汪 華，湯 寧，黃 笞,李 波,胡興煒

(1.貴州省氣象信息中心，貴州 貴陽 550002；2.貴州省氣象局觀測網(wǎng)絡(luò)處，貴州 貴陽 550002)

觀測業(yè)務(wù)和信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一體化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

汪 華1，湯 寧1，黃 笞2,李 波1,胡興煒1

(1.貴州省氣象信息中心，貴州 貴陽 550002；2.貴州省氣象局觀測網(wǎng)絡(luò)處，貴州 貴陽 550002)

通過分析貴州省氣象局實時業(yè)務(wù)監(jiān)控業(yè)務(wù)中存在的集約化程度不高、監(jiān)控視角不夠個性化等問題，作為CIMISS系統(tǒng)的市縣視角的延展，介紹了從集約化的角度將觀測業(yè)務(wù)和信息網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控結(jié)合，實現(xiàn)基于工作流的全鏈條監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

集約化；觀測業(yè)務(wù)；信息網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控一體化

1 引言

近年來，依托山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象保障工程、監(jiān)測預(yù)警工程、氣象保障工程等項目建設(shè)，綜合觀測系統(tǒng)迅猛發(fā)展，觀測設(shè)備監(jiān)控和維護、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行監(jiān)控、氣象信息傳輸監(jiān)控等業(yè)務(wù)各自為陣，業(yè)務(wù)系統(tǒng)“多”、“散”、“亂”，造成了人力資源和計算資源的浪費，同時隨著氣象觀測業(yè)務(wù)改革的深入發(fā)展，需要更加規(guī)范、高效率、自下而上的流程化管理。因此，急需建立一個集約化的監(jiān)控平臺，實現(xiàn)科學有效規(guī)范的管理，提高工作效率和效益。

針對現(xiàn)有的監(jiān)控業(yè)務(wù)一般均基于省級監(jiān)控視角，地州市和臺站均有個性化監(jiān)控的需求，將數(shù)據(jù)采集設(shè)備與通信傳輸線路、省地縣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行的監(jiān)控、值班人員工作環(huán)節(jié)的管理、故障處置流程等有機結(jié)合，建設(shè)統(tǒng)一的集約化監(jiān)控管理平臺，通過對省、市、縣業(yè)務(wù)及管理人員的權(quán)限進行合理的配置，實現(xiàn)省市縣三級業(yè)務(wù)監(jiān)控標準統(tǒng)一、工作流程管理統(tǒng)一，實現(xiàn)基于工作流的全鏈條監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)在系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)上分為基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)平臺、應(yīng)用支撐平臺、應(yīng)用系統(tǒng)4層。系統(tǒng)運行環(huán)境在省氣象信息中心的虛擬平臺上，主要以CIMISS數(shù)據(jù)庫和文件服務(wù)器為基礎(chǔ)，搭建集約化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集分析服務(wù)器、短信服務(wù)器、Web服務(wù)器和GIS服務(wù)器。

數(shù)據(jù)平臺是集約化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)層，其設(shè)計和實現(xiàn)按照面向服務(wù)、面向管理的要求，構(gòu)建集約化監(jiān)控的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，各種數(shù)據(jù)如觀測數(shù)據(jù)、用戶信息、文檔數(shù)據(jù)等存放在這一層中，數(shù)據(jù)平臺同時融合CIMISS系統(tǒng)為其上各層提供各種信息資源，包括觀測數(shù)據(jù)、質(zhì)控參數(shù)及裝備基礎(chǔ)信息等。

應(yīng)用支撐平臺主要提供服務(wù)目錄、信息共享交換和服務(wù)應(yīng)用整合等基礎(chǔ)的服務(wù)，包括數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、集成服務(wù)、事務(wù)服務(wù)、流程服務(wù)、目錄服務(wù)和消息服務(wù)等。

應(yīng)用系統(tǒng)是面向省市縣裝備保障工作人員等系統(tǒng)使用人員的基本操作和管理平臺，用戶可通過統(tǒng)一身份權(quán)限認證平臺登錄系統(tǒng)，在對應(yīng)于自己權(quán)限的個性化頁面上進行實時裝備運行監(jiān)控、故障處理等操作。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 功能模塊設(shè)計

觀測業(yè)務(wù)與信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一體化系統(tǒng)共11個模塊，分別為數(shù)據(jù)采集分析、裝備運行監(jiān)控、資料傳輸監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、業(yè)務(wù)管理、觀測數(shù)據(jù)分析、運行評估、故障管理、基礎(chǔ)信息管理、系統(tǒng)管理、移動終端APP。具體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 觀測業(yè)務(wù)與信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一體化系統(tǒng)模塊圖Fig.1 The system chart

3.2 系統(tǒng)主要功能

3.2.1 數(shù)據(jù)采集分析 ①本地數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集分析主要提供多種形式的監(jiān)控數(shù)據(jù)采集方式，針對不同的觀測系統(tǒng)分別提供文件級、數(shù)據(jù)庫級、SOAP協(xié)議、API接口等多種方式的監(jiān)控數(shù)據(jù)抽取采集。

②CIMISS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集。與CIMISS系統(tǒng)進行深度融合，CIMISS中已經(jīng)提供的數(shù)據(jù)將直接使用，不采用本地采集方式，對未提供的數(shù)據(jù)進行本地報文文件采集，將CIMISS與本地數(shù)據(jù)采集結(jié)合使用的方式，這樣既可以節(jié)省資源又可以提高數(shù)據(jù)的準確性。查詢過去歷史數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù)將直接從CIMISS系統(tǒng)中獲取。

3.2.2 運行監(jiān)控 自動站的運行監(jiān)控主要監(jiān)控自動站的在線情況、到報情況、數(shù)據(jù)質(zhì)量、告警情況。在WebGIS監(jiān)控頁面上用清晰的圖標(十字原點)顯示各種情況的運行狀態(tài)，能夠形象直觀的了解到每個站點當前的運行狀況。按國家站、無人站、區(qū)域站(舊中心站)、區(qū)域站(新中心站)劃分，區(qū)分的到報情況為應(yīng)到報、已到前端(通過Socket報文獲取到到報狀態(tài))、已入庫(已入信息中心數(shù)據(jù)庫)、及時報、逾限報、缺報和未到報。

自動站運行狀態(tài)視窗為WebGIS頁面實現(xiàn)實時狀態(tài)監(jiān)控，頁面顯示所有自動站，站點在實時監(jiān)控時顯示“十字圓點”圖標，四部分分別表示在線情況、本時段到報情況、數(shù)據(jù)質(zhì)量情況、警告情況；填圖時可以顯示為點；鼠標左鍵出現(xiàn)浮動框，分別顯示當前觀測數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息、站點信息，鼠標右鍵出現(xiàn)菜單列表，菜單列表中包含站點詳情、單站觀測數(shù)據(jù)查詢、單站運行監(jiān)控和多站數(shù)據(jù)比較等，可任意配置系統(tǒng)中已有的功能。同時系統(tǒng)提供觀測數(shù)據(jù)要素填圖，包括降水(1 h、3 h、6 h、12 h、24 h)、氣溫、風速、風向、氣壓、濕度。

3.2.3 資料傳輸監(jiān)控 資料傳輸監(jiān)控模塊主要是針對重要的資料類型傳輸情況進行實時傳輸質(zhì)量監(jiān)控。系統(tǒng)從CIMISS中獲取原始數(shù)據(jù)，對獲取的原始數(shù)據(jù)進行分析處理，獲取到資料傳輸質(zhì)量數(shù)據(jù)，進行展示。

3.2.4 業(yè)務(wù)流程監(jiān)控 將各級各類崗位在觀測資料采集、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的操作進行規(guī)范，確保工作步驟完整、連續(xù)、無遺漏，減少失誤，同時管理部門可以據(jù)此對業(yè)務(wù)崗位人員的任務(wù)執(zhí)行情況進行監(jiān)管，實現(xiàn)管理和運行的標準化、科學化、規(guī)范化。根據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點變化制定業(yè)務(wù)流程，提供業(yè)務(wù)流程自定義功能，方便用戶通過配置定義新的業(yè)務(wù)流程。

3.2.5 觀測數(shù)據(jù)分析 觀測數(shù)據(jù)監(jiān)控實現(xiàn)將現(xiàn)有各種觀測設(shè)備生成的觀測數(shù)據(jù)信息進行集中展示，結(jié)合GIS等數(shù)據(jù)展示方式，實現(xiàn)多手段、多種類的展示，使裝備保障人員能夠更高效、快速的了解裝備工作情況、結(jié)合裝備觀測信息更準確的判斷裝備運行狀態(tài)的準確程度，從而提高裝備保障工作的準確性。觀測數(shù)據(jù)監(jiān)控功能主要包括實現(xiàn)對探測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的顯示，實現(xiàn)對現(xiàn)有裝備的觀測數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、查詢。結(jié)合裝備特點形成諸如要素填圖、等值線等簡單的專題地圖、曲線圖、時序圖、統(tǒng)計報表等直觀的統(tǒng)計圖表，并能將這些分析結(jié)果以常見的應(yīng)用文件格式(Word、Excel、PDF)導出和打印。

3.2.6 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控主要是對整個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)暢通情況的監(jiān)控，在H3C系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將H3C中關(guān)注的功能模塊提煉、簡化，整合到集約化系統(tǒng)中。展示各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行狀態(tài)，對發(fā)生異常的設(shè)備進行告警提示，通過靈活的配置、靈活的拓撲圖展示、快速的異常告警，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實時監(jiān)控。

3.2.7 移動應(yīng)用功能 移動應(yīng)用中管理人員通過后臺系統(tǒng)發(fā)送移動通知，各個手機用戶可以在移動應(yīng)用的通知模塊查看到管理人員發(fā)送的信息。通過后臺采集獲得的數(shù)據(jù)，通過移動端進行展示分析每個時次的實時數(shù)據(jù)。用戶點擊進入可以看到當前站點該時次的數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)等。業(yè)務(wù)人員通過監(jiān)控功能了解當前該站設(shè)備實時運行情況。幫助業(yè)務(wù)人員在戶外作業(yè)時可以及時了解設(shè)備情況。

4 結(jié)論

通過對觀測業(yè)務(wù)和信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一體化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，深度整合已有資源，解決裝備監(jiān)控繁雜、不精準的弊端，實現(xiàn)裝備、資料、網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，同時在系統(tǒng)平臺中實現(xiàn)從觀測設(shè)備狀態(tài)到數(shù)據(jù)傳輸和服務(wù)為一體的信息流監(jiān)控一體化平臺，面向一線業(yè)務(wù)人員的實際需求，實現(xiàn)面向地市和區(qū)縣的分級管理，更好地為氣象事業(yè)服務(wù)。

[1]虞飛華.基于 SOA 的中小型企業(yè)業(yè)務(wù)流集成應(yīng)用研究[D].浙江：浙江工業(yè)大學，2009.

[2] 許南山，石佳銳.基于 B/S 模式的數(shù)據(jù)監(jiān)視技術(shù)研究與實現(xiàn)[J]，計算機工程與科學，2009，(7):126-129.

[3] 魏姍姍.基于 C/S 模式的數(shù)據(jù)監(jiān)視技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D].北京：北京化工大學，2008.

Design and implementation of integration of monitoring system of observatory business and information network

WANG Hua1, TANG Ning1, HUANG Chi2, LI Bo1, HU Xingwei1

(1.Meteorological Information Center of Guizhou Province, Guiyang 550002,Guizhou;2. Observation Network Office of Guizhou, Guiyang 550002,Guizhou)

This paper analyzed the present problems of the real-time business monitoring of Guizhou Meteorological Bureau, for example, the intensive degree is not high enough, monitoring perspective is not individualized enough, comprehensive observation and information network business are in separation, etc. It introduced how to combine the observation business with the information network monitoring from an intensive perspective, through the establishment of efficient, scientific, standardized work procedures, in the integration of equipment operation, data transmission, information network business functions at the same time, also it can be used as CIMISS systems perspective of city and county extension, designed and implemented a Full - Chain Monitoring System based on workflow.

observatory business; information network; integration of monitoring

1003-6598(2017)02-0061-03

2016-12-27

汪 華(1974—)，女，副高，主要從事氣象信息化建設(shè)工作，E-mail:2761025@qq.com。

TP311.52

B