基于Web的神華包神鐵路氣象服務系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

文/張爽

1　系統(tǒng)提出的背景及意義

鐵路運輸是我國運輸體系的重要組成部分，同時也是氣象災害的高敏感行業(yè)。其安全運行容易受到氣象要素或天氣變化的影響，雷電、暴雨、暴雪、大風、低能見度等都會影響鐵路運行的安全性。隨著近些年來極端天氣事件頻發(fā)，氣象災害及衍生災害對鐵路運行產(chǎn)生了較大的影響。神華包神鐵路公司積極聯(lián)系鄂爾多斯市氣象局并提出氣象服務需求。為了提高氣象服務水平，提出了神華包神鐵路氣象服務系統(tǒng)的建設。

通過科學精確地氣象監(jiān)測和及時有效地氣象預報、預警，為神華包神鐵路的安全運行提供科學依據(jù)。有效提升了氣象服務對鐵路安全運行、科學調(diào)度的保障作用。

2　系統(tǒng)設計

2.1　總體架構(gòu)設計

本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，基于thinkPHP框架與mysql數(shù)據(jù)庫開發(fā)，系統(tǒng)前端使用html5+css+jquery完成整體布局。建設覆蓋神華包神鐵路有限責任公司管下包神鐵路、塔韓鐵路的神華包神鐵路氣象服務系統(tǒng)。包括鐵路沿線氣象數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)的查詢排序、預報預警的制作發(fā)布、系統(tǒng)設置管理、短信群發(fā)、專家視頻連線等多種形式的實現(xiàn)。

2.2　業(yè)務流程設計

系統(tǒng)的總體業(yè)務流程如下：氣象數(shù)據(jù)實時監(jiān)控由系統(tǒng)自動調(diào)取CIMISS地面數(shù)據(jù)、中央氣象臺衛(wèi)星云圖及雷達拼圖進行顯示；氣象臺值班人員定時進行預報產(chǎn)品的制作發(fā)布，并根據(jù)監(jiān)測和預報流程，研判有高影響天氣時及時制作發(fā)布預警信息，系統(tǒng)將自動加載警報對鐵路調(diào)度值班員進行提醒；值班員將信息通過短信群發(fā)的形式通知沿線工作人員；根據(jù)實際需要，氣象臺值班員不定期制作發(fā)布專題服務產(chǎn)品；鐵路調(diào)度值班員根據(jù)需要可以隨時查看當前氣象數(shù)據(jù)及根據(jù)氣象要素進行排序；當有重大天氣過程或?qū)μ鞖庑蝿荨㈩A報結(jié)果有疑問時，可通過專家視頻連線與氣象專家進行視頻溝通或會商。

3　功能設計

3.1　功能結(jié)構(gòu)設計

系統(tǒng)主要功能包括實時監(jiān)控、預報預警、專題服務、幫助支持、系統(tǒng)管理、后臺發(fā)布六個部分，如圖1所示。

圖1：功能結(jié)構(gòu)設計圖

3.2　功能模塊簡介

3.2.1實時監(jiān)控模塊

實時監(jiān)控模塊分為三個部分：沿線站點的氣象要素監(jiān)控，衛(wèi)星云圖和雷達拼圖的監(jiān)控。

沿線站點通過GIS地圖，顯示鐵路沿線站點的氣象要素。數(shù)據(jù)來源為鐵路沿線兩側(cè)5KM范圍內(nèi)區(qū)域自動氣象站和國家一般氣象站數(shù)據(jù)，通過CIMISS氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務接口（簡稱MUSIC）調(diào)取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要包括實時氣溫、24小時最高氣溫、24小時最低氣溫、1h降水、3h降水、6h降水和24h降水。后期，計劃根據(jù)鐵路生產(chǎn)實際需要，有選擇性接入其內(nèi)部運行使用的軌溫、降水數(shù)據(jù)。

衛(wèi)星云圖和雷達拼圖數(shù)據(jù)來源為中央氣象臺衛(wèi)星和雷達產(chǎn)品。

3.2.2預報預警模塊

預報預警模塊主要包括短期預報、短時預報、4-7天滾動預報等常規(guī)預報的定時發(fā)布以及高影響天氣預警的實時發(fā)布。

3.2.3專題服務模塊

專題服務模塊主要是針對鐵路運行過程中出現(xiàn)的高影響天氣過程的總結(jié)、數(shù)據(jù)分析及氣候變化對鐵路的影響等專題類的服務，通過后臺發(fā)布到氣象服務系統(tǒng)前臺。

3.2.4幫助支持模塊

為了神華包神鐵路與氣象服務部門在重要天氣過程或高影響天氣出現(xiàn)時能有進一步溝通，設計了幫助支持模塊，此模塊分為兩部分功能：

（1）專家視頻連線，通過互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了神華包神鐵路有限責任公司各相關部門與氣象專家的視頻連線。雙方可隨時就鐵路運行和天氣形勢進行會商、答疑等。更精準的針對其鐵路運行提出可行性建議。

（2）短信群發(fā)功能，針對高影響天氣的預報預警，鐵路值班員可通過此功能對沿線作業(yè)人員實現(xiàn)預警信息一鍵發(fā)布。

3.2.5系統(tǒng)管理模塊

包括系統(tǒng)配置文件中涉及的所有內(nèi)容，具體如下：

（1）系統(tǒng)用戶的管理、管理員權(quán)限分配等；

（2）實時監(jiān)控中沿線站點添加、刪除、信息修改等；

（3）實時監(jiān)控中氣溫、降水報警提醒閾值；

（4）實況排名中溫差報警閾值；

（5）短信群發(fā)功能中群組的添加刪除，群組成員的添加刪除等

3.2.6后臺發(fā)布模塊

后臺發(fā)布模塊主要針對常規(guī)天氣預報、高影響天氣預警、專題服務等內(nèi)容進行編輯并發(fā)布。

4　結(jié)語

本系統(tǒng)是以CIMISS氣象數(shù)據(jù)為基礎，利用Gis地圖開發(fā)實現(xiàn)的基于Web發(fā)布的氣象服務系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了鐵路沿線氣象數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、預報預警產(chǎn)品、專題服務產(chǎn)品的制作發(fā)布以及與用戶的實時視頻連線等功能。本系統(tǒng)的開發(fā)及應用將進一步提高鄂爾多斯市氣象局為鐵路氣象服務的能力。另外從鐵路安全運行角度來講，通過系統(tǒng)中氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測，天氣預報、預警等多方位有效服務，最大程度的減少因氣象災害對鐵路運行造成的損失，有效地提高了服務用戶防御氣象災害的能力。