安徽省市縣短臨監測預警系統的設計與應用

劉遠永，弓中強，朱佳寧，安晶晶，趙青松

?

安徽省市縣短臨監測預警系統的設計與應用

劉遠永，弓中強，朱佳寧，安晶晶，趙青松

（安徽省氣象臺，安徽 合肥 230031）

強對流天氣短時臨近預報業務是國家防災減災、重大社會活動和精細化天氣預報的迫切需要。為提高氣象災害的監測、預警能力，更好地為政府部門和公眾服務，采用B/S結構模式及WebGIS技術研發了安徽省市縣短時臨近監測預警系統。該系統是面向實時監測和分析、短臨預報、預警制作等功能為一體的業務平臺，實現了災害性天氣的0-12小時短時、0-2小時臨近預報和預警的制作發布等業務功能。目前，系統已業務應用一年，在短時臨近預報預警工作中發揮了重要的支撐作用。

短時臨近預報；監測預警系統；實時資料；消息中間件；WebGIS

0 引言

一般來說，短時預報是指0-12小時天氣過程、氣象要素的預報；臨近預報是0-2小時的天氣預報，包括災害性天氣、氣象災害監測預警。短時臨近天氣預報的主要工作有天氣監測、預警、預報、檢驗、會商和聯防等，重點是針對短時強降水、冰雹、雷電、雷暴大風、龍卷等強對流天氣及時開展監測預警預報。

暴雨洪澇、強對流和干旱是我國的主要氣象災害。近年來極端氣候發生的頻率不斷上升，特別是強對流天氣，常常導致重大人員傷亡和財產損失。強對流天氣短時臨近預報業務是國家防災減災、重大社會活動和精細化天氣預報的迫切需要[1-3]。

短時臨近天氣預報具有準確、及時、快速的特點，在氣象災害防御中具有特殊位置。強對流天氣監測、分析和機理研究是強對流天氣短時臨近預 報[4-8]的重要基礎，因此氣象防災減災需求對災害的監測、預警能力也提出了更高的要求。實際業務工作中，預報員綜合分析各種探測資料和短時預警的各種客觀產品，認真分析客觀預報與主觀預報的最佳結合點，采用經驗識別和外推，仍然是目前開展強對流天氣的臨近預警業務的主要途徑[9-13]。因此，國內外氣象工作者一直在廣泛開展針對短時臨近災害性天氣預警系統的研究開發工作，如中國氣象局的SWAN、澳大利亞氣象局的SETPS系統、香港天文臺的SWIRLS系統和NCAR的臨近預報系統 等[14-20]。安徽省市縣短臨監測預警系統就在這種情況下應運而生。

安徽省市縣短臨監測預警系統融合了多種探測資料與方法，突出短時臨近天氣的監測和預報預警，是集“實況監測、災害性天氣報警、短臨產品制作發布、預警制作發布”等為一體的綜合業務平臺。本文主要介紹系統結構設計、功能模塊以及系統在短時臨近天氣預報業務工作中的應用。

1 系統功能模塊介紹

安徽省市縣短臨監測預警系統主要用于實況資料分析及精細化預報預警制作，包括綜合報警、預警監控、實況監測、短臨產品制作、預警制作、系統設置等6個部分。預警技術支撐體系融合自動站、雷達、衛星、閃電、危險天氣、精細化格點預報數據，形成站點預警和區域預警產品，并通過多種手段提醒值班人員。

（1）基本功能

基本要求：地理信息、多渠道產品發布功能、可定制報警策略、預報預測服務產品的自動提示功能、全省用戶統一存儲管理、分級用戶管理、業務流程管理、注冊流程、登錄管理、用戶瀏覽、幫助文檔、自動升級功能等。

任務列表：任務管理、任務操作、臨時任務、時間定制。

共性功能：歷史數據查詢，包括歷史災害性天氣查詢、氣候數據查詢、歷史預報預測服務產品查詢、分區域查詢功能；災害性天氣監測預警，包括監視預警范圍設置、氣象要素報警、區域達到預警信號標準提示、雷達產品顯示、云圖、閃電定位數據顯示、災害性天氣實況顯示、風廓線雷達產品的顯示、SWAN產品顯示、常用micaps格式產品顯示、監視模式與歷史數據查詢模式、圖層管理功能；值班日志，包括編輯、保存、瀏覽；預報服務監控，包括記錄預報員的操作、服務記錄、業務監控、系統記錄查看。

（2）基于WebGIS平臺，對全省自動站數據進行準確、迅速的處理，實現查詢統計和數據可視化，實現包含自動站、閃電、危險天氣、衛星云圖、天氣雷達等多種實況數據疊加的實況監測。

（3）根據短時臨近預報業務規定的本地區警界線范圍，通過站點報警閾值設置，實現站點報警提醒和查詢。

（4）通過地圖和列表展現形式，實現預警信號的查看和數據統計。

（5）通過圖文交互編輯形式，實現智能化的預警信號和短臨預報產品的制作與發布。

2 關鍵技術

2.1 消息中間件的選擇

消息中間件（message oriented middleware）[21-22]是指支持與保障分布式應用程序之間同步/異步收發消息的中間件。消息中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用系統借助這種軟件在不同的技術之間共享資源，管理計算資源和網絡通 訊[23]。消息中間件為業務應用提供了公用的通信手段，并且獨立于網絡和操作系統。適用于異構平臺，支持分布式計算，它能實現應用間的信息交互。由于隱藏了各種硬件、體系結構、操作系統、編程語言和通信協議等方面的異構性，將復雜的協議處理、多線程、內存分配、數據持久化等問題與應用程序隔離開來，為應用程序的開發提供簡單而標準的開發環境，減少了應用的復雜性，有助于將開發重點集中在業務邏輯上。消息中間件已廣泛應用于各類分布式應用系統中[24-28]。

目前，市面上常見的發布/訂閱模型消息中間件有：Kafka、ActiveMQ、OpenJMS和RabbitMQ等，它們各有優缺點。國內各氣象部門在應用消息中間件傳遞數據方面做了很多研究，例如：應用ActiveMQ技術縮短了預警信號發布時耗[21]，基于RabbitMQ消息中間件和元數據技術實現了多種氣象觀測資料的采集、傳輸、入庫和備份的統一處理[29-30]。中國氣象局正在建設的公眾服務云中采用的是ActiveMQ中間件，為了保證與其的技術路線一致，系統設計也采用該中間件框架。

ActiveMQ是消息中間件的一個跨平臺實現。ActiveMQ是一個基于Apache2.0協議開源的高性能JMS實現產品，也是一個經驗證成熟而又功能豐富的最佳開源消息服務（JMS）引擎[30]。ActiveMQ有3個重要特性：

（1）支持異步通信，可以有效避免應用進程阻塞造成的響應延遲，從而顯著提升系統速度。

（2）支持消息的持久性（Persistence），消息的完整性得到保障。

（3）支持多種編程語言，使得在集成不同語言編寫行業應用時，通過ActiveMQ發送和接受消息成為可能。

2.2 消息總線技術

氣象信息的采集、加工和發布是氣象業務的重要內容，是支撐災害防御、氣象科研和服務領域拓展的基礎性工作。一方面隨著氣象現代化建設的逐步推進，新的探測手段、預報產品和發布渠道不斷推陳出新，對業務流程中數據流動效率提出了更高的要求。另一方面隨著網絡技術飛速發展，獨立部署的各種氣象業務系統通過網絡建立了彼此間的聯系，業務環境從傳統的集中式變成了分布式［31］。氣象業務現代化建設中遇到了數據流動效率、異構系統解耦和分布式通信等問題，為了解決這些問題，以需求為牽引結合業務實際，兼顧性能、安全性、穩定性等方面的要求，構建了基于消息中間件（MOM）的氣象信息總線[32]。

（1）消息總線（圖1）是一種通訊工具，可以在機器之間互相傳輸消息、文件等[33-34]。

（2）消息總線是軟件意義上的總線架構，它為集成的業務系統之間提供一個信息處理的中間環節，它從提供者處接收所需的信息，傳輸給所需的信息消費者。

圖1 消息總線模型

（3）消息總線是一種靈活的異步消息通信機制，它與通常的分布式訪問技術有著更好的松耦合性和適應性[35]。消息總線的優點在于，將各種狀態數據信息格式化，有利于統一接口和管理，并具有良好的擴展性；各組件均可通過消息總線通信，增強了通信的靈活性[36]。使用消息總線技術，各平臺、各模塊間將大大降低耦合度，使整個系統可做到插件式開發，并可在不同機器間進行任務協調。

2.3 數據庫平臺的選擇

在氣象領域經常采用到的大型數據庫有Oracle數據庫[37]以及SqlServer數據庫。數據庫的數據處理能力對于整個平臺的穩定性至關重要。考慮到Oracle數據庫的數據處理能力明顯強于后者，并且它可以部署于Linux操作系統上，為保證將來可能的數據平臺遷移需求，設計平臺采用Oracle數據庫系統。

2.4 WebGIS平臺的選擇

地理信息系統（Geographical Information System，GIS）是用于獲取、儲存、查詢、綜合、處理、分析和顯示地理空間數據及與之相關信息的計算機信息系統。為滿足人們對地理信息日益增長的需求，基于Internet發布地理信息數據，供用戶查詢、檢索并提供GIS服務的WebGIS，逐漸成為地理信息系統發展的重要方向之一[38]。

WebGIS是同時支持PC瀏覽器和移動端Web的GIS引擎。具備簡便、高性能和可用性好的設計框架，在主要桌面應用和移動平臺能高效運作，在現代瀏覽器上利用HTML5、AJAX和CSS3的優勢，同時也支持舊的瀏覽器訪問，支持插件擴展。該框架除了實現常規WebGIS引擎基本功能外，還封裝了在氣象領域使用到的格點場疊加功能。WebGIS已成功運用于多個氣象數據展現平臺上[39-44]。

目前WebGIS應用中主要有3種結構模式：集中模式，C/S結構模式和B/S結構模式。B/S結構是一種多層結構，是擴展了的C/S結構。在基于B/S模式的GIS中，用戶從瀏覽器端向服務器提交服務請求，服務器將處理結果通過網絡返回給瀏覽器。后臺應用的開發獨立于用戶的前臺應用環境，提高了系統應用的跨平臺性，也便于用戶群的擴展和變化。其用戶界面具有友好性和一致性，易于操作。隨著網絡信息技術的發展，B/S模式跨平臺的優勢使其得到廣泛應用[38]。

短臨監測預警平臺選用了B/S模式的WebGIS技術，免去安裝升級客戶端的繁瑣操作，并且數據產品合成，各氣象要素的協同也在服務器端進行，對本地計算機的性能要求非常小。

3 總體架構

3.1 系統結構

基于WebGIS平臺，對全省自動站數據進行準確、迅速的處理，實現查詢統計和數據可視化，實現包含自動站、閃電、危險天氣、衛星云圖、天氣雷達等多種實況數據疊加的實況監測。

歷史數據查詢、災害天氣監測預警、服務產品制作、預警信號等采用B/S架構。其中歷史數據查詢災害天氣監測預警主要是以WebGIS的方式顯示各種疊加的氣象產品，以及圖表方式顯示各種統計數據。服務產品制作、預警信號、等模塊主要以格點站點預報制作后的數據為支撐，通過WEBOFFICE和動態可交互的圖形生成引擎對圖片、文字預報產品進行制作。設計采用現在流行的Java框架：Struts+Spring+MyBatis。Spring框架采用分層架構，集成了J2EE開發應用的框架，其核心是控制反轉（IOC）和面向切面（AOP）。Struts框架具有組件的模塊化，靈活性和重用性的優點，同時簡化了基于MVC的Web應用程序的開發，同時可以清晰地區分控制，事務邏輯和外觀。MyBatis 是優秀的數據持久層框架，支持普通SQL查詢，存儲過程和高級映射。

3.2 系統數據設計主要模塊

3.2.1 數據管理平臺組成

（1）基礎層，即硬件層，包括存儲設備、安全設備、網絡設備、服務器設備等各類硬件設備。

（2）數據層，負責數據的組織、存儲、生產、處理、管理、配置、監控等。

（3）應用服務層，負責對外提供數據服務。

（4）應用層，包括Web類系統、業務系統、其它各類應用及顯示系統、其它第三方系統。

3.2.2 數據采集平臺組成

數據采集平臺（圖2）是一個實時業務系統，其核心任務是完成氣象資料的實時收集與轉換，其是數據處理的第一步。由于氣象資料具有數據量大、突發性高等特點，決定了數據采集平臺必須具有高時效性、低延遲性等特點。

圖2 數據采集平臺層次結構

3.2.3 數據存儲平臺

數據存儲平臺（圖3）負責定義數據的存儲結構與存儲方式，并提供統一的數據存取接口，對其它平臺起到支撐與規范的作用。數據存儲采用Hbase數據庫、Oracle數據庫、Redis內存數據庫、HDFS分布式文件系統、Linux文件系統等方式協作進行，根據數據模型及數據類型的不同特點，分別采用不同的存儲方式進行。

圖3 數據存儲平臺結構

3.2.4 數據處理與分析平臺

（1）數據解析：數據解析是實現對氣象數據和產品的解碼，并生成相應的基礎數據產品。解析的數據源主要來自數據采集平臺所采集到的原始數據。

（2）質量控制：根據業務規范、一定規則、算法，對異常數據進行標記（質控碼）、剔除、修正等操作，并進行相應的質控日志記錄，以提高數據的準確性與真實性。

（3）數據融合：對基礎數據產品進行相應的融合，并形成再加工的二次產品，方便提供應用。

（4）系統監視：對數據計算與分析平臺的運行狀態、運行結果、處理過程、臨時文件庫進行監視。

4 系統主要業務功能與應用

安徽省市縣短臨監測預警系統在業務值班中的應用主要有以下四個方面：

4.1 預警監控

4.1.1 預警展示

在GIS地圖界面，默認顯示安徽省地理信息地圖和當前發布的預警信號填色（圖4 （a））。

地圖放大至一定級別，分級顯示全省預警信號圖標（圖4（b）），點擊預警信號圖標支持查看詳細預警信息內容。地圖縮小到一定等級，預警信號圖標轉為填色顯示（如果出現兩個不同等級的預警信號，以高級別的顏色填充）。

圖4 災害性天氣預警信號（a）界面；（b）分級顯示；（c）列表

市縣發布的預警信號以圖標和填色形式在地圖界面展示，省臺發布的預警信號圖標在界面右上角展示。地圖左側掛著所有正在預警的預警信號圖標，同類型的展示高級別即可。

4.1.2 預警列表

列表顯示預警信號圖標、發布單位、預警類型、發布時間和解除倒計時（圖4（c）），點擊列表個例，地圖自動定位至發布區域，點擊預警信號圖標可查看詳細預警信息內容。

4.1.3 預警統計

根據當前發布的所有預警信號，按照預警類型、等級分類顯示統計個數（圖4（a））。

4.1.4 歷史查詢

根據地區、災種、狀態和時間段對預警信號歷史發布情況進行查詢，左側以列表方式顯示歷史查詢結果。

地區可根據省市級和市縣級進行選擇；災種包括全部、雷雨大風、雷電、暴雨、大風、大霧、霾、冰雹、高溫、寒潮、臺風、暴雪、霜凍、道路結冰、干旱、沙塵暴等類型；時間段為任意起止時間的選擇；狀態包括全部、新發布、變更、確認、解除。

根據查詢條件列表顯示預警信號歷史發布結果，包括預警信號圖標、預警信號名稱、預警狀態（發布、變更、確認、解除）、發布時間和發布單位、發布用戶信息，可查看個例的預警信號內容。

4.2 實況監測

展示地區所有實況數據，包含閃電、自動站、危險天氣、云圖、雷達等。

4.2.1 自動站

基于WebGIS地圖，顯示地區的站點實況數據，支持歷史數據快速查詢和任意時間段的查詢統計，支持列表方式查看站點數據。支持疊加展示市、縣界。

自動站信息包括國家站、區域站、周邊站、水文局站點、站點、站名。

4.2.1.1 快速查詢

自動站的實況和歷史數據快速查詢，時間選擇可精確到分鐘，要素包括降水、風、溫度、能見度、氣壓、濕度等（圖5）。

通過設置各要素的閾值范圍，站點觀測值超出或小于閾值，地圖上觀測值顏色標紅。

通過質控列表勾選站點，加入質控列表的站點值不參與色斑圖的繪制。

4.2.1.2 要素演變

雙擊地圖上的站點，可查看該站點的詳細信息，包括要素演變過程和站點的實況信息。

（1）要素演變

通過選擇時間段和要素，查看該時段內要素的過去4小時（10分鐘數據）、過去24小時（小時數據）、過去12小時+未來12小時（小時數據）演變過程時序圖（圖6）。時間段選擇可精確到小時，要素包括降水、溫度、風、濕度和能見度，支持單要素和多要素選擇。

（2）實況數據

根據選擇的時間段，以文字形式顯示時間段內最新數據的實況信息，包括實時氣溫、風向風速、近1小時降水、當前濕度、能見度和海平面氣壓數據。

4.2.2 閃電定位

基于WebGIS平臺，疊加當前過去1小時的閃電定位數據，出現閃電的位置疊加閃電標志。閃電標志分為正閃和負閃，正閃采用紅色“+”標示，負閃采用藍色“-”標示。

圖5 自動站的實況和歷史數據快速查詢（a）降水；（b）風；（c）溫度；（d）能見度；（e）氣壓；（f）相對濕度

圖6 氣象要素演變圖

4.2.3 危險天氣

基于WebGIS平臺，疊加近3小時內危險天氣發生的位置，并通過圖標標識危險天氣的類型，點擊圖標顯示具體的危險天氣內容。

4.2.4 衛星云圖

基于WEBGIS平臺，疊加紅外云圖產品，默認顯示當前最新云圖數據，支持最近的20張云圖數據選擇和動畫播放。

4.2.5 天氣雷達

基于WEBGIS平臺疊加雷達SWAN產品。默認顯示當前最新雷達圖片，產品6分鐘更新，支持最新的20張雷達圖和雷達外推圖片的顯示播放。

雷達類型有組合反射率、垂直液態水含量、回波頂高、三維拼圖，支持雷達圖例進行回波過濾顯示。其中，三維拼圖支持高度過濾和雷達剖面查看（圖7）。

圖7 雷達產品

4.3 短臨產品制作

4.3.1 落區繪制

基于WEBGIS平臺，通過新建短臨產品，選擇短臨預警類型和時效，通過工具進行災害落區的 編輯。

短臨產品類型包括短時預報、臨近預報、預警指導。

短臨預警類型包括雷暴大風或冰雹、短時強降水和雷暴等。

落區繪制工具包括落區選擇、單點調整、清除、撤銷、恢復。

4.3.2 短時預報制作（圖8（a））

生成的歷史記錄標題規則為：yyyy年mm月dd日hh時短時預報，一個單位每天三個時段分別僅能制作產品，時段內多次制作的為同一份產品，在新建時如果這個時間段的產品已經生成則調出之前的產品進行修改，如果原先沒有制作產品就新建產品。在三個時間段外提示不允許制作。

4.3.3 臨近預報制作（圖8（b））

標題生成規則同短時預報，每小時內只能制作一個產品，產品保存成功后提示5分鐘內可以修改當前產品。如果5分鐘內對之前的產品做修改，后標題保持不變。修改后不再重新延時5分鐘。新建時如果當前小時5分鐘內有制作過產品則調入原來的制作產品進行修改，如果制作時間超過5分鐘則提示“每小時僅能制作一份預報產品，請下一個時段再來制作產品。”；如果當前小時沒有制作過產品按正常制作流程制作。

圖8 短時預報產品（a）0-6小時短時預報；（b）0-2小時臨近預報

4.4 預警制作

災害性天氣預警信號的制作和發布是短臨監測預警系統的重要部分，是短時臨近業務值班工作的核心任務（圖9）。

圖9 預警信號內容編輯

4.4.1 落區繪制

通過新建預警信號，選擇預警信號種類和預警等級，通過工具進行災害落區的編輯。

預警類型包括雷雨大風、雷電、暴雨、大風、大霧、霾、冰雹、高溫、寒潮、臺風、暴雪、霜凍、道路結冰、干旱、沙塵暴等。

預警等級根據不同類型支持紅、橙、黃、藍 選擇。

落區繪制工具包括落區選擇、單點調整、落區刪除、撤銷、恢復、全部清除、漫游地圖。

4.4.2 內容編輯

通過文字編輯區對預警信號的內容進行生成和人工訂正，具體字段如下：

（1）標題：自動顯示發布單位和預警信號類型和等級；

（2）發布時間：自動生成發布時間；

（3）發布單位：自動生成發布單位；

（4）編號：自動生成編號并提示上一期編號；

（5）預報員：默認預報員為登錄用戶；

（6）簽發人：支持快速選擇簽發人名稱；

（7）內容：導入選區自動生成相應的市/縣/鎮信息；

（8）防御指南（自動生成）。

4.4.3 預警發布

制作后的預警信號通過保存操作將文件下載到本地，并可在預警中列表進行查看，已保存未發布的預警信號右鍵可進行刪除操作。

支持預警信號發布，通過發布引擎將預警信號分發至指定的路徑中。

支持預警信號查看和操作，選中預警中列表已發布的預警信號可進行預警信號變更、確認和解除操作。

同類型的預警信號未解除前，不可新建該類型預警信號。

5 結論與討論

（1）安徽省市縣短臨監測預警系統基于WebGIS平臺，建立了集天氣要素監測、預報預警產品制作、產品服務分發為一體的省市縣三級統一的集約化業務平臺。預報員能夠準確、迅速地對全省自動站數據進行處理，實現查詢統計和數據可視化，實現包含自動站、閃電、危險天氣、衛星云圖、天氣雷達等多種實況數據疊加的實況監測，使海量氣象數據和預報分析產品得以廣泛應用，充分發揮了這些數據應有的作用。

（2）預報員通過平臺的實況監測與進一步分析，準確地判斷出未來幾小時內可能發生的災害性天氣，使用平臺制作和發布短時、臨近預報，及時有效的完成業務值班工作。

（3）通過對短臨監測預警系統的應用，全省各級預報員能快速制作氣象災害預警信號和防御指南，為安徽省各級政府決策指揮部門的應急氣象服務、防災減災決策和科學指揮調度提供了參考依據。

（4）系統將短臨工作中的主要業務集中在一個平臺內，有利于預報員快速、準確、高效的進行工作。相比舊的業務系統和流程，效率更高效，流程更規范。目前，該系統已經在安徽省省市縣各級氣象部門穩定運行一年，在短時臨近天氣預警、預報和服務中取得了較好的支撐效果。

[1] 鄭永光, 張小玲, 周慶亮, 等. 強對流天氣短時臨近預報業務技術進展與挑戰[J]. 氣象, 2010, 36(7): 33-42.

[2] 張小玲, 楊波, 盛杰, 等. 中國強對流天氣預報業務發展.氣象科技進展, 2018, 8(3): 8-18.

[3] 鄭永光, 林隱靜, 朱文劍, 等. 強對流天氣綜合監測業務系統建設. 氣象, 2013, 39(2): 234-240.

[4] 俞小鼎, 周小剛, 王秀明. 雷暴與強對流臨近天氣預報技術進展. 氣象學報, 2012, 70(3): 311-337.

[5] 鄭媛媛, 姚晨, 郝瑩, 等. 不同類型大尺度環流背景下強對流天氣的短時臨近預報預警研究[J]. 氣象, 2011, 37(7): 795-801.

[6] 郝瑩, 姚葉青, 鄭媛媛, 等. 短時強降水的多尺度分析及臨近預警[J]. 氣象, 2012, 38(8): 903-912.

[7] 劉蓮, 陳明軒, 王迎春. 基于雷達資料四維變分同化及云模式的中尺度對流系統數值臨近預報試驗. 氣象學報, 2016, 74(2): 213-228.

[8] 王改利, 劉黎平, 阮征, 等. 基于雷達回波拼圖資料的風暴識別、跟蹤及臨近預報技術. 高原氣象, 2010, 29(6): 1546-1555.

[9] 章國材. 預報員在未來天氣預報中的作用探討[J]. 氣象, 2005, 30(7): 8-11.

[10] 周康輝, 鄭永光, 藍渝. 基于閃電數據的雷暴識別、追蹤與外推方法. 應用氣象學報, 2016, 27(2): 173-181.

[11] 陳明軒, 王迎春, 俞小鼎. 交叉相關外推算法的改進及其在對流臨近預報中的應用. 應用氣象學報, 2007, 18(5): 691-701.

[12] 陳雷, 戴建華, 陶嵐. 一種改進后的交叉相關法(COTREC)在降水臨近預報中的應用. 熱帶氣象學報, 2009, 25(1): 117-122.

[13] 費增平, 王洪慶, 張焱, 等. 基于靜止衛星紅外云圖的MCS自動識別與追蹤. 應用氣象學報, 2011, 22(1): 115-122.

[14] 李德俊, 唐仁茂, 熊守權, 等. 強冰雹和短時強降水天氣雷達特征及臨近預警[J]. 氣象, 2011, 37(4): 474-480.

[15] 韓豐, 沃偉峰. SWAN2.0系統的設計與實現. 應用氣象學報, 2018, 29, (1): 25-34.

[16] 胡勝. 臨近預報系統(SWAN)產品特征及在2010年5月7日廣州強對流過程中的應用. 廣東氣象, 2011, 33(3): 11-15.

[17] Mueller C K, Saxon T, Roberts R, et al. NCAR Auto-Nowcast System[J]. Weather and Forecasting, 2003, 18: 545-561.

[18] 萬玉發, 王志斌, 張家國, 等. 長江中游臨近預報業務系統及其應用. 應用氣象學報, 2013, 24(4): 504-512.

[19] 胡勝, 羅兵, 黃曉梅, 等. 臨近預報系統(SWIFT)中風暴產品的設計及應用. 氣象, 2010, 36(1): 54-58.

[20] 呂偉濤, 張義軍, 孟青, 等. 雷電臨近預警方法和系統研發. 氣象, 2009, 35(5): 10-17.

[21] 錢崢, 胡亞旦, 黃旋旋. 基于“消息中間件”技術的氣象信息總線[J]. 氣象科技, 2016, 44(2): 217-222.

[22] 熊風光, 韓燮, 韓焱. 自動測試系統消息中間件的設計與實現[J]. 計算機應用與軟件, 2013, 30(4): 65-68.

[23] 南理勇, 譚業武. 一種消息中間件的設計與實現[J]. 微計算機信息, 2007, 33: 279-280.

[24] 張勇, 裴東良, 張會兵. 消息傳輸系統研究[J]. 軟件, 2016, 37(3): 51-54

[25] 田亞麗. 數據總線技術在制造門戶集成中的應用[J]. 軟件, 2017, 38(9): 179-181.

[26] 李兵, 吳偉明. 基于消息隊列模型和數據冗余技術避免電商平臺分布式事務的研究[J]. 軟件, 2015, 36(11): 66-68.

[27] 倪雄, 錢國民. 上海市水務海洋熱線一體化管理平臺設計與實現[J]. 軟件, 2018, 39(3): 67-71.

[28] 馬浩然. 基于NS3的分布式消息系統Kafka的仿真實現[J]. 軟件, 2015, 36(1): 94-99.

[29] 韓笑, 王力, 王吉濱, 等. 一種地市級氣象數據庫的設計與應用[J]. 氣象科技, 2015, 43(6): 1053-1059.

[30] The apache software foundation. ActiveMQ[EB/OL]. [2015- 01-29]. http: //activemq.apache.org/index.html.

[31] 李曉東. 一種智能消息中間件的研究[J]. 黑龍江科技信息, 2009, 24: 55-56.

[32] 錢崢, 胡亞旦, 黃旋旋. 基于“消息中間件”技術的氣象信息總線. 氣象科技, 2016, 44(2): 217-222.

[33] 魚朝偉, 詹舒波. 基于RabbitMQ的異步全雙工消息總線的實現[J]. 軟件, 2016, 37(2): 139-146.

[34] 林曉志, 王均波, 張健. 大型系統軟件消息總線的一種設計實現[J]. 電腦開發與應用, 2010, 23(12): 956-958.

[35] 徐罡, 黃濤, 劉紹華, 等. 分布應用集成核心技術研究綜述[J]. 計算機學報, 2005, 28(4): 433-444.

[36] 黃鯤, 王堅, 姚仰光, 等. OCS消息總線的測試與分析. 中國科學技術大學學報, 2007, 37(6): 662-669.

[37] 姚樹春. 大型數據庫ORACLE數據庫的優化設計方案[J]. 軟件, 2013, 34(11): 131-132.

[38] 姚燕, 朱江, 薛蕾. WebGIS在氣象通信信息系統中的應用與研究. 計算機工程, 2008, 34(10): 271-273.

[39] 莊立偉, 劉庚山, 王石立. 基于WebGIS的農業氣象信息共享與發布技術應用研究[J]. 應用氣象學報, 2004, 15(6): 745-754.

[40] 談樹成, 金艷珠, 馮龍. 基于RIA的WebGIS斜坡地質災害氣象預報預警信息系統的設計與實現[J]. 地球學報, 2014, 35(1): 119-125.

[41] 婁本昊, 王方雄, 侯英姿. 基于WebGIS的高速公路氣象信息服務系統研究. 國土與自然資源研究, 2016, 3(18): 66-68.

[42] 王鶴, 王方雄, 徐惠民. 管網巡檢WebGIS設計與開發[J]. 軟件, 2017, 38(07): 126-129.

[43] 姜福成. 基于HTML5的網頁地圖設計和應用[J]. 軟件, 2012, 33(07): 21-26.

[44] 朱曉宇, 聶穎. 基于Socket.io構建Web協同標繪應用[J]. 軟件, 2016, 37(01): 110-113.

Design and Application of Short-term Proximity Monitoring and Warning System of Anhui

LIU Yuan-yong, GONG Zhong-qiang, ZHU Jia-ning, AN Jing-jing, ZHAO Qing-song

(Anhui Meteorological Observatory, Hefei 230031, China)

The short-term forecasting and nowcasting of severe convective weather is to meet the demands of national preventing and mitigating disasters, major social activities, and fine weather service. In order to improve the monitoring and warning capabilities of meteorological disasters, and serve the government departments and the public better, the short-term proximity monitoring and warning system of Anhui was developedusing the B/S structure model and WebGIS technology. The system is a business platform for real-time monitoring and analysis, short-term forecasting, early warning production and other functions. It realizes the business functions of 0-12 hours short-term, 0-2 hour nowcasting and warning production for severe weather. At present, this system has been in service for a year and has played an important supporting role in short-term forecasting and warning.

Short-term forecasting and nowcasting; Monitoring and warning system; Real-time data; Message middleware; WebGIS

TP315

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.10.045

劉遠永(1983-)，男，工程師，主要研究方向：中短期天氣預報工作；弓中強(1981-)，男，工程師，主要研究方向：中短期天氣預報技術；朱佳寧(1982-)，男，工程師，主要研究方向：中短期天氣預報技術及軟件開發；安晶晶(1986-)，男，工程師，主要研究方向：氣象資料處理；趙青松(1974-)，男，高級工程師，主要研究方向：應用氣象與氣象服務技術研發

劉遠永，弓中強，朱佳寧，等. 安徽省市縣短臨監測預警系統的設計與應用[J]. 軟件，2018，39（10）：229-237