中国科学家访美工作报告(八)
Lava_sdb
关于对CINRAD软件模式的意见汇报
梁海河
中国新一代天气雷达软件是关系到其效益发挥的重要问题，同时关系到中国自主知识产权气象软件和建设国际上有影响的气象雷达探测网等重要议题。在美国访问
期间，结合对NEXRAD ORPG的学习，对新一代天气雷达(CINRAD)软件产品系统(CRPG)进行了较长时间的细致思考，并与ROC的有关专
家进行过多次讨论，现就对CRPG的认识作简要汇报。
一、CRPG可采用的几种模式
CRPG可以采用三种模式：A.延用和整合CINRAD现有软件模式，B.从底层开始逐层向上建立分层的开放模式，C.结合NEXRAD ORPG的结
构和算法建立CRPG模式。
我个人的看法是"模式C"较适宜CRPG采用。但"模式C"也有多种的实现方法，综合多种因素，经认真考虑，建议采用一种可称为"并列且兼容的模式
Concurrent and Compatible Model(CCM)"为更好，即建立与NEXRAD ORPG并列且兼容的CRPG系统，这种
模式(CCM)的结构如图(1)所述。
ORPG底层的内部结构库的开放性支持在其基础上建立新的雷达产品算法和开放软件系统，它是NEXRAD分层结构的基础函数库，拥有非常丰富的内
容。
图(1)中，CRPG与ORPG并列地位于ORPG底层的内部结构库之上，二者是独立的；同时，CRPG又可以调用ORPG的算法和结果，二者又是兼容
的。在消化NEXRAD ORPG后，加以适当改造，使之适应我国的需要和特点，在此基础上建立ORPG和CRPG的"封装"主控界面以及与RDA和
MICAPS的接口。
图1 NEXRAD ORPG并列且兼容的CRPG系统(CCM)
二、CCM的特点分析
采用CCM具有几个比较明显的特点，以下从"发挥CINRAD的效益、自主知识产权气象软件、建设国际上有影响的雷达探测网"等方面加以分析。
2.1 CRPG与ORPG并行 保留ORPG的完整算法和大部分软件 对发挥CINRAD的效益具有重要意义
气象工作服务于人民、国家和社会是我们工作的出发点和立足点，充分发挥CINRAD效益是落实"三个气象"战略研究成果的具体实践。把NEXRAD
ORPG纳入到CRPG中，将使得ORPG中大量可靠的算法有助于CINRAD的预警能力和服务水平的提高。虽然ORPG的算法是针对美国特点开发的，
但经过参数调整后是可以适合中国天气气候特点的，上海和香港的使用经验均证明了这一点。
例如，龙卷风是美国频发的重要灾害性天气，虽然中国的龙卷风数量和强度明显弱于美国，但每年发生在中国的龙卷风都会给人民的生命财产造成相当大的损失。
如在今年3-4月间就发生了3次较强的龙卷风(图2)，其中2005年４月２０日的江苏龙卷风就造成了7人死亡的严重灾难。据统计，自
1959-2003年以来，香港460公里范围内共发生了36个龙卷风。
图2 2005年3月28日粤北龙卷风造成损失3600万元
以CINRAD目前的软件自动识别和跟踪能力看，要对龙卷风做出较好的预警，还需要我们做出更多的努力。相比较而言，近年来香港多普勒天气雷达对突发性
灾害性天气的预警提高发挥了重要作用。如2002年5月20日香港发生了一次较强的龙卷风，机场的多普勒天气雷达(TDWR)提前发出了龙卷风警报(图
3)，减小了损失。
图3 2002年5月20日香港龙卷风，机场的多普勒天气雷达(TDWR)图象
通过上述个列分析，给我们的启示是：在大力发展针对我国天气气候特点(如暴雨、台风等)的算法时，应该保留ORPG的算法，对发挥CINRAD的作用、
保护国家和人民的生命财产是有实用价值的。这让我们感觉到气象工作的责任和重担。
2.2 CRPG与ORPG独立 有利于形成自主知识产权的气象软件
CRPG与ORPG均采用开放的、分层的、模块化的结构，将CRPG与ORPG并列，采用相互独立，彼此分离，协调运行的模式。这样CRPG的各类算
法、服务管理工具等可在国际上形成自主知识产权的气象软件，也可在国内政府部门间交流、在技术人员中源代码和资源共享。
2.3 CRPG基于ORPG的底层结构库 有利于形成具有国际水平的研发成果
ORPG的底层结构库是ROC花费10年时间和大量经费精心研制的可供处理雷达数据流的软件系统，形成了NEXRAD ORPG的开放分布式结构的基
础。这套底层函数库是ORPG与操作系统的接口，同时也包括了大量的系统管理、服务、通信的系统函数，由此真正实现了ORPG的易移植性、易升级性、易
扩展性及容错性。
基于ORPG的底层结构库来开发CRPG，相当于站在了"巨人的肩上"，有了一个很好的高起点。ORPG的开放分层结构是雷达气象软件发展的重要方向之
一，基于这种方式的CRPG将容易得到国际认可。
建设国际上有影响的全国雷达探测网，一方面体现在科学研究和应用水平上，另一方面体现在雷达性能和软件开发水平上。建立基于ORPG底层结构库的
CRPG，有利于形成具有国际水平的研发成果。
三、操作系统
WINDOWS是面向家用和办公自动化的操作系统，其用户定位的差异，使WINDOWS并不完全适合于业务和科学研究使用。
基于微机的源代码全开放的多任务的LINUX系统，是适合于CRPG的理想操作系统。
CRPG(或ORPG)是多任务系统，根据计算机、WINDOWS和LINUX未来的发展趋势看，LINUX系统是更符合CRPG要求的。
四、可行性分析
4.1 ORPG是政府投资的公益性业务研究项目，本身没有版权。目前ORPG分为"政府版"和"公用版"两个版本，公用版允许个人和商业团体使
用。
4.2 ROC的技术人员认为公用版的ORPG可以在中国使用。
五、组织方式
5.1 需要一个业务组长期地对CRPG进行不断地研究开发，才有利于形成高水平的研发成果。由于CRPG的特殊性，不宜采用零时集中人员，零时或短期
项目的组织方式。
5.2 CRPG的源代码应该完全公开，不应该属于技术人员个人所有或由个人保管。只有这样才能有利于整体水平的提高，并避免项目间低水平的重复劳
动。
六、风险评估
从NEXRAD和CINRAD的技术状况对比，资金投入对比，科技人员力量对比，管理模式对比，预估上述"模式C"(CCM)的风险最小，成功率最高，
投资效益比最好。
依据该风险预估，CRPG与ORPG并列且兼容模式(CCM)将对发挥CINRAD效益，保障CINRAD科学运行最有利!以上报告，不知妥否! 特此
汇报!