綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文/杜佳林 李華峰 寧剛 邵連杰

（1.吉林省白城市氣象局 吉林省白城市 137000）

（2.吉林省靖宇縣氣象局 吉林省靖宇縣 135200）

1 引言

隨著綜合氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)自動(dòng)化項(xiàng)目的不斷新建、更新升級(jí)，自動(dòng)觀測(cè)項(xiàng)目基本全部取代人工觀測(cè)。按照有關(guān)新建項(xiàng)目特性要求，如氣溶膠觀測(cè)、微波輻射觀測(cè)、風(fēng)廓線雷達(dá)觀測(cè)等接收終端儀器，均需距離傳感器不能過(guò)遠(yuǎn)，需安裝在觀測(cè)項(xiàng)目傳感器附近；就我站而言，以上項(xiàng)目分別建立在距值班室100米以外的站房?jī)?nèi)，這樣給值班人員正常處理業(yè)務(wù)及監(jiān)控儀器運(yùn)行狀況、質(zhì)量控制等操作帶來(lái)極大的不便，不僅給值班人員增加了大量的工作量，而且出現(xiàn)故障也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，給解決問(wèn)題故障帶來(lái)了極大的不方便。因此，建立綜合氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)將分散的不同終端所采集的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行遠(yuǎn)程接收集成顯示在一個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)上，以便更好地處理、監(jiān)控觀測(cè)項(xiàng)目終端上的業(yè)務(wù)內(nèi)容，真正達(dá)到綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)“一體化”平臺(tái)的效果。

2 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)中所有連接局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，最多可同時(shí)監(jiān)控100多臺(tái)計(jì)算機(jī)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有連接故障時(shí)出現(xiàn)報(bào)警提示；

（2）一鍵連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)桌面，快速監(jiān)控、處理綜合觀測(cè)終端項(xiàng)目及相關(guān)業(yè)務(wù)；

（3）自動(dòng)接收顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、故障監(jiān)控所有綜合氣象觀測(cè)項(xiàng)目；

（4）自動(dòng)登錄、瀏覽、監(jiān)控處理有關(guān)省MDOS和ASOM等業(yè)務(wù)監(jiān)控平臺(tái)，值班員可直接選擇用戶名和密碼等信息自動(dòng)進(jìn)行登錄處理。

3 界面設(shè)計(jì)及功能模塊實(shí)現(xiàn)

3.1 界面設(shè)計(jì)

平臺(tái)主窗體采用MDI父窗體形式顯示，其它多功能子窗體接收顯示界面，以多頁(yè)面形式打開(kāi)顯示在一個(gè)父窗體中，方便在多窗口之間切換選擇應(yīng)用功能。

3.2 功能模塊實(shí)現(xiàn)

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能模塊設(shè)計(jì)中，根據(jù)參數(shù)設(shè)置的用戶多少，將遠(yuǎn)程用戶連接有關(guān)信息保存到文件中，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)打開(kāi)文件讀取遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)IP地址等信息，智能判斷應(yīng)添加窗體界面中PictureBox圖像框控件及圖標(biāo)的數(shù)量，每個(gè)圖像框控件代表遠(yuǎn)程相應(yīng)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控命令時(shí)，采用Ping命令判斷遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接通斷狀態(tài)，采用紅色圖標(biāo)或綠色圖標(biāo)顯示在相應(yīng)PictureBox圖像框控件上，來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)未連接或已連接狀態(tài)提示。

3.2.2 綜合處理

圖1：微波輻射觀測(cè)數(shù)據(jù)接收顯示窗體

綜合處理平臺(tái)模塊界面設(shè)計(jì)分兩部分功能，采用樹(shù)狀視圖TreeView控件和大圖標(biāo)顯示的按鈕功能控件，設(shè)計(jì)時(shí)將遠(yuǎn)程終端IP地址分別寫入模塊中，每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)程終端一臺(tái)計(jì)算機(jī)，執(zhí)行過(guò)程中調(diào)取Windos系統(tǒng)遠(yuǎn)程桌面連接功能，一鍵可連接遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)終端桌面，連接成功后，用戶可在本地直接快速處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的所有觀測(cè)業(yè)務(wù)項(xiàng)目等內(nèi)容。

3.2.3 自動(dòng)站

自動(dòng)站接收功能顯示模塊設(shè)有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收和日數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)兩大功能。

（1）數(shù)據(jù)接收：數(shù)據(jù)接收設(shè)有分鐘數(shù)據(jù)接收和定時(shí)數(shù)據(jù)接收；執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)站的IP地址，連接遠(yuǎn)程自動(dòng)站計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)模塊采用打開(kāi)讀取文本文件格式的方式[1]，直接讀取遠(yuǎn)程自動(dòng)站相關(guān)目錄中的分鐘數(shù)據(jù)文件和定時(shí)數(shù)據(jù)文件，截取相應(yīng)要素的字節(jié)數(shù)，在將該要素值賦給表格控件顯示和相關(guān)圖形控件動(dòng)態(tài)顯示；同時(shí)，可根據(jù)用戶選擇讀取近30小時(shí)內(nèi)定時(shí)數(shù)據(jù)或近30分鐘內(nèi)分鐘數(shù)據(jù)，以動(dòng)態(tài)變化曲線形式顯示在圖片框控件中。

（2）日數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：在自動(dòng)站采集保存的原始定時(shí)數(shù)據(jù)文件中，不保存相關(guān)要素的日極值及日平均值等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)內(nèi)容。因此，該系統(tǒng)功能模塊設(shè)有讀取24小時(shí)內(nèi)的定時(shí)日數(shù)據(jù)文件，將相應(yīng)的有關(guān)要素進(jìn)行日平均統(tǒng)計(jì)和日極值挑取，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示在表格控件中。

3.2.4 微波輻射

微波輻射儀是不定時(shí)觀測(cè)10KM高度內(nèi)的層結(jié)溫度、濕度、水汽濃度、液態(tài)水等要素值，保存原數(shù)據(jù)文件是以當(dāng)時(shí)觀測(cè)時(shí)間為命名方式，隨機(jī)保存生成CSV格式類型文件，生成文件的命名格式精確到秒，且觀測(cè)時(shí)間具有不固定規(guī)律性。這給平臺(tái)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)中，讀取遠(yuǎn)程接收文件信息帶來(lái)很大的困難。經(jīng)過(guò)多次調(diào)試模塊編寫讀取代碼，調(diào)試出快速接收實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)的方法；即系統(tǒng)首先查詢篩選當(dāng)日生成的所有文件，再打開(kāi)讀取最新保存生成的原數(shù)據(jù)文件，最后完成實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程接收顯示功能模塊；系統(tǒng)增加了查詢歷史數(shù)據(jù)功能模塊（見(jiàn)圖1）。

3.2.5 風(fēng)廓線雷達(dá)

風(fēng)廓線雷達(dá)主要功能是定時(shí)觀測(cè)9KM內(nèi)不同高度的風(fēng)向、風(fēng)速要素，觀測(cè)數(shù)據(jù)保存生成6分鐘、30分鐘、60分鐘報(bào)文格式文件，每類文件中又分為高模式和低模式兩種類型數(shù)據(jù)文件，其中6分鐘高模式文件格式數(shù)據(jù)比較全面、時(shí)間連續(xù)又有代表性。根據(jù)其功能特點(diǎn)，我們?cè)谙到y(tǒng)模塊設(shè)計(jì)中，選擇接收讀取6分鐘報(bào)文數(shù)據(jù)文件內(nèi)容，將遠(yuǎn)程讀取的報(bào)文文件內(nèi)容，分別采用繪畫(huà)風(fēng)廓線、表格、文本等三種方式，顯示其不同高度的風(fēng)向、風(fēng)速信息，每頁(yè)可顯示連續(xù)觀測(cè)的最近15時(shí)次內(nèi)容（見(jiàn)圖2）；可根據(jù)用戶需要向前或向后顯示一時(shí)次的數(shù)據(jù)內(nèi)容，也可選擇向前或向后顯示一整頁(yè)面內(nèi)容，方便用戶對(duì)各時(shí)次數(shù)據(jù)變化查看分析應(yīng)用。

3.2.6 紫外線

紫外線儀觀測(cè)原始數(shù)據(jù)是采用數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式，存儲(chǔ)到每年生成一個(gè)文件中，在系統(tǒng)接收模塊設(shè)計(jì)時(shí)，我們將遠(yuǎn)程連接打開(kāi)MDB數(shù)據(jù)庫(kù)，采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句，查詢讀取紫外線實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)容[2]，將系統(tǒng)查詢到的一天內(nèi)數(shù)據(jù)全部顯示在表格控件中，再根據(jù)最近一次觀測(cè)時(shí)間內(nèi)容查詢相關(guān)信息，紫外線強(qiáng)度和等級(jí)等信息打印在窗體界面中；系統(tǒng)查詢到一天內(nèi)24小時(shí)正點(diǎn)時(shí)次數(shù)據(jù)內(nèi)容，在圖片框控件中繪畫(huà)出輻射強(qiáng)度24小時(shí)變化曲線。

3.2.7 特種觀測(cè)

特種觀測(cè)原始數(shù)據(jù)同樣以數(shù)據(jù)庫(kù)MDB文件格式存儲(chǔ)。在模塊設(shè)計(jì)中，仍采用遠(yuǎn)程打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法讀取各時(shí)次要素內(nèi)容，設(shè)計(jì)時(shí)利用ADO控件連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)查詢最近時(shí)次更新的觀測(cè)要素內(nèi)容，顯示在動(dòng)態(tài)圖形控件和標(biāo)簽控件中，并將查詢到的一天內(nèi)定時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)容，以動(dòng)態(tài)變化曲線形式顯示在圖片框中。

3.2.8 氣溶膠

氣溶膠觀測(cè)原始數(shù)據(jù)文件是以報(bào)文格式文本文件存儲(chǔ)。根據(jù)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)IP地址，連接并篩選遠(yuǎn)程指定目錄中，生成的當(dāng)日所有報(bào)文格式文件，將查到的所有文件名都保存到本地列表框控件內(nèi)，當(dāng)用戶點(diǎn)擊鼠標(biāo)選擇其各時(shí)次報(bào)文，即可在右側(cè)相應(yīng)位置顯示該時(shí)次報(bào)文內(nèi)容；同時(shí)再分別讀取近30小時(shí)內(nèi)的報(bào)文內(nèi)容，分別繪畫(huà)出Pm2.5和Pm10動(dòng)態(tài)變化曲線（見(jiàn)圖3）。

3.2.9 瀏覽器

瀏覽器總體界面設(shè)計(jì)是為了在觀測(cè)業(yè)務(wù)日常工作中，更加方便查看瀏覽有關(guān)MDOS監(jiān)控平臺(tái)、ASOM等業(yè)務(wù)平臺(tái)，界面設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單實(shí)用，工具欄中僅設(shè)有瀏覽監(jiān)控平臺(tái)所用的常規(guī)按鈕功能，增加了觀測(cè)人員名單下拉列表選擇內(nèi)容，可為值班員登錄用戶時(shí)選用。模塊設(shè)計(jì)采用IE瀏覽器內(nèi)核WebBrowser控件，該控件很方便地把網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到界面中。設(shè)計(jì)中將業(yè)務(wù)常用網(wǎng)址分別寫入到按鈕程序中，用戶一鍵即可進(jìn)入相關(guān)監(jiān)控平臺(tái)界面，顯示瀏覽完整主頁(yè)內(nèi)容。

4 小結(jié)

4.1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

提高自動(dòng)站、特種觀測(cè)、氣溶膠、微波輻射、風(fēng)廓線雷達(dá)等綜合觀測(cè)數(shù)據(jù)上傳及時(shí)率，第一時(shí)間判斷計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)；也可用在其他業(yè)務(wù)部門監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)連接狀態(tài)。

4.2 綜合處理

圖2：風(fēng)廓線雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)接收顯示窗體

圖3：氣溶膠觀測(cè)數(shù)據(jù)接收顯示窗體

一鍵快速連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)桌面，可在地面氣象觀測(cè)無(wú)人值守或局站分離相關(guān)臺(tái)站中應(yīng)用，在工作中不但給業(yè)務(wù)人員減少了大量的工作量，還能快速及時(shí)解決業(yè)務(wù)中出現(xiàn)的各類問(wèn)題，進(jìn)一步提高綜合氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)工作的效率和能力。

4.3 數(shù)據(jù)接收

可監(jiān)控綜合觀測(cè)項(xiàng)目采集數(shù)據(jù)等運(yùn)行狀況，出現(xiàn)故障可及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行維護(hù)處理；另外，數(shù)據(jù)接收、統(tǒng)計(jì)、查詢顯示等功能，可在農(nóng)業(yè)氣象、人工影響天氣、預(yù)報(bào)、預(yù)警等氣象服務(wù)業(yè)務(wù)中應(yīng)用，提供及時(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。