气象预报竞赛产品管理系统的设计与实现

刘海燕 周雪莹

摘要：气象预报技能竞赛可以提升天气预报业务水平， 培养天气预报员业务素质和基本技能。为了提供良好的竞赛环境，依托气象大数据云平台和虚拟资源池，采用“云+端”的模式设计了江西省气象预报竞赛产品管理系统，构建了面向省市两级的统一存储环境，提供竞赛产品文件的上传与下载服务，并且实时监视传输情况。

关键词：预报竞赛;Python;虚拟资源池;MySQL

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）26-0063-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

气象行业职业技能竞赛已成为推动气象事业改革与发展的有力抓手，是全行业基层气象業务发展的风向标、展示气象人精神风貌的大舞台以及培育劳动精神、劳模精神、工匠精神和造就基层气象人才的助推器。及时、完整的气象数据是取得好的预报技术方法的前提基础，做好比赛期间的资料下载、计算资源、产品上传等参赛保障工作尤为重要。为气象预报竞赛提供良好的数据环境，基于省级基础设施资源池，设计了江西省气象预报竞赛产品管理系统，助力预报竞赛起到重要作用，为推动气象预报业务高质量发展提供强有力的信息化支撑。

1 数据流程

本系统通过接口提供各类气象产品下载服务，在基础设施资源池上构建了面向省市两级的统一存储环境，提供竞赛产品的上传与下载服务，并且对上传的竞赛产品文件进行文件名格式检查和信息提取，通过Web方式实现实时监视和统计功能。数据处理流程如图1。

2 系统设计

依托气象大数据云平台和虚拟资源池的服务，采用“云+端”的模式进行江西省气象预报竞赛支撑系统的设计，包括服务层，存储层，处理层，监视层。服务层提供各类竞赛产品的支撑数据，比如雷达数据、卫星数据等;存储层主要通过NAS存储竞赛产品，并且把相应的基本信息存储到监视数据库中;处理层包含文件名格式检查、文件信息提取和存储数据库;监视层主要是对竞赛产品的基本信息的展示、传输情况的显示、统计分析和报警功能。

3 系统功能

根据竞赛方案的要求，本系统设计了文件处理、监视模块和参数配置三部分。文件处理包括文件名格式检查、文件信息提取及处理和文件规范化存储;监视模块主要包括实时监视、查询功能、信息详情、统计分析和声音告警;后台管理包括数据库设置、产品配置和告警时间配置等。系统功能如图2所示。

3.1 文件处理

文件名格式检查模块是以《国内气象数据交换文件命名规范》为依据，对参赛产品文件名进行解析处理，不符合命名规则的产品文件属于无效文件，不纳入有效统计范围。文件信息提取模块对符合文件名要求的产品进行文件名信息提取，获取参赛团队代码、产品制作完成时间、预报种类、预报时效、最大预报时效和预报间隔以及文本格式，并且存储到数据库中，参赛产品传输到指定目录下，按照年月日文件夹分类保存。

3.2 监视模块

监视页面显示参赛产品文件到报时间根据考核的时效是否及时，并且标注颜色进行提示，红色表示未收到产品文件，蓝色表示到报时间超过考核的时效范围，绿色表示到报时间在考核时效范围内，及时有效。查询功能提供时间查询，包括当前时次，前一时次、后一时次、某一时次、前一天、后一天、当天和某一天的查询方式。信息详情显示参赛产品的详细信息，主要包括资料类别、资料名称、文件名、发送时间、起报时间和及时标志。如果参赛产品的到报时间超过考核的时效范围，则通过改变数据网格组件的行样式，来突出显示该信息。统计分析主要是根据竞赛产品文件到报时间与考核的时效进行对比，统计出到报及时率，如果低于竞赛设置的最低值，则取消竞赛资格。声音告警模块提供高效实时的Web告警，当有竞赛产品未及时上传或未上传时，监视系统则发出异常声音告警。

3.3 系统数据库建设

本系统采用关系型数据库管理系统MySQL数据库，建立数据库连接，客户端与数据库连接字符集设置为UTF8，创建连接的游标的语句为conn= pymysql.connect（host =IP，port = int（Port），user =用户名，passwd =密码，db =数据库，charset= 'utf8'），使用语句cursor.executemany（sql， args）数据批量执行插入。

4 系统实现

4.1 技术实现

文件信息入库模块采用Python语言，监控参赛产品文件的变动，如新建、修改和移动，并且记录到数据库中。

采用Web前端UI框架Bootstrap、Python和Flask进行web开发，Bootstrap是由Twitter推出的一个用于前端开发的开源工具包，给予HTML、CSS、JavaScriot，提供简洁、直观、强悍的前端开发框架，是目前最受欢迎的前端框架。Flask是一个基于Python开发，依赖jinja2模板和Werkzeug WSGI服务的一个微型框架。通过python服务端Flask结合Bootstrap框架，操作mysql数据库实现竞赛产品监控与告警。

前台采用JavaScript语言从告警信息表中读取到报警代码，发出警报提示音，提醒值班人员报文未及时上传，值班人员点击图标可以关闭警报提示音。

var audio = document.getElementById（'sound'）;

audio.pause（）;

musicflag=2

$.ajax（{

url： "alarm？musicflag=1"，

type： "get"，

dataType： "json"，