区域气象观测站信息监控报警程序设计

祝光明,龙丽华,王 强,谢露霞,刘 庆

(1.湖南省怀化市气象局,湖南 怀化 418000;2.湖南省洪江市气象局,湖南 洪江 418100; 3.湖南省芷江县气象局,湖南 芷江 419100)

区域气象观测站信息监控报警程序设计

祝光明1,龙丽华1,王 强1,谢露霞2,刘 庆3

(1.湖南省怀化市气象局,湖南 怀化 418000;2.湖南省洪江市气象局,湖南 洪江 418100; 3.湖南省芷江县气象局,湖南 芷江 419100)

该程序实现了对区域气象观测站运行状态、资料传输、突发灾害天气等情况进行实时监控的功能,并能在资料传输异常、站点状态异常或者发生灾害天气时提供报警服务以便及时提醒业务人员进行相应处理。

区域气象观测站;信息监控;报警;设计

1 引言

区域气象观测站资料的应用在业务服务当中起着重要的作用,但还存在以下一些实际问题:一种情况是由于厂家的数据库只保存有站点实时状态信息,历史时段内站点的状态是否正常不得而知,历史时段的雨量也就很难确信是否完整和正确了(因为无降水与缺资料二种情况不能区分);二是资料传输异常时不能及时发现并解决从而影响到通信传输质量;三是在灾害天气 (特别是那种突发性的、局地性的强对流天气)出现时没能及时捕捉和服务。引起这些问题的原因主要就是没有一个好的监控提醒手段,尽管厂家软件对此做了一些考虑,但远不能满足业务需要,完全可以自己通过编写实时监控功能程序,发现情况能及时报警提醒相关人员处理,减小或消除可能产生的不利影响,更好地发挥气象现代化建设的效益。

2 系统设计思路

为了解决上述问题,系统设计主要包括了三个功能模块:一是区域气象观测站的状态信息监控报警模块,在站点断线的情况下能及时将状态信息保存,同时进行报警;二是资料传输监控报警模块,能定时检测台站的到报数,发现台站资料传输异常(到报率未达到设定参数值)情况时能及时报警;三是灾害天气实时监控报警模块,能在监测到灾害天气的情况下及时报警提示业务人员,争取服务主动权,将可能引发的自然灾害损失减少到最低程度。系统框架如图 1所示。

图 1 系统总体框架

由于监控系统具有很强的实时性,要求常驻内存运行,采用定时器触发机制,自动统计各种指标值,将其与已设定的指标门限阀值参数进行对比判断是否达到报警条件需要报警,同时将统计日志保存入库,以便查询、分析和导出。

3 系统功能实现

3.1 区域气象观测站状态信息监控报警

区域气象观测中心站软件每隔一定时间就会向各个站点发送采集指令,如果没有获得站点回执信息,则表明该站点处于离线状态,此时中心站软件会将采集器状态信息表中该站点标识为“离线”,相反则标识为“在线”,后一时刻的状态信息将覆盖前一时刻,也就是说在状态信息表中始终都只有最近一次采集时的状态值,不能够获取历史时段的状态信息。该系统做到每隔一个周期定时触发一次状态情况统计,当统计的离线站点数超过了参数中设定的离线站数门限值时,便立即进行报警,提醒相关人员进行处理,同时将状态统计情况保存入库,可供查询、分析和导出操作,如图 2所示就是某一时刻的离线站点情况。有了这个历史状态查询功能,就能够判断历史时段的雨量准不准确 (如果站点状态一直正常在线,那么资料就是完整正确的)。

图 2 区域气象观测站离线站点统计

3.2 区域气象观测站资料传输监控报警

目前,区域气象观测站的资料传输流程是:首先由区域中心站负责站点数据的采集、入库,每小时均会形成一个或多个报文文件上传至省局服务器,省局会对接收到的文件进行判断,格式正确的才进行入库、转发和备份,在此过程中任何一个环节有问题均可能导致资料逾限或丢失。为了对资料传输情况进行有效地监控,系统采用多线程、内存流等多种技术,每隔一定时间便登录到省局服务器的资料备份目录下查询该时次本地区已上传的资料,并获得其中已到报文的站点信息,如果到报站点个数低于参数中设定的到报数门限值,便立即进行报警提醒业务人员进行相应处理,这就能防止出现那种连续多个小时资料传输异常却没能发现的现象,有力地保障了资料传输质量。

在此要说明的一点就是考虑到在实际业务运行过程中,要想稳定达到 100%的到报率是几乎不可能的,只能说基本稳定在多少以上就算正常,所以这个“到报数门限值”参数可根据实际情况随时调整,设计此功能模块的主要意图就是防止那种超乎异常的缺报或逾限报情况发生。

3.3 灾害天气实时监控报警

我们的区域站资料采用 SQL2000数据库,在全市范围内共享,客户端软件则分布于各个用户单位。由于各用户对灾害天气实时报警的需求各不相同,因此,系统报警规则采用 Access2000数据库保存在本地,用户可根据自己的实际情况设置相应的报警规则。在实际使用中,报警规则的设定还是应该遵照一定的原则进行,不要随意乱设。报警规则的设置界面如图 3所示。

图 3 报警规则设置

系统灾害天气实时监控报警功能综合考虑了多种场合的需要。①监控报警系统可设定多条报警规则,每条报警规则可设定多个组合条件,组合条件可以是累计降水、区域面雨量、最高气温、最低气温、大风等;②报警规则中可设定不同的报警等级(蓝、黄、橙、红 4种);③报警可以播放声音、PC喇叭、屏幕突出显示信息等方式提醒相关人员,并预留有短信、电子显示屏等服务手段接口。

系统每隔一定时间自动判定报警规则是否满足,如若满足报警条件且在该规则的有效时间内还未曾报警时则立即启动报警 (即在有效时间内同一规则不会重复报警),提醒相关人员进行预警服务。从理论技术角度来说,只要报警规则设计得当,是完全能够捕捉那种灾害天气并及时提供预报服务。

4 结语

区域气象观测站资料的应用在气象服务当中发挥了重要作用,但在实际使用当中还是存在一些问题,做好一个完善的信息监控报警系统将是解决这些问题的有效措施。怀化市气象台使用本系统已有 3a的时间,在实时监控区域站运行状态、资料传输、灾害天气等方面收到了良好的效果。的一些问题,总结了城市热岛的基本规律,并提出了面向国家生态园林城市的城市热岛研究方案。其主要结论和建议如下:

①重庆市目前的城市热岛的分析统计口径不一致,差异也较大。应当根据国家生态园林城市的评价标准有针对性的开展城市热岛研究,得出权威的、准确的城市热岛现状评价结果。

②重庆市内地形复杂,山峦起伏,江河纵横,热岛效应的分布也比较复杂。但山脉和江河的存在,对城市热岛的主要作用可能是抑制作用,因此需要通过高分辨率数值模式开展模拟实验研究,明确其在创建国家生态园林城市中的利、弊作用。

③重庆市的城市规划和园林绿化防控城市热岛的科学依据还不完善。因此建议根据数值模拟实验结果,总结基本规律和防控城市热岛的措施,为城市规划和园林绿化提供参考。

图 1 城市热岛研究方案示意图

[1] 任启福 .重庆城市热岛效应[J].重庆环境科学,1992, 14(3):37-41.

[2] 李子华,唐斌,任启福 .重庆市区冬季热岛和湿岛效应的研究[J].地理学报,1993,48(4):358-366.

[3] 何泽能,李永华,陈志军,等 .重庆市 2006年夏季城市热岛分析[J].热带气象学报,2008,24(5):527-532.

[4] 王艳姣,张培群,董文杰,等 .基于MOD IS数据的重庆市地表热环境效应研究 [J].环境科学研究,2008,21(3):98 -103.

[5] 易佳,田永中,高阳华,等 .基于 RS的山地城市热岛效应及其与土地覆被变化关系研究 -以重庆市主城区为例[J].云南师范大学学报,2008,28(6):62-69.

[6] 但尚铭,安海锋,但玻,等 .基于AVHRR和DEM的重庆城市热岛效应分析[J].长江流域资源与环境,2009,18(7):680 -685.

[7] 李成范,刘岚,周廷刚,等.基于定量遥感技术的重庆市热岛效应[J].长江流域资源与环境,2009,18(1):60-65.

[8] 何泽能,李永华,白莹莹 .重庆市 2006年夏季城市热岛模拟研究[J].安徽农业科学,2010,38(5):2464-2465,2495.

TP311

B

2010-09-10

祝光明 (1973-),男,高工,主要从事气象网络通信工作。

1003-6598(2010)增刊 -0212-02