利用Java語言開發(fā)觀測數(shù)據(jù)監(jiān)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(yè)務(wù)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(xù)在全國各氣象臺站投入業(yè)務(wù)使用,稱重降水傳感器、雪深傳感器、降水現(xiàn)象傳感器、大氣成分觀測儀等高精度自動化儀器已經(jīng)陸續(xù)完成安裝調(diào)試，有些臺站已經(jīng)實現(xiàn)了2套新型自動站同時運行，互為備份。自動化儀器數(shù)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(wěn)定，值班人員如果不能及時發(fā)現(xiàn)，就會造成較長時間的數(shù)據(jù)異常，甚至數(shù)據(jù)丟失。因此，日常工作中對自動化儀器工作情況的監(jiān)控變得尤為重要。在此背景下，本文利用JAVA語言[1]設(shè)計了一系列實時比對監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的異常、文件的形成和上傳進行監(jiān)控，并附加報警程序，達(dá)到對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行控制的效果,有效提高觀測工作效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1 實現(xiàn)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(yè)務(wù)軟件有相關(guān)的功能，但實際工作中發(fā)現(xiàn)監(jiān)控軟件與業(yè)務(wù)用機在同一計算機上存在著極大地隱患，不能發(fā)現(xiàn)例如計算機卡死等造成的上傳延誤情況，本文所設(shè)計的軟件在另外的計算機上獨立運行，實時監(jiān)控業(yè)務(wù)計算機工作情況，與地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件很好地共存，起到雙重監(jiān)控的作用。

1.2 對比同時次長Z文件中的氣象要素值

數(shù)據(jù)對比部分對比的不是每分鐘數(shù)據(jù)，而是長Z文件中的數(shù)據(jù)[2]，也就是每5min對比1次。本軟件通過檢驗兩個文件內(nèi)相同氣象要素的差值來判定是否有可疑數(shù)據(jù)。如圖1，若差值高于規(guī)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(fēng)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(shù)據(jù)的正確性，避免因為值班員操作不當(dāng)造成上傳數(shù)據(jù)的錯誤。本程序設(shè)置的閾值是經(jīng)過前期的對比軟件不斷總結(jié)調(diào)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(shù)據(jù)對比報警軟件截圖

1.3 對觀測數(shù)據(jù)的缺測情況進行檢查

部分觀測設(shè)備無論是否采集到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，本軟件會自動報警，并標(biāo)識出缺測項目。

1.4 形成內(nèi)容簡潔的報錯日志文件

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

2 設(shè)計思路

結(jié)合本站實際情況，軟件分成兩個部分：監(jiān)控部分。包括監(jiān)控風(fēng)廓線、灰霾數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。除此之外，還有常規(guī)站數(shù)據(jù)文件的形成與上傳；對比部分，通過將2套站數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)并處理。還特別針對大氣成分觀測數(shù)據(jù)增加了1個功能，即連續(xù)變化的檢測，如果連續(xù)3個時次顆粒物濃度都是相同的，則判定為數(shù)據(jù)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(yuǎn)程讀寫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比對，語音報警幾部分組成，功能完善，便于修改。

圖2 風(fēng)廓線數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控軟件截圖

圖3 灰霾數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控軟件截圖

3 運行情況與應(yīng)用前景

該程序是以地面氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，對現(xiàn)有觀測業(yè)務(wù)軟件功能的補充，實現(xiàn)了在一臺計算機上同時監(jiān)控多臺業(yè)務(wù)計算機工作情況，更可以利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，從而保證自動站數(shù)據(jù)的有效可靠。該軟件安裝在臺站之后，確實起到了監(jiān)控的作用，每次都能及時發(fā)現(xiàn)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(jié)語

該監(jiān)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(yè)務(wù)軟件本身就具有數(shù)據(jù)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(jié)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(xiàn)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(chǔ)。除此之外，日志文件的內(nèi)容也盡可能的做到簡單全面，方便查找。遠(yuǎn)程監(jiān)控程序可以根據(jù)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(shù)據(jù)進行質(zhì)控，與現(xiàn)行業(yè)務(wù)質(zhì)控平臺MDOS類似，使用該軟件可以在臺站上傳階段發(fā)現(xiàn)異常信息，及時處理，為正確反饋MDOS信息做好準(zhǔn)備。

在該軟件開發(fā)過程中，最初設(shè)想的某些功能還沒有能夠完全的實現(xiàn)，比如對雙套能見度儀器的臺站，暫時能見度數(shù)據(jù)還不能做對比，不能直接發(fā)現(xiàn)如蜘蛛結(jié)網(wǎng)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(xù)修改和優(yōu)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(chǔ)與案例開發(fā)詳解[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011(7):1-136.

[2]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2003.