探空數據質量控制輔助軟件工具開發研究

韋麗英 謝非 黃梅艷 楊拔濤

百色市氣象局 廣西 百色 533000

前言

1 輔助軟件工具開發的現實需求

高空觀測向全面自動化觀測進展過程中，無論是儀器還是軟件，都存在著不同程度的問題和缺陷，導致業務過程中數據處理與分析、質量統計、文件挑選等需要很大的人工干預。新版高空軟件6.0.0.20200101運行已有9個月時間，軟件功能缺陷主要有：據2020年新版放球軟件升級使用說明，瞬間觀測記錄的錄入依賴地面站業務計算機的局域網共享讀取，但天氣現象欄仍需要人工手動進行判斷挑取，功能上不夠完善；探空儀組裝之后拿到室外放球點，溫度、氣壓、濕度數據容易發生跳變；新儀器的采樣周期以秒為單位，但目前高空探測的自動化程度相對較低，需要進行大量人工干預處理，業務員無法完成逐秒對探測數據進行檢查；當探測終止原因不是常規“球炸”時，程序無法按特殊情況統計業務質量；大量儀器參數需要人工拷貝到計算機；月報表文件打包需要人工挑選；無發報提醒功能；無雷達對比觀測數據分析功能。以上功能的不完善，導致業務人員工作量大，高空觀測數據的內在質量也受到一定的影響。為了保證高空氣象觀測數據的準確性、代表性、比較性，為天氣預報的分析預測提供科學可靠的數據基礎；切合實際工作，提高業務自動化程度，旨在高效、準確、簡便，減少人力和出錯概率，也為將來北斗探空儀的使用、高空觀測業務全面自動化提供良好的數據基礎和技術支撐[2]。

2 輔助軟件工具解決的問題及技術關鍵

2.1 技術路線

（1）收集2020年1月至2020年9月百色探空站資料，篩選符合研究內容的樣本、個例，統計和計算相關數據，形成數據集。

（2）根據樣本、個例發生的重要性、影響大小及出現頻率等，對資料進行分類處理，形成不同的類表。

（3）針對高空新業務軟件6.0.0.20200101版本設計上存在的缺陷和實際業務需求，確定輔助程序框架，進行程序UI設計、功能設計、算法設計。

（4）程序調試、修改、試用，將程序在廣西區各高空站進行推廣使用，同時針對臺站反饋的意見進行收集，對程序進一步改進和完善。

（5）將探空數據質量控制輔助軟件工具運用到現行業務中，補充完善新版軟件功能,提高業務自動化程度，減輕業務員勞動強度、提高資料的“三性”，為天氣預報的分析預測提供數據基礎[3]。

2.2 輔助軟件主要功能

探空數據質量控制輔助軟件工具主要功能如下。

該研究比較四項指標單項檢測和聯合檢測的陽性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB單項檢測的陽性率分別為70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四項聯合檢測的陽性率明顯高于單項檢測（P<0.05），聯合檢測有助于提高早期診斷的檢出率。以ACR作為DN的診斷參考項目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表達水平與ACR呈正關。

（1）視程類天氣現象判別：針對瞬間觀測記錄天氣現象不能自動讀取錄入的現象。通過地面業務機共享，配置好地面站AWS文件夾路徑后“路徑確定”，每點擊“更新天象”讀取一次最新分鐘的視程障礙類、自動降水類天氣現象（分別取自ISOS天象綜合判斷每日逐分鐘數據表、ISOS天象要素每日逐分鐘訂正數據表）。有現象時標黃底紅字處理，避免人工錯漏判斷。

（2）放球前變性檢查功能：探空儀完成基測和封裝，懸掛至室外并穩定后，使用此功能可對比探空儀返回的探測數據與地面站數據的誤差。

（3）提供三種數據分析方式：“探空”鉤選、“測風”鉤選 ，適用于L波段雷達的綜合探空 ；“探空”不鉤選、“測風”鉤選 ，適用于夜間02時的單測風 ；“探空”鉤選、“測風”不鉤選 ，適用于應急接收機，避免分析該情況下球坐標數據導致給出大量的疑誤信息。

（4）異常終止原因選擇：異常終止探空情況發生時，可點擊“異常終止原因說明”彈出流程圖（思維導圖），提供參考幫助選擇探空、測風的停止觀測原因[4]。

（5）導出文件和分析處理數據：對S文件進行導出和分析，本軟件采用“四舍六入五成雙”方式對小數位進行舍入。通過查看存出的TXT文本文件發現，百分位為5時有時進位、有時退位。球炸確定結合球坐標數據、溫度等綜合判定。

（6）刪除當前屏幕逆壓：截屏分析放球軟件的當前界面，因出現氣壓倒灌而導致氣壓線異?；毓盏狞c進行模擬雙擊鼠標進行刪除。

（7）光盤參數文件拷貝：將參數文件光盤放入光驅后，點擊該按鈕可以實現將光盤里的所有文件復制到“D:lradarpara”里。 遇到同名的文件時，拷貝以覆蓋式拷貝，而“非跳過該文件”的方式。若讀取失敗會彈出“未檢測到光盤”的提示，按提示操作或重試。

（8）高度統計功能：根據值班日志文件分析某月的探空質量，根據球炸原因自動對每份探空記錄的高度統計到人、統計到臺站、統計到全站平均。 使用前需要對“臺站月值班日志”進行存出文本。

（9）月文件打包功能：通過“年”、“月”來對該月份的月文件進行打包，打包完成后會自動打開文件夾[5]。

3 輔助軟件工具推廣應用水平

3.1 應用水平指標

探空數據質量控制輔助工具軟件包括：

（1）通過視程類天氣現象判別功能，實現瞬間觀測記錄天氣現象的顯示；

（2）通過放球前變性檢查功能，當誤差超過設置閾值后會發出語音提示，提醒當班員注意檢查；

（3）通過導出文件和分析處理數據，實現對包含球炸點位置確定、異常數據的提醒及備注提示等；

（4）通過異常終止原因選擇，實現非正常球炸時探空、測風高度的對應統計；

（5）實現光盤參數文件的自動拷貝；

（6）實現月報表文件的自動打包；

（7）有發報時間的音樂提醒；

（8）能對雷達對比觀測數據進行分析，判斷對比結果。

3.2 應用效果指標

探空數據質量控制輔助軟件工具在廣西6個高空站推廣使用，對提高高空觀測數據內在質量，推進高空業務自動化進程起到一定的助力作用；軟件工具在后續的使用中，根據臺站的反饋情況，可增加或完善其功能，當條件成熟，可推廣到外省高空臺站使用[6]。

4 結束語

目前探空數據質量控制輔助軟件工具正在百色高空站調試、修改、試用，后續工作將是在廣西區各高空站進行推廣使用，同時會對臺站反饋的意見進行收集和整理，對程序進一步改進和完善，以達到開發軟件工具的目的。