河南省新一代天气雷达产品传输监控和质量统计系统实现
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作者: 刘 静 张 方 艾 艳 王 敏 李冰峰 王志东
[摘要]针对河南省新一代天气雷达产品传输实时监控和质量统计的需要,设计实现了一种基于客户端/服务器(C/S)模式的监控和统计系统。该系统采用数据库技术,在Borland C++ Builder环境下开发完成。监控结果以表格和图形两种形式实时自动刷新,出现错情自动报警,同时,实现了任意时间段,任意雷达站的传输质量统计,统计结果包括文字和图形方式,支持打印输出。系统界面友好,具较强的实用性。系统应用后可以及时掌握全部雷达站的数据上传情况,有效地提高了雷达产品传输率,取得了较好的业务效益。
[关键词]新一代天气雷达 C/S 监控 质量统计
随着河南省濮阳、郑州、驻马店、三门峡、南阳、商丘等6部新一代多普勒天气雷达相继投入使用,雷达产品数据和雷达监控数据的传输量不断增加,数据的及时传输对于防灾减灾气象服务有着重要作用。针对河南省新一代天气雷达产品的传输监控和质量统计需要,采用先进的快速应用程序开发工具Borland C++ Builder(以下简称BCB),依托SQL Server数据库系统,开发出一套功能齐全、操作简单、技术实用的新一代天气雷达产品传输监控和质量统计软件,于2007年初开发完成并投入业务应用。
一、系统总体设计
1.系统设计目标。系统建设目标是综合应用数据库技术、计算机技术,依托高速信息网络,对新一代天气雷达数据传输实现自动化、图形化的实时监控和报警,同时,实现自动化的质量统计和图形化报表输出。
2.系统体系结构设计。系统的体系结构设计决定了系统如何进行网络配置,以及各项软件功能的分配。本系统采用结构化设计方法进行系统设计,所提出的解决方案是:整个系统分为用户接口层、系统应用层、数据层。用户接口层实现用户和系统的交互;系统应用层通过对雷达数据传输日志文件的读取和计算,完成各个雷达站实时传输率的显示;数据层完成雷达数据传输日志文件的存储。
3.系统网络结构设计。根据系统的体系结构设计方案,我们选择两层C/S网络结构:客户机和服务器两部分。客户机部分负责执行前台功能,如数据处理和提交请求等;而服务器部分执行后台服务,如数据库操作、接收并应答客户机请求等。
基于两层C/S结构的系统的特点在于:可以提供较丰富的的系统显示和交互功能;系统运行速度较快;在网络上传送的是数据操作的请求和数据操作的结果,网络传输小;技术成熟。
4.数据库设计和数据设计。系统采用了SQL Server数据库和Poradox数据表。SQL Server数据库存储雷达传输日志数据。Poradox数据表存储质量统计数据。
SQL Server数据表radar,包括StationNum字段表示站号;BShi字段表示报文时次;OnDuty表示值班员姓名;Name字段表示雷达文件名;Date字段表示日期;Time字段表示时间;Size字段表示文件大小;OnTime字段表示是否及时,1代表及时,2代表逾限,3代表缺报;Type字段表示报文类型。
Poradox数据表存储质量统计数据,包括riqi字段表示日期;字段py、smx、ny、zz、zmd、sq分别表示濮阳、三门峡、南阳、郑州、驻马店、商丘雷达站当天传输率。
5.功能模块设计。依据系统设计目标,主要划分为四个功能模块:日志采集入库模块、实时监控模块、质量统计模块、质量输出模块。各模块主要完成以下功能:
日志采集入库功能。定时从雷达服务器下载当天的雷达产品传输日志文件,分解,存入数据库。
实时监控功能。程序定时从数据库提取记录,分析计算,刷新窗口中实时显示雷达站当前和前一时次的产品和监控文件上传到省信息中心的传输率,结果以表格和百分率直方图形式显示。
质量统计功能。系统可统计任意时间段任意雷达站的传输质量,结果以表格和折线图形式显示。
质量输出功能。质量统计结果支持文件保存和打印输出。
手工监控功能。程序提供值班员手动监控。
二、系统关键技术
1.ADO控件应用。ADO(Microsoft ActiveX Data Objects)是一个数据对象的集合,主要是使用微软的OLE DB功能对数据库中数据进行访问和操作。主要优点是易于使用、高速度、低内存支付和存储空间占用较少。ADO支持用于建立基于客户端/服务器和基于Web的应用程序。本系统主要应用了TADOConnection组件和TADOQuery组件。
使用一个TADOConnection组件来建立连接提供了许多的对连接的控制。通过指定连接组件的ConnectionString属性中的连接信息来建立连接。调用TADOConnection::Open方法激活一个ADO连接组件;Close方法关闭一个ADO连接。
TADOQuery组件提供C++Builder应用程序从使用SQL的ADO数据库的一个或多个数据表中存取数据的能力。在TADOQuery组件中使用的SQL必须对当前使用的ADO驱动程序是可接受的。如果SQL语句产生结果集,则它通过C++Builder从后台数据库传送到应用程序使用的TADOQuery组件。
2. DBChart控件应用。TeeChart是一种功能强大的统计图表类库。在TeeChart类库中主要包含了TChart,TDBChart,TQRChart三个类:TChart类是TeeChart类库中最主要的类,使用它可以创建给定数据序列的统计图表;TDBChart类继承了TChart类的属性和方法,它的使用方法和实现的功能与TChart类似,可以方便地连接到Bodand Database Engine数据源,获取数据序列;而TQRChart类继承了TDBChart的属性和方法等,可方便地进行报表的生成。为显示质量统计结果,本系统应用了DBChart组件。
三、系统实现的技术方法
1.系统开发平台
开发环境:Windows XP Professional
可视化开发语言:Borland C++ Builder 5.0
数据库:SQL Server 2000,Poradox 7.0
2.系统运行环境
服务器运行环境:计算机CPU P4 2.0G;2G内存;200G硬盘
客户端运行环境:Windows XP Professional;Borland BDE数据库引擎;BCB运行支持库
3.采集入库模块
支持定时自动采集入库和手工采集入库两种运行方式,结合FTP下载和ADO控件技术,首先从雷达服务器采用FTP方式定时下载雷达产品发送日志文件,然后连接数据库服务器,读取下载到本地目录的发送日志文件,分解文件,提取入库信息,写入数据表,关闭数据库服务器连接。因为在建立数据库表时设定了唯一关键字,所以重复记录不入库,出现重复记录时,系统在状态栏抛出重复记录提示,不影响其他记录入库操作。
4.实时监控模块
可以实时监控所有雷达站当前时次和前一时次的雷达产品和雷达监控文件的传输率,支持定时自动采集入库和手工采集入库两种运行方式。首先从雷达服务器下载雷达产品发送日志,从9210节点机下载雷达监控文件发送日志,然后打开下载到本地的雷达产品发送日志,逐行读取日志文件,合计出监控时次各个雷达站上传的文件个数,最后计算各个雷达站的传输率并显示计算结果,显示方式包括表格和直方图两种形式。
5.质量统计模块
支持统计任意时间段,任意雷达站的传输质量,并根据河南汛期和非汛期对雷达产品传输的不同业务要求,支持选择汛期和非汛期参数,统计结果以文字和折线图(不同颜色的折线代表不同的雷达站)形式显示,并可保存、打印输出。结合ADO控件和DBChart控件技术,从数据库的radar表得到统计时间段内逐日各雷达站的雷达产品文件个数,写入临时文本文件。然后打开临时文本文件,计算出每天各个雷达站传输及时率,写入临时DB文件中,通过DBChart控件显示。
图 质量统计界面
四、结语
河南省新一代天气雷达产品监控和统计系统是针对河南省新一代天气雷达产品传输实时监控和质量统计的业务需求开发完成的。系统基于客户端/服务器(C/S)模式,采用数据库技术,在Borland C++ Builder环境下开发完成,实现了对新一代天气雷达产品和监控文件传输的实时监控,实现了对新一代雷达产品传输质量的自动统计。监控结果以表格和图形两种形式实时自动刷新,出现错情后自动报警,同时,传输质量统计实现了任意时间段、任意雷达站的统计,统计结果包括文字和图形方式,支持打印输出。系统界面友好,具有较强的实用性。系统应用后可及时掌握全部雷达站的数据上传情况,有效地提高了雷达产品传输率,取得了较好的业务效益。
参考文献:
[1] 刘永亮,李强,韦信高等.监测FTP资料转发系统上传雷达拼图软件的开发与应用[J].气象研究与应用, 2007, 28(S3): 21-22.
[2]田程,雷登林,吕海等.雷达探测员辅助监控系统浅析[J].贵州气象, 2007, 31(6): 37-39.
基金项目:河南省气象局气象科学技术研究项目“河南省气象信息网络监控管理系统”(Z200609)课题资助.
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