气象装备动态管理系统（精选5篇）
气象装备动态管理系统 篇1
0引言
中国气象局非常重视气象防灾减灾体系建设,综合气象探测系统现代化程度不断提高,气象装备的种类和规模逐步增加,但在省级技术保障部门还未完全实现气象装备的动态信息管理。 目前气象装备管理体系的时效性和自动化水平偏低,不仅耗费人力,其统计数据的全面性、及时性也难以保证。利用物联网技术,建立动态信息跟踪系统对气象观测站网的装备进行科学管理,使器材供应更加及时高效,避免因得不到真实需求数据造成的无谓浪费,保证超常规消耗情况下的应急响应,设备检定计划的合理安排,设备维修和配件高效流转。本系统力求实现气象装备管理信息化,为决策服务提供有力支持。
本系统通过结合《气象装备编码规范》行业标准在省级气象装备动态管理系统的实现与业务应用,利用二维编码、射频识别以及便携式移动终端的气象装备信息采集技术,将气象装备状态和属地的动态变化信息与网络数据库结合,进行气象装备和逻辑储备库之间的信息交换,建立识别、定位、跟踪、监控的全寿命管理流程;提供入库、出库、备件申请、调拨/订购、查询和统计分析等需求的网络化操作功能,实现省级气象装备动态化管理。
1系统设计
1.1需求分析
气象装备保障工作涵盖采购、供应、检定、维修、调拨/流转、 报废、统计和分析评估等各个方面。随着气象观测业务现代化进程的大力推进,保障范围内的物品数量庞大、种类型号多样,涉及的业务单位和人员众多,物品在生命周期内的状态和所经历的流程复杂多变。目前,我国气象部门省级气象物资装备保障工作除少数装备类型和个别基层单位在局部范围内采用了信息化管理手段外,大部分情况下仍然以人工登记式管理为主,物资装备管理职责不清晰、流程不连续,物品状态信息不完整。
在物品的种类上,人工观测仪器仪表、国家级自动气象站、区域自动气象站、高速公路气象站、土壤湿度观测站、雷达站备件、 探空站备件、各类消耗性器材分别由不同的科室人工管理,分散入库、分散发货,这使得省级物资装备使用和库存总量不清、状态不明,备件申领随意性大,影响总体使用效率。
在物品的生命周期中,备品备件采购、检定、故障、维修、报废各个环节互不联系,物品状态信息记录不全面不连续,不能跟踪监控,难以实时准确地分区域分类型地统计消耗量、故障率,不利于备件采购计划的拟订和设备选型,不能高效规划检定时序, 无法考核供应和维修响应时效。
这种局面造成省级装备保障部门无法对保障对象进行跟踪监控,清点统计工作量大且时效性低,电子化程度不高。本系统试图将省级气象装备统一纳入虚拟的网络化逻辑储备库,实现对气象物资装备全寿命跟踪监控,可以使各级气象部门能更好地服务于大气探测保障工作。
1.2设计原则
(1)建立气象装备编码方法,实现对各类设备单品的唯一性标识。
(2)气象装备动态管理作为省级气象装备保障业务平台之一, 其应用贯穿于装备供应、技术保障和计量检定业务环节,跟踪业务流转中的气象装备动态信息。
(3)通过对业务流转中气象装备状态、属地信息的查询与统计,分析出反映省级技术装备动态变化的特征,可以成为省级气象装备业务管理的决策依据。
(4)系统在数据采集和推送环节应用物联网技术提高自动化水平,在软件结构上以省级用户需求为落脚点,可分省部署、全国推广;在基础信息方面,建立气象装备编码方案和装备信息数据字典,用户可根据中国气象局发布的相关公告,自行修改。
1.3省级装备保障业务流程
收集省级气象装备类别信息,包括地面气象观测、天气雷达、 高空气象观测等类型的传感器、采集器,天气雷达国家级、省级和台站级备件,探空器材及计量检定标准器等气象装备。梳理省、市、县三级气象装备保障业务流程,以及省级气象装备供应、 技术保障和计量检定业务流程,如图1所示,设计气象装备业务流程逻辑数据库。逻辑数据库分为若干子库,包括备件库、在用库、待修库、待检库、消耗品库、废品库等。气象装备在生命周期开始时,由省级气象装备供应部门或市县级用户进行首次入库操作,其余状态变化均在子库中流程操作。
1.4系统主要组成部分
本系统利用二维编码方法和射频识别技术对设备进行全寿命跟踪与管理,能够将设备所有的状态变更、设备流转等信息进行记录、展示,从而实现对设备的跟踪与管理,还可以将设备信息同步到国家级气象装备保障部门。为了便于业务人员到台站对现场设备进行检定或替换时,能够快速采集设备信息,并能够方便、快捷地将现场设备的更改信息更新到系统中,可通过移动终端软件的研发实现该功能;系统还提供了丰富的查询、统计功能,可以对系统中的所有设备进行各种查询统计,并以图表的形式展现;当行业标准发生变化时,系统对行业标准进行快速、方便的更新;同时系统还提供了设备网上申请、设备告警等功能。
省级气象装备动态管理系统总体结构如图2所示。
1.4.1应用软件
主要包括个人事务管理子系统、设备管理子系统、设备状态管理子系统、设备申请管理子系统、预警管理子系统、检定管理子系统、维修管理子系统、数据同步子系统、系统管理子系统。
1.4.2移动终端
通过移动终端平台的开发,如图2所示,实现站点在用设备信息的快速采集、处理,主要功能包括设备检定、设备维护和系统管理。设备检定模块可以让检定人员通过移动终端软件录入设备的检定结果,并可以更改设备的状态;设备维护模块可以让维修人员通过移动终端软件将替换下来的设备状态改为待修且选择设备的故障类型,同时将替换上的设备状态改为在用。
1.4.3数据库
管理系统的数据库主要由设备信息库、业务信息库、监测信息库、基础信息库和用户信息库组成。数据库建设,一方面,需要建立信息标准来统一指导数据管理,在建立统一合理的数据库规范基础上,指导基础数据库建设,确定采集和传输的内容;另一方面,需要利用数据库技术,实现海量数据存储、整理和分析。
1.4.4安全保障体系
安全保障体系建设主要包括数据传输的安全性、统一身份认证、审计日志、系统安全管理。
1.5系统功能
1.5.1信息收集与录入
在本地计算机浏览器通过身份验证后编辑信息内容。人工录入时,考虑到信息的差错率较高,允许信息录入人员进行即时或事后的修改。如果编码标签标识无法识别,可以通过人工使用设备编号检索,然后修改相关属性信息,重新制作原编号条形码。
1.5.2汇总发布
发布全省计量标准器、仪器仪表检定监控信息;器材消耗、备件库存信息等。
1.5.3网上订购备品、备件。
各区域用户实行网上备件申请、调拨。
1.5.4统计和分析评估
提供信息查询和统计功能。对全省在用仪器进行分类别、分状态、分站点查询统计;按类别、地域和时间分析在用和库存仪器仪表数量、消耗量、故障率和维修时效;统计结果可以柱状图、 圆饼图、Excel表格等方式输出,如图3所示。
1.5.5监控和告警
全程监控传感器的检定有效时段,合理安排检定周期。对全省在用和备份的仪器仪表、传感器等检定周期和储备量按设定时限及数量阈值进行提示和报警。告警与提示信息可调整告警门限阈值,超检定周期仪器信息向主页面传递。通过短信息方式将告警和提示信息通知台站仪器责任人和市、县局业务管理人员。
1.5.6系统参数表管理
可以对系统中的各种参数表进行设置与增加、删除、修改操作。各类参数表包括设备类型和名称表、故障类型表、各种警示阈值表、各种业务规则表(如检定日期、维护周期等)。
1.5.7用户管理
具备不同类别用户的创建、删除、级别、操作权限的授予和管理。不同的用户分别进行统计分析产品处理、装备状态处理、计量/检定处理、装备供应处理、系统维护操作。
1.5.8日志管理
对数据库系统的应用进程、主要运行情况、数据库主要操作和数据库登录等进行记录。
2系统实现
本系统通过对气象装备管理的国家和省(市)两级部署业务需求分析,研究省级气象装备动态管理的业务流程、气象装备二维编码方案、射频识别和跟踪技术、基础信息数据字典结构、便携式移动终端设计和定时统计数据集汇交的等具体环节的实现方法,主要内容如下。
(1)根据中国气象局气象探测中心的气象装备编码方法,即: “版本号+装备类别+厂商代码+品目码+校验码+型号+序列号”, 建立省级气象装备动态变化跟踪编码体系。给各类气象装备分配一个二维编码,每个编码关联的信息字段包括:生产厂家、名称、型号、设备编号、设备图片、入库时间、参考价格、检定日期、到检日期、检定证书编号、当前状态(库存、在用、待检、在修、在检、 报废)、所属站号、所属站名等,实现气象装备跟踪的数字化,代码以电子标签的形式标识在气象装备表面上,便于标签读写器采集气象装备动态变化信息。在气象装备业务流转的各个环节,装备编码信息均是跟踪的依据。
(2)针对气象装备特有的属性特征,实现二维编码和射频识别技术在气象装备全寿命动态跟踪的应用。因气象装备有在室内、野外业务运行,统筹考虑环境温度湿度和气象装备表面特征对电子标签识别的准确性和可靠性的影响,遴选适宜的电子标签和读写器。
(3)分析省级气象装备保障业务流程特点,设计便于系统移植或业务推广的基础信息数据字典,包括省级行政区划、气象装备型号等。设计便携式移动终端的气象装备属性变更跟踪子系统,系统与手持终端采用Web Service模式进行数据交互。
(4)设计信息查询、统计、分析和信息发布功能模块,对省级气象装备进行分类别、分状态、分站点查询统计;按类别、地域和时间分析在用和库存数量、消耗量、故障率和维修时效;统计结果可以柱状图、圆饼图、Excel表格等方式显示或输出。制定定时统计数据文件上传规范,与国家级装备业务部门的开放式统计数据库系统同步。
3系统应用展望
气象装备编码体制的建立可实现单体设备的唯一定位和动态跟踪;二维编码和射频识别技术使得设备清点统计更为快捷高效,同时节约了大量人力;远程手持终端可满足现场维修日志与数据库信息交互;各类报警功能保障实际业务总体运行稳定、 可靠;数据字典的应用使得系统应用灵活,维护方便。全寿命跟踪各设备的运行情况,不仅为供应、检定、维修各环节提供科学依据,也为客观评价生产厂家的产品优劣提供依据,为日后的产品选型、采购提供参考。
对于非跨省流动设备定时向中国气象局汇交分项统计数据, 对大型专用设备和配件的全国流转信息全程记录,为全国装备保障管理提供分析数据。
本系统依托省级气象装备供应、检定、技术保障各个业务环节,实现装备信息的全寿命动态管理,并逐步向其他省份进行推广,可实现如下目标:
(1)促进气象装备基础信息管理的进一步信息化和规范化, 增强气象装备专用编码的通用性,逐步实现全国气象装备从生产、流通到使用的全寿命周期的编码信息化动态管理,促进全国气象行业及相关行业所用技术装备管理的信息化应用水平的提高。
(2)实现各省气象局对其物资装备全生命周期的跟踪监控, 高速有效地统计出各省气象局物资装备的情况,能够对整体的设备运行情况有宏观的把握。
(3)自上而下建立一套完整的气象物资装备保障电子化业务信息管理体系,将全国气象物资装备统一纳入虚拟的网络化逻辑储备库。
摘要：我国各省级气象部门还未完全建立专用技术装备可追溯系统,物资装备使用和库存总量不清、状态不明,不利于气象装备保障工作高效运行。本系统在建立《气象装备编码规范》基础上,详细梳理气象装备从采购、供应、检定、维修、调拨/流转直至报废的工作流程,利用二维编码、电子标签为载体,跟踪记录气象装备状态、属地变化信息,通过便携式移动终端及Web技术服务手段,进行气象装备和逻辑储备库的信息交互,建立集识别、定位、跟踪、监控多位一体的全寿命管理模式,实现省级气象装备动态化管理。
关键词：气象装备,动态管理,物联网,设备编码,射频识别
气象装备动态管理系统 篇2
中国气象局令 第28号
《气象专用技术装备使用许可管理办法》已经2015年9月30日中国气象局局务会议审议通过，现予公布，自2016年6月1日起施行。
局 长
2016年4月2日
气象专用技术装备使用许可管理办法
第一章 总则
第一条 为了保证气象专用技术装备质量，满足气象业务和气象灾害防御的需要，规范气象专用技术装备使用许可行为，依据《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国行政许可法》和《人工影响天气管理条例》的规定，制定本办法。
第二条 在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内，气象专用技术装备使用许可的实施和监督管理，应当遵守本办法。
本办法所称气象专用技术装备，是指专门用于气象探测、预报、服务以及人工影响天气、空间天气等气象业务的气象设备、仪器、仪表、消耗器材及相应软件系统。
第三条 国务院气象主管机构负责气象专用技术装备使用许可的实施和监督管理。
地方各级气象主管机构负责本行政区域内气象专用技术装备使用的监督管理。
第四条 实施气象专用技术装备使用许可，应当遵循公开、公平、公正原则。
第五条 在气象业务、工程设计建设中，应当使用具备有效许可证的气象专用技术装备。
第六条 国务院气象主管机构应当定期公告气象专用技术装备目录和取得或者注销、撤销许可的名录。
第二章 申请与受理
第七条 气象专用技术装备使用许可应当由生产者提出申请，并具备下列条件：
（一）具有法人资格；
（二）通过质量管理体系认证；
（三）产品满足国家标准、气象行业标准或国务院气象主管机构规定的技术要求；
（四）具备与所生产产品相适应的生产、检测、销售、服务等体系；
（五）符合国家其他有关规定。
申请人工影响天气作业用火箭发射装置、炮弹、火箭弹三类设备使用许可证的，应当符合国家武器装备、民用爆炸物品的相关规定和国家有关强制性技术标准。
第八条 申请人应当向国务院气象主管机构提供下列申请材料的原件及复印件：
（一）气象专用技术装备使用许可证申请表；
（二）法人身份证明；
（三）质量管理体系认证证书；
（四）产品技术文件，应包括下列材料：产品技术指标和配置一览表、企业标准、成套技术图纸、工艺文件、标准化审查报告、经济分析报告、使用说明书、产品质量自测报告；
（五）第七条第三项到第五项的相关证明材料。
申请人应当对所提交的申请材料的真实性负责。
第九条 国务院气象主管机构应当在收到全部申请材料之日起五个工作日内，按照《中华人民共和国行政许可法》第三十二条和本办法规定的条件作出受理或者不予受理的书面决定。对不予受理的，应当书面说明理由。
第三章 审查与许可
第十条 国务院气象主管机构受理申请后，对申请材料进行审查并根据需要指派两名以上工作人员对申请材料的实质内容进行实地核查。
第十一条 对受理的申请，国务院气象主管机构应当委托符合下列基本条件的检测机构对产品进行检定、检测：
（一）具有国家法定授权的气象计量机构或者认证认可监督管理部门颁发资质的检测机构；
（二）具备技术标准要求的检验测试手段和基本环境条件；
（三）用于检测的标准、设备和仪器经过计量主管部门检定和校准；
（四）具有相应资格的测试技术人员；
（五）具有完善的运行和维护制度。
第十二条 检测机构应当按照国家有关标准或国务院气象主管机构规定的技术要求，完成检定和检测后，提交书面检测报告。检测机构应当对检测数据和结论的真实性负责，并对相关技术文件保密。
人工影响天气作业用火箭发射装置、炮弹、火箭弹，还应由国家级人工影响天气业务单位出具业务性试用报告。
第十三条 国务院气象主管机构应当依据检测机构出具的报告对申请材料进行全面审查，在受理之日起二十个工作日内作出是否准予行政许可的决定。审查合格的，依法作出准予行政许可的决定；审查不合格的，依法作出不予行政许可的书面决定，出具《不予行政许可决定书》，同时说明理由并告知申请人享有依法申请行政复议或者提起行政诉讼的权利。
第十四条 国务院气象主管机构作出准予行政许可决定的，应当自作出决定之日起十个工作日内向申请人颁发《气象专用技术装备使用许可证》。
《气象专用技术装备使用许可证》分正本和副本，应当载明产品名称、规格型号、生产单位、法定代表人、单位地址、许可证编号、有效期限、发证日期、产品配置清单等内容，并加盖国务院气象主管机构的印章。《气象专用技术装备使用许可证》的有效期为四年。
第十五条 《气象专用技术装备使用许可证》有效期届满需要延期的，被许可人应当在有效期届满六十日前，向国务院气象主管机构提出延续申请。国务院气象主管机构应当在有效期届满前完成审查。符合条件的，予以延续；不符合条件的，不予以延续，并书面告知申请人。
第十六条 取得《气象专用技术装备使用许可证》的单位在其证书有效期内，单位名称、地址、法定代表人等发生变更的，应当在工商行政管理部门变更登记后三十日内，向国务院气象主管机构提出变更申请。
第十七条 国务院气象主管机构应当将申请人办理《气象专用技术装备使用许可证》的有关资料按照档案管理的有关规定及时归档，公众有权查阅。
第四章 监督管理
第十八条 国务院气象主管机构应当对取得许可的气象专用技术装备进行监督检查。
地方各级气象主管机构应当对气象业务使用的气象专用技术装备的购买和使用情况进行定期检查，并将检查情况逐级报告上级气象主管机构。
对监督检查中发现的问题，国务院气象主管机构责令被许可人或者购买、使用单位限期整改。
第十九条 任何组织和个人不得涂改、伪造、倒卖、出租、出借《气象专用技术装备使用许可证》。
第二十条 任何单位和个人对《气象专用技术装备使用许可证》发放和管理过程中的违法行为有权进行举报，国务院气象主管机构应当及时核实、处理。
第二十一条 产品出现重大质量问题、被许可人对存在的问题拒不整改或者整改达不到要求的，国务院气象主管机构应当根据利害关系人的申请或者依据职权作出撤销行政许可的决定。
第二十二条 有下列情形之一的，国务院气象主管机构应当依法办理有关行政许可的注销手续：
（一）许可有效期届满未申请延续的；
（二）法人依法终止的；
（三）许可依法被撤销的；
（四）法律、法规规定的应当注销许可的其他情形。
第五章 罚则
第二十三条 申请人隐瞒有关情况，提供虚假材料，申请气象专用技术装备使用许可的，国务院气象主管机构不予受理或者不予许可，并给予警告。申请人在一年内不得再次申请该项许可。
第二十四条 被许可人以欺骗、贿赂等不正当手段取得气象专用技术装备使用许可的，国务院气象主管机构给予警告，撤销其许可，申请人在三年内不得再次申请该项许可；给他人造成损失的，依法承担赔偿责任；构成犯罪的，依法追究刑事责任。
第二十五条 违反本办法规定，涂改、伪造、倒卖、出租、出借《气象专用技术装备使用许可证》的，国务院气象主管机构给予警告，撤销其许可；给他人造成损失的，依法承担赔偿责任；构成犯罪的，依法追究刑事责任。
第二十六条 违反本办法规定，使用未经许可或者被注销、撤销许可后生产的气象专用技术装备，并造成危害的，对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予行政处分；情节严重构成犯罪的，依法追究刑事责任。
第六章 附则
第二十七条 本办法自2016年6月1日起施行。2006年11月22日中国气象局公布的《气象专用技术装备使用许可管理办法》（中国气象局令第14号）同时废止。
气象装备动态管理系统 篇3
气象装备是现代气象业务的重要组成部分,是实现气象业务现代化的基础,是基层台站综合气象业务的重要环节。 随着综合气象探测系统建设规模的不断提高,对气象装备的信息化管理提出新的需求[1,2,3,4]。 2013 年安徽省大气探测技术保障中心承担《省级气象装备动态管理系统》(2013 -2014 年中国局关键技术集成项目)的开发、设计工作。 该系统从气象装备业务实际需求出发,应用物联网信息跟踪技术,根据业务流程分类设计用户角色功能, 利用激光扫描和NFC识别技术采集气象装备各类状态、属地等变化信息,实现省级气象装备动态管理。
信息是新经济的导向和潮流,是社会广泛关注的热点。 大数据中隐藏着巨大的机会和价值,并在金融领域、物流、社交、医疗等领域获益匪浅[5,6,7]。 在物联网技术、NFC识别技术支撑下,《省级气象装备动态管理系统》 数据库数据量快速增长,在2 年多的时间内收集和存储了2 万多条信息, 并以每年几千条的速度逐年增加。 虽然数据库中的数据量与大数据的海量数据相差甚远,但是这些数据涵盖了多种气象探测装备全生命周期内状态信息、地域属性信息、流转信息等。 如何将这些信息进行有效提取、分类和关联性分析,转化为管理者关注的信息,对提升装备信息化管理水平具有重要意义。
1系统结构及数据分类
1.1 系统结构
《 省级气象装备动态管理系统 》 可用于全省气象观测装备采购、供应、检定、维修、流转、报废、统计和分析等方面,系统的总体架构如图1 所示。 该系统利用移动系统、NFC等多种感知设备将气象装备信息由网络存储在数据库中,并通过服务层的功能控制实现个人事务管理、设备库存管理、设备状态管理等业务应用。
1.2 数据分类
系统数据库采用SQL Server2008 开发,2013 年运行至今,产生数据量约2.3 万条。 表1 为《省级气象装备动态管理系统》的主要数据项目和数据量。
从数据开发应用的技术角度来看,数据主要分为5 类:
(1) 装备类型及状态统计信息: 记录气象装备的类型、 数量、状态信息,如气象装备的型号、生产厂家,在用、待用、待检等状态信息,可用于指导气象装备的采购、调拨、制定仓储计划等。
(2) 装备地域属性信息: 记录了装备在流转过程中地域属性的变更信息,便于建立气象装备运行状态和地域属性之间的联系。
(3) 装备技术性能信息: 记录了气象装备的检定、 维修、 报废等信息,为对比分析气象装备的特点、性能提供基础数据。
(4) 装备时空特性信息: 记录了气象装备的技术性能与应用季节、地域等信息,便于建立时空关联性。
(5)站点运行状态信息: 记录气象台站观测装备的检定、 维修信息,可分析站点运行状态,实时监控站点的运行情况。
1.3 数据特点
《 省级气象装备动态管理系统 》 数据库中的数据具有数据量较大、信息多样、地域范围广、持续时间长、数据质量不同等特点。 信息在全省2 000 多个气象站产生, 操作人员分为省、市、县三级多个角色,信息涵盖每个进入系统的气象装备在全生命周期内的操作信息,包括状态信息、地域属性信息、流转操作信息等。 同时,数据库中数据质量参差不齐,在系统应用初期有部分测试数据未及时删除,部分操作用户误操作信息等。
2应用方向
从信息化管理角度上看,气象观测装备采购计划、同类观测装备性能比较、站点运行情况分析,为制定仓储计划、设备选型与性能评定、站点选址与维护等提供决策性建议。
2.1 仓储分析
仓储分析为管理者提供客观的气象装备采购信息,通过分析一段时间内气象装备库存情况、使用情况及报废情况,自动生成下一年采购计划和预计资金,提高气象装备信息化管理程度。
2.2 气象装备性能分析
气象装备性能分析主要包括同类气象装备的使用寿命比较、同型号气象装备性能与应用地域的关联性。 气象装备性能分析直观展示了装备性能信息及适合的环境条件,为管理者在设备选型、设备安装方面提供指导。
2.3 站点运行情况分析
站点运行情况分析展示了国家级气象观测站点运行状态与时间、空间的关联性信息,例如在不同季节、不同市级气象台站站点运行稳定性优劣等。 这些信息可客观反映站点故障高发时段和地域信息,为制定站点维修计划、合理安排人员分工、站点选址与评估等提供参考。
3实现方法
3.1 数据分析框架
根据数据分析内容和既定目标,《省级气象装备动态管理系统》的数据分析框架图如图2 所示。 数据分析流程包括对数据库中数据预处理,提取可靠数据。 然后根据数据分析方法,合理构建分析模型,并对模型进行后期验证分析。 最后,通过图表形式对结果进行展示,便于管理者直观、快速了解相关信息。
3.2 数据预处理
数据信息由多人在不同时间不同地点产生,数据中夹杂了系统测试及试运行期间少量不实数据。 数据预处理目的是剔除虚假信息,确保数据的准确性、完整性和可信性。 在进行数据处理时,核对样本的完整性和考核指标的一致性,对数据进行提取和清理,避免数据丢失或重复统计,避免有误数据混入。 数据进行核实、变换后,为后期数据开发提供真实、可靠的数据集。
3.3 数据开发方法
数据开发方法常见的有点估计、区间估计、相关系数评估、线性回归模型等方法[8]。 由于线性回归模型在分析多因素模型时简单、便捷,广泛应用于大数据分析、数据挖掘等领域。 文中利用多元线性回归方法建立自变量对因变量的函数模型,利用现有的气象装备数据分析潜在信息。 多元线性回归模型的数学公式如(1)式所示[9]。
式中:Y为因变量;X1,X2为自变量;a,b,c为回归系数。
3.4 数据建模
3.4.1 仓储分析
仓储分析主要分析备件采购计划和储备预算。 采购计划中,某类设备采购数量为因变量,自变量包括上一年已使用的备件数量、 上一年备件剩余数量及上一年损耗数量(报废数量)。 设备采购数量与自变量关系式如(2)式所示。
式中:Y为某类设备采购数量;X1为上一年已使用的备件数量;a为应急储备系数,通常下一年备件数量不少于待用装备数量的70%,文中a取0.7;X2为上一年剩余备件数量;X3为上一年损耗数量。
随着系统运行时间的延长,可以采用多年备件使用数量和损耗数量的平均值代替X1和X3值。 储备预算由公式(3)计算得到。
式中,M为储备预算金额;b为某拟采购装备单价;Y为采购数量。
3.4.2 气象装备性能分析
某类气象装备的平均运行寿命为因变量,自变量为该类设备在用状态下所有时间的总和,直至报废。 其中不包括未启用、待检、待修、待用状态所经历时间。 对于气象装备发生故障,经返修后可正常使用的装备,不计算其修理后在用状态时间。 即某一装备从进入系统使用至维修或报废后,在用状态时间就终止计算。 气象装备平均运行寿命数学公式可由(4)式表示。
式中,Y为某类气象装备平均运行寿命。 Xi为某个气象装备在在用状态下的总时间;i为系统中所有使用某装备的总数。
气象装备性能与地域属性关联性分析中,以某类气象装备的故障次数为指标进行评价。 即某台站某个装备在一定时间段内发生故障进行更换的数量, 不包括即将到检而换下的设备。以淮河为分界线,分别计算淮河以南和淮河以北气象台站中某类气象装备发生故障的总次数。 由于淮河南北气象环境差异较大,可作为评价气象装备适宜使用环境的评价标准,为装备选型做参考。
3.4.3 站点运行情况分析
站点运行情况以站点故障次数评价运行状态的高低。 站点故障次数由公式(5)计算得到。
式中,Y为某站点在某时间段内故障次数;Xi为某个装备在该时间段内的故障数;i为站点气象装备的总数量。
站点运行状态与地域属性关联性分析中,分别计算各市级国家气象台站某段时间内的故障次数。 故障次数多则运行相对不稳定,故障次数少则站点运行状态良好。 将故障次数进行排序、比较,做为分析站点运行状态优劣的指标。
站点运行状态与时间关联性分析中, 以季节为时间单位。参照合肥气象网公布的资料, 依据合肥地区的四季气候特征,季节的划分标准为3-5 月为春季,6-8 月为夏季,9-11 月为秋季,12-2 月为冬季。 按照这种季节划分原则,分别统计某站点在不同季节内平均故障次数。 在故障频发季节,提前安排人员对易出问题的装备和相关设备进行维护,合理调配人员和预算工作量,为装备保障提供基础信息。
4总结
大数据的预见能力正在不断开发,并获得显著成效。 数据本身是资产在业界已形成共识,数据开发和利用已经成为一个非常重要且紧迫的需求。 《省级气象装备动态管理系统》设计初衷是提高气象装备管理的时效性和自动化水平。 在气象装备入库、出库、流转直至报废过程中,数据库中逐一记录了所有操作信息。 数据具有数量较大,范围较广,信息丰富等特点。 开发者在发挥系统原有功能的同时,如何深化数据开发是进一步提升管理信息化重要应用。 文中仅从仓储分析、气象装备性能分析、站点运行情况分析等几个方面例举了数据开发应用方法,更多的潜在信息亟待进一步研究。 总之,大数据时代已经来临,抓住机遇,敢于挑战,必能收获潜在价值和财富。
参考文献
[1]方海涛,钱毅,窦炜明.省级气象装备动态管理系统设计与实现[J].中国管理信息化,2015,18(7):73-76.
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气象装备动态管理系统 篇4
目前, 只有个别单位在局部范围内采用了信息化管理手段外, 气象物资装备供应保障工作仍然以人工管理为主, 装备管理文件多且杂, 占用空间大, 查找不方便。 在实际工作中, 各类消耗性器材和备件分别由不同科室人工管理, 分散性地进行入库、 发货, 造成气象装备供应管理职责不清晰、 流程不连续、 装备信息不完整, 使得气象设备生命周期中的采购、 检定、 故障、 维修、 报废各个环节互不联系, 不利于拟定备件采购计划和设备选型, 难以考核供应时效。
随着气象现代化进程加快, 国家级自动气象观测站、GPS/MET水汽观测站、 雷电观测站、 区域自动气象站、 新一代天气雷达、 自动土壤水分站、 雨滴谱仪等新型气象观测设备投入气象业务运行, 气象装备的高效合理管理以及及时供应保障更是举足轻重。 能够将各种气象装备的采购、 供应、仓储、 报废情况进行全寿命跟踪, 成为满足气象装备供应现代化发展的迫切需求。
将J2EE分布式结构特点和B/S结构引入到气象装备供应管理信息系统中, 将省气象装备管理纳入装备供应信息系统中, 加强气象供应保障人员对气象装备各阶段流转情况的了解, 提高气象装备供应的及时性并为更新备件储备库存提供依据, 为提高气象现代化奠定基础。
2 J2EE标准和B/S结构
2.1 J2EE标准[1]
J2EE以Java平台为基础, 增强了对EJB、 SERVLET/JSP等技术的全面支持, 其主要用于构建企业级的应用, 具有安全、 稳定以及跨平台特性。 J2EE具有多层体系结构, 适合应用中间层组件开发, 如图1 所示。 为开发者提供了统一的开发平台和标准, 降低了应用开发的复杂性。 J2EE通过提供中间层集成框架来实现可扩展性、 高可靠性以及高可用性的需求。 J2EE通过统一的开发平台, 降低了多层应用程序开发的复杂程度, 而且提供能够支持并兼容现有的应用程序。 J2EE平台的中心是EJB, 主要用于部署开发商业应用程序的分布式组件模型, 作为一种实现业务逻辑的组件技术, EJB具有可扩展性、 开放性安全保密性。
2.2 B/S结构[2]
B/S模式作为一种新型的处理模式, 是以WWW技术为基础, 通过对C/S这种传统模式进行改进而形成的。 B/S模式以Web为中心, 采用的传输协议是TCP/IP、 HTTP, 前端将通用浏览器 (如Navigator和IE等) 作为Web的客户软件, 客户端采用Browser (浏览器) 来实现访问Web的目的。 通过采用Web Server对数据库进行访问, 后端能够将结果迅速返回给浏览器, 同时通过浏览器可实现多级用户操作。 HTTP协议将前后端进行连接, 其所有开发均在Server上进行。
B/S结构下, 通过WWW浏览器可以实现用户工作界面, 其中服务器端 (Server) 集中实现主要事务逻辑, 而前端 (Browser) 实现极少部分的事务逻辑。 在C/S这种传统模式[3]中, 客户端集中了太多的应用逻辑, 通过专有协议来实现与服务器端进行通信, 不利于对应用程序进行后续维护及移植。而B/S结构中, 系统在客户端的浏览器上运行, 不再需要安装客户端软件, 故当系统需要进行升级或维护时, 只需对服务器端软件进行更新即可, 大大地减少了客户端电脑的荷载量, 同时降低了系统维护与升级的成本并减少了工作量。 J2EE企业级应用模型可以进行多层划分, 从而将界面逻辑和业务逻辑进行分离, 大大提高了其重用性和扩展性。
3 系统设计
3.1 业务流程
气象装备在相关科室之间的业务流转程序复杂, 装备的业务流转状态包括采购、 入库、 出库、 检定、 维修、 报废等, 其流程图如2 图所示。
(1) 用户查看当前需处理的待办事项, 查看当前用户管辖范围内设备库存量或到检日期是否已达到告警阈值的提示。
(2) 当有新设备入库时, 采用条码技术对设备进行识别入库。 当有设备出库时, 通过无线条码扫描, 记录设备的去向。
(3) 当设备需检定时, 对需检定的设备进行扫描后将其状态更改为待检, 检定设备合格后将其状态更改为待用, 检定不合格设备将其状态更改为待修。
(4) 当设备维修时, 分为返厂维修和自行维修两大类。保障人员对设备进行维修, 若维修好则将设备状态更改为待用, 若维修不好则将设备返厂维修, 其状态更改为返厂维修。
(5) 当设备有更换时, 将设备状态更改为待修, 将更换后的设备进行扫描后更改其状态为在用。
(6) 当设备返厂维修时, 分为维修好的设备和未维修好但厂家重新发的新设备两类。 若为维修好的设备将其状态更改为待用; 若为新设备, 则将原来未修好的设备状态更改为报废, 将新设备以零价格入库。
3.2 系统架构
基于J2EE的气象装备供应管理信息系统部署在某省大气探测技术保障中心, 负责监控我省气象技术装备的运行情况。本系统采用J2EE构架, 通过B/S模式进行开发设计, 系统以SQL Server 2008 作为数据库, 服务器由2 部分构成, 包括数据库服务器和Web服务器各1 台, 客户端选择支持IE等主流浏览器, 系统设备编码依据全国统一的气象装备编码规范。系统分为业务应用子系统、 系统服务平台、 数据库系统及基础支撑系统4 部分, 系统结构如图3 所示。
用户通过气象局域网使用浏览器访问Web服务器, 通过身份验证登录系统来访问系统为用户所分配的权限功能。 其中, 业务应用子系统主要用来处理个人事务管理、 设备状态和设备信息管理、 县局和市局保障部门对设备的申请管理、库存预警管理、 设备维护维修管理、 综合分析评估和系统管理等; 系统服务平台主要进行流程控制、 管理服务、 数据访问、 消息服务、 目录服务、 信息表示、 事务处理和其他服务等模块; 数据库系统用来处理数据库系统中的设备信息、 业务信息、 监测信息、 基础配置信息和用户信息等; 基础支撑系统包括计算机操作系统、 计算机网络系统和应用系统支撑平台。
3.3 网络构架
基于J2EE的气象装备供应管理信息系统采用集中式部署组网, 省级、 市级、 县级各类用户终端分配不同的系统权限, 各类用户可以通过气象局内部局域网来访问安装在服务器中的系统应用程序, 实现在线进行业务处理, 也可同时完成在线业务监控和审批, 实现气象装备供应工作的统一化、 高效化、 制度化。
如图4 所示, 系统中数据库服务器和Web服务器分别由不同的物理主机进行搭载完成。 系统的核心数据存放在数据库服务器中, 并定时进行备份, 由于数据库服务器只对Web服务器开放相关端口, 所以其他的主机和工作站都没有访问数据库服务器的权利[4]。 但是Web服务器可以对外开放, 而且用户可以通过浏览器访问Web服务器中允许开放的页面, 来实现访问应用程序, Web服务器只对8080 端口进行开放以保证系统的安全。 同时Tomcat服务在Web服务器中运行, 通过访问数据库服务器获取相关数据。
4 结语
通过对J2EE架构的深入剖析和理解, 将B/S结构引入到气象装备供应管理信息系统中, 实现了基于J2EE的气象装备供应管理信息系统。 系统包括业务应用子系统、 系统服务平台、 数据库系统和基础支撑系统4 部分, 依据中国气象局气象装备编码规范, 实现了将气象设备从采购、 列装台站、 维修维护、 检定到报废的全寿命周期的编码信息化动态管理, 从而提高了气象装备管理的信息化水平。
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气象装备动态管理系统 篇5
近年来, 湖北省气象部门已基本形成了一个由省级、市级、台站组成的3级业务保障的技术装备保障体系。气象技术装备保障建设适应现代化建设的进程也取得了长足的发展, 但是, 随着气象事业发展, 按照气象综合观测系统的业务需求, 原有的气象技术装备保障体系难以适应新形势、新业务的问题日益突出, 突出表现在保障体系建设滞后、保障业务能力不高、研发与能力储备不足、保障管理手段落后等方面, 特别是气象技术装备保障工作, 由过去传统的“修修补补”向“智能化”技术型保障过渡[2]。气象技术装备保障队伍越来越不适应现代化气象综合观测系统快速发展的要求。如何提高现代化气象装备保障能力, 使装备保障工作适应气象现代化建设和业务运行需求, 是做好装备工作的重点。现就新业务系统下黄冈气象技术装备保障工作探讨如下。
1 黄冈市气象技术装备保障工作现状
1.1 基本情况
随着气象服务领域的不断拓宽和探测项目的不断增加, 气象监测设备多样化, 通信网络的快速发展增加了装备保障的复杂性。目前, 黄冈市所辖9县市2区, 共有国家气象观测站10个, 区域气象观测站216个, 交通气象观测站10个, 酸雨观测站1个, 辐射观测站2个, 农气观测站3个, 土壤水分观测站6个, GPS/MET观测站7个。外加市县SDH专网10条链路, MSTP联通专网10条链路, 电信VPN备份链路10条, 省市电信SDH专网1条, 省—市—县高清视频会议系统和各类预报资料的接收、处理、显示。
1.2 人员现状
黄冈市从事气象技术装备保障业务人员共13人, 其中, 市级保障中心专职1人, 兼职3人 (兼职人员主要是业务管理人员) ;县级保障人员9人, 均由各台站观测员兼职;本科学历5人, 专科及专科以下8人;计算机通信专业1人, 环境工程1人, 其他大多是成人函授气象专业学历;高级职称1人, 中级职称5人, 初级及以下职称7人;50岁以上3人, 40岁以上5人, 35岁以下5人。
由此可见, 黄冈市技术装备保障工作人员分布结构为:台站占总人数的69.2%, 市级只占总人数的30.8%, 但是技术保障工作主要以市级保障中心为主, 有能力的县级台站仅承担区域气象观测站的维护任务。
2 黄冈市气象技术装备保障工作存在的问题
随着气象技术装备自动化程度的不断提高, 黄冈市气象技术装备保障体系不能满足新形势、新业务的要求, 主要表现在以下几个方面。
2.1 技术保障机构不健全
湖北省建立了以省级、市 (州) 级、基层台站为单位的3级保障体系结构;各级保障机构根据各自的工作职责和保障任务开展工作;管理上逐级管理、各自负责。但是市级保障中心大多挂靠业务科, 没有独立的机构, 没有专职保障人员, 或者一个专职保障人员承担各项保障工作任务。
2.2 技术保障人才队伍建设不完善
近年来, 气象技术装备自动化程度越来越高, 各类新型观测项目不断增加, 综合观测站网布点成倍增加, 通信网络快速发展, 而技术保障人才匮乏, 没有专业化的人才队伍, 人员不足, 年龄偏大, 知识老化, 整体素质不高, 掌握新知识、新技术工程人才严重缺乏。
目前, 由于分级保障体系没有真正落实, 基层技术保障任务主要落在市级保障机构, 而市级装备保障技术人员、力量和设备都严重不足, 面对分布广泛、保障实时性要求很高的装备保障需求, 市级保障人员疲于应付, 难以满足当前业务发展的需求[3]。县级气象台站的技术保障人员均由观测员兼职, 大多是函授的气象专业, 而近2年补充到基层台站的大学生也大多是气象专业, 有少数通信或计算机专业的学生, 几乎没有真正有关硬件维修方面的人员, 在保障人员的数量、维修技术能力等方面依然存在巨大的差距。部分人员虽然有一定的计算机理论基础, 但欠缺一定的硬件维修知识, 对电子技术掌握不足, 且对气象仪器装备、各种处理系统软件等了解不够, 不能在各种设备保障维护中独当一面。
2.3 气象技术装备的增多与保障能力不足日益凸显
20世纪90年代, 黄冈市气象技术装备单一, 自动化程度不高, 基本上就是保障9个国家气象观测站的正常运行任务。但随着气象服务领域的不断拓展, 在综合观测、信息网络推进的过程中, 各类新型观测项目不断增加, 综合观测站网布点成倍增加, 目前整个黄冈市有大小观测站点255个, 加之许多区域自动气象站位于偏远地区, 交通不便, 维修任务量不可同日而语。而设备增长的速度与保障能力严重不匹配, 从2005年至今, 很多区域气象观测站都进入了维护维修期, 这就更使得保障人员的缺乏, 保障能力的不足日益凸显。
3 提高气象技术装备保障能力的对策
3.1 加强保障体系建设
按照“机构落实、人员落实、任务落实、措施到位”的要求, 建立健全分工合理、职责明确, 响应迅速、保障有力的气象装备分级保障体系, 加强市 (州) 级、县级装备保障能力建设, 促进气象装备保障业务与综合气象观测业务协调发展, 强化科学管理, 为综合气象观测系统的发展和安全稳定运行提供强有力的技术支持[4]。
3.2 加强保障人才队伍建设
遵循“坚持用好现有人才, 培养优秀人才, 稳定骨干人才, 引进高级人才”的原则, 着力培养一批一专多能的综合型技术装备保障人才, 加强市县级骨干人才的培养, 提高一线装备使用操作人员的整体业务素质[5]。以现代化项目建设带动和培养人才, 通过建设安装、调试熟悉和掌握设备的使用、维护等知识, 提高动手实践能力, 另外, 要加强基层技术装备保障人员的业务技术培训, 通过多种培训形式, 努力建设和培养出一支作风优良、技术精湛、上下配套、快速反应、运转灵活、保障有力的技术支持队伍。
3.3 针对不同气象设备, 采取不同的保障方式
气象装备多种多样, 每种气象装备都有其自身特点, 因此, 在技术保障体系不能采取一刀切的方式进行建设[6,7]。为了节省人力、物力和财力, 提高保障的及时性和工作效率, 可针对不同的气象装备, 根据其业务特点, 划分任务和责任, 明确职责, 把责任落实到人, 技术落实到位, 达到机构运行上下配套, 运转灵活, 反应快速。
3.4 积极探索推进社会化保障之路
气象技术装备保障社会化是一个方向性的问题, 通过加强气象技术装备保障工作, 进一步明确各级装备保障业务部门的职责任务, 积极探索推进气象装备社会化保障, 结合实际, 因地制宜, 对于气象专用设备技术保障, 原则上以自身力量为主, 社会力量为辅。利用社会资源开展部分气象装备的维护维修保障工作, 将部门保障与社会资源有机结合, 建立分类分级的保障模式, 形成以部门保障和社会力量相结合的保障机制, 切实提升气象装备保障的综合能力, 促进气象装备保障工作的可持续发展[8,9]。
4 结语
气象事业发展的新形势对技术保障工作提出了新的要求, 这就要求从事气象技术装备保障业务人员必须坚持改革, 深入思考, 积极探索, 通过不懈的努力来完善气象技术保障体系, 提高技术保障能力。
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