省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)研制與應(yīng)用

孔芹芹++謝偉++邱康俊++王建榮

摘 要：針對(duì)省際資料共享業(yè)務(wù)服務(wù)需求和管理考核要求，設(shè)計(jì)、研制了省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，建立了省際共享傳輸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了對(duì)本省發(fā)送周邊省、本省接收周邊省傳輸情況的全程監(jiān)控，提供了共享數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量統(tǒng)計(jì)功能，分省、分站點(diǎn)、分時(shí)次統(tǒng)計(jì)共享氣象資料的及時(shí)率、逾限率和缺報(bào)率等信息。省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在業(yè)務(wù)管理中得到了應(yīng)用，并為省級(jí)業(yè)務(wù)管理部門提供了近年來安徽省省際資料傳輸質(zhì)量的背景資料，以此作為考核省際資料傳輸質(zhì)量的客觀依據(jù)。這對(duì)提高省際共享的傳輸質(zhì)量和考核質(zhì)量發(fā)揮了積極的作用。

關(guān)鍵詞：省際氣象資料；傳輸質(zhì)量；監(jiān)控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.003

氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品是氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、決策服務(wù)工作的基礎(chǔ)和支撐。隨著氣象綜合觀測(cè)系統(tǒng)的建立、高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)值預(yù)報(bào)模式的迅速發(fā)展，氣象信息在內(nèi)涵和外延上都發(fā)生了重大的變化，其種類和數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長。特別是各種新增觀測(cè)資料的內(nèi)在意義、數(shù)據(jù)規(guī)范、產(chǎn)生頻次、數(shù)據(jù)量、傳輸流程、加工處理方法和時(shí)效要求等方面的內(nèi)容，都與傳統(tǒng)的常規(guī)資料有很大差異。由于氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)和公共氣象服務(wù)系統(tǒng)在不斷發(fā)展，所以，對(duì)省際氣象信息管理和共享服務(wù)系統(tǒng)在方式、機(jī)制、容量、加工處理能力、檢索手段、訪問效率和精準(zhǔn)服務(wù)等方面也提出了更高的要求。

國內(nèi)在資料共享系統(tǒng)方面有許多研發(fā)和應(yīng)用研究。為了實(shí)現(xiàn)省際間氣象數(shù)據(jù)的高速共享，滿足省際災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)和公共氣象服務(wù)對(duì)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品高時(shí)效使用的需求，迫切需要各?。▍^(qū)、市）氣象局加快建立省際氣象數(shù)據(jù)共享機(jī)制和業(yè)務(wù)流程，將省際數(shù)據(jù)共享工作納入日常業(yè)務(wù)運(yùn)行管理中，確定本省省際氣象數(shù)據(jù)共享需求、本省省際數(shù)據(jù)共享工作組織、共享數(shù)據(jù)應(yīng)用和省際數(shù)據(jù)共享業(yè)務(wù)質(zhì)量的評(píng)分。

目前，安徽省氣象部門已經(jīng)開展了雷達(dá)基數(shù)據(jù)、國家級(jí)和區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的省際數(shù)據(jù)共享業(yè)務(wù)。根據(jù)國家局的要求，未來需要在省際間共享的資料還包括用于支持短時(shí)臨近預(yù)報(bào)等氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)、氣象預(yù)警信息生成系統(tǒng)等有高時(shí)效要求的數(shù)據(jù)，氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警的加密觀測(cè)數(shù)據(jù)以及無法通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)播發(fā)且對(duì)時(shí)效要求高的數(shù)據(jù)等。隨著數(shù)據(jù)共享業(yè)務(wù)需求的增長，對(duì)共享業(yè)務(wù)中傳輸及時(shí)性、穩(wěn)定性等質(zhì)量的要求也越來越高，需要建立省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，以加大對(duì)這些觀測(cè)資料和產(chǎn)品的管理力度，提高共享傳輸質(zhì)量，保證傳輸時(shí)效，為共享服務(wù)和應(yīng)用提供有力的保障。

1 系統(tǒng)目標(biāo)

安徽省省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合省際氣象資料共享業(yè)務(wù)和服務(wù)的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣象資料共享傳輸?shù)挠行Ч芾?，顯著提高了省際共享資料的傳輸質(zhì)量，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，也為業(yè)務(wù)管理部門在質(zhì)量考核和科學(xué)管理方面提供了必要的幫助。

該系統(tǒng)的主要功能有：①實(shí)時(shí)查詢功能，提供省際氣象數(shù)據(jù)共享傳輸情況查詢，并完成對(duì)數(shù)據(jù)共享的實(shí)時(shí)監(jiān)控，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)；②對(duì)省際氣象數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)運(yùn)行情況和共

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享數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和告警，使值班人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常；③統(tǒng)計(jì)省際氣象共享數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，為氣象管理單位提供考核依據(jù)。

2 系統(tǒng)研發(fā)思路

結(jié)合安徽省省際氣象資料共享業(yè)務(wù)和服務(wù)的實(shí)際需求，建立省際氣象數(shù)據(jù)共享運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫，研發(fā)集中式管理的業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和告警功能，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)及時(shí)率、逾限率等考核指標(biāo)，為業(yè)務(wù)管理部門提供質(zhì)量管理依據(jù)。主要技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖

2.1 建立省際共享運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫

基于安徽省新一代通信系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“新一代”）省際共享傳輸日志和傳輸文件，建立本省向周邊省發(fā)送、本省接收周邊省和本省向省臺(tái)等主要用戶單位分發(fā)共享資料的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫。它主要包括目前共享的自動(dòng)站、區(qū)域站和雷達(dá)基數(shù)據(jù)3類資料，分別依據(jù)資料種類、名稱和傳輸?shù)年P(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)入庫，形成業(yè)務(wù)監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)分析所需的規(guī)范化數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)更新處理。

2.2 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示功能

針對(duì)省際共享的3類資料，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示功能。從實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫中提取相關(guān)信息，分省、分站點(diǎn)顯示各類資料的共享情況，用不同的顏色展示逾限、缺報(bào)等不同狀態(tài)信息，并做好與整個(gè)通信業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)的集成。

2.3 實(shí)現(xiàn)異常情況監(jiān)控告警功能

根據(jù)各種氣象資料傳輸?shù)臅r(shí)效要求，檢查監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫中相應(yīng)資料的處理時(shí)間、狀態(tài)和結(jié)果。對(duì)于沒有傳輸、逾限傳輸?shù)馁Y料，系統(tǒng)以圖形界面和聲音彈出到桌面提示維護(hù)人員。

2.4 實(shí)現(xiàn)傳輸質(zhì)量統(tǒng)計(jì)功能

由中國局對(duì)各類資料共享時(shí)效的考核指標(biāo)可知，在實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫中，對(duì)各省資料共享情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、時(shí)效統(tǒng)計(jì)，包括各類觀測(cè)資料每日、每月和每年的共享傳輸質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，為業(yè)務(wù)管理部門提供質(zhì)量管理依據(jù)，從而有效提高管理水平。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)按照中國局每年下發(fā)的對(duì)省際共享資料的考核標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合新一代省際共享數(shù)據(jù)文件的處理流程進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，采用B/S與C/S相結(jié)合的模式，分層、分模塊設(shè)計(jì)，各層之間做到“高內(nèi)聚低耦合”。如圖2所示，先建立傳輸信息后臺(tái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，通過新一代獲取省際共享數(shù)據(jù)文件和相關(guān)傳輸信息，然后解析和處理數(shù)據(jù)文件，與傳輸信息一起存入數(shù)據(jù)庫表中，并統(tǒng)計(jì)加工存儲(chǔ)信息，以B/S模式顯示省際共享傳輸信息的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以C/S模式顯示異常告警信息，供業(yè)務(wù)監(jiān)控用戶和業(yè)務(wù)管理用戶查看。

圖2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

3.2 功能模塊

氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，如圖3所示。該系統(tǒng)由后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和3個(gè)子系統(tǒng)，即共享信息入庫子系統(tǒng)、共享傳輸告警子系統(tǒng)和監(jiān)控統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)組成。共享信息入庫子系統(tǒng)解析了由新一代接收和從新一代發(fā)送出去的資料，并將獲取到的站號(hào)、傳輸時(shí)間等相關(guān)信息寫入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫；共享傳輸告警子系統(tǒng)根據(jù)收發(fā)節(jié)目表，通過查詢數(shù)據(jù)庫獲取資料共享情況，告警提示共享不及時(shí)的省份；監(jiān)控統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)根據(jù)收發(fā)節(jié)目表，按小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控共享傳輸情況，并分省份按年、月、日統(tǒng)計(jì)。

3.3 信息處理流程

各省資料通過ftp服務(wù)上傳到新一代服務(wù)器指定的接收目錄，新一代接收處理進(jìn)程預(yù)處理（格式檢查、錯(cuò)誤文件剔除、文件打包等）這些資料，并將接收文件的傳輸信息寫到新一代相關(guān)接收數(shù)據(jù)庫表中，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到接收備份目錄和待發(fā)送目錄中，由新一代發(fā)送進(jìn)程處理，并根據(jù)發(fā)送目的地配置將資料發(fā)送到不同省份，將發(fā)送文件信息記錄在發(fā)送數(shù)據(jù)庫表中，同時(shí)，根據(jù)目的地和資料類型備份在不同的目錄下。

省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)新一代數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的文件接收（發(fā)送）信息結(jié)合相關(guān)目錄下的文件完成共享傳輸?shù)谋O(jiān)控和統(tǒng)計(jì)。首先要定時(shí)讀取新一代的數(shù)據(jù)庫表，提取省際共享的資料傳輸信息，有站級(jí)信息的直接入庫，其他的則可以根據(jù)文件名稱到相應(yīng)的目錄下獲取對(duì)應(yīng)的文件，并對(duì)其進(jìn)行解析處理，以獲取站號(hào)、觀測(cè)時(shí)次和傳輸時(shí)間等站級(jí)信息，將獲取到的內(nèi)容存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫中，最后由相關(guān)功能模塊加工、處理、統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)省際共享傳輸?shù)娜^程監(jiān)控。信息處理流程如圖4所示。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1.1 方便、靈活地監(jiān)控統(tǒng)計(jì)節(jié)目表配置

對(duì)于增加共享省份、共享臺(tái)站和共享資料的類型，以及各種資料在某個(gè)時(shí)間段的傳輸加密情況，例如，汛期臺(tái)風(fēng)來時(shí)，區(qū)域站由每隔1 h變?yōu)槊扛?0 min傳輸一次，該系統(tǒng)都可以通過配置數(shù)據(jù)庫表實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)。

4.1.2 功能的模塊化設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用B/S與C/S架構(gòu)相結(jié)合的方式，信息入庫功能、異常告警功能和監(jiān)控統(tǒng)計(jì)功能采用模塊化設(shè)計(jì)，通過后臺(tái)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，大大降低了各模塊間的耦合度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

4.1.3 簡(jiǎn)單易用的WEB監(jiān)控統(tǒng)計(jì)界面

WEB界面的設(shè)計(jì)既兼顧了值班人員對(duì)實(shí)時(shí)資料的掌握，又滿足了業(yè)務(wù)管理人員對(duì)傳輸質(zhì)量統(tǒng)計(jì)的了解。特別是在異常情況下，它采用了醒目的標(biāo)識(shí)，使業(yè)務(wù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳輸問題并予以解決。

4.1.4 較好的系統(tǒng)兼容性

該系統(tǒng)是基于新一代省際共享傳輸所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)，而新一代是目前全國通用的資料傳輸系統(tǒng)，并且所監(jiān)控的資料是全國統(tǒng)一規(guī)定的文件格式，前臺(tái)采用面向?qū)ο蟮恼Z言C#，后臺(tái)采用SQLServer2008大型數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)的接口通用性好，易于在全國各省推廣應(yīng)用。

4.2 系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成了簡(jiǎn)潔易用的監(jiān)控界面，可全程監(jiān)控本省發(fā)送周邊省、本省接收周邊省和分發(fā)省臺(tái)等主要用戶單位的資料傳輸情況。系統(tǒng)界面如圖5所示。

圖4 信息處理流程

圖5 系統(tǒng)界面截圖（2014-08-25安徽發(fā)送上海的國家自動(dòng)站傳輸統(tǒng)計(jì)情況）

4.2.1 設(shè)計(jì)完成了監(jiān)控告警功能

對(duì)于氣象共享數(shù)據(jù)缺失、系統(tǒng)故障等異常情況，可通過圖形界面和聲音提示提醒值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，從而提高了傳輸?shù)募皶r(shí)率，有效解決了由于共享資料數(shù)據(jù)量較大、單靠人工無法及時(shí)掌握各省資料共享情況的問題。

4.2.2 設(shè)計(jì)完成共享數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量統(tǒng)計(jì)功能

對(duì)各省氣象資料分省、分站點(diǎn)進(jìn)行日、月、年統(tǒng)計(jì)，并給出了及時(shí)率、遲到率和缺報(bào)率等數(shù)據(jù)，以便于業(yè)務(wù)人員了解共享數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量，為業(yè)務(wù)管理部門提供省際氣象共享資料傳輸質(zhì)量考核依據(jù)。該系統(tǒng)已在安徽省省際共享傳輸業(yè)務(wù)管理中得到了應(yīng)用，并為氣象信息管理部門提供了近年來安徽省發(fā)送周邊8省和周邊7省發(fā)送安徽省的省際資料傳輸質(zhì)量的背景資料，以此作為中國氣象局考核省際資料傳輸質(zhì)量的依據(jù)。

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〔編輯：白潔〕