqx，fwq，gjj。

共享設置：打開終端系統（Open in Terminal），登錄為root用戶，進入cd/etc/samba/目錄，編輯smb.conf文件，在文件最后添加如下內容：

4.4 雷達拼圖配置

目前還是用Trad2005Ⅱ軟件進行雷達拼圖，雷達拼圖運行環境是windows xp操作系統，雷達參數設置→站名，經度，上傳代碼，型號，緯度，雷達時鐘，區站號，海拔，處理時鐘;雷達數據設置→RPG產品目錄，產品號，子目錄，RPG序列號，本地保存目錄;啟用上傳傳輸。上傳的產品有基本反射率R、多普勒速度V、組合反射率CR、液態水含量VIL、一小時降水OHP。點擊“自動上傳”，在操作系統的右下方出現快捷方式的圖標，軟件整點03分自動上傳5張雷達拼圖[5]。

4.5 FTP資料轉發系統配置

資料轉發系統是將每個目錄下的雷達產品逐條傳輸到廣西區局共享目錄，windows版本的pup可通過該共享訪問調閱，運行環境為windows操作系統。

5 梧州雷達數據傳輸流程

基數據由RPG服務器的ROSE RPGCW軟件直接上傳到國家局和區局;狀態信息由RPG服務器的ROSE RPGCW軟件直接上傳到國家局和區局;雷達產品分2路，1路由PUP直接上傳到國家局，另1路通過一臺windows操作系統的計算機映射pup共享的/opt/pup/products（按站分）目錄，再轉發到區局;雷達拼圖是通過一臺windows操作系統計算機映射pup共享的/opt/pup/products（按站分）目錄，運行Trad2005Ⅱ軟件產生并上傳到區局。因為Trad2005Ⅱ軟件和資料轉發系統必須在windows操作系統環境下運行，所以單獨另設計算機運行該軟件。如圖1。

6 結語

RPG和PUP運行環境的操作系統由原來的Windows操作系統改為Linux操作系統。操作系統安全性能得到提升，軟件正版化，系統穩定且不易受病毒感染。基數據、狀態信息傳輸升級前是利用RDA共享目錄，由一臺windows計算機映射盤符，用CINRAD UPLOAD軟件上傳，升級后由ROSE RPGCW軟件直接上傳;雷達產品考核部分升級前是利用PUP共享，由一臺windows計算機映射盤符，用CINRAD UPLOAD軟件上傳，升級后由ROSE PUP軟件直接上傳。經過軟件系統升級后，減少了共享映射盤符模式，減少了CINRAD UPLOAD軟件上傳環節，傳輸流程得到優化，軟件系統故障率降低，雷達數據傳輸穩定增強，提高數據傳輸及時率。

參考文獻：

[1]? 《CINRAD/SA雷達實用維修手冊》編寫組.CINRAD/SA雷達實用維修手冊[M].北京：中國計量出版社，2008.

[2] 潘新民.新一代天氣雷達（CINRAD/SB）技術特點和維護、維修方法[M].北京：氣象出版社，2009.

[3] 汪章維.新一代天氣雷達培訓及維修[M].北京：氣象出版社，2014.

[4]? 360百科.https：//baike.so.com/doc/5349227-5584683.html

[5] 梁慧，黎直，賢云，江帆.梧州新一代天氣雷達軟件異常引起資料傳輸故障原因分析淺談[J].氣象研究與應用，2013，34（S2）：177-178

【通聯編輯：代影】