基于Web的神華包神鐵路氣象服務系統開發與實現

文/張爽

1　系統提出的背景及意義

鐵路運輸是我國運輸體系的重要組成部分，同時也是氣象災害的高敏感行業。其安全運行容易受到氣象要素或天氣變化的影響，雷電、暴雨、暴雪、大風、低能見度等都會影響鐵路運行的安全性。隨著近些年來極端天氣事件頻發，氣象災害及衍生災害對鐵路運行產生了較大的影響。神華包神鐵路公司積極聯系鄂爾多斯市氣象局并提出氣象服務需求。為了提高氣象服務水平，提出了神華包神鐵路氣象服務系統的建設。

通過科學精確地氣象監測和及時有效地氣象預報、預警，為神華包神鐵路的安全運行提供科學依據。有效提升了氣象服務對鐵路安全運行、科學調度的保障作用。

2　系統設計

2.1　總體架構設計

本系統采用B/S架構，基于thinkPHP框架與mysql數據庫開發，系統前端使用html5+css+jquery完成整體布局。建設覆蓋神華包神鐵路有限責任公司管下包神鐵路、塔韓鐵路的神華包神鐵路氣象服務系統。包括鐵路沿線氣象數據實時監控、實時數據的查詢排序、預報預警的制作發布、系統設置管理、短信群發、專家視頻連線等多種形式的實現。

2.2　業務流程設計

系統的總體業務流程如下：氣象數據實時監控由系統自動調取CIMISS地面數據、中央氣象臺衛星云圖及雷達拼圖進行顯示；氣象臺值班人員定時進行預報產品的制作發布，并根據監測和預報流程，研判有高影響天氣時及時制作發布預警信息，系統將自動加載警報對鐵路調度值班員進行提醒；值班員將信息通過短信群發的形式通知沿線工作人員；根據實際需要，氣象臺值班員不定期制作發布專題服務產品；鐵路調度值班員根據需要可以隨時查看當前氣象數據及根據氣象要素進行排序；當有重大天氣過程或對天氣形勢、預報結果有疑問時，可通過專家視頻連線與氣象專家進行視頻溝通或會商。

3　功能設計

3.1　功能結構設計

系統主要功能包括實時監控、預報預警、專題服務、幫助支持、系統管理、后臺發布六個部分，如圖1所示。

圖1：功能結構設計圖

3.2　功能模塊簡介

3.2.1實時監控模塊

實時監控模塊分為三個部分：沿線站點的氣象要素監控，衛星云圖和雷達拼圖的監控。

沿線站點通過GIS地圖，顯示鐵路沿線站點的氣象要素。數據來源為鐵路沿線兩側5KM范圍內區域自動氣象站和國家一般氣象站數據，通過CIMISS氣象數據統一服務接口（簡稱MUSIC）調取數據。數據主要包括實時氣溫、24小時最高氣溫、24小時最低氣溫、1h降水、3h降水、6h降水和24h降水。后期，計劃根據鐵路生產實際需要，有選擇性接入其內部運行使用的軌溫、降水數據。

衛星云圖和雷達拼圖數據來源為中央氣象臺衛星和雷達產品。

3.2.2預報預警模塊

預報預警模塊主要包括短期預報、短時預報、4-7天滾動預報等常規預報的定時發布以及高影響天氣預警的實時發布。

3.2.3專題服務模塊

專題服務模塊主要是針對鐵路運行過程中出現的高影響天氣過程的總結、數據分析及氣候變化對鐵路的影響等專題類的服務，通過后臺發布到氣象服務系統前臺。

3.2.4幫助支持模塊

為了神華包神鐵路與氣象服務部門在重要天氣過程或高影響天氣出現時能有進一步溝通，設計了幫助支持模塊，此模塊分為兩部分功能：

（1）專家視頻連線，通過互聯網，實現了神華包神鐵路有限責任公司各相關部門與氣象專家的視頻連線。雙方可隨時就鐵路運行和天氣形勢進行會商、答疑等。更精準的針對其鐵路運行提出可行性建議。

（2）短信群發功能，針對高影響天氣的預報預警，鐵路值班員可通過此功能對沿線作業人員實現預警信息一鍵發布。

3.2.5系統管理模塊

包括系統配置文件中涉及的所有內容，具體如下：

（1）系統用戶的管理、管理員權限分配等；

（2）實時監控中沿線站點添加、刪除、信息修改等；

（3）實時監控中氣溫、降水報警提醒閾值；

（4）實況排名中溫差報警閾值；

（5）短信群發功能中群組的添加刪除，群組成員的添加刪除等

3.2.6后臺發布模塊

后臺發布模塊主要針對常規天氣預報、高影響天氣預警、專題服務等內容進行編輯并發布。

4　結語

本系統是以CIMISS氣象數據為基礎，利用Gis地圖開發實現的基于Web發布的氣象服務系統。系統實現了鐵路沿線氣象數據實時監控、預報預警產品、專題服務產品的制作發布以及與用戶的實時視頻連線等功能。本系統的開發及應用將進一步提高鄂爾多斯市氣象局為鐵路氣象服務的能力。另外從鐵路安全運行角度來講，通過系統中氣象數據監測，天氣預報、預警等多方位有效服務，最大程度的減少因氣象災害對鐵路運行造成的損失，有效地提高了服務用戶防御氣象災害的能力。