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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，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。
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，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
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。
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WebService模式进行数据交互。（4）设计信息查询、统计、分析和信息功能模块，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。
作者：方海涛 钱毅 窦炜明 单位：安徽省大气探测技术保障中心
