區域自動氣象觀測站網信息管理系統設計與實現

汪瑋 趙寶義 章超 黃晶

[摘? ? 要] 分析梳理了安徽省氣象部門區域站網信息管理現狀，總結了業務過程中存在不足與問題，設計了區域自動氣象觀測站網信息管理系統，實現了全省區域站網基礎信息管理，站點新建、遷移、撤銷業務管理，站點考核狀態變更管理，數據卡管理等功能，增加了各業務流程的工作效率，提高了站網信息管理的信息化水平。

[關鍵詞] 區域氣象站;站網信息;管理系統

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 17. 069

[中圖分類號]? TP315? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）17- 0177- 04

0? ? ? ?引? ? 言

截至2018年底，安徽省氣象部門已建成由單雨量站、單能見度站、四要素自動氣象站、六要素自動氣象及部分專業氣象觀測站等共計2 700余套區域站組成的區域自動氣象監測站網。區域站監測資料為提高我省氣象監測預報預警能力提供了有力的基礎支撐，在氣象防災減災、保障人民生命財產安全方面發揮了重要作用[1-2]。然而規模龐大且更新頻繁的站網信息給管理部門及數據應用部門帶來了極大的不便，目前安徽省仍采用以人工逐級上報，逐級匯總為主的站網信息管理方式，不僅耗費人力，信息的及時性、準確性也難以保證。

本系統詳細梳理了現有區域站建設、遷址及撤銷等業務流程，將現有以紙質文檔填寫和申報的業務工作拆解為多個網頁端功能模塊供用戶使用，后臺自動收集業務工作中站網變更信息，完成系統數據庫相關數據表的更新操作，實現站網信息的信息化管理。同時系統以站網信息為基礎，設計站網信息展示、通訊數據卡管理、考核狀態變更等相關功能，滿足各級用戶的使用需求。

1? ? ? 總體設計

1.1? ?需求分析

目前安徽省區域氣象監測站點的建設、遷址及撤銷等業務，均需要一線工作人員與各級管理者進行多次紙質文檔的申報與受理。待全部業務過程完成以后，再由各級管理者逐級修改上報所轄站網信息并最終至省級管理者進行匯總，最后下發各數據應用部門進行站網信息變更。如此站網信息的管理工作流程非常復雜，信息的準確性、一致性難以得到保障。因此迫切需要實現站網信息的信息化管理，優化信息變更流程同時，保證各級站網信息準確一致，讓站網信息管理者能隨時向數據應用部門提供一份準確可靠的站網信息。

區域氣象監測站資料為安徽省氣象監測能力提升提供有力支撐，觀測數據質量直接影響了各類預警預報的產品質量，為對各站點的運行質量進行合理的評估，管理者會定期統計制作各類考核報告。然而區域氣象監測站常由于一些不可控因素（自然因素、信號因素、站點搬遷等）導致站點無法正常工作且無法快速修復，為真實反映站點硬件質量及保障人員的工作能力，評估者需從考核報告中人工剔除此類原因帶來的影響，這導致考核報告制作過程極為復雜，且不同部門不同評估者制作出的報告之間差異明顯，考核報告的真實性備受質疑。因此亟待改變各站點考核狀態人工管理與變更的現狀。

安徽省區域自動氣象監測站的觀測數據傳輸方式均采用移動互聯網絡，每個站點均安裝有一塊通訊數據卡提供數據流量通訊，并且臺站保障人員也配備有備用的通訊數據卡用于故障卡的替換。因此全省目前有接近3 000張通訊數據卡應用于區域氣象監測站網，由于長時間缺乏有效的管理，數據卡使用情況發生混亂，偶有出現漏繳費、錯繳費、錯注銷從而導致站點業務可用性受影響的情況發生。如何對這些數據卡進行統一的管理，也是本系統迫切需要解決的問題。

1.2? ?系統總體設計

為實現站網基礎信息、站點考核狀態及數據卡的信息化管理，本系統設計以下四個功能模塊：基礎信息管理模塊、站點變更業務管理模塊、站點考核狀態管理模塊與數據卡管理模塊，系統總體功能結構如圖1所示。基礎信息管理模塊主要完成基礎數據環境封裝，實現數據導入、安全、災備等基礎功能，提供其他三個管理模塊訪問數據的接口。站點變更業務管理模塊主要實現日常站點變更業務的信息化管理，例如新建、搬遷、拆除等，提供臺站用戶變更業務的申請及管理者對其審核的功能，同時根據業務進展實時采集站網變更信息并更新底層數據庫。站點考核狀態管理模塊提供臺站用戶和管理層對站點考核狀態變更的申請及審核的流程化管理，記錄整個考核周期內，每個站點每一天的詳細考核狀態及變更緣由。數據卡管理模塊實現我省區域站所用數據卡的管理功能，實現從數據卡錄入、臺站分配、站點使用直到數據卡注銷的全流程跟蹤，統計每個地域或每個站點數據卡使用情況等。系統采用省級部署，數據庫部署于省信息中心，客戶端采用B/S架構，提供省市縣三級應用。

2? ? ? 子模塊功能及流程設計

2.1? ?基礎信息管理

基礎信息管理模塊由數據庫資源、數據存儲與數據接口子模塊構成。數據接口模塊用于提供其他功能模塊訪問數據庫的接口，包括數據讀取、數據寫入等。數據存儲模塊則提供數據庫物理環境的封裝，實現數據庫的維護、安全、災備等基礎功能。數據庫資源是整個系統的存儲介質，根據系統功能需求主要包括基礎站網信息表、擴展站網信息表、考核狀態信息表、用戶信息表等，數據表簡易結構及關系如圖2所示。

2.2? ?站點變更業務管理

站點變更業務管理模塊包括變更業務申請、變更業務審核與變更信息采集等子模塊。變更業務申請模塊用于臺站工作人員新建、搬遷及撤銷站點時，向市級及省級管理者發起變更的請求，針對不同變更業務提交和填寫不同的單據。變更業務審核用于市級及省級管理者用戶對臺站工作人員發起的申請進行審核工作，圖3展示的是該系統針對站點新建業務制定的系統流程。變更信息采集則是根據申請和審核模塊的交互流程及交互信息，收集業務必須的文檔素材，形成并存儲以備業務歸檔，同時根據變更的站點信息與基礎信息管理層進行數據交換，更新站網信息。

2.3? ?站點考核狀態變更

站點考核狀態變更管理模塊包括狀態變更申請、狀態變更審核、考核狀態統計等子模塊。站點考核狀態變更申請模塊用于臺站工作人員根據業務需求發起考核狀態變更的申請，主要需要填報狀態變更的原因、變更時間段等信息。狀態變更審核模塊用于管理者對臺站工作人員發起的申請進行審核工作，主要需要填寫審核意見，確定變更時間和最終狀態。圖4展示的是省市縣三級站點考核狀態變更流程。考核狀態統計模塊是系統根據狀態變更申請及審核模塊的信息，統計各站點各時間段的考核狀態，實時展示給用戶每個站點考核周期內每一天的考核狀態及考核狀態變更的緣由，結合其他業務系統的質量信息，真實的反應各種考核指標。

2.4? ?數據卡管理

數據卡管理模塊包含數據卡導入、數據卡流轉、數據卡狀態變更、數據卡注銷以及統計展示五個子模塊。數據卡導入與數據卡注銷子模塊是數據卡在系統中存在的起止點，權限僅配置給數據卡管理用戶。數據卡導入與注銷均支持批量操作。數據卡在被導入系統之后處于待用狀態，供用戶使用。數據卡僅處于待注銷狀態才能被數據卡注銷模塊使用。數據卡流轉子模塊實現系統中各用戶所轄數據卡的權限流轉，用戶只能使用權限內的數據卡，支持主動流轉與被動申請兩種模式。數據卡狀態變更子模塊實現數據卡狀態的切換，數據卡狀態包括待用：功能完好，可隨時使用于站點的數據卡;在用：已與某個站點建立匹配關系，表示在用于某個站點;待注銷：已經不具備使用價值，需匯總注銷的數據卡。統計展示模塊記錄了整個系統中所有數據卡的使用狀態，可展示各用戶所轄數據卡狀態，各站點使用數據卡信息、數據卡流量及資費情況（需要運營商提供接口支持）等。圖5為數據卡管理模塊簡化的工作流程。

2.5? ?系統實現

系統采用Spring Boot開發框架，服務器端基于Oracle Database使用JAVA EE架構技術進行開發，系統前端使用Bootstrap技術框架實現。[3-5]各級用戶使用PC端主流瀏覽器登入系統，系統根據用戶權限展現不同功能窗體，對用戶各業務流程進行全程跟蹤，同時在用戶每次登陸時進行待辦事項提醒，特殊業務流程可配置短信推送提醒功能，保證業務流程的時效性。

3? ? ? 結? ? 語

本系統實現了安徽省區域自動氣象監測站網信息管理及狀態變更業務的信息化，提高了相關業務過程的工作效率，也保證了省市縣三級站網信息的準確性。同時系統還為其他觀測數據應用系統提供站網信息接口，保證各數據流程中基礎站網信息的一致性與準確性，為安徽省氣象數據服務質量提供基礎信息保障。

本系統的設計與實現過程除滿足安徽省區域自動氣象監測站站網信息的管理以外，還可適用于其他類型的探測設備。

主要參考文獻

[1]江海生，易圣才，陳章法，等.區域氣象站降水資料在地質災害預警中的應用[J].高原山地氣象研究，2009（z1）：156-158.

[2]呂校華，賀捷顏，王楚鳳，等.利用區域氣象站資料進行風能資源評估研究地質與環境保護[J].2011，22（2）：111-115.

[3]王永和，張勁松，鄧安明，等.Spring Boot研究和應用[J].信息通信，2016（10）：91-94.

[4]鄔顯豪，徐彬凌，胡大川，等.基于J2EE架構電子政務系統的研究和開發研究[J].電子技術與軟件工程，2016（12）：81-82.

[5]吳海.Bootstrap模板在后臺管理系統應用中的經驗探討[J].信息通信，2015（2）：101-103.