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摘 要：为贯彻落实我国气象局关于实现地面观测自动化的决策部署, 全面实现地面气象要素自动化、智能化观测。2022 年 11 月 24 日双辽国家基本气象站升级台站地面综合观测业务软件, 版本由 Ver3.0.4.701 至 Ver4.0.0.1.20220921.文章介绍 了 ISOS(Ver4.0.0.1.20220921) 版软件的基本使用操作方法, 以及此版软件在日常具体应用中与上一版本的差异与升级, 为 从事气象业务的工作者提供一些参考和帮助。
Brief Introduction and Application Analysis of ISOS4.0.0.1.20220921
XU Mo1. CUI Tong2. CHEN Xin2
(1. Shuangliao Meteorological Bureau, Siping Jilin 136400;2. Siping Meteorological Bureau, Siping Jilin 136000)
【Abstract】：In order to implement the decision and deployment of China Meteorological Administration on realizing ground observation automation, and fully realize automatic and intelligent observation of ground meteorological elements. On November 24. 2022. Shuangliao National Basic Meteorological Station will upgrade the ground comprehensive observation operation software of the station. The version will be from Ver3.0.4.701 to Ver4.0.0.1.20220921. This paper introduces the basic operation methods of ISOS (Ver4.0.0.1.20220921) software, as well as the differences and upgrades between this version and the previous version in daily specific applications. It will provide some reference and help for workers engaged in meteorological operations.
【Key words】：ISOS software;architecture core;business applications;emergency management
1 ISOS(Ver4.0.0.1.20220921)介绍
在我国,近几十年来不断引进开发气象现代化技 术,随着全网对气象事业的关注力提升,需求气象观 测的行业越来越多。在这样的社会需求督促下,地面 气象观测服务从繁琐和容易出错的手动模式转化为了 全自动化模式。自动化模式的观测流程需要综合观测 业务软件全程做基础运行, ISOS 是目前气象站所应用 的气象观测软件,此软件功能涵盖有多种,包括观测温 度以及降水、地表温度和日照、气压、风向和风速等 气象站基础观测要素,主要采用 BUFR 传输 [1]。ISOS Ver4.0.0.1.20220921(以下简称 ISOS4.0 版本) 主要 包括参数配置、自定观测项目、查询与处理、设备管 理、统计分析、元数据、综合工作日志等七大功能模 块,能够将气象站所观测到的气象要素数据都经过处理并传输,最后进行人工核对,如图 1 所示。
目前, 台站在用的 ISOS4.0 版本软件升级后新软件 与 Ver3.0.4.701 改动幅度较大,无论是从组织架构还是参数配置等方面与上一版本虽然功能及原理相同,但 是在操作及应用上有很多需要重新学习的地方,同时, 此软件功能依然在不断的完善升级中,在软件运作的过 程里难免会出现一些故障错误,这种情况需要工作人员 多关注,出现故障就及时查找原因并解决,维持气象站 地面气象综合观测业务的持续稳定 [2]。
2 ISOS4.0 软件的界面功能简介及规则应用
地面气象综合观测业务软件在研发成功并投入使用 后一直都有根据实际需要调整软件功能和修改不完善的 模块,目前各个气象站普遍投入应用的软件版本就是 ISOS 4.0 版本,这个版本是目前完善升级的最高版本, 几乎能够满足各个模块的应用需求,气象站内相关工作 人员要深入了解软件应用流程,将软件与观测业务完美 结合 [3]。
2.1 软件运行主界面介绍
ISOS 4.0 软件运行主界面简单、直观、清晰地展示 了整个地面观测业务系统的运行状态。软件主界面主要 由主菜单栏、二维自动站网展示、设备挂接状态、台站 参数、数据统计信息和业务机、BUFF 状态等操作区七 大部分组成。
2.1.1 主菜单栏
主菜单栏包括参数配置、自定观测项目、查询与处 理、设备管理、统计分析、元数据、综合工作日志、帮 助等 8 个板块,对软件进行应用和管理。
2.1.2 二维自动站网展示
二维自动站网展示在软件正中间通过二维空间的形 式把所有的观测要素展示出来, 1:1 的还原观测场的立 体动态,在空间上更加直观地对观测体系有更深层次的 了解。
2.1.3 设备挂接状态
设备挂接状态处于软件运行主界面左侧区域,呈树 状结构。通过该区域,操作人员能够明确且直观的了解 站内传感器的运作情况 ;独立、非独立挂接设备。操作 人员移动鼠标到想要查看的传感器名字位置,点击右键 就能够将这个传感器进行一系列想要细化的操作,比如 停止运行或者是进行标记等。
2.1.4 台站参数、数据统计信息和业务机、BUFF 状态
台站参数、数据统计信息和业务机、BUFF 状态 分 别处于软件运行主界面其他区域。通过这些区域,业务 值班员能第一时间判断业务机、BUFF 状态、数据统计 信息是否存在异常,如果存在异常可以及时判断出是哪 个环节存在问题。能发现各个观测项目数据的观测成功 率及台站经纬度、海拔高度和地址等相应信息。
2.2 软件新功能及界面应用简要对比分析
2.2.1 界面及功能优化
ISOS4.0 版本中主界面添加二维地图,实时显示各 个传感器的状态和质控数据,较以往的版本更加直观地 观测各个气象要素的状态及相关数据的关联性 ;台站参 数增加天元同步功能,在数据库中实时同步台站相关数 据,做到全部站网统一,确保台站参数的一致性 ;自定 项目参数中增加定点服务通讯测试功能,同时在参数配 置中增加数据修复、网络设置及数据库导入板块,多手 段保障通讯数据功能传输正常 ;增加设备交互功能,在 分析设备故障中通过命令可以更直观的了解相关故障 点 ;增加自定义统计分析功能,在数据统计分析中更加 多元化 ;增加元数据功能, 在 ISOS4.0 版本中可以在软 件中进行相关报表数据填写,并可以导入导出 ;增加综 合工作日志填写板块,在软件记录是否存在应急观测、 重要天气报编发情况、数据文件备份情况、探测环境监 控情况、省级告警信息响应情况和其他事项下,这样可 以在软件中直接查询每天的工作情况及进展,大大提 升了工作效率 [4] ;ISOS4.0 版本增加相关报警声音,同 时添加相关语音报警功能 ; 模拟模式下显示模拟观测次 数,同时修改交互窗口不能自由调整大小的问题,修改 可以同时选择 2 个能见度设备的问题 ;首页 BUFR 状态 口每天 8 点 00 分 26 秒自动更新日期,优化数据查询等 相关界面中的日期控件,方便选中年月日时分 ;在设备 挂接中能直接选择信道设置相关参数选项,同时可以进 行数据源,简单直接明了。
2.2.2 应急观测界面
ISOS4.0 版本下应急观测界面中有以下不同于之前 的软件 ：不在当前界面有补发日数据选项 ;要素数据输 入规则介绍删除,天气现象输入规则简化 ;夜间、白天 天气现象合并为一栏 ;增加日照输入板块 ;当日日照按 照时次显示,当日之前日照全部显示 ;应急观测界面 分钟降水变化时自动计算小时降水 ;加密雪量、雨凇直 径、冰雹直径、冰雹重量无数据时显示空白,修改对应 编报规则 ;对电线积冰中录入的气温、风向、风速添加 气候界限值限制 ;当 6 小时降水量输入值为 0 时,如果 计算出来的 12 小时、24 小时降水量为 0.则显示为 0 ; 如果 6 小时降水量输入值为空,则 12 小时、24 小时降 水量也显示为空 ;针对 2000 时的天气现象,特别是大 风进行特殊逻辑处理 ;自动补调分钟时,如果对气温或 相对湿度进行了修改,则重新计算水汽压和相对湿度 ; 添加最高气温、最低气温、最高、最低本站气压、最小 相对湿度,最高地面温度、最低地面温度气候学界限值限制 ;冻土在从设备读取到的上下限值均为 0 时,入库为 空, 编报 0.当人工录入上下限均为 0 时,编报微量 ; 分钟数据都为空时,小时降水量也为空,分钟降水有缺 测,小时降水也缺测 ;超时时间设置为 20S ;增加省级 自定与应急观测界面分钟降水变化时自动统计小时降水 的功能。
3 ISOS4.0 软件数据、参数及其他功能简要对比分析
3.1 软件数据相关对比及分析
新版本软件是将采集服务由系统服务改为开机自动 运行的系统托盘程序 ;数据采集根据优先级进行采集 ; 优化数据采集逻辑,解决闪退、统计信息错误、切换端 口后崩溃的问题 ;添加守护进程,保障采集服务的正常 运行 ;增加对缺测数据格式的兼容 ;增加原始数据格式 校验数据缺测检查放到设备挂接检查后面 ;主界面地图 中降水、温度传感器显示哪个传感器为数据源 ;主界面 BUFR 状态中每天 8 点 00 分 26 秒~ 28 秒更新日期 ; 综合判识参数中温度和风显示 1 位小数 ;历史数据下载 界面 - 打开其他界面时历史数据界面已勾选内容现在不 会取消 ;台站参数界面 - 增加蒸发观测方式,当蒸发的 观测方式选择为无时,应急观测界面中 ：蒸发、蒸发合 计要灰显 ;数据导入完成后,添加完成提示 ;ISOS4.0 中数据查询、综合查询、报警日志查询界面不再对查询 时间做限制,导出时按月保存文件 ;添加雨滴谱数据 源 ;实时数据库由原来的按年存储改为按月存储 ;数据 自动备份改为每天的 0 点 0 分 40 秒执行,当月的每天 一个备份文件,上月的保留一个备份 ;添加查询曲线和 筛选,修复数据类型为小时数据时,对分钟数据无法查 询的问题 ; 增加设备状态查询文字说明 ;增加日照内部 一致性检查 ;新增不同类要素内部一致性检查 ;时间一 致性检查中相对湿度、能见度、风向的检查必须满足额 外条件才做检查。
3.2 参数及其他功能相关对比及分析
增加自定义参数中酸雨仪器和辐射仪器的添加、删 除、导入、导出功能 ;根据元数据中配置的小数点位 数显示统计值 ;参数文件导入时,导入所有的 FTP 参 数 ;导入酸与参数时, PH 值应该缩小 100 倍, k 值缩 小 10 倍 ;增加年值计算功能 ;修改质控报警内容,去掉编码,增加要素值提示 ;主界面实时报警日志滚动显 示 24 小时内容 ;新增数据备份目录创建失败报警 ;解 决报警日志一直提示称重降水量水位缺测,但参数并未 挂接称重降水传感器的问题 ;天元同步归类为“网络通 信”,同步失败进行报警提示 ;同 1 分钟同一要素同一 报警类型的只记录一次 ;添加最大风速和 1min 能见度 的气候界限值 ;实现 BUFR 传输状态告警 ; 报警参数设 置和报警日志查询项名称统一起来 ; 增加原始数据校验 的方法 ;编报 BUFR 时,风速缺测,风向也缺测 ;按照 新的地面分钟 BUFR 模板编报字段 ;设备维护根据开始 时间和结束时间自动结束维护 ;增加导入酸雨数据库界 面功能增加报文补发界面功能添加辐射月报(R 文件) 功能 ;将采集服务由系统服务改为开机自动运行的系统 托盘程序 ;增加自定项目参数中酸雨仪器参数和辐射仪 器参数的添加、删除功能。
4 结语
随着气象现代化技术的不断发展,同时结合推进 《气象高质量发展纲要(2022-2035 年)》的目标,气象 监测水平在国内已发展先进,科学加密建设各类气象探 测设施,做好站网布局规划工作,遵从需求引导、统筹 布局、科学配置,气象站内的工作人员同时还要拥有自 我提升意识,提升自己的专业素养,以此来确保气象观 测业务软件能够更好的使用,维持软件数据的准确和完 整。这样才能够紧跟时代发展的步伐,保证气象事业的 长久发展。
参考文献
[1] 唐嘉佩,陈绍炳,张瑞.集成版ISOS和全国版ISOS软件应用 对比分析[J].贵州气象,2018.42(6):70-73.
[2] 潘田凤,赵林,李荣迪,等.一次集成版ISOS软件报警信息处 理过程的分析[J].气象研究与应用,2018.39(2):105-107.
[3] 李燕,王润明,王秀云.ISOS自动站集成型业务软件和旧版业 务软件自动采集数据差异成因分析[J].南方农机,2018.49(7): 207-207.
[4] 廖宇,佘录青.ISOS新型自动站测报业务软件运行故障分析 及处理[J].河南农业,2018(5):45+47.
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