上饶市气象装备一体化监控平台开发应用研究

王柳青 张珺

摘  要：围绕气象现代化和智慧气象高质量发展总体目标，结合市级气象信息与装备保障监控工作实际，研究开发上饶市气象装备一体化监控平台并投入业务应用，实现在一个平台对雷达、自动站、信息网络等气象装备运行状态、数据传输进行实时监控，出现异常及时报警，方便装备保障人员及时发现装备运行和数据传输中出现的问题并及时处理故障，进一步提高市气象装备运行监控和保障能力。

关键词：气象装备;保障;监控平台;开发应用

中图分类号：TP39  文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）12-0152-04

Abstract： Focusing on the overall goal of meteorological modernization and high-quality development of smart meteorology， combined with the actual situation of municipal meteorological information and equipment support monitoring， research and develop integrated monitoring platform for meteorological equipment in Shangrao city and put it into business application， so as to realize real-time monitoring of the operation status and data transmission of meteorological equipments such as radar， automatic station and information network on one platform， and timely alarm in case of abnormality， it is convenient for equipment support personnel to find problems appeared in equipment operation and data transmission timely and deal with faults at once， so as to further improve the operation monitoring and support capacity of municipal meteorological equipment.

Keywords： meteorological equipment; support; monitoring platform; development and application

0  引  言

氣象信息与装备稳定运行是做好气象服务的基础和前提，加强气象信息与装备日常运行监控，提升监控能力和水平，及时发现装备运行和数据传输中出现的问题并处理故障，对做好精准气象预报及精细的气象服务具有十分重要意义。目前，市局尚无一个综合气象装备监控平台，保障人员自主监控各类气象装备运行和数据传输是否正常要登录几个省级监控平台去逐个查询，工作烦琐费时，这些监控平台都是基于全省开发，未覆盖到市级所有需要监控的设备和业务。为提升上饶市气象装备保障能力、推进装备监控集约化、智能化、现代化，非常有必要开发一套气象装备运行一体化监控平台，实现在一个平台对雷达、自动站、信息网络等气象装备运行状态、数据传输进行实时监控，方便装备保障人员及时发现问题、处理故障，提高我市气象装备运行监控和保障能力。

1  项目开发的主要内容和技术方法

本文从上饶市气象局现状出发，结合气象信息化建设要求，确定项目开发的主要内容以及采用的技术方法为：（1）梳理有关业务、设备监控指标、IP地址等基础信息。首先详细梳理出多普勒天气雷达、风廓线雷达、大气成分、国家站、区域站等所有纳入考核的气象装备、数据资料传输业务以及视频会商系统、核心交换机、路由器、防火墙、VPN等信息网络设备相关基础信息。（2）监控平台功能和布局设计。根据市级实际需要监控装备、业务、资料等需求进行一体化监控平台功能、技术方案、界面布局设计。经充分调研，确定监控平台主要开发实时设备运行、设备运行数据占比及网络运行情况、地图展示、实时预警信息、设备传输率、统计设备、可用率统计、业务可用性9大监控版块，监控对象涵盖国家站、区域站、新一代多普勒天气雷达、风廓线雷达、雷电、GNSS/MET、大气成分、市县局会商系统、广域网路由器、市局核心交换机、路由器、防火墙等主要气象业务和通信网络设备。（3）平台集成和数据获取。按照集约、可视、智能要求，将所有需监控业务按照一定分类集成在一个平台上，根据设备状态和考核要求，突出显示装备运行、数据传输、通信等故障或异常信息，并第一时间发出告警信息，便于值班人员掌握、查核、处理，提高装备运行保障能力。其中设备运行、数据传输、业务可用等数据主要通过开发cimiss数据获取模块，实时从江西省CIMISS系统中获取最新设备运行、数据传输等数据实现;通信及网络设备监控主要通过IP地址ping技术，每隔30秒（或设置其他频率）ping关键IP地址，若ping不同，则判断为故障。（4）功能调试和确认。开发完成后，对每一个监控板块功能和内容调试、核查，确认能够符合预期目标。（5）改进完善并业务应用。上饶市气象装备运行一体化监控平台建设完成后，要进行业务试运行。通过业务实践和应用反馈，针对相关版块功能和内容进行修改完善，使得该监控平台更加符合实际业务需要，更加实用、好用，再投入业务应用。

2  研究成果及内容

研究开发上饶市气象装备一体化监控平台，实现气象装备運行监控、数据传输监控和统计、网络运行监控为一体的监控和异常报警平台，并实时动态更新最新情况信息，功能集约、界面直观，平台共建设完成9大监控版块。一体化监控和异常报警平台如图1所示。

2.1  一体化监控和异常报警平台

2.1.1  实时设备运行情况

实时设备运行情况涵盖全市8大主要气象装备实时运行情况的监控，包括13个国家级自动气象站、390个区域自动气象站、7个自动土壤水分观测站、2个雷电监测站、9个GNSS/MET水汽观测站、1个新一代天气雷达站、1个风廓线雷达站、1个大气成分监测站。该栏目能及时反映全市气象装备运行，正常的、可疑的、错误的、未到的及故障的设备数量，分别用绿色、棕色、蓝色、白色、红色五种颜色对应标注，方便监控人员快速识别。

2.1.2  设备运行数据占比情况

设备运行数据占比情况主要对8大主要气象装备每日设备运行数据占比情况进行统计展示，包括设备运行数据正常占比、数据缺报占比、数据错误占比，以及运行时间占比、维护时间占比、停机时间占比等情况，分别对应标注新绿、灰绿、粉红、浅蓝色、黄色、暗红色，其中数据正常占比+数据缺报占比+数据错误占比=100%，运行时间占比+维护时间占比+停机时间占比=100%，并将今日情况与上一日对比，在对应右侧位置展示对比结果，较前一日升高用绿色标注，降低则用红色标注，起到警示作用。鼠标点击数据条会在数据和时间模式之间切换，方便监控人员分别查阅数据正常与否和设备运行情况统计以及与前日比较结果。

2.1.3  网络运行情况

网络运行情况是对13个国家站主机、3个备份站主机，13个广域网路由器，1个会商MCU、13个会商终端，市局2个交换机、2个路由器、3台防火墙、1台深信服VPN、1台无线AC控制器的运行状况实时监控。主要通过IP地址的ping测试判断设备是否在线，通信是否畅通，设备运行正常通信畅通用绿色小云状标识显示，红色显示中断异常。网络运行情况基本覆盖市、县两级核心网络架构及主要节点网络设备、安全设备、会商设备实时监控，方便监控值班人员一眼了解市县两级主干网络是否通畅，相关设备是否正常。

2.2  中心地图及实时预警信息展示

2.2.1  中心地图展示

将所有设备运行监控情况通过地图分区域集中展示，方便值班监控人员查看某类设备总体运行是否正常，哪些地方存在可疑、错误或未到的情况。上部有11个小图标，从左往右依次为全类设备、国家级自动气象站、区域自动气象站、自动土壤水分观测站、雷电监测站、GNSS/MET水汽观测站、新一代天气雷达站、风廓线雷达站、大气成分监测站，最后两个暂时未添加。下部是地图展示区，11个小图标对应的设备运行监控情况会在下面地图中展示出来，并设置自动轮巡，每隔1～2秒会跳到下一设备监控。“全类设备”在一张地图上显示8大类别的设备当前的运行请况，每一种设备正常数量（绿色）、错误数量（蓝色）、可疑数量（棕色）、未到数量（白色）分别在地图上小框展示。如图2所示。

2.2.2  实时预警信息

对当前中断或异常站点进行预警展示，按照所属类别、设备名称、站点名称、中断时间、异常情况进行预警展示，并用红色字体突出显示，根据时间倒序将中断情况从上往下依次滚动展示，方便值班人员对中断站点及情况查核处理。

2.3  设备传输率、可用率及业务可用性

2.3.1  设备传输率

通过柱状图对设备实时传输情况进行统计展示，将0～100%传输率划分0、20、40、60、80、100共六等分，分别用白色实线标出，从左到右依次为国家级自动气象站、区域自动气象站、新一代天气雷达站、GNSS/MET水汽观测站、自动土壤水分观测站、酸雨、大气成分监测站雷电监测站、风廓线雷达站、城镇报、日照、国家站buffer文件11个监控对象。监控设备实时传输率通过紫色柱状图实时动态展示在图上，并将设备传输率实时数据标注在柱状图顶上，结合全县划定的5条白色分段线，值班员可直观清晰了解掌握各监控对象实时传输率。如图3所示。

2.3.2  设备可用率统计

设备可用率统计的展示形式与设备传输率一致，从左到右依次为国家级自动气象站、区域自动气象站、新一代天气雷达站、风廓线雷达站、自动土壤水分观测站、GNSS/MET水汽观测站、大气成分监测站、雷电监测站、负氧离子监测站、农气观测站共10个监控对象。监控的设备可用率通过黄色柱状图实时动态展示在图上，并将实时数据标注在柱状图顶上，结合前面划定的5条白色分段线，值班员可直观清晰了解掌握各个监控对象设备可用率。

2.3.3  业务可用性统计

业务可用性统计的展示形式与设备传输率、可用率一致，重点关注自动土壤水分观测站、GNSS/MET水汽观测站、雷电监测站、大气成分监测站区域自动气象站、风廓线雷达站、国家级自动气象站、新一代天气雷达站共8个监控对象当月1日到当前时间点业务可用性。为区分设备传输率和可用率，业务可用性用绿色柱状图来展示，并将各个监控对象当月业务可用性数据标注在柱状图顶上，结合前面划定的5条白色分段线，方便值班员了解掌握各个监控对象业务可用性。

3  项目解决的问题或创新点

3.1  智能集约一体化监控、提升装备保障监控效率

以前开展装备运行监控，需要手动查阅省级装备、数据和通信三个平台信息，才能了解当前我市主要设备和通信运行情况，时效性较低、监控效率不高。通过上饶市气象装备运行一体化监控平台，可更加直观、方便实现装备、数据传输和网络通信运行监控。

3.2  监控对象覆盖范围广、满足实际业务需要

上饶市气象装备运行一体化监控平台，基本覆盖到雷达、风廓线雷达、国家站、区域站等市局所有需要监控的主要设备和重要业务，而且增加国家站主站和备份站、会商系统、防火墙、核心交换机、广域网路由器等日常需要重点关注但没有纳入省局平台监控项目，直观方便实现对全市气象装备、数据传输和网络通信运行情况一体化实时监控。

3.3  中断及异常报警提示，提升装备保障的及时率

对雷达、自动站、信息网络等气象装备运行异常或中断站点及时报警，并动态滚动更新展示，方便装备保障人员及时发现装备运行和数据传输中出现的问题、及时处理故障，提高我市气象装备运行监控和保障能力。

4  项目应用情况

上饶市气象装备一体化监控平台开发完成后，于2020年2月在上饶市气象信息与装备保障中心投入日常业务监控应用，效果良好。该监控平台给监控人员提供了一个综合气象装备监控平台，基本覆盖到雷达、风廓线雷达、国家站、区域站、信息网络等市局所有需要监控的重要设备和业务，克服了以往工作弊端，更加方便、直观、智能、集约、高效。

同时该平台能突出显示装备运行、数据传输、通信等故障或异常信息，第一时间在显著位置生成预警信息，便于值班人员掌握、查核、處理，提高装备运行保障能力。自运行以来，帮助业务人员快速识别故障站点并及时组织处理，提升了气象信息与装备保障能力和水平。

5  本项目对业务建设的贡献和效益

上饶市气象装备一体化监控平台项目对业务建设有以下贡献和效益：（1）提高上饶市气象装备运行监控保障能力，缩短故障时间、提高故障处理效率，增强气象装备和数据业务可用性、设备可用性和传输及时率。（2）为全市汛期、应急响应、重大社会活动等重大气象服务提供更加直观、高效、智能综合气象装备和技术保障。（3）进一步提高上饶市局气象装备运行监控现代化、集约化、智能化水平。

6  结  论

本项目目前存在问题及下一步计划：（1）网络设备监控中如果国家站电脑主机开了防火墙或关机也会提示未到报，需要进一步进行更精细分类别监控才能反映真实设备运行情况。（2）设备更新、业务升级、监控指标每年都会发生变化，有待及时更新并补充完善。（3）由于该平台开发和应用时间不长，且有关业务和考核要求不断变化，今后将结合反馈意见继续不断完善监控平台有关设备监控、数据传输统计、实时预警等版块功能和设计，更加贴合市级业务监控需求，完善后再推广应用。

参考文献：

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作者简介：王柳青（1986—），男，汉族，江西玉山人，工程师，本科，研究方向：气象信息与装备保障、人影业务服务和管理等。