BUFR版台站地面综合观测业务软件应用

袁雨晖

摘要随着气象现代化的推进，新型自动站和业务软件的全面启用减轻了气象测报人员的巨大压力。结合工作实际，介绍了台站现用的BUFR版台站地面综合观测业务软件（ISOS）在软件安装、业务应用、问题处理和应急保障等方面的应用技巧和注意事项。

关键词BUFR版ISOS软件；安装；业务应用；问题处理；应急保障

中图分类号P409文献标识码A文章编号0517-6611（2017）21-0221-03

Application of Station Ground Integrated Observation Business Software of BUFR Edition

YUAN Yuhui

（Shanghai Chongming District Meteorological Bureau， Shanghai 202150）

AbstractWith the advance of meteorological modernization， the full opening of new automated stations and business software had relieved the tremendous pressure on meteorological forecasting personnel.Based on the actual work， this paper introduced the application skills and precautions of BUFR edition ISOS in software installation， business application， problem handing and emergency protection.

Key wordsISOS software of BUFR edition；Installation；Business application；Problem handing；Emergency protection

地面气象观测是气象工作的基础[1]，地面气象观测方式随着科技发展从人工观测为主逐渐转变为自动观测为主、人工观测为辅。20世纪80年代中后期PC1500机的应用使地面气象观测实现了部分自动化，90年代随着计算机技术的普及和AHDM業务软件的使用让业务人员的工作压力进一步减轻。进入2003年，崇明气象局正式启用第一代新型自动气象站ZQZ-CⅡ和OSSMO软件，大部分气象要素实现了自动观测，从数据采集到报文编发基本实现自动化，业务人员从繁忙的工作任务中进一步解放出来。随着气象现代化的进一步推进，崇明气象局2014年1月1日起正式使用第二代新型自动气象站DZZ4，并启用新一代台站地面综合观测业务软件（集成版ISOS），2016年11月1日启用BUFR版ISOS软件。

第一代新型自动气象站和OSSMO软件运行十几年以来，总结了从硬件保障、数据维护、软件应用等多方面的经验[2-5]。第二代新型自动气象站更加智能化，易扩展，通用性更强，结构同第一代区别明显，配套的ISOS业务软件不仅仅是一个数据采集软件，更集合了数据监控、处理、预警等功能。目前ISOS软件应用总结较少，崇明气象局作为业务改革先行试点，经过3年业务使用，总结了软件应用的技巧和经验。笔者结合工作实际，介绍了台站现用的BUFR版ISOS软件在安装、业务应用、问题处理和应急保障等方面的应用技巧和注意事项，以期为基层台站提供参考。

1BUFR版ISOS软件简介

全国版ISOS软件由SMO、MOI和MOIFtp这3个独立模块构成，分别承担数据采集质控、业务数据处理、传输功能，集成版ISOS软件将上述3个模块整合在一起。全国版ISOS软件和集成版ISOS软件均以数据文件的格式上传。目前的BUFR版ISOS软件（下文简称ISOS软件）是在集成版基础上，实现了地面分钟数据、地面小时数据、辐射分钟数据、辐射小时数据和酸雨数据的BUFR数据格式传输，并具备BUFR数据补传功能。BUFR编码是世界气象组织（WMO）推荐的气象数据通用二进制格式，主要用于表示观测数据。BUFR数据的传输将从根本上杜绝纷繁复杂的国内自定义数据格式，简化、优化、调整探测资料以及产品生成、传输、加工、存储、服务全业务流程，从根本上解决数据格式不统一导致的应用系统数据格式转换、软件接口匹配调整等问题。

1.1ISOS软件运行流程

ISOS软件作为新一代台站地面综合观测业务软件，其功能强大。它实现了台站自动化观测数据实时采集和人工数据录入，通过业务配置和质量控制规则，在采集器端进行实时数据质量控制，同时在软件端进行人-机交互式数据质控，提供了设备故障处理和维护，最后将质控后的数据存入对应数据文件，实现产品制作，进行数据显示、查询和传输（图1）。

1.2软件安装

ISOS软件可挂接新型自动气象站、云、能见度、天气现象、辐射、雨滴谱仪等多种自动观测设备。在进行ISOS软件安装时，针对台站观测设备进行项目挂接，其中地面观测主机必须配置，能见度自动观测且视程障碍现象以自动判别为主时，需挂接视程障碍判别，其余按实际情况配置，初始化完成后正确配置各类参数。正常安装后程序运行界面如图2所示。

按业务规定正确配置台站参数、人工录入参数、极值参数、报警设置等，目前台站编发大风、龙卷、冰雹、雷暴和视程障碍现象，根据重要报发送标准[6]对重要报参数进行设置，同时勾选自动编发栏。实现视程障碍自动判别的台站，大风和视程障碍现象重要报即可实现自动编发。

2ISOS软件的业务应用

ISOS软件具备完善的数据采集、监测和报警功能，有效减轻观测员的工作强度。观测员通过熟悉軟件的各种功能，熟练掌握软件使用技巧，不断总结提高个人业务水平。

2.1软件的监控界面

ISOS软件运行界面直观地展现了自动站设备到数据采集传输的工作状态，观测员可以一目了然地了解整个地面观测业务系统的运行状况。

2.1.1数据统计信息区域。

数据统计信息区域列出了SMO软件运行开始时间、最后更新日期、最后更新时间、应观测次数、实际观测次数和观测成功率。台站值班人员应特别注意最后更新时间和观测成功率。通常设备正常运行情况下，计算机当前时刻即为最后更新时间，观测成功率一般为99%或100%，若最后更新时间不对或成功率偏低，说明设备运行不正常：或是因通信问题数据未传输至业务计算机；或是采集器与计算机时间不一致，差异达到15 s以上就有可能导致数据采集率降低。

2.1.2设备状态监控区域。

设备状态区域显示的是当前设备的运行状态，绿色表示正常，若显示为红色即应当引起注意，检查是否为硬件故障或通信出现问题。自动站、能见度、天气现象等新型设备校时间和日期只有在进行时间和日期校时正确时显示绿色，如果校时异常则显示为红色，平时显示为灰色。

2.1.3观测项目显示区域。

软件运行界面左侧为当前台站观测项目情况，与软件的挂接项有关。选择一个观测项，点击鼠标右键则可进行标定、维护、停用等操作，也可查看传感器工作状态、测量范围和质控参数等。

2.2软件报警功能的应用

ISOS軟件界面包含质控警告和报警信息2个标签页，质控警告内容主要是根据台站的小时极值参数和分钟极值参数项确定。报警信息内容可在菜单栏参数设置→报警设置中进行6个方面的报警功能设置，即环境、流程、质控、灾害、状态和编报发送，并发出声音报警。台站应做好历史极值参数的录入，在实际工作中适时调整，并在报警设置中勾选有关设置，使报警功能生效。当出现异常数据或设备故障时，软件自动发出报警声音提醒业务人员，业务人员依照软件监控界面的质控警告和报警信息进行故障判定和处理。

业务工作中各台站根据需要进行报警设置，例如进行编报发送设置，当分钟长Z文件发送失败时会自动报警。进行流程设置，当无法采集数据时进行报警。由于服务的需要，可以在灾害项中进行大风、暴雨、能见度、高温、低温的报警功能设置，将有效提高预警预报服务水平。

2.3数据缺失时的补采技术

由于软件或硬件的各种原因，当碰到自动站软件无法正常采集数据，或尽管采集到数据，但不能录入时，按照不同的情形选择以下操作。

2.3.1校时采集。

目前软件的数据采集机制为每分钟20 s开始采集，如果等待3 s设备没有返回数据，则会自动补调3次。业务规定电脑时间和自动站采集器时间误差应保持在30 s以内。ISOS软件对时机制配置为每小时进行一次校时，通常情况下避免了电脑时间和采集器时间不一致导致的数据采集错误。若发生采集不到数据的情况，可以通过右键新型自动站→采集器监控操作命令→时间→下载到采集器进行校时，通常情况下能恢复数据的正常采集。

2.3.2数据下载。

由于软件原因造成无法将自动站采集器数据写入文件时，可以通过数据处理→历史数据下载进行数据下载。由于软件设计的是每2 s下载一条数据，速度很慢，若进行大批量的数据下载，很有可能造成数据链路的堵塞。建议在实际操作过程中，在正点报文上传后的空闲时间进行小批量下载。

2.3.3手工补调。

在实际工作当中还发现了这样一种情况，即自动站数据采集正常，软件也将数据采集入库了，但在正点观测编报中无法写入。软件中提供了手工补调的功能，当点击手工补调时会自动调入正点分钟数据，若出现缺测时，会自动按照正点前10 min、正点后10 min的原则调入数据。

3问题处理和应急保障技巧

业务运行过程当中，难免会碰到电脑死机、遭遇雷击、软件崩溃等现象，台站应制订应急保障方案，加强应急演练，提高个人业务水平。

3.1常见问题的处理

3.1.1数据无法正常采集。

电脑或软件重启后数据无法正常采集，一般情况下是由于采集器与电脑时间不一致产生，只需通过时间校时即可解决。软件运行中发现数据缺失，可通过软件维护终端输入DMGD命令，能够返回正常数据的需进行软件故障排除，否则需进行硬件故障排除。

3.1.2质控警告、报警信息频率过高。

主采集器内设了气象要素的极值上、下限，存疑、错误的变化速率等信息，可以在维护终端中键入相关命令重新进行设置。例如本站因为气温的最小应该变化速率报警频率过高，重新设置了气温的质量控制参数。在维护终端内输入 QCPM T0 -75.0 80.0 3.0 5.0 0.0命令后回车，返回值为T时设置成功，可在观测项目区域中看到（图3）。

3.1.3小时极值缺测。

在某些特定气象条件下气压、气温、地温、草温、相对湿度等要素的数值1 h内保持不变，要素的极值出现时间默认为缺测。为避免MDOS平台进行错误数据推送，保证长Z文件正确，业务人员需在正点时次手动输入极值出现时间，建议为正点01分。

3.1.4最小能见度不匹配。

在制作月报表时，当某日视程障碍现象需记录最小能见度时，出现该日最小能见度小于天气现象的最小能见度的错误提示。造成这种现象的原因是两者取值方式不一致导致，日最小能见度是挑取日最小10 min能见度值，视程障碍现象的最小能见度是从现象时段内10 min滑动平均能见度中挑取的最小值。

3.1.5日照文件无法正常传输。

日照文件无法正常传输，软件一般都设置为定时观测后270 s内发送文件，台站只需在定时观测270 s外生成日照文件即可正常傳输。

3.2应急保障

3.2.1参数备份。

系统提供2种方式：一是通过目录查找方式，将参数文件进行备份；二是通过导出方式进行参数文件备份。由于ISOS软件各类参数文件较多，保存路径不一致，若对软件不熟悉，在进行参数重新配置时不能及时找到参数文件路径，影响软件运行，假设2台电脑安装路径不一致，此种方式将导致软件运行错误。建议通过参数文件的导入导出方式进行操作。

3.2.2电脑备份。

根据新型自动气象站的特点，备份电脑需事先安装2个网卡。在备份电脑中安装ISOS软件时，安装路径一定要和业务主机保持一致，便于参数文件的直接导入。ISOS软件安装完毕后应使用NPORT软件重新配置虚拟串口并调试，直至软件数据采集正常。建议备份电脑人工录入参数→发送参数设置中的长Z文件、日数据文件、重要报、日照等后面的“是否发送”选项不要勾选，当启用备份机时再勾选。

3.2.3数据备份。

ISOS软件每天数据采集量非常大，在对数据进行采集时，会自动在相关目录下形成设备、订正、质控

（上接第223頁）

数据小时和分钟数据，同时还有各类日志和状态文件。业务系统自身提供了文件归档功能，但在实际应用中速度慢，容易造成电脑假死。建议在计划任务中设置每天定时运行批处理文件进行异机备份，将每天的数据同步备份至备份电脑，便于在切换备份电脑时保证数据完整性。

3.2.4其他设置。

业务电脑切勿设置休眠、系统待机和关闭硬盘时间，应全部设为从不。否则业务软件无法正常接收数据。

4结语

ISOS软件功能强大，实现了气象数据的监控、质控、采集、编发和传输等功能。但由于某些技术因素导致业务软件不可能百分之百的可靠，影响地面测报工作的准确性，尽管上海市崇明区气象局建立了应急保障业务流程，但业务人员在值班工作中仍需加強责任心，加强学习并善于总结经验，不断提高水平，为率先实现气象现代化夯实基础。

参考文献

[1]

中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[2] 胡帆，陈正一，杨恒祥，等.ZQZ-CⅡ型自动气象站硬件故障与维修[J].气象水文海洋仪器，2009，26（3）：120-123.

[3] 任芝花，张志富，孙超，等.全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制[J].气象，2015，41（10）：1268-1277.

[4] 王力，黄思源，陈为超，等.OSSMO 2010与2004业务软件差异分析[J].气象科技，2015， 43（2）：236-239.

[5] 孟昭辉，李庆军.自动气象站综述[J].气象水文海洋仪器，2009， 26（4）：54-56.

[6] 中国气象局气象探测中心.地面气象观测业务技术规定实用手册[M].北京：气象出版社，2016：33.

安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2017，45（21）：228-230，238