浅议DZZ5自动气象站故障判诊平台的设计与实现

金之川 袁乙木 罗宇昂

摘 要 自动气象观测站是地面气象数据观测网的重要组成部分，自动气象观测站通过地面气象数据的采集，为天气预报、极端灾害天气预警、和科学研究提供重要依据，是气象工作中最重要的基础业务工作之一。四川省全省 156个国家级台站的自动观测业务使用设备均为DZZ5型新型自动气象站。本文阐述了基于B/S架构的web技术如何设计DZZ5自动气象站各要素传感器故障判诊平台，通过现有的计算机技术，实现新型自动气象观测站故障诊断的流程化和可视化，从而提高台站工作人员的自动气象观测设备技术保障技能，提升了设备维护的实效性，保障了地面探测数据的精准性和连续性。

关键词 DZZ5自动气象站;故障判诊;B/S架构;设计方案;功能模块;传感器故障

至今，四川全省现有的156个国家级地面气象观测站的自动观测业务使用设备都由之前的CAWS600全部更新为DZZ5型新型自动气象站，原有CAWS600型站已经作为备份。地面探测数据的精准性和连续性，直接影响着对极端性灾害天气的预报准确率;所以必须提高各台站工作人员对自动气象观测设备DZZ5型的技术保障技能。各县级台站如果搭建硬件培训操作平台，不仅使用不便而且费用昂贵。 但是，软件模拟平台则可以很好地解决这些问题。

1 系统构架

该软件平台采用B/S架构，即浏览器和服务器架构模式。它是随着 Internet技术的兴起，对C/S架构的一种变化或者改进的架构。 在这种架构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。

B/S架构是WEB兴起后的一种网络架构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用[1]。客户机上只要安装一个浏览器 （Browser），如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服务器安装 Oracle 、 Sybase、Informix或 SQL Server等数据库。 浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互[2]。 这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。

2 软件平台设计技术方案

故障判诊软件平台将流程式引导台站工作人员对自动气象观测设备发生的故障进行有针对性的排查，台站人员将测试到的各个节点的电信号输入平台，模拟平台根据输入电信号数值，利用不同传感器生成气象要素的换算公式，算出相应气象要素值，并将该值与现实环境的气象要素值进行对比，一旦数值有误，将对该节点进行故障提示，并给出与之对应的故障处理办法;

故障诊断流程设计为：选取故障类型流程指导操作故障判断故障排除;故障判断依据流程指导。

2.1 开发语言

该系统后端编程语言使用Java编程语言编写，Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程的动态语言。

2.2 技术框架

系统后端采用SpringBoot框架技术实现，从最根本上来讲，Spring Boot就是一些库的集合，它能够被任意项目的构建系统所使用。简便起见，该框架也提供了命令行界面，它可以用来运行和测试Boot应用。框架的发布版本，包括集成的CLI（命令行界面），可以在Spring仓库中手动下载和安装。一种更为简便的方式是使用Groovy环境管理器（Groovy enVironment Manager，GVM），它会处理Boot版本的安装和管理。SpringBoot是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。该框架使用了特定的方式来进行配置，从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。

2.3 前端技术

前端界面部分采用Bootstrap框架、CSS、JavaScript脚本语言和HTML超文本标记语言编写实现。

2.4 数据库

数据库采用的是MySQL数据库。

3 功能模块

3.1 故障判诊流程指导

故障判诊流程指导是该系统的主体功能，气象台站现场工作人员可以根据当地发生的传感器设备故障情况，参照流程判诊平台的操作指导说明以及示意图上的实景照片提示，通过现场检查情况判断是与否，快速排查出设备具体故障，并得到判诊平台提示的相对应的故障解决办法。

3.2 用户管理

用户管理功能用于管理员对需要使用该系统的新用户做用户添加，添加后的用户在配置好对应的角色后方可使用开系统。

3.3 角色管理

角色管理功能用于对现有的用户分配角色，或者新增角色，作用于决定对不同用户使用哪些功能模块，达到更好的一个权限的管理机制。

3.4 部门管理

部门管理用于对先用用户进行分组管理，在用户较多的情况下可以对用户进行分类。

3.5 疑难故障案例

该功能主要用于用户在排查故障中遇到的一些故障难点，记录这些故障难点的解决方案，方便其他用户遇到相似的疑难问题时，能够查找到类似故障處理案例，为处理故障问题到参考作用。

4 结束语

本文大致阐述了如何设计DZZ5自动气象站各要素传感器故障判诊平台。在系统设计中给出了具体设计方案;并通过实例介绍了该软件平台系统各主要功能模块。该DZZ5自动气象站各要素传感器故障判诊平台可以有效提高基层台站工作人员在自动气象观测设备的故障排查、故障修复、维护保障等多个方面上的工作能力，从而保证自动气象观测站能够更加稳定高效的运行，提高观测质量和效益，从而使得地面观测数据可用性得到进一步提升。在中国气象局全面推进地面气象观测业务无人值守化的今天，此软件平台必将会得到越来越广泛的推广和应用。

参考文献

[1] 王虎.基于B/S模式的信息管理平台[D].天津：天津大学，2018.

[2] 宫丽杰.SQLServer数据库应用及开发[M].北京：清华大学出版社，2001：57.

作者简介

金之川（1984-），男，江苏省扬州市人;学历：本科学士，工程师，现就职单位：四川省气象探测数据中心，研究方向：地面气象观测设备方面。