探空数据质量控制辅助软件工具开发研究

韦丽英 谢非 黄梅艳 杨拔涛

百色市气象局 广西 百色 533000

前言

1 辅助软件工具开发的现实需求

高空观测向全面自动化观测进展过程中，无论是仪器还是软件，都存在着不同程度的问题和缺陷，导致业务过程中数据处理与分析、质量统计、文件挑选等需要很大的人工干预。新版高空软件6.0.0.20200101运行已有9个月时间，软件功能缺陷主要有：据2020年新版放球软件升级使用说明，瞬间观测记录的录入依赖地面站业务计算机的局域网共享读取，但天气现象栏仍需要人工手动进行判断挑取，功能上不够完善；探空仪组装之后拿到室外放球点，温度、气压、湿度数据容易发生跳变；新仪器的采样周期以秒为单位，但目前高空探测的自动化程度相对较低，需要进行大量人工干预处理，业务员无法完成逐秒对探测数据进行检查；当探测终止原因不是常规“球炸”时，程序无法按特殊情况统计业务质量；大量仪器参数需要人工拷贝到计算机；月报表文件打包需要人工挑选；无发报提醒功能；无雷达对比观测数据分析功能。以上功能的不完善，导致业务人员工作量大，高空观测数据的内在质量也受到一定的影响。为了保证高空气象观测数据的准确性、代表性、比较性，为天气预报的分析预测提供科学可靠的数据基础；切合实际工作，提高业务自动化程度，旨在高效、准确、简便，减少人力和出错概率，也为将来北斗探空仪的使用、高空观测业务全面自动化提供良好的数据基础和技术支撑[2]。

2 辅助软件工具解决的问题及技术关键

2.1 技术路线

（1）收集2020年1月至2020年9月百色探空站资料，筛选符合研究内容的样本、个例，统计和计算相关数据，形成数据集。

（2）根据样本、个例发生的重要性、影响大小及出现频率等，对资料进行分类处理，形成不同的类表。

（3）针对高空新业务软件6.0.0.20200101版本设计上存在的缺陷和实际业务需求，确定辅助程序框架，进行程序UI设计、功能设计、算法设计。

（4）程序调试、修改、试用，将程序在广西区各高空站进行推广使用，同时针对台站反馈的意见进行收集，对程序进一步改进和完善。

（5）将探空数据质量控制辅助软件工具运用到现行业务中，补充完善新版软件功能,提高业务自动化程度，减轻业务员劳动强度、提高资料的“三性”，为天气预报的分析预测提供数据基础[3]。

2.2 辅助软件主要功能

探空数据质量控制辅助软件工具主要功能如下。

该研究比较四项指标单项检测和联合检测的阳性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB单项检测的阳性率分别为70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四项联合检测的阳性率明显高于单项检测（P<0.05），联合检测有助于提高早期诊断的检出率。以ACR作为DN的诊断参考项目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表达水平与ACR呈正关。

（1）视程类天气现象判别：针对瞬间观测记录天气现象不能自动读取录入的现象。通过地面业务机共享，配置好地面站AWS文件夹路径后“路径确定”，每点击“更新天象”读取一次最新分钟的视程障碍类、自动降水类天气现象（分别取自ISOS天象综合判断每日逐分钟数据表、ISOS天象要素每日逐分钟订正数据表）。有现象时标黄底红字处理，避免人工错漏判断。

（2）放球前变性检查功能：探空仪完成基测和封装，悬挂至室外并稳定后，使用此功能可对比探空仪返回的探测数据与地面站数据的误差。

（3）提供三种数据分析方式：“探空”钩选、“测风”钩选 ，适用于L波段雷达的综合探空 ；“探空”不钩选、“测风”钩选 ，适用于夜间02时的单测风 ；“探空”钩选、“测风”不钩选 ，适用于应急接收机，避免分析该情况下球坐标数据导致给出大量的疑误信息。

（4）异常终止原因选择：异常终止探空情况发生时，可点击“异常终止原因说明”弹出流程图（思维导图），提供参考帮助选择探空、测风的停止观测原因[4]。

（5）导出文件和分析处理数据：对S文件进行导出和分析，本软件采用“四舍六入五成双”方式对小数位进行舍入。通过查看存出的TXT文本文件发现，百分位为5时有时进位、有时退位。球炸确定结合球坐标数据、温度等综合判定。

（6）删除当前屏幕逆压：截屏分析放球软件的当前界面，因出现气压倒灌而导致气压线异常回拐的点进行模拟双击鼠标进行删除。

（7）光盘参数文件拷贝：将参数文件光盘放入光驱后，点击该按钮可以实现将光盘里的所有文件复制到“D:lradarpara”里。 遇到同名的文件时，拷贝以覆盖式拷贝，而“非跳过该文件”的方式。若读取失败会弹出“未检测到光盘”的提示，按提示操作或重试。

（8）高度统计功能：根据值班日志文件分析某月的探空质量，根据球炸原因自动对每份探空记录的高度统计到人、统计到台站、统计到全站平均。 使用前需要对“台站月值班日志”进行存出文本。

（9）月文件打包功能：通过“年”、“月”来对该月份的月文件进行打包，打包完成后会自动打开文件夹[5]。

3 辅助软件工具推广应用水平

3.1 应用水平指标

探空数据质量控制辅助工具软件包括：

（1）通过视程类天气现象判别功能，实现瞬间观测记录天气现象的显示；

（2）通过放球前变性检查功能，当误差超过设置阈值后会发出语音提示，提醒当班员注意检查；

（3）通过导出文件和分析处理数据，实现对包含球炸点位置确定、异常数据的提醒及备注提示等；

（4）通过异常终止原因选择，实现非正常球炸时探空、测风高度的对应统计；

（5）实现光盘参数文件的自动拷贝；

（6）实现月报表文件的自动打包；

（7）有发报时间的音乐提醒；

（8）能对雷达对比观测数据进行分析，判断对比结果。

3.2 应用效果指标

探空数据质量控制辅助软件工具在广西6个高空站推广使用，对提高高空观测数据内在质量，推进高空业务自动化进程起到一定的助力作用；软件工具在后续的使用中，根据台站的反馈情况，可增加或完善其功能，当条件成熟，可推广到外省高空台站使用[6]。

4 结束语

目前探空数据质量控制辅助软件工具正在百色高空站调试、修改、试用，后续工作将是在广西区各高空站进行推广使用，同时会对台站反馈的意见进行收集和整理，对程序进一步改进和完善，以达到开发软件工具的目的。