Sinoptik rastlar için kalite kontrol sistemi tasarımı

Transkript

SİNOPTİK RASTLAR İÇİN
KALİTE KONTROL SİSTEMİ TASARIMI
Necmi MERT
Mehmet KUNT
Ertuğrul KILIÇ
Savaş KÖKSAL
Fatih AYAROĞLU
İbrahim SÖNMEZ
Telekom. Şb. Md.
Telekom. Şb. Md.
EBİM
Sinoptik ve Deniz Şb. Md.
Uzaktan Algılama Şb. Md.
Şubat 15, 2006
ANKARA
1
İçerik
 Proje Tarihçesi ve Hedefleri
 Literatüre Araştırması
 Sinoptik Rasatlar için Kalite Kontrol Sistemi (KKS) Tasarımı
 KKS Taşra Ayağı
– Uygulanan Testler
– Kriterlerin tesbiti ve elde edilmesi
– “Eşdeğer istasyon” tanimi ve uygulamaları
– “Sinkon” modülü hakkında bilgi
 KKS DMI Genel Müdürlük Ayağı
– İzlenecek muhtemel adimlarin tartışılması
 “SinKon” modulu tanıtımı ve uygulamaları
2
Proje Tarihçesi

EGS
Sunum
Gn. Md. Yrd. Mahmut Kayhanın taleb ve desteği

Hava Tahminleri Daire Bşk.


–
–


Telekom Şübe Müdürü
Sinoptik ve Deniz Şube Müdürü
Sinoptik Rasatlar için KKS
Proje Ekibi
3
Proje Ekibi
Kemal DOKUYUCU
Cemal OKTAR
Ömer POLATKAN
Necmi MERT
Mehmet KUNT
Ertuğrul KILIÇ
Savaş KÖKSAL
Fatih AYAROĞLU
İbrahim SÖNMEZ
Hava Tah.D.Başkanı
Telekom.Şb.Müdürü
Sinoptik ve Den. Mt. Şb.Mdürü
Telekom Şb. Md.
Telekom Şb. Md.
EBİM
Uzaktan Alg. Şb. Md.
4
Literatür Araştırması

Wolfson et. all.(1978):
–

Wade(1987):
–

Sabit basınç yüzeyleri yükseklikleri ve sicaklıkları için kalite
kontrol testleri önerdi.
Shafer et. al. (1999):
–

Birtek istasyon için, limit, değişim ve varyans testi uyguladı.
Gandin(1998):
–

Basinç, sıcaklık, RH ve rüzgar verilerinin kalite kontrolünü
Barnes tekniğini yardımıyla tanımladı.
Meek ve Hatfield(1994):
–

Anlık sinoptik rasatlarin kalite kontrolu. Mantiksal ve aralık
testleri uygulandı.
Oklahoma Mesonet için, aralık, basamak, benzer alet,
ısrarlılık ve uzaysal testleri tanımladı.
Vejen et. al. (2002):
–
İskandinav ülkeleri için kalite kontrol raporu. Aralik, tutarlılık
ve alansal testler tanimlandı.
5
Literatür Araştırması-2







1. Mantik Testi : Gözlemlerin kendi içlerinde veya ilgili gözlemlerle
tutarlılıklarnı kontrol eder.
2. Aralik Testi : Gözlemlerin makul sınırlar içinde olup olmadığını
test eder.
3. Basamak Testi: Birbirini takip eden iki gözlem arasindaki farkın
makul olup olmadığını kontrol eder.
4. Israrlılık Testi: Arızali ve/veya takılı kalan ölçüm aletini tesbit
eder.
5. Benzer Alet Testi: Benzer parametre gözlemlerini kıyaslamak için
kullanılır.
6. Alansal Test: Ölçümü civar istasyonlara göre kıyaslar
Uygulamalar: Shafer et. al. (1999), Sönmez ve Doggett(2003),
Schroeder et.all.(2005), Sönmez et. all.(2005)
6
Sinoptik ölçümler için KKS tasarımı
Sebeb/Faydaları:
Sinoptik
KKS tasarımı
TAŞRA
ayağı
DMI Genel Müd.
ayağı
 Muhtemel hataların
doğru bir şekilde
kaynağında
düzeltilmesini
sağlamak
 İşgücü ve zaman
optimizasyonu
7
KKS TAŞRA ayağı
Sinoptik Rasat :
KISIM 0
MiMiMjMj YYGGiw IIiii
KISIM 1
iRixhVV Nddff 1SnTTT 2SnTdTdTd 3PoPoPoPo
4PPPP(4a3hhh) 5appp 6RRRtR 7wwW1W2 8NhCLCMCH
KISIM 3
333 1SnTxTxTx 2SnTnTnTn 3ESnTgTg 4E'sss 5EEEiE
55SSS J5F24F24F24F24 7R24R24R24R24 8NsC hshs 910ff
924SVs 931ss 960ww
KISIM 5
555 0SnTwTwTw 1PPPP=
Toplam Değişken sayisi : 44
İstasyon (Sinoptik) sayısı : 110
8
Kalite Kontrol Testi Seçimi












1. Mantik Testi : Gözlemlerin kendi içlerinde veya ilgili
gözlemlerle tutarlılıklarnı kontrol eder.
2. Aralik Testi : Gözlemlerin makul sınırlar içinde olup
olmadığını test eder.
3. Basamak Testi: Birbirini takip eden iki gözlem arasindaki
farkın makul olup olmadığını kontrol eder.
4. Israrlılık Testi: Arızali ve/veya takılı kalan ölçüm aletini tesbit
eder.
5. Benzer Alet Testi: Benzer parametre gözlemlerini kıyaslamak
için kullanılır.
6. Alansal Test: Ölçümü civar istasyonlara göre kıyaslar
9
Sıra
No :
Parametre adı :
Simge
Veriliş
sıklığı
1
Genel bulut kapalılığı
N
1
2
Rüzgar yön
dd
1
3
4
5
6
Rüzgar hızı
Hava sıcaklığı
İşba (çiğ noktası) sıcaklığı
Aktüel basınç
ff
TTT
TdTdTd
PoPoPoPo
1
1
1
1
7
Deniz sev. İnd. basınç
PPPP
8
3 saatlik basınç tandansı
9
Uygulanan Testler
Aralık Basamak Israrlılık Mantık
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1
X
X
X
ppp
1
X
X
X
Halihazır hava
ww
1 varsa
X
X
10
850 hPa yüksekliği (1000m. üstü)
hhh
3
X
X
11
Deniz sev ind basınç(1000m. üstü)
PPPP
3
X
X
12
Rüzgar hamlesi (gust)
911ff
3 varsa
X
X
13
Yağış miktarı
RRR
6
X
X
14
Taze kar kalınlığı
931ss
6 varsa
X
X
15
Maksimum sıcaklık
TxTxTx
24
X
X
16
Minimum sıcaklık
TnTnTn
24
X
X
17
Toprak üstü min. sıcaklık
TgTg
24
X
X
18
Güneşlenme süresi (günlük)
55SSS
24
X
X
19
Global güneş radyasyonu(günlük)
F24F24F24F24
24
X
X
20
Yağış miktarı (günlük)
R24R24R24R24
24
X
X
21
Deniz suyu sıcaklığı
TwTwTw
24
X
X
22
Toplam kar kalınlığı
sss
24 varsa
X
X
23
Buharlaşma (günlük)
EEE
24 varsa
X
X
X
X
X
X
10
KKS TAŞRA ayağı / Testler
1. Mantik Testi




Kontrol: Parametrei,k kendi içinde veya ilgili
parametreler ile tutarlılığı
Kriter Kaynağı: literatür, standart atm ve bilirkişi
Örnek:
– TdTdTd<=TTT
– dd=0 ise ff=00 olmalı
– ww=50-99 ise N≠0
– ...
Toplam Mantık Testi Kriteri: 215
11
2. Aralık Testi

Kontrol: LimitAlt < Parametrei,k < LimitÜst

Limitler :
- AY bazında ele alındı
- EBİM deki Klima verileri kullanıldı.

Uygulama :
- Verisi bulunan istasyon değerleri atandı.
- Verisi bulunmayan istasyonlar tesbit edildi.
- Bu istasyonlar için ’EŞDEĞER İSTASYON’
yaklaşımı kullanıldı.
12
KKS TAŞRA ayağı / Aralık Testi
Eşdeğer İstasyon:


Tanim: Verisi bulunmayan istasyonlar için
Aralık Testi limitlerini temin etmek amacıyla veriye sahip
alternatif istasyonların kullanılması
Atama : İki basamakta gercekleştirildi.
Eşdeğer
istasyon
Atamasi
İstasyon
bazında atama
(hiç veri yok)
Parametre
bazında atama
(bazı parametre
verileri eksik)
13
KKS TAŞRA ayağı / Eşdeğer İstasyon
1.) İstasyon bazında atama:
Sinoptik İstasyon
Eşdeğer İstasyon
17189 Afyonkarahisar Meydan
17190 AFYON
17302 Antalya Bölge
17300 ANTALYA
17060 Atatürk Meydan
17636 FLORYA
17295 Dalaman Meydan
17884 MILAS
17202 Elazig Meydan
17201 ELAZIG
17092 Erzincan Meydan
17094 ERZINCAN
17170 Ferit Melen Meydan
17172 VAN
17260 Gaziantep Meydan
17260 GAZİANTEP
17131 Güvercinlik Meydan
17667 ETİMESGUT
17098 Kars Meydan
17097 KARS
17082 Merzifon Meydan
17083 MERZIFON
17063 Sabiha Gökçen Meydan
17638 KARTAL
17031 Samsun/Çarsamba Meydan
17030 SAMSUN
17272 Sanliurfa Meydan
17270 SANLIURFA
14
2.) Parametre bazında atama:
Atama : Parametreye göre İstasyon listesi olusturuldu
Atama Kriterleri:
- Yakınlık
- Coğrafi özellik
Özel durumlar :
1. Taze kar ve Toplam kar kalınlığı parametresi için atama
yapılmadı.
2. Yağış miktarı için atama yapılmadı ve Türkiye rekoru olan
470mm kullanıldı.
3. Buharlaşma parametresi, yersel ve zamansal farklılıklar
gosterdiği için EBİM verilerinden yararlanılarak,
istasyonlarda ‘Turkiye için tesbit edilen AYLIK max‘
değerleri kullanıldı.
15
2.) Parametre bazında atama (devam):
Sıra
No :
Parametre adı :
3
Rüzgar hızı
4
Hava sıcaklığı
5
6
Aktüel basınç
Simge
Veriliş
sıklığı
Aralık Testi
ff
1
0 - X + 10m/s
TTT
1
X ± 5oC
TdTdTd
1
X ± 5oC
PoPoPoPo
1
X ± 1mb/8m
Min-Max
12
Rüzgar hamlesi (gust)
911ff
3 varsa
10 - X
13
Yağış miktarı
RRR
6
0 - 470
14
Taze kar kalınlığı
931ss
6 varsa
-99
15
Maksimum sıcaklık
TxTxTx
24
X ± 5oC
16
Minimum sıcaklık
TnTnTn
24
X ± 5oC
17
Toprak üstü min. sıcaklık
TgTg
24
X ± 5oC
18
Güneşlenme süresi (günlük)
55SSS
24
0 - X+1
19
Global güneş radyasyonu(günlük)
F24F24F24F24
24
0-X
20
Yağış miktarı (günlük)
R24R24R24R24
24
0 - 470
21
Deniz suyu sıcaklığı
TwTwTw
24
X ± 5oC
22
Toplam kar kalınlığı
sss
24 varsa
-99
23
Buharlaşma (günlük)
EEE
24 varsa
0-X
16
KKS TAŞRA ayağı / Aralık Testi
İşbağ Sıcaklığı Hesabı :
Formülasyon*:
*-25 ile 45 oC arasindaki sıcaklılar icin RH değerini % 0.6 hataylahesaplar.
http://www.srh.noaa.gov/bmx/tables/rh.html
Td MAX değer hesabı: Td=TMAX
(RH = %100)
Td MİN değer hesabı: - T=TMİN
- RH = %5
(Türkiye minimumu)
17

Aralık Testi için ‘Min.txt’ ve ‘Max.txt’ dosyaları hazırlandı

Tablo: Max.txt
İst
17020
Ay
1
N
-99
dd
-99
ff
T
Td
22.3 23.2 23.2
Po
1038.3
P
-99
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17020
17022
17022
...
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
...
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
...
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
...
20.9
25.1
21.0
18.3
16.3
18.9
20.3
16.9
24.0
23.2
23.6
25.6
31.8
...
1036.9
1038.7
1028.0
1025.2
1023.1
1020.4
1022.6
1029.9
1033.1
1033.9
1034.4
1023.0
1021.2
...
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
-99
...
27.2
31.2
34.1
39.1
38.0
42.8
41.3
36.0
37.1
29.0
24.7
24.1
26.0
...
27.2
31.2
34.1
39.1
38.0
42.8
41.3
36.0
37.1
29.0
24.7
24.1
26.0
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
18
3. Basamak Testi

Kriter :
- Aylik bazda Turkiye geneli için düşünüldü
- Her saat rasatı verilen parametreler için uygulandı
- Bunlardan değişik nedenlerle 3 saatte bir
rasat yapanlar için de ayarlama yapıldı

Kontrol:
|Gözlemj,k – Gözlemj,k-1| >(Max Basamak Değeri)j

Max Basamak Değeri Tesbiti:
-Parametrelere ait klima rasatlari kullanıldı.
- “Histogram tablolarından” faydanıldı.
19
KKS TAŞRA ayağı / Basamak Testi
Histogram:
6
5
x 10
2500
4.5
Basinc Parametresi (Temmuz)
Basinc Parametresi (Temmuz)
4
2000
3.5
frekans
frekans
3
2.5
2
1500
1000
1.5
1
500
0.5
0
0
2
4
6
8
10
12
|Basinc(t)-Basinc(t-1)|
14
16
18
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
|Basinc(t)-Basinc(t-1)|
20
20
Histogram tablosu:
∆(mb
)
2
4
6
[P(t+1) – P(t)]
8
10
12
14
16
Oca
99.74
99.90
99.94
Şub
Mar
Nis
May
Haz
Tem
99.73 99.75 99.71 99.77 99.8 99.83
99.88 99.89 99.90 99.93 99.94 99.94
99.92 99.92 99.94 99.97 99.97 99.98
Kas
Ara
Tüm
99.84
99.8
1
99.82
99.77
99.76
99.78
99.94
99.9
1
99.93
99.90
99.90
99.92
99.98
99.9
5
99.96
99.94
99.94
99.96
99.99
99.9
7
99.98
99.96
99.96
99.98
99.9
8
99.99
Ağu
Eyl
Eki
99.96
99.94 99.94 99.96 99.99 99.98 99.99
99.98
99.96 99.96 99.98 100.00 99.99 100.00 100.00
99.98
99.98
100.00
99.99
99.9
99.98 99.97 99.99 100.00 99.99 100.00 100.00 9 100.00 99.99
99.99
100.00
99.9
100.00 99.99 99.98 99.99 100.00 99.99 100.00 100.00 9 100.00 100.00 100.00 100.00
99.9
21
Basamak testi için t ve t+3 max basamak değerleri
Sır
a
No
Parametre adı
Simge
Veriliş
sıklığı
Basamak Testleri
Basamak
(t)
Basamak
(t+3)
1
Genel bulut kapalılığı
N
1
6
-99
3
Rüzgar hızı
ff
1
12
20
4
Hava sıcaklığı
TTT
1
10
15
5
TdTdTd
1
15
25
6
Aktüel basınç
PoPoPoPo
1
4
10
7
Deniz sev. İnd. basınç
PPPP
1
4
10
8
3 saatlik basınç tandansı
ppp
1
10
-99
9
Halihazır hava
ww
1 varsa
-99
-99
10 850 hPa yüksekliği (1000m. üstü)
hhh
3
60
-99
11 Deniz sev ind basınç(1000m. üstü)
PPPP
3
10
-99
22
4. Israrlılık Testi

Kriter :
- Aylik bazda Turkiye geneli için üşünüldü

Kontrol:
ΔT : Ölçüm aralığı
Δ : ΔT deki değişim
Δ = MAX(ΔT) - MIN(ΔT)

Uygulama:
- İlgili parametreler için ΔT=6 kullanıldı.
- Δ=0 için kontrol yapıldı.
23
KKS TAŞRA ayağı
SinKon Modülü:



Tüm testleri içeren “SinKon” modülü hazırlandı.
Modül METCAP, METPRO, MELTEM vb.. programlara kolayca
gömülebilme özelliğine sahip.
Herhangi bir istasyonda calışabilecek donanıma sahip.
– İstasyon ayarı
– Zaman ayarı


vb. ayarlara gereksinim duymuyor.
Mantık ve Aralik testleri rasatci için “zorlayıcı”, Basamak ve
Israrlılık testi ise “tavsiye” niteliği taşımakta
Rasati hem girerken hem de göndermeden önce uyari
özelliğine sahip
24
KKS TAŞRA ayağı
...
DMİ
(Telekom)
25
KKS TAŞRA ayağı
SinKon Modülü ve beklentiler:


Sinkon Modülü için
-mükemmel, kusursuz ve harikulade
gibi bir iddia SÖZ KONUSU DEĞİL!
Halihazir versiyonu
– Gözden kaçan kriterler, güncellenmesi gereken bilgiler
gibi durumlar içerebilir.

Nedeni:
– Komple bir mantik testi tanımının imkansızlığı
– Test limitleri için kullanılan klima verilerinin detaylı bir kalite
kontrolden geçirilmiş olmaması
– Eşdeğer istasyon yaklaşımı kullanılması

Plan:
– Taşradan gelecek olan öneri ve düzeltmeleri dikkate alarak her
3-4 haftada bir modülü yenilemek
26
KKS DMİ ayağı
Genel Veri Akışı
Sinoptik
İstasyonlar
(110)
Telekom
(MSS)
(110)
Ebim
Database
Meydanlar
(110)
SinKon
Analiz
Merkezleri
SinKon
(110)
Yurtdışı
Dağıtımı
27
KKS DMİ ayağı / Senaryolar
Senaryo 1:
Meydanlar
Data
Telekom
(MSS)
SinKon-2
Yurtdışı
Dağıtımı
Ebim
Database
KKS sonuç
dosyası
Analiz
Merkezleri
28
Senaryo 2:
•İstasyonlar
•Meydanlar
Telekom
(MSS)
Data
SinKon-2
SinKon
EVET
Rasatda
hata
var mi?
Ebim
Database
HAYIR
KKS sonuç
dosyası
•Yurtdışı Dağıtım
•Analiz Merkezleri
•Meydanlar
29
Senaryo 3:
Ebim
Database
•İstasyonlar
•Meydanlar
EVET
SinKon
•Yurtdışı Dağıtım
•Analiz Merkezleri
•Meydanlar
SinKon-2
Telekom
(MSS)
Rasatda
hata
var mi?
HAYIR
KKS sonuç
dosyası
Data
düzeltilmiş
30
Öneriler/Sorular
“Sinkon” tanıtımı ve örnek uygulamaları
31

Sinoptik rastlar için kalite kontrol sistemi tasarımı

Transkript

Benzer belgeler