鄧 圣，梁 平，陳利芳，張初江

(1.江西省撫州市氣象局，撫州 344000；2.江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)氣象局，撫州 344000)

0 引言

區(qū)域自動(dòng)氣象站(以下簡(jiǎn)稱區(qū)域站)是指在某一地區(qū)根據(jù)需要建設(shè)的能夠自動(dòng)探測(cè)多個(gè)氣象要素，無(wú)需人工干預(yù)，即可定時(shí)向數(shù)據(jù)接收中心傳輸探測(cè)數(shù)據(jù)的氣象站，是彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測(cè)數(shù)據(jù)空白的重要手段。區(qū)域站能夠通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)采集通信設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺IMISS庫(kù)，用于統(tǒng)計(jì)分析處理，為提升災(zāi)害性預(yù)警預(yù)報(bào)能力提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。

目前，江西省共有區(qū)域站2455個(gè)、土壤水分站和農(nóng)田小氣候站各53個(gè)。為了確保其探測(cè)的氣象數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)有效地為氣象業(yè)務(wù)服務(wù)，如何有效地對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保障成為很多基層臺(tái)站維護(hù)保障人員急需解決的問(wèn)題[1，2]。例如：當(dāng)前臺(tái)站業(yè)務(wù)人員對(duì)區(qū)域站進(jìn)行維護(hù)時(shí)，需將攜帶的筆記本電腦連接到區(qū)域站采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)試，當(dāng)維護(hù)完成之后，還需要恢復(fù)區(qū)域站的數(shù)據(jù)通信，為了確保數(shù)據(jù)通信恢復(fù)正常，需要通知中心臺(tái)站人員查詢數(shù)據(jù)是否入庫(kù)(省局“全國(guó)綜合氣象信息共享平臺(tái)”CIMISS庫(kù))，目前臺(tái)站查詢主要依賴于CAWSAnywhereplus等數(shù)據(jù)軟件。該軟件目前尚未開(kāi)發(fā)出移動(dòng)終端，因而查詢?cè)撥浖枰螂娫捦ㄖ_(tái)站值班人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，查詢過(guò)程耗時(shí)很長(zhǎng)。為解決此類問(wèn)題，霍振宇[3]、符文雄[4]、馬云龍[5]等對(duì)區(qū)域站常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析；張曉磊[6]、王新清[7]、袁超[8]設(shè)計(jì)了相應(yīng)區(qū)域站維護(hù)系統(tǒng)；張初江[9]、程福標(biāo)[10]、朱雪峰[11]、唐坤[12]等采用手機(jī)終端對(duì)自動(dòng)氣象站設(shè)備進(jìn)行了實(shí)際保障工作。以上研究均取得了很好的成果，但是均未能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)訪問(wèn)CIMISS庫(kù)的功能，因而難以及時(shí)反饋區(qū)域站維護(hù)結(jié)束后的狀態(tài)信息。

現(xiàn)需要研發(fā)一套適用于臺(tái)站的區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件，以滿足地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化需要，從而有效地提高區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)上傳及時(shí)率。

1 區(qū)域站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

區(qū)域站維護(hù)結(jié)束后，通常需查詢?cè)撜军c(diǎn)的數(shù)據(jù)是否有效上傳至數(shù)據(jù)中心的CIMISS庫(kù)。以往采用的方式是打電話通知臺(tái)站業(yè)務(wù)人員進(jìn)行人工查詢，耗時(shí)一般在0.5 h以上，嚴(yán)重影響了維修維護(hù)效率。因此需要研發(fā)一套適用于臺(tái)站的區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件，實(shí)現(xiàn)維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)查看觀測(cè)要素(風(fēng)向風(fēng)速、氣壓、溫濕度、雨量)異常情況、完整度、上傳率等數(shù)據(jù)反饋。

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架

文章在PHP語(yǔ)言的數(shù)組排列、搭建服務(wù)器相關(guān)系統(tǒng)及文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域站的實(shí)際維護(hù)情況，運(yùn)用PHP語(yǔ)言、JS腳本語(yǔ)言、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)等技術(shù)開(kāi)發(fā)了區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)查詢軟件，該軟件可與微信公眾號(hào)對(duì)接實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)判斷。

1.2 數(shù)據(jù)讀取輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)是利用云服務(wù)器調(diào)用CIMISS數(shù)據(jù)技術(shù)，應(yīng)用網(wǎng)頁(yè)“PHP語(yǔ)言”，通過(guò)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)算法設(shè)計(jì)、CIMISS，滿足多種網(wǎng)絡(luò)模式下氣象要素監(jiān)控，系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取流程如圖1所示。

首先，建立JS時(shí)間查詢：包含建立JS時(shí)間pickdate，從而獲取pickdate，picktime時(shí)間變量值；該步驟主要是為了最終在軟件界面上動(dòng)態(tài)顯示具體的時(shí)間。其次，利用JS的canvas繪制氣象要素圖表技術(shù)，主要包含定義變量temper，temper2，temper3及賦值顏色；該步驟主要是為了在軟件界面用不同的顏色顯示對(duì)應(yīng)的氣象要素。然后，利用REST技術(shù)調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接，在Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)方案中，因?yàn)镽EST模式的Web服務(wù)簡(jiǎn)潔，REST的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)定義變量$cimiss_rest_conf地址采用REST技術(shù)調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)；該步驟主要是通過(guò)接口調(diào)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。最后，優(yōu)化CIMISS接口數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接讀出JSON氣象數(shù)據(jù)，該技術(shù)中關(guān)鍵步驟包括：定義變量賬號(hào)用戶名$username及密碼，定義變量$datacode接口分鐘數(shù)據(jù)，定義變量$elements接口讀出時(shí)間、站點(diǎn)、分鐘數(shù)據(jù)；該步驟主要目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取關(guān)鍵技術(shù)流程

1.3 Web頁(yè)面、微信小程序界面設(shè)計(jì)

區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件界面分為3部分：時(shí)間查詢部分、站點(diǎn)快捷查詢部分和現(xiàn)場(chǎng)要素查看部分。以手機(jī)終端小程序軟件為例，從微信小程序界面進(jìn)入后點(diǎn)擊查詢時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)入站點(diǎn)快捷查詢部分，選擇所在站點(diǎn)的區(qū)站名，點(diǎn)擊“確定”即可查詢?cè)撜军c(diǎn)的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，如風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、溫度、濕度和氣壓等。

2 業(yè)務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用效果

在該區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件測(cè)試應(yīng)用中，用戶可隨時(shí)隨地利用微信小程序軟件及Web頁(yè)面實(shí)現(xiàn)對(duì)各類型號(hào)自動(dòng)氣象站查詢各個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)站點(diǎn)站號(hào)，查詢CIMISS站點(diǎn)每5 min氣象要素變化情況并掌握設(shè)備運(yùn)行情況，還可通過(guò)該軟件判斷哪些要素變化情況異?；蛉笔АＴ撥浖?duì)有效地開(kāi)展自動(dòng)氣象站技術(shù)維修維護(hù)工作具有重要意義，為全省以及全國(guó)自動(dòng)氣象站維修維護(hù)提供了借鑒。

以資溪測(cè)試為例，2021-05-07T16：38和2021-05-07T17：05在大覺(jué)山自動(dòng)氣象站(區(qū)站號(hào)為J6028 )完成了故障維護(hù)工作，分別通過(guò)PC終端和手機(jī)APP客戶端軟件進(jìn)行站點(diǎn)數(shù)據(jù)讀取。該站點(diǎn)為6要素，準(zhǔn)確讀取現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)6個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)(風(fēng)向風(fēng)速、氣壓、溫濕度和雨量)。此次測(cè)試耗時(shí)3 min，相比電話通知查詢更加方便。維修人員可以通過(guò)區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件現(xiàn)場(chǎng)查詢站點(diǎn)要素是否上傳成功，提高了維修人員維護(hù)的便利性。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前區(qū)域站在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)后，需訪問(wèn)CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)查詢其采集的氣象數(shù)據(jù)是否有效上傳。針對(duì)以上現(xiàn)狀，文章運(yùn)用JS腳本語(yǔ)言、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)等技術(shù)開(kāi)發(fā)了區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)查詢軟件。該軟件可與微信公眾號(hào)對(duì)接實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的判斷，提高了現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)維護(hù)時(shí)效性；此外，該軟件適用于各種類型區(qū)域自動(dòng)氣象站，有效地提升了自動(dòng)氣象站保障能力。