从电传到信息化智能化气象通信系统之变

首页

2018-10-27

  中国气象报记者刘钊  如果将气象事业比作人体,那么数据就是身体中流淌的血液,而通信系统则是遍布四肢百骸的血管。 收集、分发、交换……为了满足业务、服务与科研的需要,气象数据每时每刻都处在高速流动中;而改革开放40年来,气象工作者追求更先进通信技术的努力,也从未停止。   从电码响起到网络落地:气象通信一直在加速  “嘀——嘀嘀……”摩尔斯电码的声音,如今人们也许只能在谍战剧中听到了。

但直到20世纪60年代中期,它还是我国气象通信的主要方式。 在那个年代,我国气象资料的收集依靠人工手抄各地气象摩尔斯电码来完成,资料的分发也依靠无线电摩尔斯广播。   这样的通信方式,依赖于无线电短波传输。 短波会受到各种干扰,声音比较容易“忽大忽小”。

而摩尔斯电码无线通信和广播同样如此,天气、环境、距离,都会让通信质量受到直接影响。   在这样的背景下,1956年10月,北京与沈阳之间开通了我国第一条气象专用的有线长途电传电路。

几年内,国内气象干线电传网初步建成,基层台站也用上了电传通信。 此后,无线传真技术逐步应用,到20世纪80年代中期,基层气象台站可直接接收中央气象台播发的传真天气图和指导产品。   伴随着改革开放的脚步,1980年,计算机的身影出现在气象通信领域。 那一年,北京气象通信枢纽工程建成并正式投入业务运行,首次实现我国气象信息收集、传输和交换的自动化,并一跃成为世界天气监测网中技术水平领先的气象通信枢纽之一。

此后,1987年3月立项、1991年投入运行的“873工程”,则实现了计算机系统和网络设备的更新换代。   “金气工程”来了:通信革新带来预报革命  气象网络通信建成之初,虽然数据传输速度有很大提升,但缺乏整体设计,从国家级到省级、地市级乃至县级,各级各地都分别建设硬件、软件,数据如何传输、系统如何配置要靠“自己想办法”。

由于通信环境受限,数据传输种类相对有限、难以标准化、不易保证完整性等问题也逐渐显现。

  为了解决这些问题,气象部门准备建立一个有着完整顶层设计的通信网络,真正打通全国各级气象部门数据传输的“经络”。

  1992年10月,气象卫星综合应用业务系统获批立项,这就是著名的“9210工程”。 该工程于1993年开工建设,1999年投入业务运行。 这是我国气象现代化建设中前所未有的大型气象通信网络工程,创建了由一个国家级主站、6个区域级站、25个省级站、300多个地市级站、2000多个县级站组成,空中与地面相结合、专网与公网相结合,以卫星通信为主、地面通信为辅,以专网为主、公网为辅,覆盖全国、集中控制、分级管理的五级气象信息网络系统。   这张精密设计的通信大网,解决了长期制约我国气象事业发展的通信瓶颈问题。

气象通信能力得到了明显增强,通信速率大大提升,省、地市两级气象台站从主站接收的信息量为过去的20至30倍,地面天气图、高空天气图和国外数值预报产品的传输时效,分别提前了1小时、3小时和2至3小时。

  标准化,是“9210工程”的重要标签。

它实现了一系列统一:全国气象通信网络的拓扑结构、网络平台和网络协议得到统一,数据库系统、主要业务应用软件、各级气象台站的数据处理平台也随之统一。

这是如同“书同文、车同轨”一般的重大改革。

以它为依托,我国气象事业完成天气预报从传统手工作业向人机交互式自动作业的根本性转变,建立了崭新预报服务业务流程。

  研发雷达数据随测随传技术:在与时俱进中不断发展  与时俱进,始终是气象通信的主旋律。

随着CIMISS建立了国省统一的数据环境,以及观测、预报等业务的快速发展,气象通信迎来了新挑战,新一轮气象通信技术升级也已在路上。   传统的数据传送方式,就像用微信发文件,每次观测发送一个文件。 在几小时或每小时进行一次观测的年代,收发“文件”尚可满足时效要求,但在观测频率已经达到分钟级的今天,单一的“文件”收发方式不仅会给通信系统带来巨大负担,而且远远无法满足需求。

目前即将在全国投入业务运行的新一代气象通信系统,应用了数据流传输和消息队列等技术,可以做到在进行观测的同时将观测数据实时传送到省级、国家级,把“传文件”转化为“发消息”,极大提高数据传输能力和效率。   这样的技术,还能将雷达观测近乎实时地送抵预报员的案头。

多普勒天气雷达以往要在每6分钟一次体扫结束后才能进行数据传输,对常用于强对流天气监测预警的雷达数据来说,这个“延时”可不短。

数据流技术的应用,使雷达观测数据可以在体扫的同时传输,即使预报员远在千里之外,也能近乎实时地获取雷达观测数据。

  在这个智慧气象逐渐走近我们的生活、大数据越来越普遍的时代,气象通信系统所承载的业务发展血液也在高速流动。

(本文专家顾问:国家气象信息中心总工程师李湘)  (来源:《中国气象报》2018年10月26日一版责任编辑:张林)。