CN101814229B - 气象观探测设备实时监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气象装备监控管理领域，尤其是一种将气象水文网络系统和所有的观探测设备实现连接，实现对全局性的重要的观探测装备监控的气象观探测设备实时监控方法及系统。本发明实时提取观探测装备的运行状况信息，并通过相应的通信手段把各个设备的运行状况信息汇集到气象水文信息网络系统中的台站级的网络管理服务器中。本发明不仅可以实现观探测系统数据规范化的实时快速自动上报，提高上报数据的可靠性和实时性，而且还可以通过气象水文网络系统对观探测设备的运行状态进行有效监控，为业务部门进行全局的装备运行管理提供有效的手段，提高装备管理的效率，为装备运行管理和决策提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及气象装备监控管理领域，尤其是一种将气象水文信息网络系统和所有分布在各地台站或分散的观探测设备实现连接，实现对全局性的重要的观探测装备监控的气象观探测设备实时监控方法及系统。
背景技术
观探测设备是诸多气象要素的源头，可实时采集大气、海洋等常规与非常规资料，是获取气象观探测资料的核心，也是整个气象信息系统正常工作的基础。
美国等发达国家建设有观测内容齐全、密度适宜、布局合理、自动化程度高的气象综合观测体系，建有完善的国家基本地面天气站网、中小尺度天气监测站网、城市天气监测站网、高速公路监测网及气象资料空白区(沙漠、高原、深山、海洋、滩涂等)的无人自动气象站网，在实现气象要素数据的快速传递和交换的同时，整个系统的管理涉及到系统中的所有软硬件模块，有些已经达到传感器级，观探测系统的网络建设将数据传输与系统管理并重，极大地提高了系统的使用效率和可用性。
国际上最主要的气象观测系统是于1992年建立的全球气候观测系统GCOS(GlobalClimate Observing System)，是由WMO、UNESCO、UNEP、ICSU共同发起的。主要进行气候系统监测、气候变化的检测和响应监测，尤其是陆地生态系统和平均海平面的监测；收集用于经济发展决策的气候数据；改进对气候系统的理解、模拟及预测的研究；以气候预报为目标的综合性观测系统。该系统的信息采集能力和系统管理水平，完全达到了自动化，观探测系统的网络化已能实现对传感器级的在线故障诊断、远程参数设定、计量检定和修改等功能，观探测系统的数据采集能力和设备完好率达到99％以上，确保了气象保障工作的发展。
我国目前气象台站的观探测设备如地面气象遥测仪、气象雷达系统等虽然通过人工或自动的方式实时上报数据，但缺乏与气象水文信息网络系统之间的设备运行状态信息交互的接口，气象业务部门还不能通过气象水文信息网络系统对观探测装备的运行状况进行监控、考核与评估。装备运行状况的监测与管理主要靠人工的方法，自动化程度低，针对全国范围的气象水文装备的实时监测系统还没有建立，全局性的各类设备运行状态的实时监测还缺乏手段，影响了装备保障能力的提高。
要改变上述状况，就迫切需要将气象水文网络系统和所有的观探测设备实现连接，实现对全局性的重要的观探测装备的监控。
发明内容
本发明的目的在于针对各种气象遥测设备和主要的测风测雨雷达等设备，研制设备状态监控单元、设备运行状态信息提取软件和监控与管理系统，充分利用气象水文信息网络，实现对全局或区域性的观探测装备运行状态的实时显示、监控和管理，提高装备管理的效率。
本发明的技术方案是：
本发明通过开发基于气象雷达系统服务终端的雷达运行状况代理程序(软件)和地面气象遥测仪的传感器级的设备状态监控单元(含软、硬件)等方法，实时提取观探测装备的运行状况信息，并通过相应的通信手段把各个设备的运行状况信息汇集到气象水文信息网络系统中的台站级的网络管理服务器中，并由该服务器实时上报业务部门，从而实现对观探测装备运行状况的有效监控。
一种气象观探测设备实时监控方法，包括以下步骤：
在分布在各地气象台站的分散的气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；
通过与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，提取反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息；
建立各个分散的设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信；
将设备状态监控单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；
对气象观探测设备的状态信息数据进行解析和存储；
通过监控与管理分系统的台站级终端，实时监控被采集的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
建立信息汇集与转发分系统与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
信息汇集与转发分系统对本地设备状态数据库中的信息进行预处理后，提取可靠的气象观探测设备状态的特征量，并通过气象水文信息网络实时上报给中心级终端的监控与管理分系统；
通过中心级终端，实时监控全局的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向监控与管理分系统的台站级终端发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向气象观探测设备发送监控或配置指令。
所述建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信包括数据的读取、发起连接请求、数据的传输以及按照约定处理传输异常，通信方式为有线方式和/或无线方式。
所述数据的读取为按照统一定义的数据格式将气象观探测设备的状态信息数据存储为文本文件，按照通信程序中配置列表中的信息进行数据的读取，包括以下步骤：首先确定文件名、文件存放路径以及设定的时间间隔，然后结合文件偏移量打开文本文件，读出数据，记录下新的文件偏移量，修改配置信息列表中的偏移量信息；每天的文件内容读取完毕后，程序会自动删除当天的实时状态数据文件，并修改信息列表中的对应信息；
在传输完毕后，不进行文件的删除工作，在配置信息表中进行相应的修改，记录最后传输的文件名，通过记录最后传输的文件名称，识别已传输过的文件和未穿上传过的新文件；如果在传输的过程中发生异常，则记录下文件偏移量，然后按照偏移量重新上传未传送的数据；
解析程序主要用于设备实时状态数据的解析入库工作，数据库包括临时数据库和观探测信息数据库。
所述数据的传输包括气象观探测设备实时状态数据的传输，气象观探测设备实时状态数据的传输包括以下步骤：读出数据后，首先加载信息表中设备ID号码，用于对数据的识别；读取后，观探测终端通信程序向服务器发出连接请求，等待连接；获得服务器响应以后，建立连接，发送数据；在数据发送完毕后，终端设置计时时钟并等待服务的确认信息，如果超过时限未收到来自服务器的确认信息，则判断是否在传输数据过程中发生异常，如发生异常，终端将会将数据重新进行发送。
本发明的气象观探测设备实时监控方法，还包括：
在机动气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；通过与中心级终端连接的基于无线网络的设备状态收集和转发模块建立与机动观探测设备的状态监控单元间的无线通信；将提取的反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息传输至中心级终端进行解析、存储以及进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估。
所述对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估包括：
设备状态信息接收：实时接收气象观探测设备的状态信息，写入设备状态数据库；
设备状态显示：根据气象观探测设备类别，实时显示各设备的分布情况及实时运行状况；
设备状态查询：按照气象观探测设备类别、时间区段等要求，对被监控的设备状态进行查询、统计、生成报表和打印；
系统管理：包括数据库管理、系统安全管理和系统配置管理；
数据库管理对气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库进行管理，包括数据库表记录的增加、修改、删除、备份、导入、导出；
系统配置管理保障系统正常运行所必需的参数，如：数据库环境，时间调度策略、数据采集周期、数据上报周期、台站设备监控功能的开启与关闭；
故障诊断：根据收集的气象观探测设备状态信息，对设备故障进行报警。根据收集到的相关设备运行状态信息，判断设备的运行情况，提供故障报警服务；
统计考核评估：根据气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库，统计出观探测设备的开关机时间，累计工作时间，探测数据的数量、类型，全局或区域性装备的完好率等业务信息，按照一定的规则，对各单位装备运行状况进行考核和评估。
所述气象观探测设备状态信息包括以下步骤：
气象观探测设备包括地面气象遥测仪、气象雷达，通过与地面气象遥测仪对应连接的设备状态监控单元提取地面气象遥测仪的状态信息：
提取地面气象遥测仪电源模块的状态信息；
提取地面气象遥测仪传感器模块的温度、湿度、风向、风速、气压以及雨量传感器状态信息；
通过与气象雷达对应连接的设备状态监控单元提取气象雷达的状态信息：提取气象雷达电源模块、交压模块、发射模块、接收模块的状态信息；
地面气象遥测仪、气象雷达内部各个模块的状态信息包括模块正常工作信号“1”以及模块工作故障信号“0”，地面气象遥测仪和气象雷达等气象观探测设备的各自相应的各个模块如工作正常，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块正常工作信号“1”，各模块如工作不正常出现故障，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块工作故障信号“0”，“1”、“0”为开关量，通过开关量来表示设备各模块的工作状态，实现故障的准确定位，若地面气象遥测仪、气象雷达内部任一模块发出模块工作故障信号“0”，则认定地面气象遥测仪或气象雷达发生故障。
所述统计考核评估包括以下步骤：
根据地面气象遥测仪的两次相邻故障发生时间间隔统计地面气象遥测仪的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据地面气象遥测仪的开关机时间统计地面气象遥测仪的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于1天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于1天，小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于3天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的两次相邻故障发生时间间隔统计气象雷达的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的开关机时间统计气象雷达的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于3天，小于7天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于7天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格。
本发明还包括：
监控与管理分系统的中心级终端设置信息汇集与转发分系统的工作方式，控制上报数据的周期和类型。在网络信道资源不足或特殊任务需要时可有计划关闭某些台站的状态信息上报功能，确保重要方向或区域的设备状态信息的上报。
一种气象观探测设备实时监控系统，包括信息采集分系统、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统组成，信息采集分系统和信息汇集与转发分系统之间、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统之间均通过网络连接；
所述信息采集分系统包括：分别与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，每个设备监控单元包括设备状态提取模块，用于提取气象观探测设备的状态信息，还包括设备监控模块，用于将设备状态提取单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并接收监控与管理分系统发出的监控指令；
所述信息汇集与转发分系统包括：设备状态汇集与存储模块、信息转发模块；
所述设备状态汇集与存储模块包括：本地数据通信模块，用于建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；解析模块和数据库，用于对气象观探测设备的状态信息数据的解析和存储，数据库包括临时数据库和气象观探测设备的状态信息数据库；
所述信息转发模块，用于建立与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
所述监控与管理分系统包括台站级终端和中心级终端；所述台站级终端，用于实时监控被采集的台站的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
所述中心级终端，用于实时监控被采集的全局的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向台站级终端设备监控管理服务器发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向信息转发模块发送监控指令。
所述中心级终端连接有无线设备状态收集和转发模块，无线设备状态收集和转发模块通过无线网络与机动观探测设备连接的设备状态监控单元进行连接。
本发明的有益效果是：
(1)气象水文装备管理系统化与信息化
本发明可选取各种固定或机动气象观探测设备，如遥测气象仪和多种气象雷达系统为气象观探测设备实时监控系统的被监控对象，按装备管理系统化与信息化的要求，在不改变硬、软件的前提下，对地面气象遥测仪与雷达系统分别设计和加载设备状态提取和监控单元，实时收集遥测气象仪和雷达系统运行状态等关键信息，再借助于气象水文信息网络系统，实现对气象台站气象水文装备的实时监控与管理。该系统的研制改变了对基层台站装备管理和监控缺乏有效手段的现状，为今后进行气象水文装备管理系统化与信息化起到了示范作用。
(2)制定了气象水文装备实时监控系统的流程与规范
通过系统设计可实现装备管理与监控的自动化和网络化，为全局的网络化监测与管理提供基础。在本系统研制过程中将不同类别的数据传输接口转换为标准的网络接口，实现了数据接口的统一；定义了设备状态数据结构，实现了状态数据传输格式的统一；建立了多个装备共享使用的网络实时通信机制，实现了通信程序的统一。系统研制过程中提出的“三个统一”的规范要求可以作为未来气象水文装备实时监控系统的设计基础。
(3)提出了多种类型的观探测装备增设设备状态监控单元(硬件或软件)的方法和途径，为今后新装备的研制和老装备的改造提供依据。
由于现有的观探测设备大都没有设备状态输出接口，因此本发明根据地面遥测气象仪和主要的测风、测雨气象雷达以及卫星云图接收机等气象观探测设备的特点，开发了设备状态监控单元，实时输出设备的运行状态。开发针对网络环境的设备状态输出接口是整个系统功能实现的关键问题，是实现系统功能的基础。系统研制中采用的改造的方法为今后新装备的研制和老装备的改造提供依据。
(4)开发了专用的设备状态监控与管理中间件
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，根据本系统的研制要求，提出了实时库的统计算法以及多任务流的分布式执行算法，开发了具有自主知识产权的一个设备状态监控与管理中间件，该中间件集成了统计功能、通信功能及数据库操作等功能。使得中心级软件和台站级软件可以实现透明访问。该中间件具有普遍的适用性。
(5)设备状态数据库多功能服务与应用技术
由于本系统的数据库既有实时库又有准实时库，且对于各台站和中心的要求不同，在满足用户对实时库的要求的同时，必须同时满足准实时库的统计和及时传输。在设计系统数据库接口和界面时，采用了ADO.NET数据库接口技术，同时采用了数据缓存技术及多线程技术，使得读取数据和显示数据的速度大大加快。由于测雨雷达和多普勒雷达需要监测的设备部件较多，并且台站需要构建实时库和准实时库，在设计数据集结构时，解决了实时库和准实时库的相容结合问题，各设备的探测资料和部件状态资料的关联数据存储管理的冗余问题，重复资料的控制问题等。
(6)制定了适于气象观探测设备实时数据传输的应用层数据通信协议
由于台站的设备状态数据上传主要是通过VSAT数据卫星通信网络，信道质量和时延受环境的影响，服务质量不高。因此系统数据传输功能设计方法是在采用UDP协议的基础上，自定义了一套应用层的用户间传输确认通信机制，解决了基于不可靠信道的卫星通信网的设备状态数据传输问题。
为了保证对气象观探测设备的实时数据的准确、可靠传输，在台站设备端采集和台站通信服务器之间通信的过程中制定了基于可靠连接的TCP/IP之上的应用层数据通信协议，做到不丢失、不遗漏、不重复传输数据，保障了数据传输的连续性和可靠性。
(7)采用基于组件化的软件设计
在面向气象观探测设备实时状态数据采集与处理的过程中，如果气象观探测设备的类型发生变化，其状态数据信息也会相应发生改变，这样原来的实时状态数据的解析程序就无法进行正常工作。为了适应这一变化，传统的做法就是更新程序、重新编译软件、重新发布软件甚至需要重新安装部署软件，有时甚至带来新的异常，给软件维护带来极大不便。本系统采用组件化的软件设计方法，当设备的类型发生变化时，仅需要改进解析功能组件，在不改变整个程序的框架结构、安装部署等的情况下，更新替换掉原来的组件即可实现软件的升级，达到了软件的功能组件化、代码维护模块化的设计目标，方便了软件的维护、升级和改造，提高了系统的通用性、可扩展性及可维护性。
(8)通过开关量来表示设备各模块的工作状态，实现故障的准确定位，克服了设备维修时难以快速准确对目标故障模块维修的弊端，目前，设备维修时，多采用排除法挨个检测设备内部各个模块是否工作正常，费时费力，且容易发生误检，严重影响设备维护的效率和成本，通过本发明，可以快速准确得知设备内部各个模块的工作状态，在维修时对症下药；另外，通过统计各个设备的工作状态，可以有针对性地准备更换率较高的零部件和相应设备工具，对装备部件的生产、调运、存储实现全局化的统筹管理。
附图说明
图1是本发明的气象观探测设备实时监控系统的原理框图。
图2是本发明的气象观探测设备实时监控系统的实施例的原理框图。
图3是本发明的台站级终端的组成框图。
图4是本发明的气象观探测设备实时监控系统的软件原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
一种气象观探测设备实时监控方法，包括以下步骤：
在分布在各地气象台站的分散的气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；
通过与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，提取反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息；
建立各个分散的设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信；
将设备状态监控单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；
对气象观探测设备的状态信息数据进行解析和存储；
通过监控与管理分系统的台站级终端，实时监控被采集的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
建立信息汇集与转发分系统与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
信息汇集与转发分系统对本地设备状态数据库中的信息进行预处理后，提取可靠的气象观探测设备状态的特征量，并通过气象水文信息网络实时上报给中心级终端的监控与管理分系统；
通过中心级终端，实时监控全局的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向监控与管理分系统的台站级终端发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向气象观探测设备发送监控或配置指令。
所述建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信包括数据的读取、发起连接请求、数据的传输以及按照约定处理传输异常，通信方式为有线方式和/或无线方式。
建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信包括数据的读取、发起连接请求、数据的传输以及按照约定处理传输异常，通信方式为有线方式和/或无线方式。
所述数据的读取为按照统一定义的数据格式将气象观探测设备的状态信息数据存储为文本文件，按照通信程序中配置列表中的信息进行数据的读取，包括以下步骤：首先确定文件名、文件存放路径以及设定的时间间隔，然后结合文件偏移量打开文本文件，读出数据，记录下新的文件偏移量，修改配置信息列表中的偏移量信息；每天的文件内容读取完毕后，程序会自动删除当天的实时状态数据文件，并修改信息列表中的对应信息；
在传输完毕后，不进行文件的删除工作，在配置信息表中进行相应的修改，记录最后传输的文件名，通过记录最后传输的文件名称，识别已传输过的文件和未穿上传过的新文件；如果在传输的过程中发生异常，则记录下文件偏移量，然后按照偏移量重新上传未传送的数据；
解析程序主要用于设备实时状态数据的解析入库工作，数据库包括临时数据库和观探测信息数据库。
所述数据的传输包括气象观探测设备实时状态数据的传输，气象观探测设备实时状态数据的传输包括以下步骤：读出数据后，首先加载信息表中设备ID号码，用于对数据的识别；读取后，观探测终端通信程序向服务器发出连接请求，等待连接；获得服务器响应以后，建立连接，发送数据；在数据发送完毕后，终端设置计时时钟并等待服务的确认信息，如果超过时限未收到来自服务器的确认信息，则判断是否在传输数据过程中发生异常，如发生异常，终端将会将数据重新进行发送。
本发明的气象观探测设备实时监控方法，还包括：
在机动气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；通过与中心级终端连接的基于无线网络的设备状态收集和转发模块建立与机动观探测设备的状态监控单元间的无线通信；将提取的反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息传输至中心级终端进行解析、存储以及进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估。
对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估包括：
设备状态信息接收：实时接收气象观探测设备的状态信息，写入设备状态数据库；
设备状态显示：根据气象观探测设备类别，实时显示各设备的分布情况及实时运行状况；
设备状态查询：按照气象观探测设备类别、时间区段等要求，对被监控的设备状态进行查询、统计、生成报表和打印；
系统管理：包括数据库管理、系统安全管理和系统配置管理；
数据库管理对气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库进行管理，包括数据库表记录的增加、修改、删除、备份、导入、导出；
系统配置管理保障系统正常运行所必需的参数，如：数据库环境，时间调度策略、数据采集周期、数据上报周期、台站设备监控功能的开启与关闭；
故障诊断：根据收集的气象观探测设备状态信息，对设备故障进行报警。根据收集到的相关设备运行状态信息，判断设备的运行情况，提供故障报警服务；
统计考核评估：根据气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库，统计出观探测设备的开关机时间，累计工作时间，探测数据的数量、类型，全局或区域性装备的完好率等业务信息，按照一定的规则，对各单位装备运行状况进行考核和评估。
气象观探测设备状态信息包括以下步骤：
气象观探测设备包括地面气象遥测仪、气象雷达，通过与地面气象遥测仪对应连接的设备状态监控单元提取地面气象遥测仪的状态信息：
提取地面气象遥测仪电源模块的状态信息；
提取地面气象遥测仪传感器模块的温度、湿度、风向、风速、气压以及雨量传感器状态信息；
通过与气象雷达对应连接的设备状态监控单元提取气象雷达的状态信息：提取气象雷达电源模块、交压模块、发射模块、接收模块的状态信息；
地面气象遥测仪、气象雷达内部各个模块的状态信息包括模块正常工作信号“1”以及模块工作故障信号“0”，地面气象遥测仪和气象雷达等气象观探测设备的各自相应的各个模块如工作正常，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块正常工作信号“1”，各模块如工作不正常出现故障，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块工作故障信号“0”，“1”、“0”为开关量，通过开关量来表示设备各模块的工作状态，实现故障的准确定位，若地面气象遥测仪、气象雷达内部任一模块发出模块工作故障信号“0”，则认定地面气象遥测仪或气象雷达发生故障。
统计考核评估包括以下步骤：
根据地面气象遥测仪的两次相邻故障发生时间间隔统计地面气象遥测仪的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据地面气象遥测仪的开关机时间统计地面气象遥测仪的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于1天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于1天，小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于3天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的两次相邻故障发生时间间隔统计气象雷达的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的开关机时间统计气象雷达的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于3天，小于7天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于7天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格。
实施例二。
一种气象观探测设备实时监控系统，包括信息采集分系统、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统组成，信息采集分系统和信息汇集与转发分系统之间、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统之间均通过网络连接；
信息采集分系统包括：分别与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，每个设备监控单元包括设备状态提取单元，用于提取气象观探测设备的状态信息，还包括设备监控单元，用于将设备状态提取单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并接收监控与管理分系统发出的监控指令；
信息汇集与转发分系统包括：设备状态汇集与存储模块、信息转发模块；
设备状态汇集与存储模块包括：本地数据通信模块，用于建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；解析模块和数据库，用于对气象观探测设备的状态信息数据的解析和存储，数据库包括临时数据库和气象观探测设备的状态信息数据库；
信息转发模块，用于建立与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
监控与管理分系统包括台站级终端和中心级终端；台站级终端，用于实时监控被采集的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
中心级终端，用于实时监控被采集的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向台站级终端设备监控管理服务器发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向信息转发模块发送监控指令。
中心级终端连接有无线设备状态收集和转发模块，无线设备状态收集和转发模块通过无线网络连接与机动观探测设备连接的设备状态监控单元。
目前装备使用的地面气象遥测仪、测雨雷达以及测风雷达。上述这些设备均具备PC终端设备，是通用的计算机系统，但这些设备的系统软件没有专门提供设备运行状态信息的接口。因此针对地面气象遥测仪的特点，在不改变遥测仪硬、软件的前提下，开发一个设备状态监控单元实时收集气象遥测仪内六个要素的传感器工作状况等重要信息；气象雷达系统种类很多，选择多谱勒雷达作为研究对象，通过开发运行于雷达系统服务终端上的设备运行状况提取程序，收集设备的运行状态信息。随着气象水文网络系统建设的完成，为全局性的观探测设备的运行状况的网络监控提供了有效的平台。
根据地面气象遥测仪的特点，在不改变气象仪软硬件的前提下，开发设备状态信息提取单元，实时收集遥测仪内温度、湿度、风向、风速、气压和雨量六个传感器工作状况的关键信息。
对于地面气象遥测仪进行硬件改造，主要在预处理器和监控终端的传输线路上进行。RS-232的接口标准，允许最大的通信设备为两台，所以，在对数据进行分流导出时要考虑到：第一，分流数据线尽量保持在较短的长度，减少负载，以避免影响数据的准确性以及对原有设备正常工作的影响；第二，数据线引出后，另一台PC终端(即观探测终端计算机)的接口要符合RJ-45标准。第三、接入的观探测终端计算机应按照数据预处理器规定，对其进行波特率、通信端口、采样频率等进行设置。为了实现监控设备既能得到各传感器的测量信息和工作状态，又要不影响地面气象遥测仪的工作，可以采用旁路RS-232C信号并监听的方案。
以地面气象遥测仪为例说明，地面气象遥测仪的设备状态检测单元主要由地面气象遥测仪的数据采集器和串行口/网络口数据通信协议转换器组成，串行口/网络口数据通信协议转换器的第一串行端口R1连接地面气象遥测仪的数据采集器的数据发送端，数据采集器的T端口为其数据发送端，串行口/网络口数据通信协议转换器的第二串行端口R2连接地面气象遥测仪的数据采集器的数据接收端，数据采集器的R端口为其数据接收端，地面气象遥测仪的数据采集器的地线连接串行口/网络口数据通信协议转换器的地线接口，串行口/网络口数据通信协议转换器的网络端口通过RJ-45端口连接观探测终端。
串行口/网络口数据通信协议转换器为2口串口设备联网服务器。可选用Moxa公司生产的NPort5210型2口RS-232C串行口联网服务器。
观探测终端为计算机，串行口/网络口数据通信协议转换器的网络端口通过RJ-45端口连接计算机的网络端口，即计算机的以太网端口。地面气象遥测仪的数据采集器的数据发送端为RS-232接口。地面气象遥测仪的数据采集器的数据接收端为RS-232接口。地面气象遥测仪主要由四部分组成，外部传感器、数据采集器、数据预处理器、地面遥测监控终端计算机。地面气象遥测仪可为上海市气象科学研究所和江苏省无线电科学研究所研制的ZQZ-CII型地面气象遥测仪。
NPort5210是Moxa公司生产的2口RS-232C串行口联网服务器，信号端口提供15KV静电放电(ESD)保护；工作电源12V～30V；以太网可10/100Mbps自适应工作，并具有1.5KV电磁隔离。Moxa公司还提供了PC机的虚拟串行口驱动程序，使用户在PC机上只要用COM口的工作软件即可，而不必专门编写网络程序(尤其适合于已经完善的使用COM口控制程序)。
对于气象雷达、卫星云图接收机等气象观探测设备可以通过现有的或者特别研制的设备状态检测单元、检测模块来提取其设备状态信息。
对多普勒雷达需要提取38种状态信息是：雷达状态的遥控、准加高压、低压、高压、时指示，发射系统的+24V、-12V、+12V、PLC、门开关、触发脉冲、高压过流、调制脉冲、注电流、体电流、钛泵电流、灯丝电压、冷却、励磁故障，接收系统的+12V、-12V、+5V、+15V、场放电流、频综故障、频综电流、线性检波、对数检波，伺服和天线系统的激磁110V、+24V、方位+90V、方位-90V、方位过流、仰角+90V、仰角-90V、仰角-2度、仰角90度、仰角过流。
测风雷达放球软件利用计算机的串行口(RS-232)接收雷达和探空解码器送来的球坐标数据和温、压、湿数据，并将其保存为数据文件，放球软件同时记录雷达的工作状态，并以每分钟的频度将雷达状态数据写入状态文件用于雷达的监测。
对测雨雷达需要提取24种状态信息是：放电管电流，本振电压指示，信号晶流，AFC晶流，前中检测电平，对中检测电平，场放电流，高压指示，磁流指示、天控+12V指示、监控-12V指示、接收30V指示、400Hz激励源指示、发射+15V指示、～220V电压检测信号、延时信号检测、天控交流电源检测、方位驱动电源检测、俯仰驱动电源检测、天控励磁电源检测、收发电源检测、发射故障检测、高压状态检测及同步脉冲频率。
气象观探测设备故障诊断信息参见表1：
表1.气象观探测设备故障诊断信息表
单位装备运行状况统计考核评估规则参见表2：
表2.单位装备运行状况统计考核评估规则表
信息汇集与转发分系统主要由观探测设备状态的汇集与存储模块和信息转发模块组成。该分系统信息汇集与存储模块包括：本地数据通信模块，包含观探测设备终端与台站服务器间的通信程序，主要完成各个观探测终端数据的汇集工作；解析模块和数据库，包含解析程序，主要完成对观探测数据的解析和存储工作，数据库包括临时数据库和观探测信息数据库。信息转发模块包括：台站服务器与中心级系统总控服务器间的通信程序，可借助于气象水文信息网络系统。
观探测终端通信程序主要完成观探测设备与台站服务器之间的数据通信，包括数据的读取、发起连接请求、数据的传输、以及按照约定处理传输异常等。
①终端通信程序系统配置数据表。终端通信程序系统配置表用于存储观探测终端通信的具体信息。在安装观探测终端通信程序时，配置列表会按照初始值进行自动配置。配置列表部分信息可以进行手动设置和改动(但是在程序运行时无法进行改动)，每次程序运行时会自动加载配置列表信息，根据信息进行文件的读取与建立通信等操作。
②数据的读取
设备实时状态数据的读取：在前期数据采集工作中，已经完成设备实时状态参数的采集，并且按照统一定义的数据格式将数据存储为文本文件。在此基础上，通信程序按照配置列表中的信息进行数据的读取。首先确定文件名、文件存放路径以及设定的时间间隔，然后结合文件偏移量打开文本文件，读出数据，记录下新的文件偏移量，修改配置信息列表中的偏移量信息。每天的文件内容读取完毕后，程序会自动删除当天的实时状态数据文件，并修改信息列表中的对应信息。
③数据的传输
设备实时状态数据的传输：读出数据后，为便于服务器识别数据来源，首先应该加载信息表中设备ID号码，用于服务器对数据的识别。读取后，观探测终端通信程序向服务器发出连接请求，等待连接。获得服务器响应以后，建立连接，发送数据。在数据发送完毕后，终端设置计时时钟并等待服务的确认信息，如果超过时限未收到来自服务器的确认信息，则有可能在传输数据过程中发生异常，终端将会将数据重新进行发送。
气象观探测数据(主要是雷达探测图像资料)的传输：按照配置信息指定的服务器IP地址和TCP通信端口，终端通信程序首先与服务器建立控制连接，随后建立数据连接，选择默认的文件类型(文件式结构)和默认传输方式(流方式)对文件进行上传。在打开文件传输文件数据之前，首先需要加载上设备ID号码，然后再进行文件数据的传输。在顺利完成数据的上传后，关闭连接。在传输完毕后，不进行文件的删除工作，在配置信息表中进行相应的修改，记录最后传输的文件名(由于气象产品的文件命名时，都加有时间标识，通过记录最后传输的文件名称，便可以识别已传输过的文件和未穿上传过的新文件)。如果在传输的过程中发生异常，则记录下文件偏移量，然后按照偏移量重新上传未传送的数据。解析程序主要用于设备实时状态数据的解析入库工作，数据库包括临时数据库和观探测信息数据库。
①临时数据库。
临时数据库中存放了所有来自设备终端的实时状态数据。数据库中共有三个主要字段，DEV_ID用于标识实时状态数据的来源；MESSAGE用于记录实时状态数据的具体内容；FLAG用于标识某条实时状态数据在解析存入观探测信息数据过程中的处理情况，0标识未经过解析入库处理，2标识解析入库处理工作正常完成，2标识在解析入库过程中发生异常，数据没有正常存入数据库。
②观探测信息数据库。
观探测信息数据库用于存储和管理经过解析后的观探测设备实时状态数据。不同的设备对应不同的表，每个设备的数据都存入属于自己的对应表格中。设备编号由国家气象中心进行统一编配，主要结构为“省+市+县+保留字段+台站”，通过设备编号可以知道设备的型号以及其所属的具体部门和单位；上传日期和上传时间用于表示本条设备状态数据的获得时间，表示在该时刻的设备具体运行状态；设备类别编号表示设备的类型；要素类型编号表示状态数据的类别(比如在气象雷达数据表中，01表示雷达放电电流)；设备状态表示设备是否正常工作(0表示不正常，1表示正常，NULL表示缺省)；要素值表示该状态数据的数值；数据来源表示数据获得的方式(0表示自动上传，1表示人工上传，2-表示融合得到的数据)。
③数据的解析入库。
台站服务器通信程序接收设备实时状态数据，将数据交付解析程序进行处理。数据解析程序根据数据前加载的设备ID信息，确认数据来源，然后按照定义的数据格式(日期时间：参数1的状态(空1格)参数1的当前值，参数2的状态(空1格)参数2的当前值，……参数n的状态(空1格)参数n的当前值)将数据中的状态参数值分离开，存储到观探测信息数据库对应设备的数据表中，并对解析入库的处理结果进行标识(0标识未经过解析入库处理，2标识解析入库处理工作正常完成，2标识在解析入库过程中发生异常，数据没有正常存入数据库)，然后再将数据和标识存储到临时数据库中。解析程序启动后台线程，以标识(FLAG)作为过滤器，对临时数据库中的各数据项进行检测，检测到0和2标识时，对该数据项进行重新解析入库，然后更新临时数据库中的标识位。通过这一机制完成对数据的解析入库工作，保证数据的正确存储，防止遗漏和错误的产生。(2)信息转发模块
台站服务器通信程序主要完成台站服务器与中心总控服务器之间的数据通信，包括接收来自观探测终端的连接请求、建立连接、接收数据、上传数据等工作。
①台站服务器通信程序系统配置数据表。台站服务器通信程序系统配置表用于存储台站服务器通信的具体信息。
在安装台站服务器通信程序时，配置列表会按照初始值进行自动配置。配置列表部分信息可以进行手动设置和改动(但是在程序运行时无法进行改动)，每次程序运行时会自动加载配置列表信息，根据信息进行文件的读取与建立通信等操作。
②数据的接收
台站服务器在启动后首先加载配置信息表，然后开始监听通信端口，端口包括用于传输实时状态数据的通信端口和用于传输气象产品数据的端口。采用多线程实现，两个端口的监听工作同时进行。
台站服务器通信程序在接收数据同时，仍然继续监听端口，以响应在接收数据过程中，来自其他观探测设备的连接请求。收到数据后，对数据进行解密，获得原始数据后，对数据进行处理。实时状态数据和气象产品数据处理程序有所区别。在收到实时状态数据后，交付解析程序进行解析入库；在收到气象产品数据后，根据数据中的设备ID号判断数据来源，然后按照不同设备进行分类，将数据按照指定的路径和文件命名方法进行存储，保存为数据原来的文件类型。
总控服务器通信程序主要完成以下工作：接收数据、下发指令及指导建议等工作。
信息转发模块对本地设备状态数据库中的信息进行预处理后，提取可靠的设备状态的特征量，并通过气象水文信息网络实时上报给中心的监控与管理分系统。上报周期一般为10分钟，根据任务需要，可以将周期缩短为5分钟。
监控与管理分系统分为中心级终端和台站级终端两部分。可实时监控设备状态，对设备进行故障分析与管理，对全局或台站的装备运行维护进行考核、评估。该分系统可以利用台站和中心的两级状态数据库主动侦测最新的全部或部分类型装备运行的最新情况；通过对设备故障状态和态势的分析，向台站设备监控管理服务器发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，提高设备运行的可靠性和完好率。
监控与管理分系统的中心级终端可以设置台站设备监控管理服务器中信息汇集与转发分系统的工作方式，控制上报数据的周期和类型。在网络信道资源不足或特殊任务需要时可有计划关闭某些台站的状态信息上报功能，确保重要方向或区域的设备状态信息的上报。
随着气象水文装备的发展，将有越来越多的新型装备投入业务使用，通过开发基于气象装备，如：地面气象遥测仪和主要的测风、测雨气象雷达以及卫星云图接收机等装备的运行状态提取服务程序(软件)和设备状态监控单元(软、硬件)，为其他装备的研制和改造提供示范，实现全部观探测设备的网络化监控。系统的研制可以实时收集观探测装备的运行状态信息，通过有线或无线的通信手段将信息汇集到台站级的网络管理服务器中后，再通过气象水文网络系统实时上报到业务部门，实现对全局或区域性的观探测装备运行状况的实时监控和管理，提高装备管理的效率，为装备的运行和管理提供新的手段。
本发明的气象观探测设备实时监控系统的主要战术技术指标：
(1)能够实现对地面气象遥测仪和测雨雷达、测风雷达、多普勒雷达以及气象卫星云图接收机的状态信息实时监控；
(2)本地观探测设备状态信息提取时间周期为小于1分钟；基于气象水文信息网络系统，收集一次全局装备状态时间为小于10分钟；
(3)收集设备状态信息的准确率＞90％；
(4)系统能在气象水文信息网络系统环境下安全可靠的运行，MTBF＞2000小时；
(5)全局的设备状态数据库能保存最近五年内的数据，数据量＞200G。
本发明的关键技术有：
1、观探测设备状态和数据信息的采集技术
针对观探测设备的特点通过硬件设计的方法，在不改变其功能的情况下，利用标准的网络接口旁路输出系统状态。对测风雷达、测雨雷达、多普勒雷达和卫星云图接收机采用不同的方法，增加状态输出功能接口，实现状态输出功能。
2、专用的设备状态监控与管理中间件
中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务，根据系统研制要求，提出了实时库转准实时库的统计算法以及多任务流的分布式执行算法，开发了具有自主知识产权的一个设备状态监控与管理中间件，该中间件集成了统计功能、通信功能及数据库操作等功能。使得中心级终端软件和台站级终端软件可以实现透明访问。该中间件具有普遍的适用性。
3、设备状态数据库多功能服务与应用技术
由于本系统的数据库设计既有实时库又有准实时库，且台站和中心的要求不同，在满足用户对实时库的要求的同时，必须同时满足准实时库的统计和及时传输。在设计系统数据库接口和界面时，采用了ADO.NET数据库接口技术，同时采用了数据缓存技术及多线程技术，使得读取数据和显示数据的速度大大加快。由于测雨雷达和多普勒雷达需要监测的设备部件较多，并且台站需要构建实时库和准实时库，在设计数据集结构时，解决了实时库和准实时库的相容结合问题，各设备的探测资料和部件状态资料的关联数据存储管理的冗余问题，重复资料的控制问题等。
4、适于气象观探测设备实时数据传输的应用层数据通信协议
由于台站的设备状态数据上传主要是通过VSAT数据卫星通信网络，信道质量和时延受环境的影响，服务质量不高。因此系统数据传输功能设计方法是在采用UDP协议的基础上，自定义了一套应用层的用户间传输确认通信机制，解决了基于不可靠信道的卫星通信网的设备状态数据传输问题。
为了保证对气象观探测设备的实时数据的准确、可靠传输，在台站设备端采集和台站通信服务器之间通信的过程中制定了基于可靠连接的TCP/IP之上的应用层数据通信协议，做到不丢失、不遗漏、不重复传输数据，保障了数据传输的连续性和可靠性。
5、高效友好的设备监控管理人机交互接口
在界面设计上，融合了GIS地理信息系统组件技术和通用的监控系统组态软件技术，界面直观明了。
软件设计采用了工业级的稳定可靠的软件组件、源代码和软件开发平台，整个应用软件的实现主要基于.Net平台，采用了三层Client/Server模式，提高程序的吞吐量和并行运算能力，增强了系统整体的性能和灵活性。系统众多功能是由.Net FrameWork实现的，主程序仅有几兆左右，方便部署，对安装环境要求很低。由于系统代码和组件是由CLR进行解释运行的，因此不需要在Windows系统中嵌入任何内容，这与采用COM、DCOM、ActiveX等技术不同，
6、基于组件化的软件设计
在面向气象观探测设备实时状态数据采集与处理的过程中，如果气象观探测设备的类型发生变化，其状态数据信息也会相应发生改变，这样原来的实时状态数据的解析程序就无法进行正常工作。为了适应这一变化，传统的做法就是更新程序、重新编译软件、重新发布软件甚至需要重新安装部署软件，有时甚至带来新的异常，给软件维护带来极大不便。本系统采用组件化的软件设计方法，当设备的类型发生变化时，仅需要改进解析功能组件，在不改变整个程序的框架结构、安装部署等的情况下，更新替换掉原来的组件即可实现软件的升级，达到了软件的功能组件化、代码维护模块化的设计目标，方便了软件的维护、升级和改造，提高了系统的通用性、可扩展性及可维护性。
本发明把观探测装备纳入气象水文信息网络系统的管理之中，不仅可以实现观探测系统数据规范化的实时快速自动上报，提高上报数据的可靠性和实时性，而且还可以通过气象水文网络系统对观探测设备的运行状态进行有效监控，为气象业务部门进行全局的装备运行管理提供有效的手段，提高装备管理的效率，为装备运行管理和决策提供技术支持。
实现观探测设备与气象水文信息网络系统的互连，不仅可以延伸气象水文信息网络系统的有效覆盖，提高气象水文信息采集的质量与效率，同时还可以有效管理各个观探测设备。可根据不同任务的要求，可以全局或区域性地管理所属的观探测设备，对部分观探测设备还可以通过网络进行全局的外部参数配置和计量设定，尽可能地减少人工干预，实现观探测系统的数据传输和管理的自动化。系统的研究与实现将增强对全局性的重要的观探测装备的监控。
Claims (10)
1.一种气象观探测设备实时监控方法，其特征在于包括以下步骤：
在分布在各地气象台站的分散的气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；
通过与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，提取反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息；
建立各个分散的设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信；
将设备状态监控单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；
对气象观探测设备的状态信息数据进行解析和存储；
通过监控与管理分系统的台站级终端，实时监控被采集的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
建立信息汇集与转发分系统与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
信息汇集与转发分系统对气象观探测设备的状态信息进行预处理后，提取可靠的气象观探测设备状态的特征量，并通过气象水文信息网络实时上报给监控与管理分系统的中心级终端；
通过中心级终端，实时监控全局的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向监控与管理分系统的台站级终端发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向气象观探测设备发送监控或配置指令。
2.根据权利要求1所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信包括数据的读取、发起连接请求、数据的传输以及按照约定处理传输异常，通信方式为有线方式和/或无线方式。
3.根据权利要求2所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述数据的读取为按照统一定义的数据格式将气象观探测设备的状态信息数据存储为文本文件，按照通信程序中配置列表中的信息进行数据的读取，包括以下步骤：首先确定文件名、文件存放路径以及设定的时间间隔，然后结合文件偏移量打开文本文件，读出数据，记录下新的文件偏移量，修改配置信息列表中的偏移量信息；每天的文件内容读取完毕后，程序会自动删除当天的实时状态数据文件，并修改信息列表中的对应信息；
在传输完毕后，不进行文件的删除工作，在配置信息表中进行相应的修改，记录最后传输的文件名，通过记录最后传输的文件名称，识别已传输过的文件和未穿上传过的新文件；如果在传输的过程中发生异常，则记录下文件偏移量，然后按照偏移量重新上传未传送的数据；
解析程序主要用于设备实时状态数据的解析入库工作，数据库包括临时数据库和观探测信息数据库。
4.根据权利要求2所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述数据的传输包括气象观探测设备实时状态数据的传输，气象观探测设备实时状态数据的传输包括以下步骤：读出数据后，首先加载信息表中设备ID号码，用于对数据的识别；读取后，观探测终端通信程序向服务器发出连接请求，等待连接；获得服务器响应以后，建立连接，发送数据；在数据发送完毕后，终端设置计时时钟并等待服务的确认信息，如果超过时限未收到来自服务器的确认信息，则判断是否在传输数据过程中发生异常，如发生异常，终端将会将数据重新进行发送。
5.根据权利要求1所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于还包括：
在机动气象观探测设备上安装与其分别对应的设备状态监测单元；通过与中心级终端连接的基于无线网络的设备状态收集和转发模块建立与机动观探测设备的状态监控单元间的无线通信；将提取的反应设备是否工作正常的气象观探测设备的状态信息传输至中心级终端进行解析、存储以及进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估。
6.根据权利要求1或5所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估包括：
设备状态信息接收：实时接收气象观探测设备的状态信息，写入设备状态数据库；
设备状态显示：根据气象观探测设备类别，实时显示各设备的分布情况及实时运行状况；
设备状态查询：按照气象观探测设备类别、时间区段等要求，对被监控的设备状态进行查询、统计、生成报表和打印；
系统管理：包括数据库管理、系统安全管理和系统配置管理；
数据库管理对气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库进行管理，包括数据库表记录的增加、修改、删除、备份、导入、导出；
系统配置管理保障系统正常运行所必需的参数，即：数据库环境，时间调度策略、数据采集周期、数据上报周期、台站设备监控功能的开启与关闭；
故障诊断：根据收集的气象观探测设备状态信息，对设备故障进行报警，根据收集到的相关设备运行状态信息，判断设备的运行情况，提供故障报警服务；
统计考核评估：根据气象观探测设备管理信息数据库和观探测设备状态数据库，统计出观探测设备的开关机时间，累计工作时间，探测数据的数量、类型，全局或区域性装备的完好率等业务信息，按照一定的规则，对各单位装备运行状况进行考核和评估。
7.根据权利要求6所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述气象观探测设备状态信息包括以下信息：
气象观探测设备包括地面气象遥测仪、气象雷达，通过与地面气象遥测仪对应连接的设备状态监控单元提取地面气象遥测仪的状态信息：
提取地面气象遥测仪电源模块的状态信息；
提取地面气象遥测仪传感器模块的温度、湿度、风向、风速、气压以及雨量传感器状态信息；
通过与气象雷达对应连接的设备状态监控单元提取气象雷达的状态信息：
提取气象雷达电源模块、交压模块、发射模块、接收模块的状态信息；
地面气象遥测仪、气象雷达内部各个模块的状态信息包括模块正常工作信号“1”以及模块工作故障信号“0”，地面气象遥测仪和气象雷达等气象观探测设备的各自相应的各个模块如工作正常，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块正常工作信号“1”，各模块如工作不正常出现故障，则地面气象遥测仪和气象雷达内部发出模块工作故障信号“0”，“1”、“0”为开关量，通过开关量来表示设备各模块的工作状态，实现故障的准确定位，若地面气象遥测仪、气象雷达内部任一模块发出模块工作故障信号“0”，则认定地面气象遥测仪或气象雷达发生故障。
8.根据权利要求6所述的气象观探测设备实时监控方法，其特征在于所述统计考核评估包括以下步骤：
根据地面气象遥测仪的两次相邻故障发生时间间隔统计地面气象遥测仪的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于3个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据地面气象遥测仪的开关机时间统计地面气象遥测仪的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于1天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于1天，小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于3天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的两次相邻故障发生时间间隔统计气象雷达的平均无故障工作时间：
若平均无故障工作时间大于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为优秀；
若平均无故障工作时间大于等于1个月，小于等于2个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为良好；
若平均无故障工作时间小于1个月，则平均无故障工作时间的考核评估等级为不合格；
根据气象雷达的开关机时间统计气象雷达的平均修复时间并进行考核评估：
若平均修复时间小于3天，则平均修复时间的考核评估等级为优秀；
若平均修复时间大于3天，小于7天，则平均修复时间的考核评估等级为良好；
若平均修复时间大于7天，则平均修复时间的考核评估等级为不合格。
9.一种气象观探测设备实时监控系统，其特征是包括信息采集分系统、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统组成，信息采集分系统和信息汇集与转发分系统之间、信息汇集与转发分系统和监控与管理分系统之间均通过网络连接；
所述信息采集分系统包括：分别与不同气象观探测设备对应的多个设备状态监控单元，每个设备监控单元包括设备状态提取模块，用于提取气象观探测设备的状态信息，还包括设备监控模块，用于将设备状态提取单元提取的气象观探测设备的状态信息发送至信息汇集与转发分系统，并接收监控与管理分系统发出的监控指令；
所述信息汇集与转发分系统包括：设备状态汇集与存储模块、信息转发模块；
所述设备状态汇集与存储模块包括：本地数据通信模块，用于建立设备监控单元与信息汇集与转发分系统间的通信并完成各个设备状态监控单元数据的汇集；解析模块和数据库，用于对气象观探测设备的状态信息数据的解析和存储，数据库包括临时数据库和气象观探测设备的状态信息数据库；
所述信息转发模块，用于建立与监控与管理分系统的中心级终端之间的数据通信，并转发来自中心级终端的监控指令；
所述监控与管理分系统包括台站级终端和中心级终端；所述台站级终端，用于实时监控被采集的台站的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估；
所述中心级终端，用于实时监控被采集的全局的气象观探测设备的状态信息，对气象观探测设备进行故障分析、维护、管理以及对设备维护人员和设备状态进行考核评估，通过对设备故障状态和态势的分析，向台站级终端设备监控管理服务器发布有针对性的故障报告和设备维护技术指导，并向信息转发模块发送监控指令。
10.根据权利要求9所述的气象观探测设备实时监控系统，其特征在于所述中心级终端连接有无线设备状态收集和转发模块，无线设备状态收集和转发模块通过无线网络与机动观探测设备连接的设备状态监控单元进行连接。
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