一种基于电网GIS的专业气象服务应用平台的制作方法

本发明涉及电力系统的气象应用领域，具体涉及一种基于电网GIS的专业气象服务应用平台。

背景技术：

近年来，各类自然灾害日益增多，严重影响到电网安全稳定运行，电力公司各部门及业务信息系统对气象数据应用也越来越迫切。由于气象数据种类多、结构复杂、专业性强，各专业系统所需气象数据种类繁多、格式复杂，对气象专业数据本身的准确性、及时性、一致性、可追溯性要求标准不同，且各专业系统升级频繁，因此原始气象数据不能直接提供给GIS平台或者各专业系统直接使用，必须经过数据预处理，按照统一的获取标准与协议进行统一管理，待数据合格率达标确认、定制部署后方可使用。并且，由于气象数据量非常庞大，以实时气象数据为例，以每10分钟进行一条实时数据条目更新计算，全省1596多个气象监测站，每日仅实时气象数据达到23万条，为保证气象数据的处理效率，需要提供一整套的气象数据服务作为气象数据提供服务的前置服务，对各系统所需的气象数据进行获取前的预处理。目前电力公司各部门、各业务系统对气象数据应用相对薄弱，气象数据应用模式陈旧，数据及时性较低，稳定性差，缺少专业科学有效的技术保障手段，因此提高电网专业气象服务综合利用效率，加强有针对性的专业化气象服务能力成为电力系统急需改善的问题。

技术实现要素：

为达到上述目的，本发明提出一种基于电网GIS的专业气象服务应用平台，其特征在于，平台包括数据采集与转换模块、数据存储模块、专业服务添加模块、专业服务模块和页面展示模块，其中，

数据采集与转换模块，用于通过预定义接口收集不同气象系统提供的原始气象数据，并将所述原始气象数据进行处理，按照统一的格式存储于数据存储模块中；

专业服务管理模块，用于根据平台用户的气象专业数据需求向专业服务模块中添加子模块、对现有专业服务模块中的子模块的功能进行升级以及对专业服务模块使用权限的管理；

专业服务模块，提取数据存储模块中的气象数据，并针对各业务系统需求向具有使用权限的用户提供定制的气象服务；

界面展示模块，负责将运行信息进行相关的功能展示，维护人员可查看当前各业务的运行情况，并可对现有气象数据进行定制化的数据统计展示处理，方便维护人员及时发现问题，调整响应策略，有效保证数据质量的完整性与正确性。

其特征在于所述专业服务模块包括，

专业气象数据信息应用定制服务子模块，提供电力专业气象数据信息应用服务，包括：气象实时监测数据服务(包括风、温度、湿度、降水、能见度、气压、雪深)、和/或气象预报数据服务(短期预报、中期预报、七天预报、短期临近预报、24小时预报等)、和/或气象预警数据服务(森林火险预警、台风预警、地质灾害预警等)、和/或历史气象数据服务(历史数据统计、分析、对比)；

调控中心D5000系统专业气象数据服务子模块,用于气象监测点信息整理，整理校准气象站坐标信息，海拔高度以及行政区域划分名称、监测站名称整理，统一监测站点命名规则；；对所需卫星云图各类图片整理，并按照不同气象卫星的观测级别、图片分辨率、观测时间、图片命名进行分类整理；对历史气象数据和未来24小时逐小时预报数据进行分析研究，合理安排电网运行及机组开机方式；为分析风电、光伏、水电等新能源对电网的影响提供气象数据支持，制定科学、合理的电网运行方式和控制策略；在应对各种气象灾害时，及时发布气象预警信息，制定电网安全控制策略和事故处理预案；

大数据分析服务子模块，用于实时监测类数据按照电科院数据要求进行相应的描述转化，天气预报类数据提取预报文本转化为电科院所需格式的文字描述，提取地质灾害文本描述文件，对文本内容进行人工解析，提取出发布时间、地质灾害预警等级、发生空间信息等内容，并按照电科院要求进行数据发布；提取气象局发布的XML文本，根据字段命名与解析规范提取出各个县的火险等级，发布时间信息；一年内按照月度、天为单位对落雷点数量进行统计，并区分雷击的正负与电荷量；对台风数据中的台风中心经纬度、10级风圈半径、7级风圈半径、中心移动速度，预计可能的未来移动的几个方向等关键字段进行分析确认，并描述出未来可能影响的行政区域范围，以及到达重要变电站等电网设施的预计到达时间；按照云图分辨率，云图类型以及拍摄时间点进行查询，并形成给定PNG格式文件；

大屏展示服务子模块，用于根据展示要求，查询最新的气象实时信息并对其中的要素进行大屏展示前的数据解析；查询地区的森林火险等级，并提出相关预防措施；对近期发布的地域化天气预报进行获取，提取出重点防范部分，按照大屏展示要求进行分类汇总。

其特征在于所述专业服务模块还包括，

智能配网运行监控子模块，用于实时气象信息(包含6类气象要素、当日天气预报信息)，为电网检修计划的制定提供精准、专业气象预报，规避恶劣天气；

电网负荷预测及可视化展示子模块，用于省市县三级常规天气预报、气温查询及分析、雨量查询及分析、灾害性气象预警、卫星云图查询及分析、天气雷达、台风路径查询及分析；

气象专业数据监控，用于对实时气象、七天逐12小时、短时临近预报、中期预报、旬预报、重要天气预报、森林火险、卫星云图、雷达图、气象预警、台风等共计14类气象数据进行监控服务，对气象数据有效率、数据延迟、数据中断进行统计分析处理。

其特征在于，所述不同气象系统提供的原始气象数据，包括不同类型原始气象数据，至少包括文字描述,和/或XML,和/或图片字节流。

本发明对气象数据进行质量、应用内容监控、追溯，以备气象部门定期核查，可以为专业气象数据基础保障，针对各个业务部门，提供专业的气象数据展示，提供更好的应用扩展支撑。

对现有业务进行有效控制，比如控制是否响应相关专业气象数据信息应用系统数据请求，响应哪些业务数据请求等，并提供必要的数据统计业务支持，可提供对一定时间范围内的响应数据提供统计、整理、分类等。

发明采用模块化设计和面向对象的思想，能够根据业务扩展的需要，做到在不影响原有业务的情况下，灵活的增加或修改功能模块，使系统具有良好的功能扩展性；另一方面，当系统的当前配置不能满足功能实现的需要或系统的整体性能下降时，扩展性可通过调整硬件配置或增加服务器，实现系统的平滑升级，使系统的整体性能得到扩展。系统能够根据用户量和功能实现的需要进行设备选型和灵活配置，使系统资源得到充分地利用。

发明采用基于J2EE的多层应用体系结构，关系数据库设计方法，模块化的程序体系设计，保证系统设计的科学性、严密性和灵活性。系统提供良好的接口环境，保证同构和异构环境下的多种数据通讯，能够灵活地接入各种具有不同软、硬件环境的外围系统，提高系统与其它系统的互联能力，使系统具有很强的接入能力。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于电网GIS的专业气象服务应用平台的气象数据采集与数据处理实施框图；

图2是本发明提供的一种基于电网GIS的专业气象服务应用平台的具体实施框图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本申请中平台对气象数据的采集及处理过程。在采集与处理过程中若出现异常，将会产生异常告警，方便维护人员及时维护。

如图2所述，平台包括数据采集与转换模块、数据存储模块、专业服务添加模块、专业服务模块和页面展示模块，其中，

数据采集与转换模块，用于通过预定义接口收集不同气象系统提供的原始气象数据，并将所述原始气象数据进行处理，按照统一的格式存储于数据存储模块中；数据采集与转换模块保障了平台对不同类型气象数据获取(文字描述、XML、图片字节流等)；数据存储模块存储的气象数据用于保障平台下气象数据不同维度下的基本查询，保障各专业气象数据信息应用系统的气象数据需求；

对实时及历史气象数据质量进行记录，通过监测气象数据推送及时率、有效率，提升气象数据质量。

专业服务管理模块，用于根据平台用户的气象专业数据需求向专业服务模块中添加子模块、对现有专业服务模块中的子模块的功能进行升级以及对专业服务模块使用权限的管理；

专业服务模块，提取数据存储模块中的气象数据，并针对各业务系统需求向具有使用权限的用户提供定制的气象服务；保障各专业气象数据信息应用系统的气象数据需求,提供可订制的气象数据查询服务，有效提高带宽利用效率与查询效率；保障了用户多类型气象数据一次性请求与查询；保障了

界面展示模块，负责将运行信息进行相关的功能展示，维护人员可查看当前各业务的运行情况，并可对现有气象数据进行定制化的数据统计展示处理，方便维护人员及时发现问题，调整响应策略，有效保证数据质量的完整性与正确性

其中专业服务模块包括多个子模块，例如：

(1)专业气象数据信息应用定制服务子模块

提供电力专业气象数据信息应用服务模型，包括：气象实时监测数据服务(包括风、温度、湿度、降水、能见度、气压、雪深)、气象预报数据服务(短期预报、中期预报、七天预报、短期临近预报、24小时预报等)、气象预警数据服务(森林火险预警、台风预警、地质灾害预警等)、历史气象数据服务(历史数据统计、分析、对比)等。该模型能够对灾害天气影响下的电力设施气象环境进行监测、预报、预警和分析统计，为电力生产、规划、建设、营销服务、应急处置等提供详实的气象信息数据支持。

通过IEC61968协议标准中的控制字段，控制客户端与服务器端的交互，实现业务权限控制、查询频率控制、查询条件过滤等逻辑流程上的控制。

数据结构中的数据存储部分，提供了丰富的数据类型，对于文字描述性的数据，使用XML格式化数据。依据用户不同的查询策略与维度，提供格式化后自描述数据；对于业务系统中图片、文本文件，使用字节流返回，方便用户直接提取与使用。

(2)调控中心D5000系统专业气象数据服务子模块

1)气象监测点信息整理，按照调控中心D5000系统要求整理校准气象站坐标信息，海拔高度以及行政区域划分名称、监测站名称整理，统一监测站点命名规则。

2)D5000系统所需卫星云图各类图片整理，包括彩图、红外图、湿气图，并按照不同气象卫星的观测级别、图片分辨率、观测时间、图片命名进行分类整理。

通过对历史气象数据和未来24小时逐小时预报数据的分析研究，提高电网负荷预测的精准性，合理安排电网运行及机组开机方式，确保电网安全、稳定、经济运行；为分析风电、光伏、水电等新能源对电网的影响提供气象数据支持，制定科学、合理的电网运行方式和控制策略，减少弃风、弃水现象发生，提高电网经济运行效率；在应对各种气象灾害时，及时发布气象预警信息，使电网调度部门提前了解气象灾害对电网的威胁，制定电网安全控制策略和事故处理预案。

(3)大数据分析服务子模块

电科院迫切需要与输变电设备状态相关的气象信息作为课题研究的数据基础，主要涉及实时监测、天气预报、地质灾害、森林火险、气象灾害、雷电、台风、云图、雷达、生活指数、台风图片、雪深监测等。通过对气象数据的积累，可分析特定区域高频发生的气象灾害对电网的影响，为电网规划建设、技术改造提供气象数据支持。

1)实时监测类数据按照电科院数据要求进行相应的描述转化，比如风速转风力等级，发布相关风尾箭头图片等。

2)天气预报类数据提取预报文本，转化为电科院所需格式的文字描述，主要是排版类修改。

3)提取地质灾害文本描述文件，对文本内容进行人工解析，提取出发布时间、地质灾害预警等级、发生空间信息等内容，并按照电科院要求进行数据发布；提取气象局发布的XML文本，根据字段命名与解析规范提取出98个县的火险等级，发布时间等信息；由于雷电的发生具有一定的时间限定，一年内按照月度、天为单位对落雷点数量进行统计，并区分雷击的正负与电荷量。

4)对台风数据中的台风中心经纬度、10级风圈半径、7级风圈半径、中心移动速度，预计可能的未来移动的几个方向等关键字段进行分析确认，并描述出未来可能影响的行政区域范围，以及到达重要变电站等电网设施的预计到达时间；按照云图分辨率，云图类型以及拍摄时间点进行查询，并形成给定PNG格式文件。

(4)大屏展示子模块

主要实施工作涉及实时监测6要素(温度、湿度、风、降水、能见度、气压)，气象预警、森林火险预警等。

主要工作包括：根据展示要求，查询最新的气象实时信息并对其中的要素进行大屏展示前的数据解析；查询济南地区的森林火险等级，并提出相关预防措施；对近期发布的全省地域化天气预报进行获取，提取出重点防范部分，按照大屏展示要求进行分类汇总。

(5)企业门户网站专业气象数据服务子模块

主要实施工作涉及实时监测6要素(温度、湿度、风、降水、能见度、气压)，短时临近预报、14类灾害天气预警。

主要工作包括：提取实时监测专业气象数据，并对专业数据提供解析。

(6)配变重过载预警大数据应用专业气象数据服务子模块

涉及气象数据及实施工作包括：晴、多云、阴、晴转多云等天气状况，温度，相对湿度，风力风向，降雨量。通过统计全年降水信息，按照给定的时间段进行降水累加，全年平均值划分，统计超阈值次数。

(7)智能配网运行监控子模块

涉及气象数据及实施工作包括：实时气象信息(包含6类气象要素、当日天气预报信息)，为电网检修计划的制定提供精准、专业气象预报，规避恶劣天气，避免电网检修工作因天气原因取消或延期，提高检修成效，缩短检修时间，提高电网检修计划的精准管理水平。

(8)电网负荷预测及可视化展示子模块

涉及气象数据及实施工作包括：省市县三级常规天气预报、气温查询及分析、雨量查询及分析、灾害性气象预警、卫星云图、天气雷达、台风路径等。

(9)95598供电服务中心大屏展示子模块

涉及气象数据及实施工作包括：实时天气预报、生活指数、短期天气预报、卫星云图、天气

(10)气象专业数据监控子模块

保障气象数据质量，保持对气象数据跟踪监控，对数据中断、数据错误、数据延迟等问题及时发现处理。定期对数据库进行备份和优化，更新维护应用服务，及时应对突发情况，保障服务器硬件环境。

对实时气象、七天逐12小时、短时临近预报、中期预报、旬预报、重要天气预报、森林火险、卫星云图、雷达图、气象预警、台风等共计14类气象数据进行监控服务，对气象数据有效率、数据延迟、数据中断进行统计分析处理。