朱明宇，支 詢，張藝萌，徐慶喆，沙 莉，李 施

（1.遼寧省氣象裝備保障中心，遼寧 沈陽110166；2.鞍山市氣象局，遼寧 鞍山114000）

氣象計(jì)量是保證氣象觀測儀器設(shè)備質(zhì)量和氣象要素計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞的重要環(huán)節(jié)。對氣象觀測儀器進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范和高標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量，可以保證中國各氣象臺(tái)站觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。對自動(dòng)氣象站儀器設(shè)備進(jìn)行檢定及核查，是提供準(zhǔn)確的氣象觀測數(shù)據(jù)的重要技術(shù)保障。其中現(xiàn)場核查是日常驗(yàn)證觀測設(shè)備及其測量系統(tǒng)性能的一項(xiàng)維護(hù)性工作[1]，旨在為區(qū)域自動(dòng)氣象站在設(shè)備安裝、巡檢、維護(hù)、維修或更換部件后的核查提供技術(shù)依據(jù)，是保證區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要基礎(chǔ)工作[2]。因此實(shí)現(xiàn)氣象觀測儀器自動(dòng)核查，建立地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)具有十分重要的意義。

1 移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)研究意義

依據(jù)《綜合氣象觀測系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃（2014—2020年）》的文件精神，到2020年，建成地基、空基和天基觀測綜合集成，布局科學(xué)、技術(shù)先進(jìn)、功能完善、運(yùn)行可靠的綜合氣象觀測系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)觀測業(yè)務(wù)現(xiàn)代化，觀測要素、布局和時(shí)空分辨率適應(yīng)預(yù)報(bào)服務(wù)需求[3]。

隨著中國綜合氣象觀測系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，遼寧省遴選出238套6要素區(qū)域自動(dòng)站納入省級保障業(yè)務(wù)之中，且全省1 600余個(gè)自動(dòng)氣象站的現(xiàn)場核查工作也陸續(xù)開展，從氣象觀測自動(dòng)化發(fā)展趨勢看，最重要的是要確保觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)，提升檢定及核查的自動(dòng)化運(yùn)行和管理水平[4]。

現(xiàn)階段遼寧省已為11個(gè)地市配備自動(dòng)氣象站核查設(shè)備，具備開展自動(dòng)氣象站現(xiàn)場核查能力，因此提高對檢定業(yè)務(wù)現(xiàn)場核查能力建設(shè)，健全標(biāo)準(zhǔn)器具及核查器具的管理，建立遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)，提升計(jì)量自動(dòng)化水平及系統(tǒng)管理能力，為地市級相關(guān)計(jì)量業(yè)務(wù)的指導(dǎo)和比對奠定基礎(chǔ)勢在必行。

地市級移動(dòng)核查流程示意圖如圖1所示。

圖1 地市級移動(dòng)核查流程示意圖

2 移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)主要功能

遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)是一款為配合地市級移動(dòng)校準(zhǔn)維修系統(tǒng)建設(shè)完成的計(jì)量核查業(yè)務(wù)平臺(tái)，并可與現(xiàn)有3MS檢定業(yè)務(wù)平臺(tái)對接。

2.1 建立地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)

平臺(tái)具有以下功能：①核查業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在互聯(lián)網(wǎng)上使用地圖查看數(shù)據(jù)[5]，顯示移動(dòng)計(jì)量的任務(wù)軌跡，也可查看全省境內(nèi)千余個(gè)臺(tái)站的計(jì)量情況；②儀器收發(fā)管理，包括送檢登記、儀器交接、儀器挑選；③業(yè)務(wù)操作管理，包括現(xiàn)場核查原始記錄導(dǎo)入、審核、批準(zhǔn)以及核查報(bào)告打?。虎茉O(shè)備管理，包括市區(qū)管理、站點(diǎn)管理、標(biāo)準(zhǔn)器管理、核查器具與被核查器具管理；⑤信息查詢，包括證書查詢、原始記錄查詢、標(biāo)準(zhǔn)器查詢、規(guī)程查詢、核查器具查詢、客戶信息查詢等；⑥超檢管理，包括未檢儀器報(bào)警、儀器超檢提示、標(biāo)準(zhǔn)器超檢提示；⑦任務(wù)管理，協(xié)調(diào)下發(fā)全年的計(jì)量工作任務(wù)給省局—地市局—區(qū)縣局—移動(dòng)計(jì)量車，并設(shè)置任務(wù)反饋單發(fā)送及接收機(jī)制；⑧建立數(shù)據(jù)庫遠(yuǎn)程接口和防火墻等，增設(shè)地市賬戶權(quán)限。

各地市局預(yù)留搭建通過VPN或者公網(wǎng)即可訪問遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。

2.2 與現(xiàn)有系統(tǒng)對接

遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)與現(xiàn)有的省級計(jì)量檢定3MS系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)檢定、核查的聯(lián)動(dòng)及數(shù)據(jù)互通。為滿足此功能，使地市級移動(dòng)計(jì)量維修系統(tǒng)客戶端向自動(dòng)化檢定平臺(tái)WebApi接口發(fā)送請求，并帶上相應(yīng)的請求參數(shù)，接口服務(wù)平臺(tái)接收請求，并進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后進(jìn)行數(shù)據(jù)返回，實(shí)現(xiàn)核查數(shù)據(jù)的歸口統(tǒng)一管理。所有數(shù)據(jù)封裝類型（TYPE）均以JSON格式，數(shù)據(jù)接收后各自按照本文檔的規(guī)范序列化報(bào)文。

該項(xiàng)目平臺(tái)與省級計(jì)量檢定3MS系統(tǒng)相結(jié)合，將現(xiàn)場核查流程與實(shí)驗(yàn)室檢定流程二者整合，實(shí)現(xiàn)檢定、核查的聯(lián)動(dòng)及數(shù)據(jù)互通，使標(biāo)準(zhǔn)器組管理、被核查器具的管理和自動(dòng)站核查業(yè)務(wù)流程更加智能化、系統(tǒng)化。

3 移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)技術(shù)路線

項(xiàng)目研究分3個(gè)步驟，首先是全新搭建數(shù)據(jù)庫，其次是搭建業(yè)務(wù)平臺(tái)，最后是實(shí)現(xiàn)核查設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)業(yè)務(wù)對接。遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

3.1 數(shù)據(jù)庫搭建

遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)是一款為配合2017年山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程—市級移動(dòng)校準(zhǔn)維修系統(tǒng)而建設(shè)的一款計(jì)量業(yè)務(wù)平臺(tái)。經(jīng)前期調(diào)研得知，市級移動(dòng)校準(zhǔn)維修系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式為My SQL，但由于此數(shù)據(jù)模式兼容性較低，因此在進(jìn)行遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)搭建時(shí)將SQL Server作為新數(shù)據(jù)庫格式。

數(shù)據(jù)庫是移動(dòng)計(jì)量核查業(yè)務(wù)系統(tǒng)的核心部分，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的性能、可靠性和穩(wěn)定性[6]。數(shù)據(jù)庫表說明將與檢定有關(guān)的所有要素建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表?；A(chǔ)信息表包括用戶表、用戶權(quán)限表、儀器類型表、管理文件信息表、客戶信息表、檢測類型表、站點(diǎn)信息管理表等[7]。

數(shù)據(jù)庫采用了B/S五層架構(gòu)技術(shù)，分別為DB（數(shù)據(jù)庫）層、DAL（數(shù)據(jù)訪問）層、Model（數(shù)據(jù)實(shí)體）層、BLL（業(yè)務(wù)邏輯）層、WEB表示層（UⅠ）。且由于系統(tǒng)采用了分層設(shè)計(jì)的方式，系統(tǒng)可以更好地適應(yīng)客戶的不同需求，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

3.2 移動(dòng)計(jì)量業(yè)務(wù)平臺(tái)搭建

建立遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)，組建信息化系統(tǒng)，主要功能是結(jié)合地市級移動(dòng)計(jì)量維修系統(tǒng)業(yè)務(wù)軟件，將地市級區(qū)域氣象觀測站現(xiàn)場核查數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、整理、保存、核查、審批并自動(dòng)、系統(tǒng)、規(guī)范地搜集到數(shù)據(jù)庫并在業(yè)務(wù)平臺(tái)歸納展示，包括溫度、濕度、氣壓、啟動(dòng)風(fēng)速、風(fēng)速、風(fēng)向以及雨量等要素的核查數(shù)據(jù)以及相關(guān)地市信息、人員信息、標(biāo)準(zhǔn)器信息、核查器具信息、被核查器具信息等。并將該平臺(tái)與省級計(jì)量管理信息系統(tǒng)（3MS系統(tǒng)）業(yè)務(wù)平臺(tái)相結(jié)合，將現(xiàn)場核查流程與實(shí)驗(yàn)室檢定流程二者整合，實(shí)現(xiàn)核查、檢定的聯(lián)動(dòng)及數(shù)據(jù)互通，使標(biāo)準(zhǔn)器管理和被核查器具的管理都更加自動(dòng)化、規(guī)范化，同時(shí)使得自動(dòng)站核查業(yè)務(wù)流程更加智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)省裝備保障中心對各地市計(jì)量檢定及校準(zhǔn)核查業(yè)務(wù)工作的管理、指導(dǎo)和實(shí)時(shí)追蹤。

3.3 核查設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)對接

各地市已配發(fā)現(xiàn)場核查業(yè)務(wù)PC機(jī)，并安裝地市級移動(dòng)計(jì)量維修系統(tǒng)軟件客戶端，完成現(xiàn)場核查后，在廣域網(wǎng)通過SQL數(shù)據(jù)庫（SQL ServerⅠntegration Service）中可通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方案（Data Transform Package）獲取市級移動(dòng)校準(zhǔn)維修系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，啟用服務(wù)引用模式（Service Reference）并選擇用HTTP網(wǎng)站的形式體現(xiàn)該平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)核查設(shè)備與業(yè)務(wù)平臺(tái)對接。

4 應(yīng)用情況及效益

遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量核查平臺(tái)已在全省13個(gè)地市應(yīng)用，于2019年3月開展自動(dòng)氣象站核查業(yè)務(wù)工作，對自動(dòng)氣象站（包括國家地面天氣站和區(qū)域氣象觀測站）溫度、濕度、氣壓、啟動(dòng)風(fēng)速、風(fēng)速、風(fēng)向及雨量各個(gè)要素的傳感器進(jìn)行核查，并對核查的結(jié)果進(jìn)行接收、整理、保存、核查、審批。截至2021年6月，平臺(tái)已收錄國家站62個(gè)，骨干站236個(gè)，區(qū)域站1 037個(gè)，接收全省地市級檢定及核查記錄1 860份，其中骨干站溫度傳感器檢定記錄1 333份，區(qū)域站現(xiàn)場核查527份。移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)使用界面如圖3所示。

圖3 移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)使用界面展示

該平臺(tái)的構(gòu)建為省級裝備部門就各市縣自動(dòng)氣象站傳感器核查工作提供了新思路，從管理角度系統(tǒng)地將核查涉及到的所有信息進(jìn)行清晰的梳理，各地市在對各自行政區(qū)域內(nèi)自動(dòng)氣象站內(nèi)傳感器進(jìn)行核查時(shí)，會(huì)按照《區(qū)域自動(dòng)氣象站現(xiàn)場核查方法（試行）》正確錄入被核查器具的臺(tái)站信息、核查人員、校驗(yàn)人員、標(biāo)準(zhǔn)器組信息、被核查器具信息等。核查結(jié)束后會(huì)發(fā)送核查報(bào)告及原始數(shù)據(jù)到該平臺(tái)。平臺(tái)會(huì)獲取并保存相關(guān)信息及原始記錄，方便對核查器具及被核查器具進(jìn)行管理。通過該平臺(tái)可以清楚地了解各個(gè)地市核查工作完成的進(jìn)度以及核查器具的詳細(xì)信息，如計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)列表信息、標(biāo)準(zhǔn)器組信息、對應(yīng)的超檢報(bào)警功能、相應(yīng)的規(guī)程信息和詳細(xì)的被核查器具的核查報(bào)告與原始數(shù)據(jù)。

正所謂“工欲善其事，必先利其器”，推行氣象觀測自動(dòng)化離不開每一個(gè)自動(dòng)氣象站的每一個(gè)傳感器，因此確保每個(gè)傳感器的準(zhǔn)確性、溯源性是其根本，而該平臺(tái)正是將整個(gè)核查業(yè)務(wù)的每個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行整理，每個(gè)信息進(jìn)行采集，梳理成一個(gè)健全、完善的工作流程平臺(tái)，對自動(dòng)氣象站核查乃至檢定都起到了推動(dòng)作用[8]。通過現(xiàn)場核查業(yè)務(wù)的開展和遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量核查平臺(tái)，保障了區(qū)域站傳感器的計(jì)量性能和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，對氣象服務(wù)保障及科研支撐都起到了重要的作用，衍生出的氣象預(yù)報(bào)及氣象服務(wù)產(chǎn)品，對農(nóng)林漁牧業(yè)都有著重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值。

5 結(jié)束語

遼寧省地市級移動(dòng)計(jì)量平臺(tái)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了全省國家氣象觀測站和省級氣象觀測站的傳感器平臺(tái)化管理。該平臺(tái)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、儀器收發(fā)、業(yè)務(wù)操作、設(shè)備管理、統(tǒng)計(jì)分析、信息查詢、超檢管理、系統(tǒng)管理多個(gè)功能，使氣象觀測站各項(xiàng)傳感器的管理更加科學(xué)化、系統(tǒng)化、智能化。平臺(tái)將區(qū)域站核查業(yè)務(wù)與國家站檢定業(yè)務(wù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氣象計(jì)量業(yè)務(wù)歸一化管理，有利于氣象計(jì)量業(yè)務(wù)的科學(xué)管理；氣象傳感器信息從登記—挑選—計(jì)量業(yè)務(wù)—配發(fā)臺(tái)站實(shí)現(xiàn)完整的流程化管理，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能以及超檢提示功能；核查及檢定的原始記錄、檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范、核查報(bào)告及檢定證書等各種文字和圖表信息也可以通過平臺(tái)管理實(shí)現(xiàn)電子存儲(chǔ)、調(diào)用和查詢功能，以防紙質(zhì)文檔的損壞、丟失；另外如果發(fā)生管理人員的更換或者職能改變，可方便業(yè)務(wù)的銜接。

通過資源共享，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，科研開發(fā)結(jié)合為一體，有效開發(fā)、利用信息資源，全面實(shí)現(xiàn)檢定自動(dòng)化、管理網(wǎng)絡(luò)化、決策智能化，運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)檢定核查業(yè)務(wù)一體化、業(yè)務(wù)軟件與業(yè)務(wù)平臺(tái)雙數(shù)據(jù)庫對接、省市雙級計(jì)量業(yè)務(wù)平臺(tái)一體化，為氣象計(jì)量現(xiàn)代化建設(shè)及其科學(xué)管理提供新模式[9]。也使計(jì)量資源運(yùn)行效率最大化，滿足日益增長的氣象探測儀器的計(jì)量保障任務(wù)。