区域自动气象站巡检系统设计与实现

徐 进，乔 贺，魏晓奕，刘 寅，王大鹏

(1.江苏省气象探测中心，南京 210009；2江苏省气象信息中心，南京 210009)

0 引言

信息化是气象装备保障现代化的基础，而标准化是信息化的基础条件，因此标准先行是引导社会资源促进信息化的必要条件[1]。近年来，江苏省针对气象装备保障工作中的任务繁重、人手紧张、质量堪忧、监管缺失等难点问题，按照“开放合作，集约发展”的思路，以建立全面完整、高效可靠的标准化保障体系，提高观测业务内在质量为目标，整合部门社会力量，以信息化为手段，逐步形成适应气象业务集约发展的趋势，满足气象业务体制改革要求的“部门主导、行业协同、社会参与”的气象装备保障立体格局[2]。目前，江苏省已有1700多套区域自动气象站，并且全部纳入社会化保障。为全面提高气象观测业务的集约化、标准化水平，全面提高观测数据质量，开发一套高效可靠、可核查、可有效监管的业务系统势在必行[3-5]。

从故障发生到设备维修中的每一个环节都至关重要，然而目前的设备维护需要工作人员在室外和移动的环境下完成，很多工作不规范，例如从发现故障到派人维修都是口头或电话通知；维修人员在维修设备时由于现场条件无法及时填写维修单，导致故障设备的情况不能及时记录并上传，从而难以将故障的发生时间、处理时间、故障类型、处理人员、维修情况、现场图片等信息进行准确和详细地记录；维修人员填写完维修单，还需要人工录入数据库，无形中增加了工作量[6-8]。这些问题拖延了维修反馈时间，影响了设备维护的时效性，设备故障情况的总结归纳也不够全面，不利于更好地分析和维护设备。因此，迫切需要利用新的技术手段快速有效地提高工作效率[9，10]。

文章从方便外场人员使用、详细记录故障及优化业务考核的角度出发，开发移动设备端的应用，并与服务器进行交互。通过在服务器端搭建数据库，设计Web页面功能等方式，实现对维修维护类型、维修维护时间和维修维护人员等信息的查询，方便监管人员对设备的维修维护情况进行全方位监控，从而提高区域自动气象站的数据质量。

1 设计的技术路线

Android系统以Linux系统为核心，Java作为主要编程语言，在NDK(Native Development Kit)的支持下也可使用C/C++进行编程。近几年，Android系统的普及十分迅速，随着智能手机的迅猛发展与物联网的兴起，智能手机作为物联网的移动终端成为主流研究方向。

Android系统在产品特征、功能和应用方面发展迅速，在电子商务市场、车载市场、证券投资和数字媒体传播上已经被广泛应用，未来也将很快被广泛应用在移动互联网设备上。因此将Android系统应用于气象探测设备保障工作，可以有效地提高设备保障的效率。

基于Android系统开发的移动设备端应用(Apk)，可以完成与中心服务器的交互，在移动设备端可以接收服务器下发的指令消息等，也可以上传设备的具体维护情况(包括文字、语音和图像)。中心服务器上架设数据库和Web页面，能够将移动通讯设备上传的信息实时入库，Web页面具有查询数据库相关信息、对故障统计汇总、发送指令至移动端等功能。

移动通讯设备端使用Android client Java开发应用；服务器数据库采用 mysql数据库；Web页面利用php技术进行开发，移动端与服务器之间利用web service api 接口进行交互。

2 设计内容

系统可实现区域站的巡检(维护)，设备的巡检规则和内容可自定义，即可以自行更改设备的巡检时间、巡检模板和巡检内容等。系统需有按照规则自动或临时派发巡检单功能，自动派发的巡检单的巡检人员为系统默认的设备巡检员；临时派发的巡检单可根据派发人权限进行选择。巡检过程在移动端进行，需扫描站点二维码进入巡检单，定位并计算与站点的距离，设定阈值可提醒。拍摄的照片需打码，标定时间、经纬度和站点名称。巡检过程中如需更换配件，需扫描备件二维码进行更换操作；巡检完成后Web端生成巡检单，包含所有巡检内容。

系统可实现区域站的报修、派工和维修工作，设备报修时由省级、市级、县级和公司通过监控结果从Web端直接派发维修单，派工单中可以描述设备故障信息，故障开始时间等；若巡检过程中发现设备出现故障，巡检人员可在现场通过移动端提交维修申请，相应管理人员通过后生成派工单；维修人员接到派工单后开始维修工作，维修流程与巡检过程相同；维修完成后，生成维修单，包含所有维修内容。

3 系统软件功能

3.1 移动端应用

该应用可以完成与中心服务器的交互，在移动设备端可以接收服务器下发的指令消息等，也可以上传设备的具体维护情况(包括文字、语音和图像)。系统有后台管理客户、维修公司管理客户、维护人员客户和市局游客客户。

应用的主页面上有站点信息、站点监控、巡检任务、维修任务、知识库和个人中心等功能选项。站点信息可查看区域内所有站点信息，点击任意站点可以显示该站点的导航、详情、定位、报修功能；点击导航，可以打开百度app或者wep百度地图进入导航页面；点击详情可以查看站点信息、维修统计和历史资料等，定位功能是在发现站点位置与实际情况不一致时向管理人员发送位置修改申请，在管理人员审核后，可以使用新的经纬度信息。

巡检任务包括有效期内的待巡检任务和已巡检任务。巡检人员到达站点并在列表里找到该站点，点击开始巡检，新版本中巡检前要扫描站点二维码才可以巡检。巡检开启及更换设备均需要扫码，更换设备后，自动将该备件信息同步到物资管理系统。维修任务包括维修单和报修单，维修单由指定维修人员进行操作；报修单可以由维修人员和管理人员分别发起。知识库里有管理人员和维修人员共同上传的设备说明书、常见故障诊断和处理等；个人中心有通讯录查询、导航模式选择、定位模式选择和地图模式选择等常用功能。

3.2 Web端页面

Web端有地图、维修、系统管理和报表统计等功能，能够将移动通讯设备上传的信息实时入库，且页面上有查询数据库相关信息、对故障统计汇总、发送指令至移动端等功能。

地图模块包括运行监控页面及站点实际运行情况，可以根据区域、设备类型进行筛选，也可以通过站名和站号进行快速查找；运行监控还可以通过列表模式显示巡检菜单内的巡检派工和巡检记录两个模块：巡检派工模块包括历史巡检单；巡检记录模块可以通过巡检人、巡检结果和时间范围查看巡检单，并生成word版维护记录表。

维修模块包括维修派工和维修记录。维修派工里面可以新建报修，通过选择设备类型、区域、报修时设备状态、故障时间、故障详情、维修人员和报修人员形成派工单；维修记录可以对区域、类型、站号站名、报修人、维修人、维修结果和维修时间进行查询；可以对维修记录进行删除操作。维修人员通过移动端应用进行报修便可以在维修派工中看到具体情况，查看后指派维修人员进行维修，维修结束后生成维修单保存在维修记录里。

系统管理包括设备管理、人员管理和知识管理功能；设备管理里可以添加设备类型和设备的属性。

报表统计模块可以查看任务完成率和维修任务时长；可以按照维护公司市局、月份季度、日期进行查询，还可以通过图表和列表形式进行显示。

4 结束语

文章从方便外场人员使用、详细记录故障及优化业务考核的角度出发，开发移动设备端的应用，并与服务器进行交互，以便维修人员更便捷地记录上传维修、维护、故障等相关信息。通过在服务器端搭建数据库，设计Web页面功能等方式，实现对维修维护类型、维修维护时间和维修维护人员等信息的查询，方便监管人员对设备的维修维护情况进行全方位监控，从而提高区域自动气象站的数据质量。该系统已在江苏省区域站社会化保障工作中运行5 a，全省区域自动气象站数据到报率由2015年的98.78%上升到99.97%，缺测率由1.06%下降到0.09%。