Вступление

Метеорологические дорожные станции использовались службой управления дорожным движением Словении на протяжении многих лет. Наилучшим образом такие станции проявляют себя в зимнее время года, помогая контролировать сложные погодные условия страны, расположенной между Западными Альпами, Северной Адриатикой и равнинами Паннонии. Однако со значительным увеличением количества метеорологических станций все более актуальной становится необходимость создания общей системы управления информацией. В Словении ответственность за дороги разделена между Словенским дорожным агентством (DRSC), в основном следящим за главными и региональными дорогами, и Автомагистральной компанией в Республике Словения (DARS), ответственной за автомагистрали. Каждая компания имела собственную сеть дорожных метеостанций.

Системы управления сетью метеостанций двух компаний значительно отличались друг от друга: создавались они в разное время — и каждая развивалась своим путем, используя различные датчики. DRSC первой начала создавать собственную информационную систему, а вскоре ее примеру последовала и DARS. Таким образом, в Словении образовались две разные системы, предназначенные для решения одной задачи и нуждающиеся в интеграции в одну общую сеть. Это и вызвало к жизни идею единой дорожной погодной информационной системы RWIS (Road Weather Information System).

Зима на словенском шоссе
Зима на словенском шоссе

Системная архитектура

В соответствии с основными функциями RWIS ее системная архитектура подразделяется на три части.

Первая состоит из модулей в форме служб Windows, осуществляющих сбор информации из индивидуальной базы (черного ящика), и приведение этих данных к единому стандарту, без чего невозможна их дальнейшая передача.

Вторая часть осуществляет отправку структурированной информации в центральную базу данных. Во избежание опасных ситуаций система проверяет точность измерений и выполняет проверки логических условий. После этого вся необходимая информация вносится в таблицы реляционной базы данных. Одновременно по электронной почте и посредством SMS-сообщений подрядчикам направляются уведомления об обнаруженных ошибках измерений.

Задача третьей части системы — предоставление данных пользователям RWIS. Информация становится доступной через приложение web-сайта RWIS и при помощи уведомлений RSS.

Web-приложение демонстрирует полученные результаты. На этой стадии у пользователей, располагающих соответствующими правами доступа, есть возможность добавить данные других дорожных метеостанций, изменить число датчиков, с которых они получают информацию, внести изменения в иные параметры, среди которых условия возникновения опасных ситуаций, типы и классификация измерений и т.д.

Структура RWIS
Структура RWIS

Сбор данных — сервисная часть Windows

В зависимости от типа автоматические дорожные метеостанции выдают данные измерений в различных форматах (TXT, XML, FTP и т.д.). Чтобы привести весь этот массив информации к единому виду, необходимы различные приложения, которые, имея доступ к исходной системе, проверяют данные и отправляют их в службу сбора данных RWIS.

Особое внимание уделено проверке, объединению и преобразованию отдельных типов данных в форму, позволяющую получить непротиворечивое представление о погодной ситуации.

В дополнение к услугам сбора данных разработаны приложения для графического и текстового отображения прогноза погоды.

Измерение Условные единицы Ввод в RWIS
Скорость ветра км/ч м/с
Направление ветра С, СВ, В... 0, 45, 90...
Погодные условия Тип осадков SYNOP (surface synoptic observations) — кодировка, принятая Всемирной метеорологической организацией
Интенсивность осадков

Сервер базы данных

Центральная часть RWIS — сервер базы данных, куда поступает вся информация, полученная от датчиков. Реляционная база данных использует среду SQL MS 2005 года и включает данные о метеостанциях, типах датчиков, системах обслуживания, оповещения и т.д. Большинство таблиц в моделях данных служат для динамического внедрения приложений, в то время как самые обширные таблицы содержат информацию о погодной ситуации.

В административной секции хранятся данные об автоматической метеостанции (изготовитель, тип, год установки, местоположение, виды датчиков, дата последней калибровки и т.д.).

В погодной секции базы данных информация, полученная от измерительной сети, записывается и сохраняется через трех- и десятиминутные интервалы. Это данные по температурам воздуха и дорожного покрытия (последняя замеряется на глубине 5 и 30 см от поверхности), влажности, видимости, солености воды, состоянию дороги и др.

Web-сервер RWIS

Web-часть RWIS разработана на веб-сервере Microsoft (IIS) в Microsoft.NET версия 3.5.

Сбор данных — web-часть

Посредством специального окна приложения данные RWIS направляются в web-службу, которая:

  • проверяет граничные значения измерений (минимум/максимум) — для обнаружения грубых ошибок;
  • оценивает уровень опасности — для предупреждения чрезвычайных ситуаций.

Приложение RWIS

Web-приложение предоставляет индивидуальный доступ к управлению данными. В зависимости от уровня предоставленных прав пользователи подразделяются на несколько групп:

  • оператор имеет доступ к текущей информации о погоде, ее прогнозам и архиву;
  • у менеджера более широкие права доступа — в том числе к различным типам отчетов, метаданным RWIS, исходной информации от датчиков и сведениям, касающимся их обслуживания. Кроме того, менеджер может импортировать и экспортировать данные;
  • администратор, в дополнение ко всему перечисленному, может управлять целой группой пользователей, измерений, датчиков и т.д.

Возможности оператора

Основная часть приложения предназначена для пользователей, которые следят за погодными условиями на одном или нескольких участках дороги — и вплоть до ситуации на дорогах всей страны. Основное пользовательское окно позволяет видеть числовые данные, касающиеся температуры, влажности, скорости ветра, других параметров, а также предоставляет краткий обзор всех потенциальных или реально проявившихся опасностей. В периоды резкого изменения погоды особенно важно, чтобы пользователь получал доступ ко всей ключевой информации практически в одном окне.

Основное пользовательское окно с текущими погодными данными по выбранному участку дороги
Основное пользовательское окно с текущими погодными данными по выбранному участку дороги

Выбор той или иной метеостанции активирует окно, где отображаются текущие данные и линейная диаграмма измерений за определенное время. Текущие измерения выводятся в левой части окна. В центре — диаграмма сбора данных за последние 24, 12, 6 или 3 часа. Размерность единиц измерения корректируется автоматически. В этом же окне появляются оповещения для пользователей. Диаграмма дает возможность наблюдать за погодой и дорожными условиями в течение определенного периода. Над диаграммой фиксируется время начала и окончания различных погодных явлений: возникновение гололеда, усиление ветра, ухудшение видимости и т.д.

Обзор событий на выбранной дорожной метеостанции
Обзор событий на выбранной дорожной метеостанции

Возможности менеджера

Любая сложная электронная система требует постоянного контроля и лишь при этом условии может считаться надежной. В дополнение к обычным правам доступа, менеджеру предоставлены инструменты для проведения осмотра установленного оборудования, назначения плановых и экстренных работ по его техническому обслуживанию, проверке калибровки и др. Менеджер также может управлять различными процессами, контролировать занесение новых данных в списки и следить за выводом отчетов.

Возможности администратора

Администратору доступны дополнительные инструменты всестороннего системного управления. Он может добавлять новые метеостанции, выбирать измерения и параметры показа данных, редактировать списки и таблицы классификации. Одно из самых существенных прав — управление оповещениями, то есть формирование окна оповещений и списков подрядчиков, которые должны быть проинформированы.

Интеграция прогноза погоды

Помимо текущих данных, предоставляемых метеостанциями DRSC и DARS, существует возможность получать специализированный прогноз погоды от Экологического агентства Республики Словения. Для центральной части (Любляна) ситуация прогнозируется на срок до 10 дней, а для других городов и областей страны детализированный прогноз составляется на ближайшие 48 часов.

Пример 10-дневного прогноза погоды для центральной Словении
Пример 10-дневного прогноза погоды для центральной Словении

Взаимодействие с другими пользователями

Информационная служба RWIS под названием GeoRSS была развита с тем чтобы упростить взаимодействие с другими системами, работающими в структуре DARS.

Приложение направляет пользователям данные по геолокации пользователям. Базовая структура сервера GeoRSS расширена для размещения большего числа текущих данных и использования системы активных оповещений. В результате подробная информация о метеоусловиях размещается на дорожных информационных табло, а также на сайтах геоинформационной системы и других интернет-ресурсах.

Взгляд в будущее

Действующая система RWIS позволяет хранить информацию в центральной базе данных и обращаться к ней по мере необходимости. Появилась возможность рассматривать данные, поступающие с дорожных метеостанций, как в уникальной, так и в стандартизированной форме.

В ближайшее время должна произойти интеграция RWIS с системой диспетчерского управления и сбора данных Scada. Кроме того, планируется объединить ее с дополнительным модулем для визуализации ГИС-данных.

Все вопросы относительно системы RWIS вы можете задать нашему представителю в России — ЗАО «СиСофт», единственному авторизованному дистрибьютору программного обеспечения CGS plus d.o.o. на территории России и стран СНГ.

Матьяж Ивачич (Matjaž Ivačič),
Андрей Беден (Andrej Beden),
Аленка Слак Шайн (Alenka Slak Šajn),
Рок Кршманк (Rok Kršmanc),
Само Чарман (Samo Čarman)
Компания CGS plus

Марко Корошек (Marko Korošec)
Компания DARS
Словения