利用Java语言开发观测数据监控软件

胡景波 邱 杰 王 磊

（湖州市气象局，浙江 湖州 313000）

引言

随着自动气象观测业务改革的进一步加快，人工观测逐渐被自动观测取代，各类自动观测仪器正陆续在全国各气象台站投入业务使用,称重降水传感器、雪深传感器、降水现象传感器、大气成分观测仪等高精度自动化仪器已经陆续完成安装调试，有些台站已经实现了2套新型自动站同时运行，互为备份。自动化仪器数量的增加一定程度上减少了值班员的工作量，但会带来一些新的问题，例如新安装的仪器运行不够稳定，值班人员如果不能及时发现，就会造成较长时间的数据异常，甚至数据丢失。因此，日常工作中对自动化仪器工作情况的监控变得尤为重要。在此背景下，本文利用JAVA语言[1]设计了一系列实时比对监控软件，实现对数据的异常、文件的形成和上传进行监控，并附加报警程序，达到对数据质量进行控制的效果,有效提高观测工作效率和数据质量。

1 实现功能

1.1 定时检查文件是否形成并上传

虽然目前台站使用的地面综合观测业务软件有相关的功能，但实际工作中发现监控软件与业务用机在同一计算机上存在着极大地隐患，不能发现例如计算机卡死等造成的上传延误情况，本文所设计的软件在另外的计算机上独立运行，实时监控业务计算机工作情况，与地面综合观测业务软件很好地共存，起到双重监控的作用。

1.2 对比同时次长Z文件中的气象要素值

数据对比部分对比的不是每分钟数据，而是长Z文件中的数据[2]，也就是每5min对比1次。本软件通过检验两个文件内相同气象要素的差值来判定是否有可疑数据。如图1，若差值高于规定的阈值[3-4]，则提醒值班员进行人工检查。本软件采用对比长Z文件，而不是f分钟文件的理由是为了减少因为云的遮挡和风的作用等自然因素造成的误报警，通过长Z文件的对比可以检验正点长Z文件中各项数据的正确性，避免因为值班员操作不当造成上传数据的错误。本程序设置的阈值是经过前期的对比软件不断总结调整之后的值，对阈值的适度放大可以避免大气中小范围波动造成的差异差生的报警。

图1 双套站数据对比报警软件截图

1.3 对观测数据的缺测情况进行检查

部分观测设备无论是否采集到数据都会形成文件，这样形成的文件实际上是没有价值的，对于缺测数据，本软件会自动报警，并标识出缺测项目。

1.4 形成内容简洁的报错日志文件

软件发出报警的同时，会把报警时间、报警内容写入到日志文件中去，这样方便阶段性统计报警次数，还有利于值班员查询之前出现过的报警内容。

2 设计思路

结合本站实际情况，软件分成两个部分：监控部分。包括监控风廓线、灰霾数据的形成与上传，如图2和图3所示，值班员可以直接的看到最新到报的时间和数据。除此之外，还有常规站数据文件的形成与上传；对比部分，通过将2套站数据的对比，找出差值异常偏大的观测要素，通过语音提示让值班员及时发现并处理。还特别针对大气成分观测数据增加了1个功能，即连续变化的检测，如果连续3个时次颗粒物浓度都是相同的，则判定为数据可疑，[5]提醒值班员检查仪器是否正常。本程序采用Java语言编写，由远程读写数据，数据比对，语音报警几部分组成，功能完善，便于修改。

图2 风廓线数据上传监控软件截图

图3 灰霾数据上传监控软件截图

3 运行情况与应用前景

该程序是以地面气象测报业务系统软件为基础，对现有观测业务软件功能的补充，实现了在一台计算机上同时监控多台业务计算机工作情况，更可以利用远程网络实现远程监控的功能，从而保证自动站数据的有效可靠。该软件安装在台站之后，确实起到了监控的作用，每次都能及时发现中断上传的情况，为值班员的工作提供了很好地辅助作用。

4 结语

该监控软件相比于之前的版本有了很大的进步，软件简单实用，考虑到地面综合观测业务软件本身就具有数据显示界面，所以本次编程过程中大胆的舍去了显示界面，改为报警界面，最大限度的节省了观测员的工作量，又突出了报警功能的提示性，加入了语音报警功能，使值班员第一时间知道出现异常的观测要素类别，为值班员接下来的排查工作打下基础。除此之外，日志文件的内容也尽可能的做到简单全面，方便查找。远程监控程序可以根据台站的不同需求进行修改，操作简单，功能扩展能力强。本软件主要针对长Z文件的数据进行质控，与现行业务质控平台MDOS类似，使用该软件可以在台站上传阶段发现异常信息，及时处理，为正确反馈MDOS信息做好准备。

在该软件开发过程中，最初设想的某些功能还没有能够完全的实现，比如对双套能见度仪器的台站，暂时能见度数据还不能做对比，不能直接发现如蜘蛛结网等因素造成的能见度突升突降，在下阶段的工作中，希望能够继续修改和优化该软件，使其具有更全面的功能，是观测工作更加方便，更加高效。

[1]张孝祥,徐明华,单兴华,等.Java基础与案例开发详解[M].北京:清华大学出版社,2011(7):1-136.

[2]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.