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T/CI 091-2022 流域降水预报服务平台

3.1  降水量 Precipitation 某一时段内，从天空降落到地面上的液态（降雨）或固态（降雪）（经融化后）降水，未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。 3.2  降水量等级 Grade of Precipitation 降水量大小的级别标准。 3.3  临近降水预报 Precipitation Nowcasting 某一区域未来0h~2h降水变化的描述和预告。 3.4  短期降水预报 Short-Range Precipitation Forecast 某一区域或地点未来72h内降水变化的预先估计和预告。 3.5  中期降水预报 Medium-Range Precipitation Forecast 某一区域未来72h以上，240h内天气变化的预先估计和预告。 3.6  预报时效 Forecast Leading Time 又称预见期，指预报内容所覆盖的时间长度。单位为小时（h）。 3.7  大气模式 Atmospheric Model 指利用流体力学和热力学的方程组对实际大气进行理想化和简化的数学模型，可以用于研究大气演变规律、预测未来大气状态等。 3.8  全球气候模式 Global Climate Model  指可以在全球尺度上开展气象模拟的一类大气模式。 3.9  数值天气预报 Numerical Weather Prediction 指根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写大气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。 3.10  数值天气预报模式 Numerical Weather Prediction Model 指用于开展数值天气预报的一类大气模式。 3.11  确定性预报 Deterministic Forecast 指对未来某气象要素作出唯一预报值的一类预报。 3.12  概率预报 Probabilistic Forecast 指对未来某气象要素在一定取值范围内出现的概率所作的预报。 4 平台总体设计 4.1 总体要求 流域降水预报服务平台应包括硬件设备、数据库、模型软件、通信网络等，满足相关部门信息共享、信息交换和信息上报的要求，并充分考虑与水文预报、防洪调度系统等的兼容要求。 4.2 平台架构 4.2.1 硬件设备 硬件设备配置应满足流域降水预报服务平台的功能要求，包括计算机局域网及机房等建设要求。基本设备配置一般应包括路由器、交换机、防火墙、VPN网关、服务器、计算机、不间断电源、信息接收设备、显示设备及机房等。 4.2.2 数据库 数据库应包括实时雨水情数据库、预报降水数据库及进行数据交换的临时数据库。实时雨水情数据库应按照SL 323-2011的要求执行，预报降水数据库的设计应按相关规范要求统一库表结构和定义，入库对象按编码规则统一编码。 4.2.3 功能模块 流域降水预报服务平台应具有基础信息查询、流域水雨情形势分析、临近降水预报、短期降水预报、中期降水预报、系统管理等功能。 （1）基础信息查询模块实现对流域内任意雨量站或气象站基本信息及站点降水量的检索。基本信息包括测站名称、编码、经纬度、高程、站址、建站年月等信息。降水量数据可按任意时段进行查询统计，并能以图形和表格的形式进行展示。 （2）临近降水预报模块实现流域内0~2小时的降水预报以及实时雷达降水监测，支持网格降水、流域面雨量及站点雨量预报结果的查询与动态展示，并可实现滚动预报，滚动预报的更新频率不应低于次/1小时。当达到气象灾害预警信号标准时，应及时发布预警信息，包括预警级别、降水强度、降水量级、降水影响区域及影响时间等，并以图形、表格、文字的形式给出。 （3）短期降水预报模块实现流域内0~72小时的降水预报，支持网格降水、流域面雨量及点雨量预报结果的查询与动态展示。预报结果查询的累计时段支持1、3、6、12和24小时。短期降水预报应支持滚动预报与集合预报，滚动预报的更新频率不应低于次/6小时，集合预报应发布逐时段平均降水、最大降水与最小降水3个结果，并给出最优预报推荐。 （4）中期降水预报模块实现流域内72~240小时的降水预报，支持网格降水、流域面雨量及点雨量预报结果的查询与动态展示。预报结果查询的累计时段支持1、3、6、12和24小时。中期降水预报应支持滚动预报与集合预报，滚动预报的更新频率不应低于次/24小时，集合预报应发布逐时段平均降水、最大降水与最小降水3个结果，并给出最优预报推荐。 （5）系统管理模块实现用户管理、权限管理、模型管理及基础数据维护等功能。用户管理实现用户的创建、修改、删除等功能。权限管理实现用户权限分配及更改等功能，用户权限可由系统管理员根据需要动态设置。模型管理实现降水预报模型的基本信息查询与参数设置，模型基本信息包括模型名称、模型代码、模型状态、模型说明等。模型参数包括模型所有参数化方案中的各参数的描述、默认参数取值及上下限范围。只有具有相应权限的用户才可修改模型状态与模型默认参数。基础数据维护实现对接入系统的实时水雨情数据以及初始场和边界场数据的更新以及数据清洗。 4.2.4 通信网络 应根据当地实际情况选择合适的网络接入方式，用于外部数据接收、数据传输、预警信息发布等。预警信息应兼顾与各流域管理机构、各级水利（水务）管理部门、水利水电规划设计单位、水库等水利工程运营管理单位间的信息共享需求。 4.2.5 模型软件 模型软件一般为基于数值天气预报模式的降水预报模型，通常包括实时同化程序、前处理程序、模式主程序、后处理工具等模块。用户可根据预报预警的实际需求选择合适的模型分辨率与预见期开展业务预报。 4.3 技术指标要求 4.3.1 技术要求 （1）基于GIS平台开发，采用B/S模式。 （2）平台应采用模块化设计，各主要功能在数据层面应相对独立，可灵活组装各功能模块。 （3）具备用户认证、授权和访问控制；发生系统安全事件时，应能以事件触发的方式通知系统管理员处理，系统参数的维护与管理应通过操作界面完成。 （4）能够连续24h不间断工作，出现故障应能及时报警。 （5）模型版本应易于升级，符合流域降水预报相关标准，满足扩展性和兼容性要求。 4.3.2 性能要求 （1）基于高性能集群环境搭建中尺度数值天气预报模型，在多机互信的前提下，利用NFS网络文件映射机制实现模型运行目录在各集群节点中的映射，配置mpich并行计算框架，实现集群并行计算。 （2）人机交互、信息查询、图形处理等操作应简单易用。 （3）水雨情形势分析、临近降水预报、短期降水预报、中期降水预报等模块应能基于GIS界面进行查询与动态展示。 （4）GIS响应速度应小于5s，复杂报表响应速度应小于5s，一般查询响应速度应小于3s。 （5）平台应实现云端访问，支持多用户并发操作等。 （6）基于json格式开发标准、通用的数据访问接口，并部署于云端，用户可根据预报区域代码和预见期，实现预报信息的远程获取。 4.3.3 功能要求 （1）基础信息查询应能对流域范围内各雨量站基本情况、历史观测数据等进行检索、查询、添加、修改与删除等操作。数据应实现自动批量导入和导出。 （2）流域水雨情形势分析应能对流域水雨情进行监测、预报、查询统计与对比分析等。水雨情信息应能通过信息播报等方式告警，并显示预警相关信息。 （3）临近预报应提供实时雷达降水监测、未来2h内的网格降水预报、流域面雨量预报及点雨量预报结果的查询与动态展示。 （4）短期降水预报应提供未来72h内的网格降水预报、流域面雨量预报及点雨量预报结果的查询与动态展示，累计时段包括1、3、6、12和24小时。 （5）中期降水预报应提供未来72h以上，240h内的网格降水预报、流域面雨量及点雨量预报结果的查询与动态展示，累计时段包括1、3、6、12和24小时。 （6）针对同一预报时次，预报模型应能提供多个预报结果，使用大数据统计分析挑选最优预报，据此形成集合预报范围和最优预报推荐。 （7）系统管理应提供用户管理、权限管理、模型管理及基础数据维护等功能。

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