区域自动气象观测站网信息管理系统设计与实现

汪玮 赵宝义 章超 黄晶

[摘    要] 分析梳理了安徽省气象部门区域站网信息管理现状，总结了业务过程中存在不足与问题，设计了区域自动气象观测站网信息管理系统，实现了全省区域站网基础信息管理，站点新建、迁移、撤销业务管理，站点考核状态变更管理，数据卡管理等功能，增加了各业务流程的工作效率，提高了站网信息管理的信息化水平。

[关键词] 区域气象站;站网信息;管理系统

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 17. 069

[中图分类号]  TP315    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2019）17- 0177- 04

0       引    言

截至2018年底，安徽省气象部门已建成由单雨量站、单能见度站、四要素自动气象站、六要素自动气象及部分专业气象观测站等共计2 700余套区域站组成的区域自动气象监测站网。区域站监测资料为提高我省气象监测预报预警能力提供了有力的基础支撑，在气象防灾减灾、保障人民生命财产安全方面发挥了重要作用[1-2]。然而规模庞大且更新频繁的站网信息给管理部门及数据应用部门带来了极大的不便，目前安徽省仍采用以人工逐级上报，逐级汇总为主的站网信息管理方式，不仅耗费人力，信息的及时性、准确性也难以保证。

本系统详细梳理了现有区域站建设、迁址及撤销等业务流程，将现有以纸质文档填写和申报的业务工作拆解为多个网页端功能模块供用户使用，后台自动收集业务工作中站网变更信息，完成系统数据库相关数据表的更新操作，实现站网信息的信息化管理。同时系统以站網信息为基础，设计站网信息展示、通讯数据卡管理、考核状态变更等相关功能，满足各级用户的使用需求。

1      总体设计

1.1   需求分析

目前安徽省区域气象监测站点的建设、迁址及撤销等业务，均需要一线工作人员与各级管理者进行多次纸质文档的申报与受理。待全部业务过程完成以后，再由各级管理者逐级修改上报所辖站网信息并最终至省级管理者进行汇总，最后下发各数据应用部门进行站网信息变更。如此站网信息的管理工作流程非常复杂，信息的准确性、一致性难以得到保障。因此迫切需要实现站网信息的信息化管理，优化信息变更流程同时，保证各级站网信息准确一致，让站网信息管理者能随时向数据应用部门提供一份准确可靠的站网信息。

区域气象监测站资料为安徽省气象监测能力提升提供有力支撑，观测数据质量直接影响了各类预警预报的产品质量，为对各站点的运行质量进行合理的评估，管理者会定期统计制作各类考核报告。然而区域气象监测站常由于一些不可控因素（自然因素、信号因素、站点搬迁等）导致站点无法正常工作且无法快速修复，为真实反映站点硬件质量及保障人员的工作能力，评估者需从考核报告中人工剔除此类原因带来的影响，这导致考核报告制作过程极为复杂，且不同部门不同评估者制作出的报告之间差异明显，考核报告的真实性备受质疑。因此亟待改变各站点考核状态人工管理与变更的现状。

安徽省区域自动气象监测站的观测数据传输方式均采用移动互联网络，每个站点均安装有一块通讯数据卡提供数据流量通讯，并且台站保障人员也配备有备用的通讯数据卡用于故障卡的替换。因此全省目前有接近3 000张通讯数据卡应用于区域气象监测站网，由于长时间缺乏有效的管理，数据卡使用情况发生混乱，偶有出现漏缴费、错缴费、错注销从而导致站点业务可用性受影响的情况发生。如何对这些数据卡进行统一的管理，也是本系统迫切需要解决的问题。

1.2   系统总体设计

为实现站网基础信息、站点考核状态及数据卡的信息化管理，本系统设计以下四个功能模块：基础信息管理模块、站点变更业务管理模块、站点考核状态管理模块与数据卡管理模块，系统总体功能结构如图1所示。基础信息管理模块主要完成基础数据环境封装，实现数据导入、安全、灾备等基础功能，提供其他三个管理模块访问数据的接口。站点变更业务管理模块主要实现日常站点变更业务的信息化管理，例如新建、搬迁、拆除等，提供台站用户变更业务的申请及管理者对其审核的功能，同时根据业务进展实时采集站网变更信息并更新底层数据库。站点考核状态管理模块提供台站用户和管理层对站点考核状态变更的申请及审核的流程化管理，记录整个考核周期内，每个站点每一天的详细考核状态及变更缘由。数据卡管理模块实现我省区域站所用数据卡的管理功能，实现从数据卡录入、台站分配、站点使用直到数据卡注销的全流程跟踪，统计每个地域或每个站点数据卡使用情况等。系统采用省级部署，数据库部署于省信息中心，客户端采用B/S架构，提供省市县三级应用。

2      子模块功能及流程设计

2.1   基础信息管理

基础信息管理模块由数据库资源、数据存储与数据接口子模块构成。数据接口模块用于提供其他功能模块访问数据库的接口，包括数据读取、数据写入等。数据存储模块则提供数据库物理环境的封装，实现数据库的维护、安全、灾备等基础功能。数据库资源是整个系统的存储介质，根据系统功能需求主要包括基础站网信息表、扩展站网信息表、考核状态信息表、用户信息表等，数据表简易结构及关系如图2所示。

2.2   站点变更业务管理

站点变更业务管理模块包括变更业务申请、变更业务审核与变更信息采集等子模块。变更业务申请模块用于台站工作人员新建、搬迁及撤销站点时，向市级及省级管理者发起变更的请求，针对不同变更业务提交和填写不同的单据。变更业务审核用于市级及省级管理者用户对台站工作人员发起的申请进行审核工作，图3展示的是该系统针对站点新建业务制定的系统流程。变更信息采集则是根据申请和审核模块的交互流程及交互信息，收集业务必须的文档素材，形成并存储以备业务归档，同时根据变更的站点信息与基础信息管理层进行数据交换，更新站网信息。

2.3   站点考核状态变更

站点考核状态变更管理模块包括状态变更申请、状态变更审核、考核状态统计等子模块。站点考核状态变更申请模块用于台站工作人员根据业务需求发起考核状态变更的申请，主要需要填报状态变更的原因、变更时间段等信息。状态变更审核模块用于管理者对台站工作人员发起的申请进行审核工作，主要需要填写审核意见，确定变更时间和最终状态。图4展示的是省市县三级站点考核状态变更流程。考核状态统计模块是系统根据状态变更申请及审核模块的信息，统计各站点各时间段的考核状态，实时展示给用户每个站点考核周期内每一天的考核状态及考核状态变更的缘由，结合其他业务系统的质量信息，真实的反应各种考核指标。

2.4   数据卡管理

数据卡管理模块包含数据卡导入、数据卡流转、数据卡状态变更、数据卡注销以及统计展示五个子模块。数据卡导入与数据卡注销子模块是数据卡在系统中存在的起止点，权限仅配置给数据卡管理用户。数据卡导入与注销均支持批量操作。数据卡在被导入系统之后处于待用状态，供用户使用。数據卡仅处于待注销状态才能被数据卡注销模块使用。数据卡流转子模块实现系统中各用户所辖数据卡的权限流转，用户只能使用权限内的数据卡，支持主动流转与被动申请两种模式。数据卡状态变更子模块实现数据卡状态的切换，数据卡状态包括待用：功能完好，可随时使用于站点的数据卡;在用：已与某个站点建立匹配关系，表示在用于某个站点;待注销：已经不具备使用价值，需汇总注销的数据卡。统计展示模块记录了整个系统中所有数据卡的使用状态，可展示各用户所辖数据卡状态，各站点使用数据卡信息、数据卡流量及资费情况（需要运营商提供接口支持）等。图5为数据卡管理模块简化的工作流程。

2.5   系统实现

系统采用Spring Boot开发框架，服务器端基于Oracle Database使用JAVA EE架构技术进行开发，系统前端使用Bootstrap技术框架实现。[3-5]各级用户使用PC端主流浏览器登入系统，系统根据用户权限展现不同功能窗体，对用户各业务流程进行全程跟踪，同时在用户每次登陆时进行待办事项提醒，特殊业务流程可配置短信推送提醒功能，保证业务流程的时效性。

3      结    语

本系统实现了安徽省区域自动气象监测站网信息管理及状态变更业务的信息化，提高了相关业务过程的工作效率，也保证了省市县三级站网信息的准确性。同时系统还为其他观测数据应用系统提供站网信息接口，保证各数据流程中基础站网信息的一致性与准确性，为安徽省气象数据服务质量提供基础信息保障。

本系统的设计与实现过程除满足安徽省区域自动气象监测站站网信息的管理以外，还可适用于其他类型的探测设备。

主要参考文献

[1]江海生，易圣才，陈章法，等.区域气象站降水资料在地质灾害预警中的应用[J].高原山地气象研究，2009（z1）：156-158.

[2]吕校华，贺捷颜，王楚凤，等.利用区域气象站资料进行风能资源评估研究地质与环境保护[J].2011，22（2）：111-115.

[3]王永和，张劲松，邓安明，等.Spring Boot研究和应用[J].信息通信，2016（10）：91-94.

[4]邬显豪，徐彬凌，胡大川，等.基于J2EE架构电子政务系统的研究和开发研究[J].电子技术与软件工程，2016（12）：81-82.

[5]吴海.Bootstrap模板在后台管理系统应用中的经验探讨[J].信息通信，2015（2）：101-103.