MDOS在氣象資料業(yè)務中的應用

侯靈　楊玉紅　喬文文

摘要：自2014年5月氣象資料業(yè)務系統(tǒng)（MDOS）開始試運行以來，MDOS在廣東省常規(guī)觀測實時數(shù)據(jù)解碼入庫、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)質量控制及數(shù)據(jù)服務等方面發(fā)揮了巨大作用。該文首先通過對氣象資料業(yè)務系統(tǒng)及其與省級綜合氣象信息共享平臺業(yè)務聯(lián)系的介紹，闡述了氣象資料業(yè)務系統(tǒng)在省級氣象信息業(yè)務中的位置及作用。此外，經過近五年業(yè)務工作經驗累積，作者總結了臺站級操作方法及相關操作技巧，歸納了目前系統(tǒng)存在的問題，并為臺站日常操作提出了一些操作建議。

關鍵詞：MDOS;CIMISS;操作方法;操作建議

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）15-0255-03

? ? 隨著氣象業(yè)務量級的增長、氣象現(xiàn)代化的不斷推進，各氣象業(yè)務系統(tǒng)及數(shù)值預報模式業(yè)務對氣象資料質量的要求越來越高，而傳統(tǒng)氣象資料質量控制體系因存在歷史與實時資料業(yè)務脫節(jié)（歷史資料質量高但時效性差，實時資料質量未經過系統(tǒng)質量控制）、各氣象資料業(yè)務平臺的數(shù)據(jù)處理流程缺乏統(tǒng)一標準導致數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)質量控制方法標準各異等問題，無法滿足氣象業(yè)務現(xiàn)代化發(fā)展的需求。建立集質量控制、加工處理、存儲分發(fā)、服務于一體的現(xiàn)代氣象資料質控系統(tǒng)，實現(xiàn)實時和歷史資料一體化處理與管理，滿足現(xiàn)代氣象業(yè)務對氣象資料完整性、時效性和高質量方面的需求[1-2]，迫在眉睫。

1 氣象資料業(yè)務系統(tǒng)在廣東省運行情況簡介

在前人對歷史和實時觀測資料的質量控制方法研究的基礎上[3-5]，2011年3月中國氣象局開始實施開展實時歷史氣象資料一體化業(yè)務的業(yè)務實驗，研發(fā)了氣象資料業(yè)務系統(tǒng)（Meteorological Data Operational System，簡稱MDOS），該系統(tǒng)是一個集數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控、質控信息處理與查詢反饋、基礎信息管理、信息報警、產品制作與數(shù)據(jù)服務、元數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)管理為一體，以省級數(shù)據(jù)監(jiān)控、處理與查詢?yōu)楹诵?，涵蓋臺站處理與反饋，銜接國家級處理與查詢的綜合性氣象資料業(yè)務平臺。MDOS 的運行實現(xiàn)了歷史資料和實時資料一體化流程，有效提高了氣象資料的完整性、時效性和一致性。

2014年 5月20 日廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心順利完成 MDOS 平臺系統(tǒng)安裝、部署等工作，正式開展氣象資料業(yè)務系統(tǒng)的業(yè)務試運行，2015 年7 月1日投入業(yè)務運行。至2018年12月初為止，平臺已升級至V2.1.1版本，在廣東省級及臺站級整體運行穩(wěn)定，實時監(jiān)控、質量控制、疑誤數(shù)據(jù)處理、元數(shù)據(jù)管理、地面報表（A、J、Y文件）的制作及上傳國家級數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)共享及服務等工作開展順利。

MDOS V2.0版本之后的系統(tǒng)是將之前運行在Windows Server + SQL Server 環(huán)境下的系統(tǒng)移植到Linux + Oracle 環(huán)境下。目前，經MDOS操作平臺進行質量控制處理數(shù)據(jù)類型包括小時數(shù)據(jù)、分鐘數(shù)據(jù)、小時輻射數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、日照數(shù)據(jù)、小時土壤水分數(shù)據(jù)、酸雨數(shù)據(jù)、高空規(guī)定層數(shù)據(jù)、高空秒級數(shù)據(jù)等9類基本氣象數(shù)據(jù)和臺站元數(shù)據(jù)信息。

MDOS實現(xiàn)了臺站、省、國家三級資料同步，經統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，廣東省實時要素自動上傳數(shù)據(jù)可用時效為1～5分鐘，省級人工觀測干預處理可用時效為3～5分鐘，信息反饋處理時效為2～24小時，歷史資料的可用時效由2～3月提高到現(xiàn)在的1～2天。經過 MDOS 質控后數(shù)據(jù)可在天氣檢測、短臨預警預報、中尺度分析、定量降水估測和預報、災害性天氣精細化落區(qū)等業(yè)務中得到應用以提高災害性天氣預報的精細化和準確率[6]。

2 MDOS在省級數(shù)據(jù)流程中的地位及作用

目前，廣東省地面常規(guī)觀測氣象資料采用四級質控流程：觀測系統(tǒng)質控是指數(shù)據(jù)在觀測采集端通過多傳感器互備、多套觀測數(shù)據(jù)互校對比、臺站觀測員人工檢查等方法進行的質量控制;傳輸系統(tǒng)質控也稱為數(shù)據(jù)次級質控，是指當數(shù)據(jù)通過FTP協(xié)議傳輸?shù)绞〖壓髮?shù)據(jù)格式、文件名及數(shù)據(jù)重復性等進行質量控制，并進行快速質控檢查;人機交互質控也叫數(shù)據(jù)自動質控，是指數(shù)據(jù)在入庫時利用MDOS對氣象數(shù)據(jù)進行質量控制與疑誤反饋，通過人機交互確定疑誤信息;而業(yè)務應用層面的質控是指用戶在使用氣象數(shù)據(jù)時針對自身業(yè)務需要進行的質量控制。

臺站觀測采集的各類常規(guī)地面觀測資料，經臺站測報軟件形成文件或數(shù)據(jù)流，通過FTP或流傳輸實時傳送到省級綜合氣象信息共享平臺（China Integrated Meteorological Information Service System，簡稱CIMISS），CIMISS的總體架構主要包括數(shù)據(jù)收集與分發(fā)系統(tǒng)（CTS）、數(shù)據(jù)加工處理（DPC）、業(yè)務監(jiān)控系統(tǒng)（MCP）和數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)（SOD）四個子系統(tǒng)。其中CTS負責數(shù)據(jù)收集、快速質量控制、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分發(fā)，由圖2可知，CTS接收臺站上傳的原始報文后，對文件進行快速質量控制，隨后將原始文件及經快速質控的文件分別分發(fā)給國家級CIMISS、省級歸檔服務器及省級數(shù)據(jù)加工處理系統(tǒng)（DPC），DPC對報文進行解碼后，通過CIMISS簡約入庫程序一路將數(shù)據(jù)入庫到CIMISS 基礎庫，另一路將數(shù)據(jù)入庫到MDOS原始庫及支撐庫，同時MDOS內的三級質控啟動，MDOS質控后的更正信息，會通過消息更正文件的形式發(fā)送給DPC，DPC會將更正信息再次入庫到CIMISS 基礎庫，對初始入庫的數(shù)據(jù)進行訂正。

MDOS與CIMISS實現(xiàn)對接，主要體現(xiàn)在兩個方面：1）MDOS操作系統(tǒng)界面顯示的統(tǒng)計要素統(tǒng)計值均為國家級數(shù)據(jù)中心進行質控融合統(tǒng)計之后統(tǒng)一下發(fā)到各省的SOD庫表中的數(shù)據(jù)，MDOS使用 SOD中相關日統(tǒng)計值;2）CIMISS 在數(shù)據(jù)處理方面與MDOS系統(tǒng)進行雙向交互，實時保證數(shù)據(jù)的準確性、一致性和完整性。

3 MDOS操作技巧

MDOS操作平臺有八類用戶，分別為省級管理員、省級監(jiān)控員、省級數(shù)據(jù)處理員、臺站管理員、臺站監(jiān)控員、臺站數(shù)據(jù)處理員、第三方用戶、系統(tǒng)管理員。各類用戶權限不同，管理員可根據(jù)用戶操作需要開設不同權限的用戶。MDOS操作包括省級操作和臺站級操作，臺站級操作主要包括數(shù)據(jù)完整性監(jiān)控、質控疑誤信息反饋、元數(shù)據(jù)登記、掛載及解除黑名單四個方面。本文重點結合MDOS省級值班員的相關操作介紹臺站級操作中關于更正報及數(shù)據(jù)聯(lián)動修改的相關方法和技巧。

3.1 保證數(shù)據(jù)完整性

MDOS操作平臺首頁即為數(shù)據(jù)接收與上傳監(jiān)控界面，臺站及省級工作人員從監(jiān)控界面可以查看需要進行質控的各類數(shù)據(jù)的入庫率，入庫率為100%表示所有應入庫文件都已經成功入庫，若省級值班員通過MDOS數(shù)據(jù)接收與監(jiān)控界面發(fā)現(xiàn)，某個資料某時間段入庫率為0，表示全省所有臺站的該類資料都沒有入庫，解決辦法有兩種：一是檢查CTS傳輸、分發(fā)程序，二是檢查DPC中部署的MDOS入庫程序是否出現(xiàn)了積壓，此類問題臺站可以不予理會。

若某個時次的數(shù)據(jù)文件通過臺站的發(fā)報軟件顯示發(fā)送成功，但是MDOS里一直沒有見到數(shù)據(jù)更新，是因為CTS在接收到文件后，會在CTS內置數(shù)據(jù)庫中記錄接收到的文件名，若48小時內再次接收到相同的文件名，CTS質控程序會把后一份文件當成垃圾文件丟掉，而不會再分發(fā)。此類問題有兩種解決辦法：1）聯(lián)系MDOS省級運維人員，將CTS 數(shù)據(jù)庫中的日志清除;2）在更正文件名上添加不同的更正標識。

鑒于更正報對文件完整性及疑誤數(shù)據(jù)質量訂正的作用，更正報成為MDOS系統(tǒng)操作中重要部分。但是，各資料種類文件更正報發(fā)報格式及MDOS對其采納時效都不同，本文接下來重點介紹更正報相關內容。

1）更正報發(fā)報格式

更正報報文的格式一般是由測報軟件自動形成的，不需要人為修改，但是由于可以多次編發(fā)更正報，當更正報發(fā)送次數(shù)較多且某些更正報未發(fā)送成功時，則需要臺站手動更改更正報報文。國家站分鐘文件、日照文件、日數(shù)據(jù)文件和輻射小時文件，只需要添加或者修改文件名中相應的CC[X]即可。而國家站地面小時數(shù)據(jù)的更正報除了需要修改文件名中的CC[X] ，還要打開文件，將第一行臺站參數(shù)的最后一個字段改成相應的更正標識。

分鐘降水數(shù)據(jù)缺測或錯誤的話，應該發(fā)送小時數(shù)據(jù)文件更正報進行數(shù)據(jù)更正，其他分鐘要素缺測或錯誤的話，應發(fā)分鐘文件（MZ文件）更正。

2）MDOS對更正報的采納

目前，除酸雨外，MDOS質控的其他種類數(shù)據(jù)都可發(fā)更正報，CIMISS能收到的數(shù)據(jù)更正報文件的時效是100天，若觀測時間在發(fā)報時間100天之后，CTS格式檢查會進行判斷，將其視為垃圾文件丟棄。與觀測時間相比，MDOS中分鐘、輻射更正報數(shù)據(jù)是實時自動采納，小時數(shù)據(jù)超過24小時、日、日照數(shù)據(jù)超過36小時，需要省局值班員進行人工干預確認，更正數(shù)據(jù)才能入庫。臺站發(fā)完更正報，在發(fā)送操作無誤的情況下，需等省級值班員干預完成后才能查詢更正報入庫情況。

在一定的時效內，MDOS接收到更正報后會與原始數(shù)據(jù)進行對比，質控碼和數(shù)值有變更時直接改MDOS支撐表，同時發(fā)送消息更新CIMISS數(shù)據(jù)表;在時效之外，質控碼和值有變更時需要人工干預，干預通過后修改MDOS支撐表，然后發(fā)送消息更新CIMISS數(shù)據(jù)表。

3.2 疑誤信息反饋

3.2.1 被動反饋

MDOS中省級值班員可以通過質控信息處理界面中的省級處理與查詢反饋頁面，將MDOS各級質量控制所檢查出來的疑誤數(shù)據(jù)信息交給到各臺站，臺站值班員在接收到省級查詢的疑誤數(shù)據(jù)后，可以通過原始數(shù)據(jù)無誤、數(shù)據(jù)錯誤、數(shù)據(jù)修改等操作，完成對疑誤數(shù)據(jù)的處理與反饋，這個過程我們稱之為被動反饋。

被動反饋分兩種情況：一是臺站值班手機在接收到MDOS疑誤信息后，實時登錄MDOS操作平臺反饋。接到疑誤短信后，臺站值班員應先核對疑誤數(shù)據(jù)值，檢查相應觀測儀器，查明可能引起出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)的原因，并及時進行相關數(shù)據(jù)處理和觀測儀器維護等工作;二是守班期間每隔3個小時對MDOS系統(tǒng)進行定時檢查，一旦發(fā)現(xiàn)疑誤信息，及時處理。目前廣東省考核規(guī)定臺站在收到疑誤信息12小時之內通過MDOS操作平臺完成反饋，守班時段、應急響應期間，接收到疑誤信息短信或電話后1小時內進行反饋。

3.2.2主動反饋

臺站值班人員在日常數(shù)據(jù)維護及月報審核時，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，可以通過MDOS數(shù)據(jù)查詢與質疑界面、發(fā)更正報及通知省級值班員通過任意數(shù)據(jù)修改界面修改疑誤數(shù)據(jù)等方式進行主動反饋。

在MDOS操作時，不管是通過省級處理與查詢反饋、任意數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)查詢與質疑還是通過更正報進行數(shù)據(jù)更改，都會引發(fā)相關要素關聯(lián)修改，關聯(lián)修改要素及關聯(lián)修改條件如表1所示，系統(tǒng)于當日21：30點會啟動日回歸質控對修改后的數(shù)據(jù)及其相關聯(lián)數(shù)據(jù)重新進行質量控制，若臺站更改有誤或者更改導致關聯(lián)要素矛盾，則MDOS質控會再次提出疑誤信息，直到數(shù)據(jù)正確為止。需要注意的是，目前降水量相關要素引起的相關聯(lián)數(shù)據(jù)的自改，不需要人工觸發(fā)，但是因為數(shù)據(jù)量較大，沒有實時處理，目前設置為每半小時自動修改一次。

3.2.3 MDOS數(shù)據(jù)錄入規(guī)則

版本升級至V2.1以后，MDOS及臺站測報軟件中數(shù)據(jù)錄入規(guī)則都發(fā)生了一些變化，氣溫、氣壓、變溫、變壓、云量、降水、風速、雪深、雪壓要素在MDOS V2.1以后的版本中均按照原值輸入，不再像之前的版本將實際值擴大十倍輸入;相對濕度、風向、凍土、電線積冰、冰雹直徑要素仍然保持原值輸入;人工能見度、自動觀測能見度要素以米為單位的進行錄入。

臺站測報軟件有數(shù)據(jù)錄入規(guī)則也有相應變化，當小時降水量為微量時，臺站不能在測報軟件小時降水量欄輸入‘0，此時小時降水量應為空，而6小時、12小時、24小時統(tǒng)計降水量內輸入‘0.0，否則MDOS對小時降水量進行質控的時候會判定降水量不合法。此外，臺站測報軟件錄入的夜間天氣現(xiàn)象結束的時候無逗號，而通過MDOS數(shù)據(jù)查詢與質疑界面輸入的時候需要在夜間天氣現(xiàn)象結束的時候輸入逗號。

3.3 黑名單掛載及解除

某個要素連續(xù)48小時及以上時次出現(xiàn)疑誤或錯誤，臺站值班員要及時對要素進行確認，若數(shù)據(jù)錯誤需缺測，應通知省級值班員將其加入黑名單，以免MDOS自動質控一直產生疑誤信息，同時盡快維修或維護儀器;待數(shù)據(jù)正常時，要通知省級值班員解除黑名單。

4 MDOS系統(tǒng)存在的問題及使用建議

從2014年5月20日系統(tǒng)開始試運行至今，MDOS功能不斷完善，質控能力大幅提高，但是有一些系統(tǒng)問題，至今沒有得到很好的解決，導致臺站級及省級在對系統(tǒng)進行操作的時候，遇到一些麻煩，現(xiàn)將平時值班中遇到的系統(tǒng)問題，一一歸納與全省測報人員分享，希望能對臺站用戶操作MDOS提供一些幫助：

1）滾動條及提示信息及時性問題

因為頻繁的刷新會造成系統(tǒng)的資源消耗過大，操作平臺滾動條使用定時刷新的形式，目前是每5分鐘刷新一次，所以會有些延遲;提示信息模塊有時會因為系統(tǒng)問題導致緩存的提示信息讀不到而一直提示已經處理過的疑誤信息。

2）臺站元數(shù)據(jù)更新同步問題

臺站通過元數(shù)據(jù)信息界面修改了數(shù)據(jù)，且通過界面查詢數(shù)據(jù)正確，但是利用系統(tǒng)制作的月報或年報產品中相關數(shù)據(jù)仍是錯誤的，這主要是因為元數(shù)據(jù)信息界面使用的數(shù)據(jù)庫表和制作報文使用的數(shù)據(jù)庫表不是同一個表，二者之間時常沒有及時同步。

3）找不到未處理疑誤信息問題

針對滾動條有提示但臺站用戶遍尋不到疑誤信息的問題，首先建議臺站使用谷歌瀏覽器登錄MDOS，在使用MDOS操作平臺處理完問題以后，一定要退出系統(tǒng)，關閉瀏覽器的時候設置清除瀏覽器緩存;其次可以首先通過省級處理與查詢反饋確定臺站類別、數(shù)據(jù)類型及疑誤信息出現(xiàn)時間，然后通過臺站處理與反饋逐個設置查看。

5 結束語

從2015年7月正式運行至今，MDOS基本實現(xiàn)了廣東省常規(guī)地面觀測數(shù)據(jù)實時滾動質量控制、疑誤數(shù)據(jù)快速處理、臺站元數(shù)據(jù)管理和產品實時滾動生成，實現(xiàn)了臺站、省、國家三級資料同步，將歷史資料的可用時效由以前的2～3月提高到1～2天，大大提高了歷史數(shù)據(jù)的可用性。目前，隨著氣象現(xiàn)代化工作的不斷推進，氣象觀測資料格式不斷變更、資料種類的不斷增多，MDOS也在不斷升級，相信未來MDOS會在資料質量控制、產品服務等方面發(fā)揮更大的作用。

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