区域监控（精选8篇）
区域监控 篇1
随着人类社会的发展, 特别是人类活动的不断扩大和加强, 导致灾害性天气频发, 人们对天气预报的要求也在逐渐提高, 天气预报与预警的重要性日益凸显。
为提高灾害性天气的监测预报预警水平, 弥补省内监测站点稀疏、雨量监测能力不足的缺点, 提高对暴雨等突发性、灾害性天气监测预报预警能力, 在原有的全要素自动气象站的基础上, 辽宁省气象局从2003 年就开始逐步在全省布设区域自动气象站, 截至目前, 已经形成辽宁省中小尺度灾害性天气监测站网[1]。
为了充分利用现有数据资源, 葫芦岛市气象局开发了针对全省区域自动气象站的数据应用软件, 实现了对各区域自动站的上传数据监控, 统计到报率, 与各要素的逐时显示等。该程序在汛期的使用中得到了逐步完善, 目前运行稳定, 在业务中得到良好的应用。
1 程序设计思路
本程序是对全省的区域自动站数据文件的释用。区域自动站的数据根据需要可以是每10 min或每1 h采集1次, 主要对每1 h采集的数据进行统计和应用。
首先在1 h的一定时间内下载当前时次的区域自动站数据文件, 下载后即将结果以直观的方式显示在监控和统计程序的窗口中, 可以很清楚地显示出某站当前时次的到报情况, 同时自动计算出到报率。数据文件下载后即可显示, 显示时可以选择任意时间段内各时次数据, 以表格形式显示, 多要素的自动站数据各要素有统计功能, 能计算提取出气温、风和降水量的统计值;也可以与常规的观测资料结合起来在Micaps系统中以Micaps数据格式显示。
2 数据资料
2.1 数据来源
本程序使用的数据为区域自动站的数据文件, 区域自动站有多种, 大致分为单要素和多要素2 类。其中单要素自动站文件为1 h几个文件, 每个文件包含不定数目的自动站数据, 每个自动站2 行数据;多要素文件为每个自动站每1 h一个数据文件, 与地面气象要素数据文件的数据格式基本相同。
2.2 数据文件的基本概况
2.2.1命名规则。多要素数据文件名为“Z_O_AWS_ST_C5_IIiii_yyyy MMddhhmmss.txt”, 单要素数据文件名为“Z_O_AWS_ST_C_cccc_yyyy MMddhhmmss.txt”, 其中“Z_O_AWS_ST_C”为固定编码, “IIiii”为测站的区站号, “cccc”为中心站所在省级或地区级气象台的字母代号;“yyyy MMddhhmmss”为文件生成的时间 (国际时) [2]。
2.2.2 数据格式。 数据格式的详细情况见辽宁省气象局文件《关于建设辽宁省区域自动站信息收集系统的通知》。
3 程序的基本功能
3.1 监控和统计
为了获取某时次的自动站文件, 程序在正点过后一定时间内自动连接到省台服务器, 自动识别当前时次数据文件, 并全部下载到本地服务器中。为了方便自动站管理人员掌握各自动站到报情况, 程序设计时考虑自动计算出每个自动站的到报率, 如果在规定时间内该站文件自动上传成功, 则在程序面板上的相应位置打“√”, 反之, 则显示出一个红色的“×”, 加以警示, 如图1 所示。
3.2 要素显示
监控统计程序在下载文件后, 即可实现要素显示。程序编写时, 考虑要显示任意时间段内的自动站要素, 通过选择起始和终止时间, 在程序中用多个循环语句来实现任意时间段内逐时的循环, 其中还有国际时与北京时之间的相互转换。为了方便省内不同地区的用户使用, 还设置了地区的选择, 使得全省范围内的用户都可以方便地使用。
3.2.1 图表显示。各要素值可通过Listview控件直接显示在程序左面的显示窗口中, 显示时都转换成直观清楚的方式, 例如把风向度数转换成16 个方位角的风向等, 并可以随意按升降排序, 方便了用户的使用。显示时, 单要素文件只显示小时雨量与日雨量;多要素文件将降水、风向风速、气温、最高气温、最低气温都显示出来[3,4]。在显示窗体的右上角是所选地区内的多要素文件的统计值, 可以计算出该地区所选时间段内的总降水量、平均气温、最高最低气温、最大风速、主导风向等统计值, 以及极值出现的时间和地点等, 如图2 所示。
3.2.2 Micaps填图显示。为了方便使用和保存, 可以选择生成Micaps地面填图数据格式, 频率1 次/h, 可以显示出各站的气温、降水、风等信息。这样区域自动站资料与常规的Micaps资料有机地结合在一起, 成为常规资料的一个补充 (图3) 。其中蓝色数据为1 h降水, 红色数据为各地的气温情况。
3.3 程序特点
由于监控程序每个小时都要连接到省台服务器下载文件, 所以程序需要一直启动, 因此在程序设计时, 通过修改电脑系统注册表的方法来实现参数设置, 如ftp用户名、口令、统计下载文件的时间、开机自动运行等选项, 都可以随时更新。通过这样的参数修改, 每次重新启动程序, 都是最新的设置, 方便了使用。
4 应用
在日常的常规业务中, 区域自动站的数据应用非常广泛, 由于该数据为1 次/h, 相比常规Micaps资料更加密集及时, 对短时和临近天气预报的制作有非常重要的指示作用;另外在汛期有降水时, 也是一个很好地收集雨情的工具, 能及时准确地了解到当前的全省降雨情况。例如2005 年的第9 号台风“麦莎”减弱的热带风暴直接影响到了辽宁省, 给该省沿海部分地区造成一定的影响, 在当时对此热带风暴的预报中, 区域自动站的资料给了业务人员很重要的信息;同时在为上级台站及当地领导的服务中, 及时地收集每小时的雨量、各地的气温与风的变化情况, 都起到了十分重要的作用。
在有灾害性天气发生时, 区域自动站的资料又能给业务人员以指示, 同时可以及时监测灾害性天气的发生、发展, 以及各气象要素的变化情况, 对预报方法的研制提供了重要的参考。
另外, 区域自动站的实况资料对数值预报产品的使用也是很好的订正与检验, 在长期的使用中, 能帮助业务人员对各数值预报产品有较准确的认识, 做好预报和服务工作。
5 结语
区域自动气象站的监控与统计显示程序目前已经在2005 年初投入业务使用, 且在以后的气象服务中不断地完善。从使用情况来看, 运行稳定, 已经成为业务人员不可或缺的重要实况参考, 尤其在近些年的重大气象服务中, 利用该程序提供的实况, 为上级台站及地方领导做及时准确的决策提供了重要参考信息。
摘要：对辽宁省区域自动气象站的数据应用软件的程序设计思路、数据资料、程序的基本功能及应用进行介绍, 实现业务技术人员对气象要素的变化情况进行全面掌握, 以更好地做好气象预报和服务工作。
关键词：区域自动站,监控,统计,显示,应用
参考文献
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区域监控 篇2
关键词：视频监控重点区域；智能分析报警系统；运动目标跟踪；Kalman滤波；多线程技术 文献标识码：A
中图分类号：TP311 文章编号：1009-2374（2015）16-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.009
计算机视觉领域在近几年来的一个新兴的研究方向就是智能化视频监控系统，这一技术包括了行为理解及描述、目标分类、运动目标跟踪以及运动目标检测等各方面的内容，因此其极具挑战性。现在视觉监视系统的技术水平变得越来越高，而且硬件设备成本开始不断的下降，因此现在的监控系统开始变得越来越普及，在车站、机场、超级市场、宾馆以及银行等各个公众场所得到了广泛的应用，并且有效地保障了公共领域的安全性。
1 智能分析报警系统的设计思路研究
监测并且跟踪在视频监控中重点区域中活动的各种运动目标，同时还要采用自动行为分析的方式对其产生的事件进行分析，这就是智能分析报警系统的主要功能。
1.1 硬件结构的设计
智能分析报警系统一共包括了三个部分，即显控设备、传输设备以及监控设备等。其中可见光CCD摄像机组成了监控设备；以现场不同的情况为根据，可以将传输设备划分为双绞线以及光纤两种传输方式；显控设备一共包括两个部分，也就是计算机以及监视器。智能分析报警系统可以划分为两个部分，即线控设备和监控设备，而所谓的前端主要指的是监控设备，所谓的后端主要指的是线控设备。图1是整个智能分析报警系统的结构框架图：
1.2 系统功能模块的功能分析
1.2.1 目标检测模块的功能分析：分析在视频监控画面当中运动的各种物体，将背景分离，同时进行有效的检测，并且采用黄色矩形框的方式将运动物体标出来。上述是目标检测模块的主要功能。
1.2.2 目标跟踪模块的功能：对在视频监控当中出现的各种运动物体进行有效以及准确的跟踪是目标跟踪模块的主要功能。
1.2.3 警戒区域、警戒线规则设置模块的功能：能够将警戒区以及警戒线设置在视频监控重点区域当中是警戒区域、警戒线规则设置模块的主要功能。
1.2.4 界线检测及报警模块：检测监控画面重点区域中警戒线触发到的各种运动目标是界线检测及报警模块的主要功能，同时将触发报警规则时的报警原因以及序列号及时地显示在界面当中，而且还能够对文件名等信息参数进行保存。
1.2.5 警帧反馈模块的功能：警帧反馈模块的主要功能为让用户利用对界面列表中相应记录的点击，从而能够对警报时的记录图像进行查看。
1.2.6 区域检测及报警模块的功能：检测各种运动目标是区域检测及报警模块的主要功能，同时将触发报警规则时的报警原因以及序列号及时地显示在界面当中，并且对文件名等信息参数进行保存。
1.3 智能分析报警系统的工作流程设计
首先系统要检测和跟踪在视频中特定区域当中进入的各种运动目标，随后移动目标所产生的事件为根据，对其行为进行自动的分析，并且将报警信号产生，同时还可以将产生报警信号的时间保存在上位机当中。这样在事后就能够通过对存储报警事件的类型进行利用，对保存下来的各种报警图片以及事件等进行调用。
2 智能分析报警系统的技术研究
2.1 在Mean shift算法引入Kalman滤波器
Mean shift方法在对目标的特征进行描述的时候采用的和概率密度，随后通过对均值偏移方法的利用，就可以将目标的位置快速地定位出来。这种方法具有很高的抗干扰能力，而且能够与各种情况充分的相适应，同时还具有非常快的计算速度。现在Mean shift方法已经在很多实际的系统当中得到了广泛的应用，其具有很小的计算量以及非常快的计算速度，所以在具有较高实时性要求的系统当中具有很高的适应性。然而，Mean shift算法也具有一些不足，比如Mean shift算法很难随着目标大小的变化进行自适应调整，而且在对目标特征进行提取的过程中存在着较大的不足，并且很难与范围大的遮挡相适应。虽然面对部分遮挡和干扰Mean shift算法会表现出较差的敏感性，但是Mean shift算法会由于长时间的遮挡而在遮挡物周围收敛，最终会将跟踪的目标丢失，因此，需要在Mean shift算法中引入Kalman滤波器。
Kalman预测器可以在信号处理过程中保证时变估计的正常运用。因为对递归技术进行了使用，不需要存储所有过去的测量值，所以在计算机对信号进行实时处理时非常方便，这是Kalman预测器最为主要的特点。
2.2 多线程技术的应用
可以利用SetTimer函数在Windows中将一个计时器分配给应用程序，如果在这一个时间间隔进行指定之后，Windows系统就会将一条WM_TIMER消息每隔指定的时间发送给应用，这样就能够保证许多与时间相关的动作可以在应用程序中实现。
在这里必须要强调的是，WM_TIMER消息这种由系统发给应用程序的消息并不具备异步的特点，会在常规的消息队列中放置这条消息，同时还会与其他消息一起排序。这样，就算是在SetTimer（）进行调用时对1000ms的时间间隔进行了设定，然而却不会保证每隔1s应用程序就能够将一条WM_TIMER消息接收到。一旦另一个程序具有大于1s的忙碌时间，那么在这个时间段中应用程序就无法接收任何WM_TIMER消息。从这里我们可以发现，这种情况的存在会严重影响到一部分需要精确时间间隔的应用。所以采用多线程技术在软件设计方面能够实时检测与跟踪多个移动目标的速度得以加快，并且使系统的分析与识别效率得到极大的提升。
3 智能分析报警系统的实验结论
为了能够对算法的有效性进行更好的验证，在某房间内跟踪系统当中的运动目标，同时为了研究的方便，在本次研究中将指定的跟踪目标选定为笔筒。在实验的过程中，在遮挡住运动目标的情况下，目标也不会被系统丢失，因此其具有非常理想的跟踪效果。利用智能报警分析系统跟踪普通视频跟踪系统当中的运动的笔筒，从而对所用算法的时效性和准确性进行了有效的验证，证明智能分析报警系统的实用价值较强。
4 结语
本文对上位机软件跟踪运动目标的方案进行了设计，并且在Mean shift算法引入了Kalman滤波器，这样就能够在视频中跟踪任意的目标。现在在智能分析报警系统中已经成功地应用了该跟踪方案，而且在测试评比当中也能够与智能分析报警系统的跟踪目标相适应，同时能够有效地保证很多功能的实现，因此智能分析报警系统可以将大量的人员开支节省下来。本文使用的实现方案的通用性很强，能够使视频跟踪对算法的实时性以及有效性的需求得到充分的满足。
参考文献
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区域监控 篇3
“十一五”期间,福州市全面加快综合气象观测站网建设,目前已建成165个乡镇区域自动气象站,气象监测站网初具规模,基本实现区域自动站覆盖到每个乡镇,并成立了信息网络与装备保障中心,负责对全市165个区域自动站的维护与保障,为气象预报服务、应对气候变化以及气象科研提供了有力支撑。
目前,区域自动站在线状态监控预警、数据上传监控等软件已投入业务应用,有效保障了数据的完整性与及时性。但因区域自动气象站传感器(如温湿传感器、气压、雨量、风向风速传感器等)出现故障,造成区域自动站观测数据异常的现象较多,在国内还未见有对区域自动站数据异常监控和审核的系统[1]。因数据异常或错误,区域自动站历史数据的应用存在诸多隐患,应用价值难免要打折扣。在气象防灾减灾服务中,实时数据的真实有效性要依靠人工进行筛选,效率低,并且难免会出现遗漏[2]。
随着福州市经济持续高速的发展,防灾减灾、城市建设、农业、海洋、水利、国土、环保、交通等多个领域对气象资料应用需求日益增强。因此,气象部门要在加强区域气象监测能力建设的同时,进一步加强区域自动气象站观测资料的异常监控和审核[3]。对监控中发现的问题,实现异常数据报警,第一时间查找原因,及时排除故障,对异常数据做出纪录备注,生成异常数据统计报表,以备资料应用时进行过滤处理,提高资料真实可用性。同时,也可以增强市气象信息与装备保障中心及时发现区域自动站故障的能力,提升保障维护响应效率。
2. 福州市区域自动站数据异常监控审核系统功能
自动站数据监控系统功能结构图如图1所示。
根据《福州市自动气象站业务运行管理规定》和实际工作的需求,区域自动站数据异常监控审核系统依托于区域自动站原始数据,系统实现区域自动站数据采集入库后,对自动站数据进行监控及审核,具体功能如下:
(1)制定并判断各气象要素值异常级别;
(2)通过时间与空间比对,甄别区域自动站数据异常状况;
(3)区域自动站数据实时入库;
(4)设计异常数据说明文档;
(5)区域自动站数据备份、恢复、查询、统计。
3. 福州市区域自动站数据异常监控审核系统设计
3.1 系统技术路线
对于福州市气象局而言,区域自动站数据异常监控审核系统有着极其重要的应用,这对系统的稳定性提出了很高的要求。而且单位内原有大量业务数据资源,要求将要建设的数据库系统应具有较好的集成性和可扩展性。
系统采用以下技术路线:
(1)服务器操作系统:Microsoft Windows Server 2008;
(2)客户端环境:Windows XP/Windows 2000操作系统、IE6.0及以上版本;
(3)数据库:Oracle 10;
(4)开发语言:Delphi7.0;
(5)GIS平台采用现有的自动站信息管理系统的GIS平台;
(6)系统架构:数据层、业务逻辑层、表现层分离;
(7)支持组件化开发。
3.2 系统设计方案
本系统通过深入分析福州市自动站的通讯方式和数据格式,从中提取需要的数据,例如报文中的气象要素数据、气温、雨量、风向、风速和报文到达的时间,将这些数据进行整合,使用表格、GIS地图形式直观地在软件中显示出来[4]。本系统实时对站点的健康状态进行评估,假如判定一站点为故障站点,即会发出桌面告警,从而提高了站点故障排查的及时率。如图2所示。
3.3 系统模块
该系统分为4个模块:自动站监控模块、异常数据报警模块、异常数据显示模块、数据库模块。
(1)自动站监控模块
自动站站点位置信息与GIS地理信息系统融合,站点以图标方式在地图中标识,正常、异常、缺测站点以不同颜色图标显示,用户可以直观看出哪个地区的自动站数据异常。本系统采用现有的自动站信息管理系统的GIS平台,提供行政区域图和卫星影像图作为背景图层,对地图进行放大、缩小、漫游操作;并生动地显示各站点的位置、数据传输状态和各气象要素信息。
(2)异常数据报警模块
1)数据缺测报警:有缺测数据时,以图形方式实现报警功能。
2)数据超过阈值监控:设置温度、雨量、风速、气压、相对湿度、能见度的正常值范围,各要素实况数据值超过阈值时,以图形方式实现报警功能。
(3)异常数据显示模块
1)异常数据以列表方式详细显示。
2)区域自动站历史数据异常甄别,选定文件路径后,系统自动将文件审核后的结果以列表方式显示。
(4)数据库模块
采用现有福州市防灾减灾气象服务信息系统中区域自动站数据备份工具,对区域自动站数据进行备份、恢复、查询、统计。
自动站数据监控界面如图3所示。
异常数据列表显示如图4所示。
4. 结束语
本文建立了与现代气象业务体系相配合的福州市区域自动气象站数据异常监控审核系统,改变了以往自动站管理能力差、数据传输半程监控的状况,该系统对区域自动站各类观测资料进行数据传输的全程监控,提高了自动站点的使用效率,为自动站数据顺利传输提供了切实有效的保障手段。系统于2011年1-3月试运行,4月份开始正式运行,目前运行情况良好,自动站报文的传输及时率都可以达到98%以上,基本达到了软件开发的目的。
摘要：以福州市为例,通过建立福州市区域自动站数据异常监控审核系统,对各市县气象局区域自动气象站观测资料进行实时监控,实现区域自动站数据实时入库、异常数据监控及审核,为自动站数据传输提供高保障性。
关键词：自动气象站,实时监控,GIS,数据异常,监控
参考文献
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区域监控 篇4
1 运动目标的检测方法
对运动目标检测的方法有很多, 常用的有相邻帧差法、光流法、背景减除法及HOG+SVM法。
1.1 相邻帧差法
相邻帧差法是通过对连续两帧中相同位置的像素点相减得到一个差值, 设定阈值并与差值进行对比[1]。但该方法不能完全提取相关的像素点, 得到的像素点不是完整的背景, 有时又会在运动目标的内部产生空洞现象, 对后续的分析产生不利影响。
1.2 光流法
光流法是使用运动目标的流矢量随着时间变化的特性来进行检测, 使用光流信息场可以得到运动目标的完整运动目标信息。但是, 对光流的计算需要有专门的硬件设备且算法过于复杂耗时, 很难实现对视频的实时监控。
1.3 背景减除法
背景减除法是在确定了场景的静态背景后再使用要检测的当前帧与背景帧相减, 得到前景目标, 该方法简单易用备受青睐[2]。但是由于背景干扰因素多, 如何能实时自动更新背景又是一个问题。
1.4 HOG+SVM法
HOG+SVM法是基于统计学习的方法, 正样本和负样本的同时使用使得检测效果较理想。HOG特征的特征向量是通过计算和统计图像局部区域的梯度方向直方图来构成的[3]。主要思想是:在一副图像中, 梯度或边缘的方向密度分布可以用来很好描述局部目标的表象和形状。使用HOG特征有很多的好处, 首先由于HOG操作的是图像的局部方格单元, 图像几何的和光学的形变只出现在更大的空间领域上, 能够保持良好的不变性。其次, 只要行人大体上能够保持直立的姿势, 在粗的空域抽样、精细的方向抽样等条件下, 行人细微的肢体动作可以被忽略而不影响检测效果。因此图像中的人体检测适合用HOG特征来做。
HOG特征提取算法的实现过程如下。
1) 标准化Gamma空间和颜色空间。将整个图像进行归一化可以减少光照因素的影响。这种压缩处理能够有效地降低图像局部的阴影和光照变化, 在图像的纹理强度中, 局部的表层曝光贡献比重较大。一般先将彩色图像转化为灰度图, 因为颜色信息的作用不大。
Gamma压缩公式为
I (x, y) =I (x, y) Gamma.
2) 计算图像梯度。根据计算出来的图像横坐标和纵坐标的方向梯度来计算每个像素位置的梯度方向值。求导操作能进一步弱化光照的影响、捕获人影、轮廓和一些纹理信息。
像素点 (x, y) 在图像中的梯度为
其中H (x, y) , Gx (x, y) , Gy (x, y) 分别表示输入图像中像素点 (x, y) 处的像素值、水平方向梯度和垂直方向梯度。
梯度幅值和梯度方向像素点 (x, y) 处分别为
3) 收集HOG特征。将图像分成若干个“单元格cell”, 例如每个cell为6×6个像素。将cell的梯度方向360°按一个方向块有对应的两个20°组成 (见图1) 则可以分成9个方向块, 再采用9个bin的直方图来统计这6×6个像素的梯度信息。然后再把各个细胞单元组合成空间上连通的、大的区间 (blocks) 。要得到该block的HOG特征就要将其内部的所有cell特征向量串联起来。那些区间是互有重叠的, 也就是说每一个单元格的特征将会多次出现在最后的特征向量但是会以不同的结果。HOG描述符就是归一化之后的块描述符 (向量) 。最后一步是获取供分类使用的最终的特征向量, 需要收集检测窗口中所有重叠的块的HOG特征并将其结合在一起。
4) 构建分类器[4]。首先, 需要收集大量的正样本 (包含行人的图片) 和负样本 (不包含行人的图片) 。其次, 标注包含行人的图片, 用行人所在区域的矩形框的左上角和右下角的坐标信息来标注。然后, 再从标注了信息的图片中将包含行人的图片分割下来, 并将其归一化为64×128的大小或者其他合理的值作为训练的正样本。使用同样的方法获得实验的负样本。最后, 提取正样本和负样本的HOG特征, 构建一个二值分类器。使用HOG+SVM的方法检测监控画面中是否有人, 如果有人员目标用矩形框标出来, 接着进行入侵判断。
2 运动目标的入侵判断
如今已有区域入侵的检测算法[5], 但是, 这种方法主要是对视频图像用三帧差法检测出前景目标之后再提取目标轮廓质心, 根据提取的目标轮廓质心及其轨迹对是否发生区域入侵行为进行判断。主要是对点的检测与判断, 当区域设置非常敏感的时候将无法判断人员目标的一部分是否在危险区域内。所以文中主要是针对检测出来的人员区域矩形框进行判断, 因为检测出来的矩形框是人员所在的区域, 这样就可以避免通过点的检测不能完成高敏感度判断的不足。
如果整个监控画面都是危险区域, 则扫描整个视频帧图像, 凡是在监控画面内的人员都能检测出来, 需要报警。对于拍摄面比较广的区域则需要画出警戒区域报警。有警戒区域的检测见图2。
采用点是否在多边形内部的方法依次对A, B, C, D 4个点进行判断, 如果其中有一个点在区域内则表示有人员入侵危险区域。判断过程如下。
1) 随机提取区域内的一点P。
2) 对A点进行判断, 判断A, P两点是否分别位于直线MN, MQ, NQ的两侧, 只要有一条直线分开A, P两点则说明A点不在警戒区域内。
3) 采用上所述方法依次对B, C, D点进行判断, 只要有一点在警戒区域内则停止计算, 即可确认发生了入侵行为不需要对其再进行判断。
3 点在多边形内部的判断
常用的判断点在多边形内部的算法有3种。算法一:弧长法, 算法以点为圆心作单位圆, 计算多边形所有边在圆上的径向投影, 再把所有的投影值加起来。若和为2π则表明点在多边形内部;若和为0, 则点在多边形外部;若为π, 则点在多边形上。弧长法优点是不受条件限制, 判断准确;缺点是判断过程复杂。算法二:射线法, 该算法从待测点起, 发一条射线, 例如, 沿x方向直到负无穷, 如果越过的边数是偶数, 这点就在多边形外。越过的边数是单数, 这点就在多边形内。算法三:结合opencv图像处理的判断方法, 首先生成一副与原图像大小相同的空白图像, 再设定禁区, 在全白图像中将禁区区域全置为黑, 之后再获取所需判断的点在全白图像中的像素值, 若为 (0, 0, 0) , 则表示点在多边形外部, 若为 (255, 255, 255) , 则点在多边形内部。该算法思路比较简单, 实现方便, 效率最高, 但牺牲了内存空间。
基于上述3种方法算法复杂或者占用内存空间大的缺点, 笔者提出一种新的判断方法, 该方法使用的理论基础是点与直线的关系, 具体见图3。
点A (xa, ya) , M (xm, ym) , Q (xq, yq) , P (xp, yp) ;直线MQ: (xq-xm) / (yq-ym) = (x-xm) / (y-ym) , 把要判断的点A, P代入直线MQ, 并利用如下公式进行计算
如果R<0则点A和P在直线MQ的两边则点再直线的两边, 如果R=0则点在直线MQ上, 如果R>0则点在直线MQ的一边。
从算法步骤可以看出, 算法非常简单, 占用空间小, 运行速度快。
4 运动目标检测实验结果及分析
4.1 实验结果
实验环境为vs2010+opencv2, 使用现实环境中的视频图像作为实验数据。在训练集中, 正面样本为煤矿井下的各种矿工行为, 包括560个关键视频帧图像;负面样本为不包含矿工的井下环境视频帧380个, 采用第一部分构建分类器的方法构建一个二值分类器。
图4是未设定安全区域的检测效果, 可以完成对画面内人员的检测, 并将其用绿色矩形框标出。由于轨道等区域为危险区域, 故将其设为非安全区域之后通过入侵判断, 得到如图5所示的实验效果, 将人员目标用红色框标出。从实验结果可以看出, 对距离较远、光线较暗的检测效果不理想。今后应致力于精确度提高方面的改进。
4.2 实验算法比较
依次采用不同的判断点是否在多边形内部的方法来进行实验, 对于检测目标在警戒区域内部和外部的情况分别判断, 得出不同算法的不同运行时间见表1。可以看出, 其中弧长法的运行时间最长, 本文方法的运行时间最短, 尤其是在检测目标不在警戒区域内部的判断速度是射线法的1/4。
(ms)
5 结束语
文中采用HOG方法具有图像几何的和光学的不变性, 而且对噪声、人数、运动速度以及个体大小变化比较不稳定。同时, 由于文中的行为描述特征提取方法计算复杂度低, 利用SVM对监控视频可以实现实时有效地检测, 完成了保障矿工安全的目的。但是, 仅仅使用HOG特征不易进行更具体的行为分析, 检测的灵敏度低, 在检测的过程中标的区域过大, 今后应加强提高检测的精准度。
摘要：采用HOG (梯度方向直方图) +SVM (支持向量机) 的方法, 对视频图像中的煤矿井下人员进行了检测, 以判断被检测人员是否入侵危险区域, 并提出了一种新的判断点是否在多边形内部的方法, 大大减少了算法的复杂度, 提高了对煤矿井下人员安全保障的能力。
关键词：智能视频监控,入侵检测,安全保障
参考文献
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区域监控 篇5
关键词：龙凤山,VB,雨量监控系统
引言
近些年来, 我国的气候状况异常, 各种气象灾害频繁发生, 给人们的生产和生活带来了严重的影响和破坏。并且随着我国经济的发展和科学技术水平的提高, 中国气象台对降水预报和监测要求也逐渐提高, 只有这样才能尽可能地减少气象灾害给人们带来的负面影响和损失。为了保证台站能够随时地、准确地监测到降水情况, 避免由于人工监测出现的一些不准确、不及时的问题, 减轻台站业务监测人员的监测工作量和精神压力, 尤其是在汛期, 同时提高监测的准确性, 本站独立设计和开发出了龙凤山雨量监控系统。该雨量监控系统具有多种优点, 不仅能够节省人力、物力和财力, 减轻监测人员的工作量, 而且能够有效地提高监测数据的准确性, 减少人为监测的误差, 这些都有力地促进了龙凤山本底站业务数字化与自动化的程度。
1 系统设计思路
龙凤山雨量监控系统采用Visual Basic 6.0开发语言, 综合使用了控件技术和API技术。软件扫描1次/min OSSMO 2004软件的R文件变化, 若有降水量则通过多种提示方式发出警报, 提醒值班人员注意。本软件为用户提供了很好的用户界面, 操作简单方便。
2 系统安装与设计
2.1 系统安装与设置
软件的安装比较方便, 打开安装软件目录, 然后运行SETUP.EXE, 按照提示一步一步运行就可以了, 系统设定了默认安装目录, 如果希望改变安装目录, 可以根据自己的要求设定新的目录。在进行组件安装时, 若系统中有VB程序可能会有“要安装的文件没有原有文件新, 是否保留新的文件”的提示, 应该选择“是”按钮, 继续安装。安装完成后会提示安装成功, 按“确定”即完成安装。
软件正确安装后, 要进行简单的设置, 基本设置包括“站名”、“站号”、“值班员”。提示方式设置“屏幕提示”和“声音提示”, 路径设置为OSSMO 2004软件的R文件的存放位置。
2.2 软件运行及退出
软件的使用比较简单, 由于该软件在日常业务工作中使用频率比较高, 所以界面设计比较简洁, 操作设计是按照大多数人的习惯设计的。软件基本功能有数据监控、警报, 同时软件还设置了日志功能, 把每天检查的结果保存到日志文件中以方便以后查询。
2.3 报警方式
程序的监测频率为1min, 如果发现问题, 会有屏幕提示、声音提示2种方式提供给用户。屏幕提示是提示内容最全的所有的检测结果都会打印到屏幕上, 问题严重的是以红色字体显示, 绿色字体显示的只是起到提醒作用。声音提示是在所有出现的问题中, 挑选1个比较严重的以右下角弹出式窗口提示并发出报警声音。日后还可以增加电话提示, 以方便业务人员在做仪器维修维护等工作、没有在监测电脑旁, 出现监测问题后程序会自动拨打值班人员的手机进行提示, 这样值班人员就可以更好地完成业务工作了。
3 结束语
为了能够更及时监控上报龙凤山本底站雨量雨情, 促进业务数字化与自动化, 龙凤山本底站研发了这个程序。该程序界面简单、操作方便, R文件扫描1次/min, 实现了龙凤山本底站雨量的监控与报警, 能够让业务人员及时了解龙凤山本底站的降水情况, 出现问题后及时处理。今后根据业务需要, 还可以增加对1个降水过程的监控, 以及历年同期降水统计情况, 以便于业务人员准确了解降水信息。该程序的开发在很大程度上减少了业务人员的工作量及心理压力, 同时还可以提高龙凤山的业务质量。
参考文献
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区域监控 篇6
一、理解教学质量监控内涵, 夯实思想、认识保障基础
1. 多层面消除模糊认识
在我省施行“减负”及“五严”规定的背景下, 要让师生、家长、社会消除各种模糊认识, 真正清楚减“负”不减“质”, “教学质量”包括“教”和“学”两方面的质量, 质量监控不是只有“考试”, 学业检测不只是传统意义上的“抽考”, 素质教育追求的不是“热热闹闹”, 培养的不只是“兴趣”“爱好”。
2. 深层次理解教学质量监控
教学质量监控是一个多层面、多视角的检测与调控系统, 包括目标监控、过程监控、效果监控等。从“监控”本身的功能来看, “监”是对教学过程与教学效果的监测过程, “控”是通过对监测信息的分析, 对教学过程实施有效控制的过程。“监”是基础, 是手段;“控”是反馈, 是目的。明确了“监”与“控”两个层面的职能和关系, 才可以提高监控的针对性和实效性。因此教学质量监控, 不仅是指通过对教学质量高低的及时测定和准确判断, 使教学管理者和教师获得反馈信息, 调节和改进教学管理与教学实施的活动, 而且是指教学管理者和教师对教学质量的形成过程———教学活动本身的监控。
3. 全方位界定质量监控的内容
学校管理方面注重学额巩固率、学校课程计划、教学活动、校本教研等的落实情况;教师教学方面注重教师备课、课堂教学、作业设计与评价、分层教学等的工作情况;学生学习方面注重基本知识与基本技能, 学习方式、学习能力、学习习惯、学习态度, 以及实践操作能力等的达成情况。
二、架构质量监控系统, 建立组织、网络保障结构
我县小学的质量监控, 已初步形成年级备课组—学科教研组—学校教导处、教科室—友好合作校—集团成员校—县教研室等多个层面;面向学生的笔试、面试、考评、考核、问卷、实践操作, 面向教师的听课、评课、说课、微型课考评、展示、交流、作业设计、基本功竞赛、课件制作、实验操作、论文评比、课题研究、教学月查、学业检测, 面向学校的听汇报、看现场、督导、视导、调研、统计、测量、座谈、走访等多种形式;定期与不定期相结合、部分与群体相结合、自评与他评相结合、定性描述与定量分析相结合、过程评估与结果考核相结合等多种策略;学生、教师、家长、校长、教研员、领导等多角色参与的网络质量监控系统。系统内各个层次之间, 既相对独立, 又相互依存, 还相互交叉。初步构建了县域教育系统人、财、物、时、空各要素, 全员服从质量, 全面为了质量, 全程服务质量的网络保障机制。
三、充实质量监控队伍, 增强人力、智力保障资源
为了进一步加强我县小学教学质量监控的理论与实践研究, 规范小学教学质量监控工作, 提高教学质量监控的信度和效度, 2013年4月, 在学校举荐和个人自荐的基础上, 遵循公开、平等、择优的原则, 公开聘请了78名小学教学质量监控兼职研究员, 隆重举行受聘仪式, 聘期为三年。其中, 教学管理质量监控10人, 语文、数学、英语、音乐、体育、美术、思想品德、科学、信息技术、劳动技术、书法教育等学科学业质量以及综合实践、课外阅读指导等课程质量监控68人。负责教学管理质量监控的兼职研究员, 都是对教学管理有着自己独到的见解, 并且有丰富的教学管理实践经验, 学校教学管理卓有成效的校长和分管教学的校长;而负责学科学业质量监控的兼职研究员, 全部在教学工作的第一线, 都曾多次获得过各种教育比赛的奖项。他们中既有公办小学的, 又有民办小学的;既有省级实验小学的, 又有县城一般小学和镇中心小学的, 还有农村定点小学的。如今全县形成了一支由教研员、校长、分管教学校长、各学科教学骨干、教科研骨干组成的学习型、研究型、专家型的质量监控队伍, 为有效加强质量监控, 提供了人力、智力保障。
四、制定质量标准体系, 构建目标驱动保障系统
学生学习质量监控, 要面向全体学生, 全面贯彻教育方针和促进学生全面、主动发展。制定学生学业质量标准必须符合教育规律, 严格遵照各学科课程标准的有关规定, 要具有鲜明的导向性, 重视学生思维能力、操作能力和自我学习能力的监测, 充分发挥监控对象的主观能动作用, 既使学生在听课、作业、复习、学习等方面得到评价监控, 又使他们在质量目标驱动下自觉、积极地参与, 使学习质量监控成为促进学生全面、健康、可持续发展的催化剂。教师教学工作质量监控, 关键是教学过程的监控和教师专业素养提升的监控。一方面, 要明确教学工作各个环节的质量标准, 使教师在备课质量、上课、作业、辅导质量等方面得到有效控制;另一方面, 要制定不同层次和类别学校、不同年龄结构教师专业成长的动态发展指标。
为了实现上述目标, 在充分调研论证、反复征求各方意见的基础上, 2013年5月, 制定了《射阳县小学教学质量考评细则》 (以下简称《细则》) , 作为全县小学教学质量监控的标准, 也是对各小学教学工作进行考核评估的基本依据。以此促进全县小学进一步优化、细化、实化教学过程管理, 努力实现全县小学教学质量全面、健康、持续、稳定提升。
《细则》共设计10项一级指标, 35项二级指标, 56条考核要素, 对全县小学教学工作进行量化考核。考核分值总分为500分, 其中教学常规管理部分200分, 教学工作绩效200分, 教科研成果100分。教学常规管理的200分中, 包括教学程序管理、教学环节管理、教学制度管理、教学评价管理、教学档案管理、教学科研管理以及教学环境管理7个方面;教学工作绩效的200分中, 以当年度小学毕业质量调研和非毕业年级质量调研测试数据以及师生获奖的数据为量化依据, 毕业年级占60%, 非毕业年级占40%。每次质量调研兼顾合格率、平均分、优秀率、低分率、参考率等综合要素设计分值。每学年对各小学进行一次量化评估。凡教学常规管理评估结果达不到相应分值的学校, 不得参与教学质量优胜奖、教学管理奖的评比。教学绩效与上学年相比, 上升幅度显著的, 可以评为教学质量进步奖。
《细则》还考虑到我县城乡学校师资力量、生源质量构成的实际, 分为城区规模学校、驻城一般学校及驻镇学校、农村定点学校三大类进行分类评估, 按比例分别设奖, 以促进同类学校之间的有序竞争。为鼓励学校办出特色、办出水平, 促进学校的个性化发展, 在综合评估的基础上, 设定相关教学工作单项奖, 注重单方面的显著成效。
五、丰富信息资源储备, 满足监控物化保障条件
逐步建立县、集团、镇、校多层次、多类别教学电子信息资源系统, 包括学校信息, 如学校数量、班级数量、学生总数量、各班级学生数量、教师数量、课职务分工、总课程表、作息时间表、大课间活动安排表、集体备课分工及时序安排表、教学进度安排表、获奖情况等;教师信息, 如文化层次、年龄结构、职称状况、专业成长、课务安排、教学特长、教学实绩等;学生信息, 如姓名、年级、班级、学号、学业状况等;资源信息, 如学科试题库、命题专家库、评委库, 活动、竞赛、评比、检测、调研、视导等过程和结果的信息数据库等各级各类信息资源。资源分门别类, 动态生成, 及时更新, 专人管理, 为实施质量监控提供快捷、准确、高效的物化保障基础。
六、完善质量监控制度, 落实监控运行保障措施
1. 建立学生学业质量检测与分析制度
县、集团、镇 (校) 要定期和不定期组织学业质量检测, 每次检测都要掌控好命题、监考、阅卷、登分、统计几个关键环节, 确保组织严密、纪律严明, 以考风促教风、学风;每次检测结束都要及时、认真地做好统计、分析、反馈。分析包括试题结构分析、学生得分率统计、教师教学过程及行为存在的问题剖析, 坚持用数据、案例说话, 杜绝说大话、空话、套话。
2. 建立学生发展状况测查与分析制度
县、集团、镇 (校) 应采取多元的评价方式对学生的学习能力、学习方法、行为技能及学习习惯进行测查, 可采用问卷、访谈、听、说、动手实验、课堂观察评价等多种形式了解学生的发展状况, 例如语文学科口语交际能力、朗读能力、课外阅读能力的测查, 英语学科的听力的测查, 艺术学科的唱歌、视听、鉴赏能力的测查等。分析学生不同年龄、不同学段、不同环境, 呈现的不同发展状况以及教学中存在的问题, 促进学生全面、健康地发展。
3. 建立教学常规检查、视导、考核与分析制度
县、集团、镇 (校) 每学年、每学期都要有组织、有计划、有重点、有策略地对教学常规, 尤其是课程开设、高效课堂、集体备课、教学环节管理等方面进行检查、视导与考核。把各科教师备课、上课、作业布置与批改、辅导、考试、班主任工作、教学研究等整个情况, 纳入监控之中, 要特别强化小学技能科的教学评价, 要对照相关标准作深入、细致的剖析, 解决“教”和“学”之间存在的实际问题, 保证学校教学活动规范、有序、高质量地运行。
4. 建立教师专业发展训练与考评制度
县、集团、镇 (校) 应检查、督促学校对教师的远、近期专业发展规划的制定、实施情况;详细了解教师的文化学历、教学设计、教学表达、教学测评、教学研究、学科专业技能、教学资源开发与利用等专业基本功的训练与考核情况;深入调研各学校、教研组, 面向全体与分层推进、校本培训与个人研修、全面发展与特长发展培训等具体落实情况, 全力打造专业技能过硬、教学特色鲜明的教师队伍。
5. 建立教学质量监控结果通报与反馈制度
各种检测、考查、调研、视导、考核、考评等监控结果, 要及时、有选择地通过文件、会议、书面、口头等不同形式, 群体、个别等不同对象, 基层、机关、社会等不同场合予以通报、反馈。对工作扎实认真、教学质量好的学校和教师给予肯定、表扬, 对工作不到位、教学质量差的学校、教师给予批评、指导。对单项、阶段考查, 要通过数据找出主要成绩和主要问题, 剖析具体实例, 提出改进措施。要把薄弱学科、薄弱学校列为重点, 并对其进行跟踪监控、跟踪指导。
6. 建立教学质量监控结果的评价、使用制度
评价采取横向评价与纵向评价相结合、综合评价与单项评价相结合、定量评价与定性评价相结合的方式进行。评价结果作为对学校表彰、奖励和校长提拔任用的重要依据。评价结果还可作为教师职称评聘、评优评先、交流使用、奖惩、绩效工资分配的重要依据。当然, 教学质量监控采集的数据、信息要妥善保管, 控制发布范围, 未经允许, 不得向媒体公布。
摘要：抓好教学质量监控工作, 直接关系到学校办学的成效。提升质量监控认识、构建质量监控网络、充实质量监控力量、制定质量监控标准、完善质量监控制度是建立质量监控保障机制, 提升县域小学教育内涵发展水平的重要措施。近些年来, 我县小学努力建设面向所有教师和全体学生的质量监控保障机制, 不断提升全县小学的内涵发展水平。
区域监控 篇7
目前县局的区域自动站气象装备运行状态、数据缺乏有效提取与监控,无法掌握装备的实时状态,不利于县局及时解决出现的故障以及排除可能出现的故障隐患,各个区域自动雨量站观测探测设备疏散分部,数据上传到省级,没有形成省市县一体化观探测网络,影响了整个基层台站气象保障工作的效率,观测数据与网络系统及数据库存储中需要的格式不统一,影响了数据的有效传送。
1系统整体设计
县级实时监控系统将探测终端、台站服务器、监控系统连接在一起,组成观探测监控网络,能够实现所有观探测设备状态的实时采集,完成历史和实时状态数据和观探测数据的有效汇集、存储,并且能够在县站端对所有设备运行状态和观探测数据进行有效的监控,提高了保障的效率和安全性。系统主要具有以下五个功能:数据采集、数据上传、数据分析、实时监控、实时数据的存储。
从物理结构上,系统可划分为观探测采集终端、站级服务器、监控终端。
从软件结构上可划分为数据采集模块、通信模块、终端监控模块,数据库模块。数据采集模块对设备状态和观探测数据进行采集,数据通过处理后,转换为适合网络传输和计算机处理的格式。通信模块将转换后的数据进行加密并汇集到通信服务器,数据经过解密、分析、处理后存储到台站数据库服务器。台站终端监控模块通过对数据库资料的访问,实现实时监控和历史资料的显示。系统软件结构见图1。
2系统实现
2.1数据采集模块的实现
数据数据模块是系统的基础模块,完成数据的采集工作。数据采集模块分为两个部分实现,气象要素探测数据的采集和设备实时运行状态的采集。
观测数据的采集:自动气象站探测设备对气象要素进行探测,获得气象数据,将气象数据以产品的形式保存在探测终端的计算机内,产品采集文件的形式进行保存,数据采集模块将自动气象站产品专有的文件格式转换为文本格式,保存在指定的路径,并且为通信模块提供接口,便于文件的读取和传输。
自动气象站设备实时运行状态参数的采集:每个自动气象站探测设备都有自身的控制和操作系统,但是对外缺乏提供信息的接口,无法获取状态参数信息,数据采集模块在不同型号设备原有的控制软件系统的基础上,开发设备控制系统中的软件接口,将实时的状态参数信息导处,并将数据转换为文本形式,保存在探测终端计算机上,对通信模块提供接口,便于上传信息。
2.2通讯模块的实现
通讯模块是基于台站探测的软件,主要是将设备终端的数据汇集到台站,并交付给数据模块。它包括设备终端数据的读取、数据的编码与解析、数据上传与下载、数据同步、数据加密与解密、数据压缩与解压缩、通信安全以及网络监视等功能。
实现上述功能,首先应该对分离的各个探测设备进行组网,观测设备监控系统采集用无线网络技术和有线网络对设备进行连接,网络的逻辑结构采用星型结构,以台站服务器为中心,各个观测设备为节点,组成观测网络,和不同设备相连接的无线网络通信设备通信频道的设置应该按照系统的规定和要求,避免影响通信质量。观测网络连接方式如图2。
通信模块包括台站端通信程序和探测设备端通信程序。通讯模块采用TCP/IP软件基于windowssocket规范开发。探测设备端口通信程序以一分钟为间隔,实时对探测设备状态参数日子文件进行扫描读取,并且保存文件指针,便于后续读取,数据读取后进行加密,然后启动台站端口通信socket与服务器连接,等待响应,服务器响应请求,建立连接,加密后传输数据,若发现数据出错,则写告警日志,通信程序支持数据续传功能,在网络出现故障时保证数据的无差错传输。
台站端通信程序采用多线程机制,并且为每个设备终端通信程序分配端口地址,通过各个线程的进行,扫描对应各个设备端的通信端口,在扫描的过程中,程序监听判断是否有连接请求的到来,如果没有,则继续对下一个设备端口扫描,当发现某个设备的通信端口有连接请求到来时,则相应连接,建立会话socket,读取来自终端的数据,台站端通信程序在接收到设备端传来的数据时,解密后交付数据库模块进行处理。
2.3数据库模块
数据库模块将汇集到台站的各种数据进行处理,然后利用数据库技术对探测设备的监控数据进行储存、查询和输出,为气象保障提供监控和决策支持信息,数据库的建立主要按照所需信息的不同类别进行区分储存,分为设备状态信息数据库(实时数据参数和历史参数,包括三大设备状态数据;故障历史数据库,包括故障设备编号,故障分类,故障日期,故障值;探测数据共享数据库,包括各类探测设备探测所得的历史和实时气象要素数据)。
2.4台站终端监控模块
台站终端监控模块提供即时完整的动态监控功能。按照观测设备分类类别,进行时间区段等要素访问数据库,对被监控的设备状态进行查询,统计通过列表,图形文字声音图标等方式显示监控数据,反鴡实时趋势显示及事件报警,通过屏幕画面图表及报表的配合使用,从整体和细节两个方面对设备进行监控,使整个监控状态可以以地图形式显示在屏幕上。
3关键技术
3.1无线网络传输技术
无线局域网使用于疏散分布在不同地点的探测设备的组网,无线局域网标准,将WLAN的传输速率由目前的54mbps提高到500mdbps同时,利用MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术,不仅使用传输速率得到极大提升,并且提高了传输质量,多种设备的探测数据和设备自身的状态参数数据庞大,为保证数据的高效传输,并且确保通信质量,所以使用无线局域网络技术。
网络通信的协议采用TCP/IP协议,TCP/IP协议是物理网上的一组完整的网络协议,Socket就是应用程序实现TCP/IP的一种编程界面,在网络中每一个Socket用一个三元组描述:协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口。每个Socket都有一个本地唯一的Socket号,有操作系统分配。
考虑到气象网络通信要求高可靠性,所以本系统采用面向连接的方式,Socket接口提供了一种可靠的面向连接的服务,实现无差错无重复的顺序数据传输,它通过内置的流量控制解决了数据的拥塞,将数据当作字节流,应用程序可以发送任意长的数据这符合系统对数据的要求。
4结语
实现了县级气象探测设备的实时监控和各类观测数据的汇集,利用无线网络技术,现场总线技术,数字化通信技术等,实现了县级气象站观测网络的一体化,实现了装备实时状态参数的有效提取,为气象装备运行管理提供了有效的监控手段,提高了气象装备管理的效率,由此实现了气象装备保障的体系化,对历史和实时的气象数据进行了汇集和储存,为气象保障工作提供更多可靠的决策信息。
摘要：目前县级的区域自动站气象装备运行状态、数据缺乏有效提取与监控,无法掌握装备的实时状态,不利于县局及时解决出现的故障以及排除可能出现的故障隐患,各个区域自动雨量站观测探测设备疏散分部,数据上传到省级,没有形成省市县一体化观探测网络,影响了整个基层气象保障工作的效率,采用县局区域雨量监控系统可以对现场运行的设备进行监视和控制,以实现数据采集、资料应用、设备控制、测量参数调节以及各类报警等各项功能。
关键词：县级,雨量站,观测设备,监控系统,研究设计
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区域监控 篇8
关键词：jQuery+Ajax框架,B/S模式,区域气象站,实时数据
1 引言
随着山西省市县气象区域站的公共气象服务业务的不断发展,市县用户对于气象数据的应用需求也越来越高。根据山西业务需求,研发山西本地气象区域自动站设备状态监控及数据分析系统,进一步提高对山西气象区域自动站设备的监控和保障能力。基于B/S系统采用jQuery+Ajax架构技术构建,无闪烁动态刷新各站点实时运行状态信息,包括对每小时分钟雨量等信息进行统计,满足山西市县用户对于气象数据统计分析显示的需求,提高了气象数据利用率,更好地服务于公共气象业务工作及防灾减灾等方面的应用。
2 jQuery+Ajax技术简介
2.1 jQuery介绍
jQuery是一个模块化、面向对象的JavaScript框架。它能快速简单地编写可扩展和兼容性强的JavaScript代码。jQuery提供了强大的HTML元素选择功能,完美地支持了CSS的所有选择器,同时封装了DOM操作,定义了大量的方法,使用户在编写DOM操作相关程序时能够得心应手,解决了不同浏览器中的差异性。jQuery支持丰富的插件扩展,允许用户在jQuery环境下自由开发程序,调用j Query()函数选择相关匹配元素,然后直接在jQuery对象上完成操作,分离JavaScript的设计模式。
2.2 Ajax与jQuery应用
Ajax是利用JavaScript语言和XML数据实现客户端与服务器端进行异步通信技术的一种方法。Ajax实现局部数据请求和更新功能,使得客户端与服务器端交互的数据量大大降低,节省大量带宽,同时请求响应的速度也变得更加迅速。浏览者不用刷新页面就可以快速更新页面显示信息。
jQuery将所有的Ajax操作封装到一个函数中,使用户在处理Ajax的时候能够专心处理业务逻辑,而无需关系复杂度浏览器兼容性和对象的创建和使用问题。因此,本系统利用jQuery与Ajax相结合的框架技术,通过异步通信方法使山西各个区域气象站点的数据做到Web客户浏览器端的实时更新,显示各分钟雨量、小时温度等要素数据及统计功能。
3 系统架构
系统在MyEclipse8.5下采用Web三层设计模式开发,Web应用视图运用jQuery+Ajax的框架搭建,通过jQuery封装的Ajax对象通过发送异步通信请求完成对于业务逻辑层的访问。数据访问层根据业务逻辑层请求完成对于数据库的气象数据查询操作、统计等功能。具体的系统结构如图1所示。
3.1 功能实现
气象台站的信息状态需要满足平均每5分钟进行页面无闪烁数据刷新,因此可同时监测当前各站点的实时温度、分钟雨量信息、最新数据传输时间信息、站点电瓶电压,并完成观测数据异常自动报警功能。根据需求采用Ajax的异步通信原理来完成系统的开发,绘制异步请求响应活动图如图2所示。
系统首先创建jQuery下的Ajax()方法,方法包含各种配置及回调函数等信息,通过post方式请求远程HTTP POST载入信息。以下代码以异步通信的方式发送请求,通过访问dataShow.jsp页面业务逻辑层来加载远程数据库服务器中的数据内容,实现Web客户端页面的部分实时更新,用户无需频繁地对网页进行操作,因此分钟雨量等数据信息可以立即被更新替换,具体执行的方法如下。
3.2 后台数据封装
前台应用层发送post数据请求后,后台数据库访问层立即响应请求,将分钟雨量、小时温度、实时电瓶电压等数据封装在对象中,返回给前台应用层显示给客户端浏览器。具体数据访问层封装数据对象代码如下:
4 结语
该系统结合山西气象区域自动站的实际业务,采用jQuery+Ajax框架下的B/S网页技术,以面向对象的思维方式开发,利用气象站分钟雨量数据等信息完成气象区域自动站的实时数据监控。此系统具备数据更新零延迟、无人为干涉。同时,综合Java多线程技术,完成自动站电瓶电压实时监测、异常要素数据监测自动报警等功能,为气象站设备保障技术提供了更强大的工具。
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