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航运大数据系统结构与实现功能

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:服务系统初步建立上海浦东新区国际航运气象服务系统,实现全球海区的气压、风、海温、海浪、洋流及海面能见度等预报;在风、浪达到预警指标时,能自动实现恶劣天气的预警;能够为远洋船舶提供具有一定参考的航行路线。4)浦东新区国际航运气象服务系统实现了全球15天气压预报、15天风场预警报、7天海浪预警报、全球月平均洋流、海区预报、台风路径、锋面预报、公司注册/船舶航次录入、航线详情查看、航线修整/航线辅助规划等。

航运大数据系统结构与实现功能

服务系统初步建立上海浦东新区国际航运气象服务系统,实现全球海区的气压、风、海温、海浪洋流及海面能见度等预报;在风、浪达到预警指标时,能自动实现恶劣天气的预警;能够为远洋船舶提供具有一定参考的航行路线。该项目的建设将大幅提升新区航运气象保障和服务能力,着力展现新区先进的航运气象保障和服务水平,以适应浦东航运高端化、服务化的发展目标。项目的建设内容包括:

1)实现全球海气预报

利用国际成熟的全球天气预报系统(Global Forecast System, GFS)、国际上先进的第三代海浪模式(Wave Watch Ⅲ , WWⅢ)和洋流模式,运算输出的多种模式格点预报产品,运用数理统计的方法,细分全球海洋区域,统计运算出船舶所在位置的天气要素、风向风力、风浪涌浪、洋流等,能够发布全球海区15天以内的逐12小时的天气、海况预报,提升上海海洋气象服务保障能力。

2)实现海洋恶劣天气预警

分析利用全球天气预报模式GFS和第三代海浪模式WWⅢ等输出的全球格点气象和海况预报产品,通过对严重威胁海上航运安全的海上大风、巨浪等设定阈值,划分危险等级,第一时间检索出特定海区某一时段将会出现的恶劣天气和海况信息;此外接入台风实况信息和锋面预报,为海上航行安全和沿岸经济社会和生活提供了可靠的安全保障。

3)航线辅助规划

依托国内外现有研究成果,进行船舶在风浪中失速问题的研究,建立影响航行中路线选择的失速计算方程,建立最优航线设计,同时采用合适的投影方式,减少投影变形,增加导航精度;利用GIS技术完成数据的时空叠加,分析海气影响,描述船舶的航线,以全球海陆图为背景,以一种可视化的方式展现最佳航线。为船舶提供综合显示、航线编辑和自动预警的操作平台。

平台包括:数据后台处理子系统、海区预报后台抓取子系统、航线自动生成后台子系统、浦东新区国际航运气象服务系统。项目任务分解如图4-9所示。

图4-9 项目任务分解图

(1)数模数据后台处理程序。实现数模数据的下载、模式数据的解析、风场提取、等值线的生成、等值面的生成,地图切片和元数据入库。

(2)海区预报后台抓取程序。实现各个海区的预报数据的实时抓取,通过正则表达式和网络爬取技术,获取网页数据解析网页信息,按照配置的规范,实现各项数据的入库。

(3)航线自动生成后台程序。实现船舶航线的自动生成,包括大圆航线和自定义航线。采用基于海气数模数据,采用减速算法,生成航线路径,预计到达时间,并提取各个航点所在位置的海气信息,经纬度,到达时间等。

4)浦东新区国际航运气象服务系统

实现了全球15天气压预报、15天风场预警报、7天海浪预警报、全球月平均洋流、海区预报、台风路径、锋面预报、公司注册/船舶航次录入、航线详情查看、航线修整/航线辅助规划等。

系统后台基于ArcGIS开发采用C# 2005开发,将数模数据后台处理程序部署于服务器端进行实时文件监控,然后进行分析处理;系统前台基于Adobe Flex开发,通过Web服务与后台进行通信

该系统主要包括以下部分:

(1)数模数据后台处理程序。数模数据后台处理程序界面如图4-10所示。

图4-10 数模数据后台处理程序界面

(2)海区预报后台处理程序。(www.xing528.com)

(3)海区预报后台抓取界面如图4-11所示。

图4-11 海区预报后台抓取界面

(4)航线自动生成后台程序。

(5)浦东新区气象服务平台。浦东新区国际航运气象服务系统界面如图4-12所示。

图4-12 浦东新区国际航运气象服务系统界面

测试与调试过程中更新的内容包括:

(1)数模数据后台处理程序。

①数模文件夹监听功能的智能化更新。

②设计开发对后台处理程序进行监控的程序。

③根据展示要求,调整了数值模型结果数据的抽稀算法。

(2)海区预报后台处理程序。

①更新了预报时效字段。

②重新排列了海区,并对海区名称进行了更正。

③去除了世界海区。

(3)航线自动生成系统。航线生成过程中,自动生成航线状态。

(4)浦东新区国际航运气象服务系统。

①航线显示调整。船舶定位:与预报时效联动,选择时效中不同的时间点时航线上船舶处于相应的位置。

②航线编辑。使用经典航线删除,添加经纬度导入导出功能。

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