基于Web的神华包神铁路气象服务系统开发与实现

文/张爽

1　系统提出的背景及意义

铁路运输是我国运输体系的重要组成部分，同时也是气象灾害的高敏感行业。其安全运行容易受到气象要素或天气变化的影响，雷电、暴雨、暴雪、大风、低能见度等都会影响铁路运行的安全性。随着近些年来极端天气事件频发，气象灾害及衍生灾害对铁路运行产生了较大的影响。神华包神铁路公司积极联系鄂尔多斯市气象局并提出气象服务需求。为了提高气象服务水平，提出了神华包神铁路气象服务系统的建设。

通过科学精确地气象监测和及时有效地气象预报、预警，为神华包神铁路的安全运行提供科学依据。有效提升了气象服务对铁路安全运行、科学调度的保障作用。

2　系统设计

2.1　总体架构设计

本系统采用B/S架构，基于thinkPHP框架与mysql数据库开发，系统前端使用html5+css+jquery完成整体布局。建设覆盖神华包神铁路有限责任公司管下包神铁路、塔韩铁路的神华包神铁路气象服务系统。包括铁路沿线气象数据实时监控、实时数据的查询排序、预报预警的制作发布、系统设置管理、短信群发、专家视频连线等多种形式的实现。

2.2　业务流程设计

系统的总体业务流程如下：气象数据实时监控由系统自动调取CIMISS地面数据、中央气象台卫星云图及雷达拼图进行显示；气象台值班人员定时进行预报产品的制作发布，并根据监测和预报流程，研判有高影响天气时及时制作发布预警信息，系统将自动加载警报对铁路调度值班员进行提醒；值班员将信息通过短信群发的形式通知沿线工作人员；根据实际需要，气象台值班员不定期制作发布专题服务产品；铁路调度值班员根据需要可以随时查看当前气象数据及根据气象要素进行排序；当有重大天气过程或对天气形势、预报结果有疑问时，可通过专家视频连线与气象专家进行视频沟通或会商。

3　功能设计

3.1　功能结构设计

系统主要功能包括实时监控、预报预警、专题服务、帮助支持、系统管理、后台发布六个部分，如图1所示。

图1：功能结构设计图

3.2　功能模块简介

3.2.1实时监控模块

实时监控模块分为三个部分：沿线站点的气象要素监控，卫星云图和雷达拼图的监控。

沿线站点通过GIS地图，显示铁路沿线站点的气象要素。数据来源为铁路沿线两侧5KM范围内区域自动气象站和国家一般气象站数据，通过CIMISS气象数据统一服务接口（简称MUSIC）调取数据。数据主要包括实时气温、24小时最高气温、24小时最低气温、1h降水、3h降水、6h降水和24h降水。后期，计划根据铁路生产实际需要，有选择性接入其内部运行使用的轨温、降水数据。

卫星云图和雷达拼图数据来源为中央气象台卫星和雷达产品。

3.2.2预报预警模块

预报预警模块主要包括短期预报、短时预报、4-7天滚动预报等常规预报的定时发布以及高影响天气预警的实时发布。

3.2.3专题服务模块

专题服务模块主要是针对铁路运行过程中出现的高影响天气过程的总结、数据分析及气候变化对铁路的影响等专题类的服务，通过后台发布到气象服务系统前台。

3.2.4帮助支持模块

为了神华包神铁路与气象服务部门在重要天气过程或高影响天气出现时能有进一步沟通，设计了帮助支持模块，此模块分为两部分功能：

（1）专家视频连线，通过互联网，实现了神华包神铁路有限责任公司各相关部门与气象专家的视频连线。双方可随时就铁路运行和天气形势进行会商、答疑等。更精准的针对其铁路运行提出可行性建议。

（2）短信群发功能，针对高影响天气的预报预警，铁路值班员可通过此功能对沿线作业人员实现预警信息一键发布。

3.2.5系统管理模块

包括系统配置文件中涉及的所有内容，具体如下：

（1）系统用户的管理、管理员权限分配等；

（2）实时监控中沿线站点添加、删除、信息修改等；

（3）实时监控中气温、降水报警提醒阈值；

（4）实况排名中温差报警阈值；

（5）短信群发功能中群组的添加删除，群组成员的添加删除等

3.2.6后台发布模块

后台发布模块主要针对常规天气预报、高影响天气预警、专题服务等内容进行编辑并发布。

4　结语

本系统是以CIMISS气象数据为基础，利用Gis地图开发实现的基于Web发布的气象服务系统。系统实现了铁路沿线气象数据实时监控、预报预警产品、专题服务产品的制作发布以及与用户的实时视频连线等功能。本系统的开发及应用将进一步提高鄂尔多斯市气象局为铁路气象服务的能力。另外从铁路安全运行角度来讲，通过系统中气象数据监测，天气预报、预警等多方位有效服务，最大程度的减少因气象灾害对铁路运行造成的损失，有效地提高了服务用户防御气象灾害的能力。