上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺(tái)開發(fā)應(yīng)用研究

王柳青 張珺

摘 ?要：圍繞氣象現(xiàn)代化和智慧氣象高質(zhì)量發(fā)展總體目標(biāo)，結(jié)合市級(jí)氣象信息與裝備保障監(jiān)控工作實(shí)際，研究開發(fā)上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺(tái)并投入業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)對(duì)雷達(dá)、自動(dòng)站、信息網(wǎng)絡(luò)等氣象裝備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，方便裝備保障人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的問題并及時(shí)處理故障，進(jìn)一步提高市氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控和保障能力。

關(guān)鍵詞：氣象裝備;保障;監(jiān)控平臺(tái);開發(fā)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP39 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）12-0152-04

Abstract： Focusing on the overall goal of meteorological modernization and high-quality development of smart meteorology， combined with the actual situation of municipal meteorological information and equipment support monitoring， research and develop integrated monitoring platform for meteorological equipment in Shangrao city and put it into business application， so as to realize real-time monitoring of the operation status and data transmission of meteorological equipments such as radar， automatic station and information network on one platform， and timely alarm in case of abnormality， it is convenient for equipment support personnel to find problems appeared in equipment operation and data transmission timely and deal with faults at once， so as to further improve the operation monitoring and support capacity of municipal meteorological equipment.

Keywords： meteorological equipment; support; monitoring platform; development and application

0 ?引 ?言

氣象信息與裝備穩(wěn)定運(yùn)行是做好氣象服務(wù)的基礎(chǔ)和前提，加強(qiáng)氣象信息與裝備日常運(yùn)行監(jiān)控，提升監(jiān)控能力和水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的問題并處理故障，對(duì)做好精準(zhǔn)氣象預(yù)報(bào)及精細(xì)的氣象服務(wù)具有十分重要意義。目前，市局尚無一個(gè)綜合氣象裝備監(jiān)控平臺(tái)，保障人員自主監(jiān)控各類氣象裝備運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸是否正常要登錄幾個(gè)省級(jí)監(jiān)控平臺(tái)去逐個(gè)查詢，工作煩瑣費(fèi)時(shí)，這些監(jiān)控平臺(tái)都是基于全省開發(fā)，未覆蓋到市級(jí)所有需要監(jiān)控的設(shè)備和業(yè)務(wù)。為提升上饒市氣象裝備保障能力、推進(jìn)裝備監(jiān)控集約化、智能化、現(xiàn)代化，非常有必要開發(fā)一套氣象裝備運(yùn)行一體化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)對(duì)雷達(dá)、自動(dòng)站、信息網(wǎng)絡(luò)等氣象裝備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便裝備保障人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、處理故障，提高我市氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控和保障能力。

1 ?項(xiàng)目開發(fā)的主要內(nèi)容和技術(shù)方法

本文從上饒市氣象局現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合氣象信息化建設(shè)要求，確定項(xiàng)目開發(fā)的主要內(nèi)容以及采用的技術(shù)方法為：（1）梳理有關(guān)業(yè)務(wù)、設(shè)備監(jiān)控指標(biāo)、IP地址等基礎(chǔ)信息。首先詳細(xì)梳理出多普勒天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、大氣成分、國家站、區(qū)域站等所有納入考核的氣象裝備、數(shù)據(jù)資料傳輸業(yè)務(wù)以及視頻會(huì)商系統(tǒng)、核心交換機(jī)、路由器、防火墻、VPN等信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相關(guān)基礎(chǔ)信息。（2）監(jiān)控平臺(tái)功能和布局設(shè)計(jì)。根據(jù)市級(jí)實(shí)際需要監(jiān)控裝備、業(yè)務(wù)、資料等需求進(jìn)行一體化監(jiān)控平臺(tái)功能、技術(shù)方案、界面布局設(shè)計(jì)。經(jīng)充分調(diào)研，確定監(jiān)控平臺(tái)主要開發(fā)實(shí)時(shí)設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)占比及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況、地圖展示、實(shí)時(shí)預(yù)警信息、設(shè)備傳輸率、統(tǒng)計(jì)設(shè)備、可用率統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)可用性9大監(jiān)控版塊，監(jiān)控對(duì)象涵蓋國家站、區(qū)域站、新一代多普勒天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、雷電、GNSS/MET、大氣成分、市縣局會(huì)商系統(tǒng)、廣域網(wǎng)路由器、市局核心交換機(jī)、路由器、防火墻等主要?dú)庀髽I(yè)務(wù)和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。（3）平臺(tái)集成和數(shù)據(jù)獲取。按照集約、可視、智能要求，將所有需監(jiān)控業(yè)務(wù)按照一定分類集成在一個(gè)平臺(tái)上，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和考核要求，突出顯示裝備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、通信等故障或異常信息，并第一時(shí)間發(fā)出告警信息，便于值班人員掌握、查核、處理，提高裝備運(yùn)行保障能力。其中設(shè)備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)可用等數(shù)據(jù)主要通過開發(fā)cimiss數(shù)據(jù)獲取模塊，實(shí)時(shí)從江西省CIMISS系統(tǒng)中獲取最新設(shè)備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葦?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn);通信及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控主要通過IP地址ping技術(shù)，每隔30秒（或設(shè)置其他頻率）ping關(guān)鍵IP地址，若ping不同，則判斷為故障。（4）功能調(diào)試和確認(rèn)。開發(fā)完成后，對(duì)每一個(gè)監(jiān)控板塊功能和內(nèi)容調(diào)試、核查，確認(rèn)能夠符合預(yù)期目標(biāo)。（5）改進(jìn)完善并業(yè)務(wù)應(yīng)用。上饒市氣象裝備運(yùn)行一體化監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)完成后，要進(jìn)行業(yè)務(wù)試運(yùn)行。通過業(yè)務(wù)實(shí)踐和應(yīng)用反饋，針對(duì)相關(guān)版塊功能和內(nèi)容進(jìn)行修改完善，使得該監(jiān)控平臺(tái)更加符合實(shí)際業(yè)務(wù)需要，更加實(shí)用、好用，再投入業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2 ?研究成果及內(nèi)容

研究開發(fā)上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控為一體的監(jiān)控和異常報(bào)警平臺(tái)，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新最新情況信息，功能集約、界面直觀，平臺(tái)共建設(shè)完成9大監(jiān)控版塊。一體化監(jiān)控和異常報(bào)警平臺(tái)如圖1所示。

2.1 ?一體化監(jiān)控和異常報(bào)警平臺(tái)

2.1.1 ?實(shí)時(shí)設(shè)備運(yùn)行情況

實(shí)時(shí)設(shè)備運(yùn)行情況涵蓋全市8大主要?dú)庀笱b備實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的監(jiān)控，包括13個(gè)國家級(jí)自動(dòng)氣象站、390個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站、7個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、2個(gè)雷電監(jiān)測(cè)站、9個(gè)GNSS/MET水汽觀測(cè)站、1個(gè)新一代天氣雷達(dá)站、1個(gè)風(fēng)廓線雷達(dá)站、1個(gè)大氣成分監(jiān)測(cè)站。該欄目能及時(shí)反映全市氣象裝備運(yùn)行，正常的、可疑的、錯(cuò)誤的、未到的及故障的設(shè)備數(shù)量，分別用綠色、棕色、藍(lán)色、白色、紅色五種顏色對(duì)應(yīng)標(biāo)注，方便監(jiān)控人員快速識(shí)別。

2.1.2 ?設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)占比情況

設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)占比情況主要對(duì)8大主要?dú)庀笱b備每日設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)占比情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示，包括設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)正常占比、數(shù)據(jù)缺報(bào)占比、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤占比，以及運(yùn)行時(shí)間占比、維護(hù)時(shí)間占比、停機(jī)時(shí)間占比等情況，分別對(duì)應(yīng)標(biāo)注新綠、灰綠、粉紅、淺藍(lán)色、黃色、暗紅色，其中數(shù)據(jù)正常占比+數(shù)據(jù)缺報(bào)占比+數(shù)據(jù)錯(cuò)誤占比=100%，運(yùn)行時(shí)間占比+維護(hù)時(shí)間占比+停機(jī)時(shí)間占比=100%，并將今日情況與上一日對(duì)比，在對(duì)應(yīng)右側(cè)位置展示對(duì)比結(jié)果，較前一日升高用綠色標(biāo)注，降低則用紅色標(biāo)注，起到警示作用。鼠標(biāo)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)條會(huì)在數(shù)據(jù)和時(shí)間模式之間切換，方便監(jiān)控人員分別查閱數(shù)據(jù)正常與否和設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)以及與前日比較結(jié)果。

2.1.3 ?網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況是對(duì)13個(gè)國家站主機(jī)、3個(gè)備份站主機(jī)，13個(gè)廣域網(wǎng)路由器，1個(gè)會(huì)商MCU、13個(gè)會(huì)商終端，市局2個(gè)交換機(jī)、2個(gè)路由器、3臺(tái)防火墻、1臺(tái)深信服VPN、1臺(tái)無線AC控制器的運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控。主要通過IP地址的ping測(cè)試判斷設(shè)備是否在線，通信是否暢通，設(shè)備運(yùn)行正常通信暢通用綠色小云狀標(biāo)識(shí)顯示，紅色顯示中斷異常。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況基本覆蓋市、縣兩級(jí)核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及主要節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、會(huì)商設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便監(jiān)控值班人員一眼了解市縣兩級(jí)主干網(wǎng)絡(luò)是否通暢，相關(guān)設(shè)備是否正常。

2.2 ?中心地圖及實(shí)時(shí)預(yù)警信息展示

2.2.1 ?中心地圖展示

將所有設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控情況通過地圖分區(qū)域集中展示，方便值班監(jiān)控人員查看某類設(shè)備總體運(yùn)行是否正常，哪些地方存在可疑、錯(cuò)誤或未到的情況。上部有11個(gè)小圖標(biāo)，從左往右依次為全類設(shè)備、國家級(jí)自動(dòng)氣象站、區(qū)域自動(dòng)氣象站、自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、雷電監(jiān)測(cè)站、GNSS/MET水汽觀測(cè)站、新一代天氣雷達(dá)站、風(fēng)廓線雷達(dá)站、大氣成分監(jiān)測(cè)站，最后兩個(gè)暫時(shí)未添加。下部是地圖展示區(qū)，11個(gè)小圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控情況會(huì)在下面地圖中展示出來，并設(shè)置自動(dòng)輪巡，每隔1～2秒會(huì)跳到下一設(shè)備監(jiān)控?！叭愒O(shè)備”在一張地圖上顯示8大類別的設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行請(qǐng)況，每一種設(shè)備正常數(shù)量（綠色）、錯(cuò)誤數(shù)量（藍(lán)色）、可疑數(shù)量（棕色）、未到數(shù)量（白色）分別在地圖上小框展示。如圖2所示。

2.2.2 ?實(shí)時(shí)預(yù)警信息

對(duì)當(dāng)前中斷或異常站點(diǎn)進(jìn)行預(yù)警展示，按照所屬類別、設(shè)備名稱、站點(diǎn)名稱、中斷時(shí)間、異常情況進(jìn)行預(yù)警展示，并用紅色字體突出顯示，根據(jù)時(shí)間倒序?qū)⒅袛嗲闆r從上往下依次滾動(dòng)展示，方便值班人員對(duì)中斷站點(diǎn)及情況查核處理。

2.3 ?設(shè)備傳輸率、可用率及業(yè)務(wù)可用性

2.3.1 ?設(shè)備傳輸率

通過柱狀圖對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示，將0～100%傳輸率劃分0、20、40、60、80、100共六等分，分別用白色實(shí)線標(biāo)出，從左到右依次為國家級(jí)自動(dòng)氣象站、區(qū)域自動(dòng)氣象站、新一代天氣雷達(dá)站、GNSS/MET水汽觀測(cè)站、自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、酸雨、大氣成分監(jiān)測(cè)站雷電監(jiān)測(cè)站、風(fēng)廓線雷達(dá)站、城鎮(zhèn)報(bào)、日照、國家站buffer文件11個(gè)監(jiān)控對(duì)象。監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸率通過紫色柱狀圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示在圖上，并將設(shè)備傳輸率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)標(biāo)注在柱狀圖頂上，結(jié)合全縣劃定的5條白色分段線，值班員可直觀清晰了解掌握各監(jiān)控對(duì)象實(shí)時(shí)傳輸率。如圖3所示。

2.3.2 ?設(shè)備可用率統(tǒng)計(jì)

設(shè)備可用率統(tǒng)計(jì)的展示形式與設(shè)備傳輸率一致，從左到右依次為國家級(jí)自動(dòng)氣象站、區(qū)域自動(dòng)氣象站、新一代天氣雷達(dá)站、風(fēng)廓線雷達(dá)站、自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、GNSS/MET水汽觀測(cè)站、大氣成分監(jiān)測(cè)站、雷電監(jiān)測(cè)站、負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)站、農(nóng)氣觀測(cè)站共10個(gè)監(jiān)控對(duì)象。監(jiān)控的設(shè)備可用率通過黃色柱狀圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示在圖上，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)標(biāo)注在柱狀圖頂上，結(jié)合前面劃定的5條白色分段線，值班員可直觀清晰了解掌握各個(gè)監(jiān)控對(duì)象設(shè)備可用率。

2.3.3 ?業(yè)務(wù)可用性統(tǒng)計(jì)

業(yè)務(wù)可用性統(tǒng)計(jì)的展示形式與設(shè)備傳輸率、可用率一致，重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站、GNSS/MET水汽觀測(cè)站、雷電監(jiān)測(cè)站、大氣成分監(jiān)測(cè)站區(qū)域自動(dòng)氣象站、風(fēng)廓線雷達(dá)站、國家級(jí)自動(dòng)氣象站、新一代天氣雷達(dá)站共8個(gè)監(jiān)控對(duì)象當(dāng)月1日到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)業(yè)務(wù)可用性。為區(qū)分設(shè)備傳輸率和可用率，業(yè)務(wù)可用性用綠色柱狀圖來展示，并將各個(gè)監(jiān)控對(duì)象當(dāng)月業(yè)務(wù)可用性數(shù)據(jù)標(biāo)注在柱狀圖頂上，結(jié)合前面劃定的5條白色分段線，方便值班員了解掌握各個(gè)監(jiān)控對(duì)象業(yè)務(wù)可用性。

3 ?項(xiàng)目解決的問題或創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 ?智能集約一體化監(jiān)控、提升裝備保障監(jiān)控效率

以前開展裝備運(yùn)行監(jiān)控，需要手動(dòng)查閱省級(jí)裝備、數(shù)據(jù)和通信三個(gè)平臺(tái)信息，才能了解當(dāng)前我市主要設(shè)備和通信運(yùn)行情況，時(shí)效性較低、監(jiān)控效率不高。通過上饒市氣象裝備運(yùn)行一體化監(jiān)控平臺(tái)，可更加直觀、方便實(shí)現(xiàn)裝備、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行監(jiān)控。

3.2 ?監(jiān)控對(duì)象覆蓋范圍廣、滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需要

上饒市氣象裝備運(yùn)行一體化監(jiān)控平臺(tái)，基本覆蓋到雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、國家站、區(qū)域站等市局所有需要監(jiān)控的主要設(shè)備和重要業(yè)務(wù)，而且增加國家站主站和備份站、會(huì)商系統(tǒng)、防火墻、核心交換機(jī)、廣域網(wǎng)路由器等日常需要重點(diǎn)關(guān)注但沒有納入省局平臺(tái)監(jiān)控項(xiàng)目，直觀方便實(shí)現(xiàn)對(duì)全市氣象裝備、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行情況一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.3 ?中斷及異常報(bào)警提示，提升裝備保障的及時(shí)率

對(duì)雷達(dá)、自動(dòng)站、信息網(wǎng)絡(luò)等氣象裝備運(yùn)行異常或中斷站點(diǎn)及時(shí)報(bào)警，并動(dòng)態(tài)滾動(dòng)更新展示，方便裝備保障人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的問題、及時(shí)處理故障，提高我市氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控和保障能力。

4 ?項(xiàng)目應(yīng)用情況

上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺(tái)開發(fā)完成后，于2020年2月在上饒市氣象信息與裝備保障中心投入日常業(yè)務(wù)監(jiān)控應(yīng)用，效果良好。該監(jiān)控平臺(tái)給監(jiān)控人員提供了一個(gè)綜合氣象裝備監(jiān)控平臺(tái)，基本覆蓋到雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、國家站、區(qū)域站、信息網(wǎng)絡(luò)等市局所有需要監(jiān)控的重要設(shè)備和業(yè)務(wù)，克服了以往工作弊端，更加方便、直觀、智能、集約、高效。

同時(shí)該平臺(tái)能突出顯示裝備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、通信等故障或異常信息，第一時(shí)間在顯著位置生成預(yù)警信息，便于值班人員掌握、查核、處理，提高裝備運(yùn)行保障能力。自運(yùn)行以來，幫助業(yè)務(wù)人員快速識(shí)別故障站點(diǎn)并及時(shí)組織處理，提升了氣象信息與裝備保障能力和水平。

5 ?本項(xiàng)目對(duì)業(yè)務(wù)建設(shè)的貢獻(xiàn)和效益

上饒市氣象裝備一體化監(jiān)控平臺(tái)項(xiàng)目對(duì)業(yè)務(wù)建設(shè)有以下貢獻(xiàn)和效益：（1）提高上饒市氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控保障能力，縮短故障時(shí)間、提高故障處理效率，增強(qiáng)氣象裝備和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可用性、設(shè)備可用性和傳輸及時(shí)率。（2）為全市汛期、應(yīng)急響應(yīng)、重大社會(huì)活動(dòng)等重大氣象服務(wù)提供更加直觀、高效、智能綜合氣象裝備和技術(shù)保障。（3）進(jìn)一步提高上饒市局氣象裝備運(yùn)行監(jiān)控現(xiàn)代化、集約化、智能化水平。

6 ?結(jié) ?論

本項(xiàng)目目前存在問題及下一步計(jì)劃：（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控中如果國家站電腦主機(jī)開了防火墻或關(guān)機(jī)也會(huì)提示未到報(bào)，需要進(jìn)一步進(jìn)行更精細(xì)分類別監(jiān)控才能反映真實(shí)設(shè)備運(yùn)行情況。（2）設(shè)備更新、業(yè)務(wù)升級(jí)、監(jiān)控指標(biāo)每年都會(huì)發(fā)生變化，有待及時(shí)更新并補(bǔ)充完善。（3）由于該平臺(tái)開發(fā)和應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，且有關(guān)業(yè)務(wù)和考核要求不斷變化，今后將結(jié)合反饋意見繼續(xù)不斷完善監(jiān)控平臺(tái)有關(guān)設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)預(yù)警等版塊功能和設(shè)計(jì)，更加貼合市級(jí)業(yè)務(wù)監(jiān)控需求，完善后再推廣應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：王柳青（1986—），男，漢族，江西玉山人，工程師，本科，研究方向：氣象信息與裝備保障、人影業(yè)務(wù)服務(wù)和管理等。