民航氣象數(shù)據(jù)庫管理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計研究

戴璇璇

摘要：隨著我國民運(yùn)航空事業(yè)的發(fā)展，對航空氣象服務(wù)的安全、高效等要求不斷提高。本文探討了民航氣象數(shù)據(jù)庫管理監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究，提出了具有分區(qū)數(shù)據(jù)管理、分批資料清除、數(shù)據(jù)歸檔與恢復(fù)等功能的數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，以及監(jiān)控信息獲取、數(shù)據(jù)庫調(diào)優(yōu)等功能的監(jiān)控子系統(tǒng)，希望為民航氣象系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：民航；數(shù)據(jù)庫管理；監(jiān)控系統(tǒng)

近年來，我國民用航空實現(xiàn)了穩(wěn)步增長，對航空安全的要求不斷提高，氣象服務(wù)是確保航空安全的重要前提，應(yīng)盡力確保氣象服務(wù)的安全、準(zhǔn)確。為此，民航部門構(gòu)建了氣象數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，隨著數(shù)據(jù)庫的持續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)生了巨量的數(shù)據(jù)以及訪問量，這在很大程度上增加了數(shù)據(jù)庫的負(fù)載，影響到數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。因此，怎樣才能優(yōu)化氣象數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能已成為相關(guān)研究領(lǐng)域的熱門課題?？紤]到當(dāng)前系統(tǒng)存在著管理策略單一，性能不佳等問題，本文設(shè)計研究了民航氣象數(shù)據(jù)庫管理監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)管理與監(jiān)控子系統(tǒng)，涉及到氣象服務(wù)的全過程，并能進(jìn)行調(diào)優(yōu)分析，實現(xiàn)了對氣象數(shù)據(jù)的可靠維護(hù)，為我國民航事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供可靠保證。

1 系統(tǒng)功能分析

系統(tǒng)主要劃分為氣象數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)監(jiān)控子系統(tǒng)。其中，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)統(tǒng)計、備份、刪除等功能，用來保證數(shù)據(jù)服務(wù)的可用性。結(jié)合業(yè)務(wù)需要，將其分為分區(qū)數(shù)據(jù)管理、分批資料清除、數(shù)據(jù)歸檔與恢復(fù)等部分。數(shù)據(jù)監(jiān)控涉及到系統(tǒng)資源信息、進(jìn)程運(yùn)行信息、處理流程信息等重要業(yè)務(wù)，同時還需基于系統(tǒng)的負(fù)載情況，適時進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，對影響到系統(tǒng)穩(wěn)定性的故障或問題及時給出預(yù)警，通過數(shù)據(jù)的優(yōu)化不斷提高吞吐量，確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。結(jié)合用戶需要，可將數(shù)據(jù)監(jiān)控子系統(tǒng)分為監(jiān)控信息獲取、數(shù)據(jù)庫調(diào)優(yōu)等部分。

該系統(tǒng)的運(yùn)行架構(gòu)采用的是c/s模式，數(shù)據(jù)客戶端與服務(wù)端之間通過JAVA的RMI遠(yuǎn)程調(diào)用功能實現(xiàn)通信。客戶端為被監(jiān)控節(jié)點提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，且可以直接的訪問Oracle數(shù)據(jù)庫，通過操作系統(tǒng)的API及時的獲取動態(tài)信息，并依據(jù)本地庫當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷，對可能會出現(xiàn)的問題提示用戶告警。

2 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

2.1 分區(qū)數(shù)據(jù)存儲

航空氣象信息復(fù)雜多變且具有極高的時效性，因此提出分區(qū)存儲的方案，將數(shù)據(jù)信息分散到在線庫、近線庫、離線庫和反演庫。具體來說，在線庫主要實現(xiàn)的是最新數(shù)據(jù)的存儲，而且數(shù)據(jù)量不大，近線庫則主要用于存儲過期數(shù)據(jù)，離線庫存儲備份數(shù)據(jù)，反演庫存儲有關(guān)人員指定的歷史數(shù)據(jù)。分區(qū)數(shù)據(jù)存儲的實現(xiàn)，有效的提高了氣象信息的訪問效率。為順利完成分區(qū)存儲，資料歸檔將存放于在線庫的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)移至離線庫；如果出現(xiàn)了數(shù)據(jù)丟失或損壞，可隨時將離線庫中的數(shù)據(jù)恢復(fù)過來，同時還提供將離線庫數(shù)據(jù)信息恢復(fù)至反演庫的相應(yīng)功能；如果數(shù)據(jù)需要清除，可將在線庫中已過期的資料轉(zhuǎn)移至近線庫。

2.2 分批數(shù)據(jù)清除

數(shù)據(jù)清除主要是將存放于在線庫中的過期數(shù)據(jù)移動至近線庫，而近線庫中的過期數(shù)據(jù)則直接予以清除，以此減輕在線庫的數(shù)據(jù)壓力，從而有效的提升氣象數(shù)據(jù)的處理效率。因為數(shù)據(jù)庫中存放著巨量的數(shù)據(jù)，如果想要一次將所有的數(shù)據(jù)清除，則會導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行故障。因此，設(shè)計了分批清除，多次提交的功能，不僅加快了無效數(shù)據(jù)的清除速度，同時保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

2.3 數(shù)據(jù)歸檔與恢復(fù)

對于數(shù)據(jù)的歸檔與恢復(fù)，選用Oracle 10g最新的數(shù)據(jù)泵技術(shù)來并行完成，與Oracle 9i的imp/exp技術(shù)相比，處理效率有了顯著的提升。自動歸檔可迅速導(dǎo)出在線庫前24小時內(nèi)的數(shù)據(jù)，并使用parallel參數(shù)以提升系統(tǒng)的并行性能。

3 監(jiān)控子系統(tǒng)

3.1 監(jiān)控信息獲取

監(jiān)控信息獲取功能運(yùn)行在c/s模式下的服務(wù)器端，在盡可能降低數(shù)據(jù)負(fù)載的條件下獲取系統(tǒng)監(jiān)控信息、進(jìn)程資源信息、處理過程信息等，下面進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

（1）系統(tǒng)資源信息。對于系統(tǒng)資源信息的獲取，主要涉及到CPU使用率、占據(jù)CPU最多的進(jìn)程狀況、內(nèi)存使用率、磁盤使用率等。因為JAVA系統(tǒng)中沒有相關(guān)功能可實現(xiàn)資源信息的可靠獲取，因此提出利用進(jìn)程管理ProcessBuilder類啟動系統(tǒng)API。

（2）進(jìn)程運(yùn)行信息。為保證系統(tǒng)進(jìn)程的24小時不停止運(yùn)行，監(jiān)控系統(tǒng)需結(jié)合相應(yīng)的策略在某一時間間隔過程中獲得多個入庫進(jìn)程的CPU利用率，內(nèi)存利用率，啟動時間點等數(shù)據(jù)信息。如果出現(xiàn)進(jìn)程異常狀況，則會自動開啟重啟功能，并進(jìn)行告警。

（3）處理流程信息。對氣象業(yè)務(wù)信息的處理流程，應(yīng)用系統(tǒng)ls命令分析是否發(fā)生延遲等問題，當(dāng)延遲數(shù)據(jù)量超過了提前設(shè)定的閥值時，給出預(yù)警提示，并應(yīng)用SQL統(tǒng)計工具檢查確認(rèn)數(shù)據(jù)的入庫狀況，如果存在未及時入庫的情況，則進(jìn)行告警。

3.2 數(shù)據(jù)庫調(diào)優(yōu)

數(shù)據(jù)庫的調(diào)優(yōu)功能，與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用工具等多項因素有關(guān)，是一項非常復(fù)雜的功能，為了獲得可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行性能下降的原因，通過對數(shù)據(jù)庫穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，獲取各個時間點的系統(tǒng)CPU、內(nèi)存利用率等各種狀態(tài)信息，構(gòu)建相應(yīng)的基準(zhǔn)線，以用于數(shù)據(jù)庫運(yùn)行隱患的判斷。如果系統(tǒng)運(yùn)行狀況超過了基準(zhǔn)線，則需結(jié)合Oracle功能進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)優(yōu)。

4[HTH]結(jié)語[HT]

民航氣象服務(wù)是保證航空安全的重要前提，應(yīng)盡力確保氣象數(shù)據(jù)的安全、可靠。當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫信息種類多樣，處理流程復(fù)雜，如果缺乏高效的數(shù)據(jù)管理及監(jiān)控功能，則難以為民用航空提供可靠地氣象服務(wù)，而且對故障問題的發(fā)生也做不到提前預(yù)知，嚴(yán)重影響了氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。本文設(shè)計研究了民航氣象數(shù)據(jù)庫管理監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)管理與監(jiān)控子系統(tǒng)，涉及到氣象服務(wù)的全過程，作為氣象服務(wù)的重要構(gòu)成部分，實現(xiàn)了對氣象數(shù)據(jù)的可靠維護(hù)，提高了航空部門應(yīng)對意外事故的反應(yīng)能力，從而為我國民用航空事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了重要支撐。

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