综合观测业务处理平台设计与实现

时间：2024-05-04

文/杜佳林李华峰宁刚邵连杰

（1.吉林省白城市气象局吉林省白城市 137000）

（2.吉林省靖宇县气象局吉林省靖宇县 135200）

1 引言

随着综合气象观测业务自动化项目的不断新建、更新升级，自动观测项目基本全部取代人工观测。按照有关新建项目特性要求，如气溶胶观测、微波辐射观测、风廓线雷达观测等接收终端仪器，均需距离传感器不能过远，需安装在观测项目传感器附近；就我站而言，以上项目分别建立在距值班室100米以外的站房内，这样给值班人员正常处理业务及监控仪器运行状况、质量控制等操作带来极大的不便，不仅给值班人员增加了大量的工作量，而且出现故障也不能及时发现处理，给解决问题故障带来了极大的不方便。因此，建立综合气象观测业务处理平台，实现一台计算机将分散的不同终端所采集的数据文件，进行远程接收集成显示在一个平台系统上，以便更好地处理、监控观测项目终端上的业务内容，真正达到综合观测业务“一体化”平台的效果。

2 系统功能特点

（1）实时监控综合观测业务中所有连接局域网内计算机的网络连接状态，最多可同时监控100多台计算机，当发现有连接故障时出现报警提示；

（2）一键连接远程计算机桌面，快速监控、处理综合观测终端项目及相关业务；

（3）自动接收显示、历史数据查询、故障监控所有综合气象观测项目；

（4）自动登录、浏览、监控处理有关省MDOS和ASOM等业务监控平台，值班员可直接选择用户名和密码等信息自动进行登录处理。

3 界面设计及功能模块实现

3.1 界面设计

平台主窗体采用MDI父窗体形式显示，其它多功能子窗体接收显示界面，以多页面形式打开显示在一个父窗体中，方便在多窗口之间切换选择应用功能。

3.2 功能模块实现

3.2.1 网络监控

网络监控功能模块设计中，根据参数设置的用户多少，将远程用户连接有关信息保存到文件中，系统运行时打开文件读取远程计算机IP地址等信息，智能判断应添加窗体界面中PictureBox图像框控件及图标的数量，每个图像框控件代表远程相应的一台计算机。当系统开始运行网络监控命令时，采用Ping命令判断远程计算机连接通断状态，采用红色图标或绿色图标显示在相应PictureBox图像框控件上，来表示网络未连接或已连接状态提示。

3.2.2 综合处理

图1：微波辐射观测数据接收显示窗体

综合处理平台模块界面设计分两部分功能，采用树状视图TreeView控件和大图标显示的按钮功能控件，设计时将远程终端IP地址分别写入模块中，每个按钮对应远程终端一台计算机，执行过程中调取Windos系统远程桌面连接功能，一键可连接远程业务计算机终端桌面，连接成功后，用户可在本地直接快速处理远程计算机上的所有观测业务项目等内容。

3.2.3 自动站

自动站接收功能显示模块设有数据实时接收和日数据统计两大功能。

（1）数据接收：数据接收设有分钟数据接收和定时数据接收；执行过程中根据远程自动站的IP地址，连接远程自动站计算机，系统模块采用打开读取文本文件格式的方式[1]，直接读取远程自动站相关目录中的分钟数据文件和定时数据文件，截取相应要素的字节数，在将该要素值赋给表格控件显示和相关图形控件动态显示；同时，可根据用户选择读取近30小时内定时数据或近30分钟内分钟数据，以动态变化曲线形式显示在图片框控件中。

（2）日数据统计：在自动站采集保存的原始定时数据文件中，不保存相关要素的日极值及日平均值等统计数据内容。因此，该系统功能模块设有读取24小时内的定时日数据文件，将相应的有关要素进行日平均统计和日极值挑取，统计结果显示在表格控件中。

3.2.4 微波辐射

微波辐射仪是不定时观测10KM高度内的层结温度、湿度、水汽浓度、液态水等要素值，保存原数据文件是以当时观测时间为命名方式，随机保存生成CSV格式类型文件，生成文件的命名格式精确到秒，且观测时间具有不固定规律性。这给平台系统模块设计中，读取远程接收文件信息带来很大的困难。经过多次调试模块编写读取代码，调试出快速接收实时显示数据的方法；即系统首先查询筛选当日生成的所有文件，再打开读取最新保存生成的原数据文件，最后完成实时远程接收显示功能模块；系统增加了查询历史数据功能模块（见图1）。

3.2.5 风廓线雷达

风廓线雷达主要功能是定时观测9KM内不同高度的风向、风速要素，观测数据保存生成6分钟、30分钟、60分钟报文格式文件，每类文件中又分为高模式和低模式两种类型数据文件，其中6分钟高模式文件格式数据比较全面、时间连续又有代表性。根据其功能特点，我们在系统模块设计中，选择接收读取6分钟报文数据文件内容，将远程读取的报文文件内容，分别采用绘画风廓线、表格、文本等三种方式，显示其不同高度的风向、风速信息，每页可显示连续观测的最近15时次内容（见图2）；可根据用户需要向前或向后显示一时次的数据内容，也可选择向前或向后显示一整页面内容，方便用户对各时次数据变化查看分析应用。

3.2.6 紫外线

紫外线仪观测原始数据是采用数据库文件格式，存储到每年生成一个文件中，在系统接收模块设计时，我们将远程连接打开MDB数据库，采用SQL数据库查询语句，查询读取紫外线实时观测数据内容[2]，将系统查询到的一天内数据全部显示在表格控件中，再根据最近一次观测时间内容查询相关信息，紫外线强度和等级等信息打印在窗体界面中；系统查询到一天内24小时正点时次数据内容，在图片框控件中绘画出辐射强度24小时变化曲线。

3.2.7 特种观测

特种观测原始数据同样以数据库MDB文件格式存储。在模块设计中，仍采用远程打开数据库的方法读取各时次要素内容，设计时利用ADO控件连接远程数据库，采用SQL数据库查询最近时次更新的观测要素内容，显示在动态图形控件和标签控件中，并将查询到的一天内定时数据内容，以动态变化曲线形式显示在图片框中。

3.2.8 气溶胶

气溶胶观测原始数据文件是以报文格式文本文件存储。根据远程计算机IP地址，连接并筛选远程指定目录中，生成的当日所有报文格式文件，将查到的所有文件名都保存到本地列表框控件内，当用户点击鼠标选择其各时次报文，即可在右侧相应位置显示该时次报文内容；同时再分别读取近30小时内的报文内容，分别绘画出Pm2.5和Pm10动态变化曲线（见图3）。

3.2.9 浏览器

浏览器总体界面设计是为了在观测业务日常工作中，更加方便查看浏览有关MDOS监控平台、ASOM等业务平台，界面设计比较简单实用，工具栏中仅设有浏览监控平台所用的常规按钮功能，增加了观测人员名单下拉列表选择内容，可为值班员登录用户时选用。模块设计采用IE浏览器内核WebBrowser控件，该控件很方便地把网页设计技术应用到界面中。设计中将业务常用网址分别写入到按钮程序中，用户一键即可进入相关监控平台界面，显示浏览完整主页内容。