氣象資料傳輸業務統計自動化平臺的設計與開發

劉夢雨 邢麗平 張冰松

摘要：本文整合現有的數據庫與文件系統傳輸數據，設計并開發了一套氣象資料傳輸業務統計自動化平臺，為用戶提供查詢和分析便利。

關鍵詞：傳輸;統計;氣象資料

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0141-02

隨著社會的不斷發展與進步，我國的氣象監測水平也逐步提高，而其在經濟建設與社會發展中的作用也越來越重要，氣象觀測信息和數據的重要作用與日俱增，對氣象數據的完整性和實時性要求越來越高，因此，有必要對這些常規資料、城鎮天氣預報、自動站數據、新一代天氣雷達等數據傳輸情況進行監控，并進行統計分析[1]。但由于這些數據的數據源不一致，統計數據格式、內容、要求不統一，也難以對結果進行人工干預，為了更好地反映資料的實際傳輸情況，提高業務管理部門的辦公自動化水平和工作效率。

1 使用的資料及其來源

本文使用的資料為實時觀測傳輸監控數據，包括常規資料、新版城鎮天氣預報、自動站、新一代天氣雷達、GPS/MET、L波段雷達、閃電定位系統、酸雨、區域自動站、大氣成分觀測數據、環境監測、土壤水分、逐6小時精細化預報、航危報、酸雨月報、農業氣象觀測、交通站等，數據來源有：

（1）新一代國內通信系統數據庫。我省目前使用的傳輸系統是新一代國內通信系統，絕大部分省內氣象資料通過該系統進行傳輸至中國氣象局節點，部分氣象資料從臺站直接傳輸到省級節點。因此新一代國內通信系統能為本課題提供比較準確的傳輸統計基礎數據。（2）實時氣象資料監控數據庫。目前，省內已建成較為完整的氣象資料監控系統，如綜合氣象觀測系統運行監控平臺，并形成了各自的傳輸數據庫，多數系統是在新一代國內通信系統數據庫的基礎上進行二次開發，部分氣象資料先傳輸到這些系統，經過處理后，再傳輸到新一代通信系統，進而傳輸到中國氣象局[2]。這些系統能為本課題提供傳輸統計基礎數據。（3）MDOS系統數據庫。MDOS作為省級資料業務系統，對臺站實時上傳的數據進行質量控制、加工處理后提供服務，能為本課題提供觀測業務質量評分參考報表所需基礎數據。（4）湖北觀測網絡業務質量月報表。臺站業務人員每月為觀測網絡處提供業務質量報表為本課題提供觀測業務質量評分參考報表所需基礎數據。

2 系統及功能設計

2.1 系統結構

系統總體分為數據層、數據加工處理層、統計數據存儲管理層、系統管理與數據共享服務層、用戶層5層，數據層包括數據庫系統和1套報表文件;數據加工處理層對基礎數據進行提取、解碼和整合;統計數據存儲管理層對數據進行入庫管理、備份恢復以及歸檔處理;系統管理與數據共享服務層包括用戶管理與身份認真、信息文件上傳與查詢、統計分析圖表展示查詢、傳輸統計數據核查與修正、業務質量評分以及數據共享接口;用戶層包括4類用戶，省級管理、市級管理、臺站管理以及統計查詢用戶。

2.2 氣象資料傳輸質量統計分析

（1）提供各類氣象資料統計數據的圖表分析功能。制作統計報表，并提供數據的圖示分析功能，包括臺站同一資料傳輸質量的及時、逾限、缺報直方圖及其按月、年的對比分析圖。市級同一資料傳輸質量的及時、逾限、缺報直方圖及其按月、年的對比分析圖。（2）省局上行資料與臺站上行資料傳輸統計校正功能。省級上行資料與臺站上行資料，在實際的統計中會有差異：當省級數據服務器、或者傳輸服務器故障時，可能會造成臺站資料已按時傳輸到省級，省級服務器也已按時將資料傳輸到中國氣象局，但傳輸記錄延遲或者沒有傳輸記錄，此時會造成省局對臺站的統計逾限或缺報，為保證數據的準確新可對中國氣象局下發的省級傳輸數據與我省統計的臺站上行資料傳輸數據進行相互校正。

2.3 業務質量評分參考

（1）地面氣象觀測質量[3]。統計項目包括到報率、設備穩定運行率、數據可用率、全年地面氣象觀測質量綜合指數。

設備穩定運行率計算公式如：S=（24-wd-m-wf）/24

其中S為設備穩定運行率，wd為數據錯誤時數，m為未到報時數，wf為文件格式錯誤時數。

到報率計算公式如：

其中為到報率，為應傳文件數，mf為缺傳文件數，n為空文件數。

數據可用率統計對象為自動氣象站正點觀測數據、日照數據和日數據。假設有n（n=1，2，……，i，……）個站進行觀測資料數據可用率統計。假定第i個站在考核時間段內，被考核的觀測數據量為，通過質量控制系統檢查及省級數據質量信息反饋確認后，統計，那么，該站計算公式如：

n 個站觀測資料的計算公式如：

全年地面氣象觀測質量綜合指數計算公式如：

其中，為綜合指數，為全年平均設備穩定運行率，為全年平均到報率，為全年平均數據可用率，為年基本分，為全年累計錯誤扣分。

（2）酸雨觀測業務質量統計。統計項目包括臺站、觀測員的重大差錯次數統計;觀測、數據處理、數據傳輸及其他各分項的基數、錯情數、錯情率;以及總基數、錯情數、錯情率。

（3）農業氣象觀測業務質量統計。統計項目包括基數標準、責任性錯情、漏測錯情、觀測錯情、簿表錯情、發報錯情、總錯情率等。

（4）自動土壤水分觀測業務質量統計。統計項目包括基數標準、責任性錯情、觀測錯情、操作錯情、報表錯情、總錯情率等。

（5）高空氣象觀測業務質量統計。統計項目包括總放球數、觀測質量工作基數、錯情數、錯情率統計;測風高度統計;重放球次數統計、系統故障統計等。

（6）新一代天氣雷達業務質量統計。統計項目包括雷達觀測業務基數、雷達保障業務基數、雷達觀測業務錯情、雷達保障業務錯情、交接班校對錯誤次數、臺站月總錯情、月錯情率。

2.4 系統管理與通知、文件發布

（1）數據的市級報查及省級核查功能。統計數據報查提供給市級管理人員數據修正的渠道，當臺站賬戶發現統計數據有疑誤時，可從反饋模塊發布信息，管理員根據反饋內容對報查數據進行核查。同時，管理員自查時發現數據錯誤，也可直接對數據進行修正。（2）統計數據的聯動修正功能。提供數據排除接口，可對選定時間段內、選定數據類型到報時間作扣除及反扣除處理，并根據該數據的發送頻次來自動重新計算并記錄所有與之相關聯的字段。

3 結語

本文系統功能和設計方面詳細介紹了氣象資料傳輸業務統計自動化平臺的設計開發思路，在自動生成圖文報表的基礎上，增加了疑誤核查干預及數據修正流程，系統開發完成并投入使用后，能為業務管理部門及其他用戶提供更詳細的統計數據，更好地反映資料的實際傳輸到報情況，提高業務管理部門的辦公自動化水平和工作效率。

參考文獻

[1]常瑜青.綜合氣象觀測運行監控系統的分析[J].科技風，2018（33）：124.

[2]孟永紅.綜合氣象觀測系統運行監控平臺（ASOM）設計[J].科學技術創新，2018（16）：81-82.

[3]王杰，胡春，王敏，趙福燕.綜合氣象觀測運行監控系統業務可用性算法研究[J].科技創新導報，2018，15（5）：135-136+138.

Design and Development of Statistical Automation Platform for Meteorological Data Transmission Service

LIU Meng-yu， XING Li-ping， ZHANG Bing-song

（Hubei Meteorological Information and Technical Support Center ， Wuhan Hubei 430074）

Abstract：This paper integrates the existing database and file system to transmit data， designs and develops a set of meteorological data transmission business statistics automation platform， which provides users with query and analysis convenience.

Key words：transmission; statistics; meteorological data