孔芹芹++謝偉++邱康俊++王建榮

摘 要：針對省際資料共享業(yè)務(wù)服務(wù)需求和管理考核要求，設(shè)計、研制了省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運行監(jiān)控系統(tǒng)，建立了省際共享傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對本省發(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)計功能，分省、分站點、分時次統(tǒng)計共享氣象資料的及時率、逾限率和缺報率等信息。省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運行監(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：TP391 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.003

氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品是氣象預報預測、決策服務(wù)工作的基礎(chǔ)和支撐。隨著氣象綜合觀測系統(tǒng)的建立、高性能計算機系統(tǒng)和數(shù)值預報模式的迅速發(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)量呈幾何級數(shù)增長。特別是各種新增觀測資料的內(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。由于氣象預報系統(tǒng)和公共氣象服務(wù)系統(tǒng)在不斷發(fā)展，所以，對省際氣象信息管理和共享服務(wù)系統(tǒng)在方式、機制、容量、加工處理能力、檢索手段、訪問效率和精準服務(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。為了實現(xiàn)省際間氣象數(shù)據(jù)的高速共享，滿足省際災害性天氣預報預測和公共氣象服務(wù)對氣象觀測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品高時效使用的需求，迫切需要各省（區(qū)、市）氣象局加快建立省際氣象數(shù)據(jù)共享機制和業(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)量的評分。

目前，安徽省氣象部門已經(jīng)開展了雷達基數(shù)據(jù)、國家級和區(qū)域自動站觀測數(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臨近預報等氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)、氣象預警信息生成系統(tǒng)等有高時效要求的數(shù)據(jù)，氣象災害監(jiān)測、預報和預警的加密觀測數(shù)據(jù)以及無法通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)播發(fā)且對時效要求高的數(shù)據(jù)等。隨著數(shù)據(jù)共享業(yè)務(wù)需求的增長，對共享業(yè)務(wù)中傳輸及時性、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)運行監(jiān)控系統(tǒng)，以加大對這些觀測資料和產(chǎn)品的管理力度，提高共享傳輸質(zhì)量，保證傳輸時效，為共享服務(wù)和應(yīng)用提供有力的保障。

1 系統(tǒng)目標

安徽省省際氣象資料共享業(yè)務(wù)運行監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合省際氣象資料共享業(yè)務(wù)和服務(wù)的實際需求，實現(xiàn)了對氣象資料共享傳輸?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強度，同時，也為業(yè)務(wù)管理部門在質(zhì)量考核和科學管理方面提供了必要的幫助。

該系統(tǒng)的主要功能有：①實時查詢功能，提供省際氣象數(shù)據(jù)共享傳輸情況查詢，并完成對數(shù)據(jù)共享的實時監(jiān)控，減輕工作人員的負擔；②對省際氣象數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)運行情況和共

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享數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r監(jiān)測和告警，使值班人員能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常；③統(tǒng)計省際氣象共享數(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)的實際需求，建立省際氣象數(shù)據(jù)共享運行監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，研發(fā)集中式管理的業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)實時監(jiān)控和告警功能，自動統(tǒng)計及時率、逾限率等考核指標，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 建立省際共享運行監(jiān)控數(shù)據(jù)庫

基于安徽省新一代通信系統(tǒng)（以下簡稱“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等主要用戶單位分發(fā)共享資料的監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。它主要包括目前共享的自動站、區(qū)域站和雷達基數(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)鍵時間節(jié)點入庫，形成業(yè)務(wù)監(jiān)控與統(tǒng)計分析所需的規(guī)范化數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)對監(jiān)控信息的實時更新處理。

2.2 實現(xiàn)實時監(jiān)控顯示功能

針對省際共享的3類資料，實現(xiàn)實時監(jiān)控顯示功能。從實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)信息，分省、分站點顯示各類資料的共享情況，用不同的顏色展示逾限、缺報等不同狀態(tài)信息，并做好與整個通信業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)的集成。

2.3 實現(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效要求，檢查監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)資料的處理時間、狀態(tài)和結(jié)果。對于沒有傳輸、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人員。

2.4 實現(xiàn)傳輸質(zhì)量統(tǒng)計功能

由中國局對各類資料共享時效的考核指標可知，在實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中，對各省資料共享情況進行數(shù)據(jù)分析、時效統(tǒng)計，包括各類觀測資料每日、每月和每年的共享傳輸質(zhì)量統(tǒng)計結(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

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)按照中國局每年下發(fā)的對省際共享資料的考核標準，結(jié)合新一代省際共享數(shù)據(jù)文件的處理流程進行相關(guān)設(shè)計，采用B/S與C/S相結(jié)合的模式，分層、分模塊設(shè)計，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存儲數(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)計加工存儲信息，以B/S模式顯示省際共享傳輸信息的實時狀態(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)運行監(jiān)控系統(tǒng)采用的是模塊化設(shè)計，如圖3所示。該系統(tǒng)由后臺數(shù)據(jù)庫和3個子系統(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、傳輸時間等相關(guān)信息寫入后臺數(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的省份；監(jiān)控統(tǒng)計子系統(tǒng)根據(jù)收發(fā)節(jié)目表，按小時實時監(jiān)控共享傳輸情況，并分省份按年、月、日統(tǒng)計。

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，新一代接收處理進程預處理（格式檢查、錯誤文件剔除、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，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。首先要定時讀取新一代的數(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)的目錄下獲取對應(yīng)的文件，并對其進行解析處理，以獲取站號、觀測時次和傳輸時間等站級信息，將獲取到的內(nèi)容存儲到本地數(shù)據(jù)庫中，最后由相關(guān)功能模塊加工、處理、統(tǒng)計，實現(xiàn)對省際共享傳輸?shù)娜^程監(jiān)控。信息處理流程如圖4所示。

4 系統(tǒng)特點及應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)特點

4.1.1 方便、靈活地監(jiān)控統(tǒng)計節(jié)目表配置

對于增加共享省份、共享臺站和共享資料的類型，以及各種資料在某個時間段的傳輸加密情況，例如，汛期臺風來時，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)庫表實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計。

4.1.2 功能的模塊化設(shè)計

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)計功能采用模塊化設(shè)計，通過后臺數(shù)據(jù)庫實現(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)定性和可擴展性。

4.1.3 簡單易用的WEB監(jiān)控統(tǒng)計界面

WEB界面的設(shè)計既兼顧了值班人員對實時資料的掌握，又滿足了業(yè)務(wù)管理人員對傳輸質(zhì)量統(tǒng)計的了解。特別是在異常情況下，它采用了醒目的標識，使業(yè)務(wù)人員能夠及時發(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，前臺采用面向?qū)ο蟮恼Z言C#，后臺采用SQLServer2008大型數(shù)據(jù)庫，設(shè)計的接口通用性好，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)計完成了簡潔易用的監(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)送上海的國家自動站傳輸統(tǒng)計情況）

4.2.1 設(shè)計完成了監(jiān)控告警功能

對于氣象共享數(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發(fā)現(xiàn)并解決，從而提高了傳輸?shù)募皶r率，有效解決了由于共享資料數(shù)據(jù)量較大、單靠人工無法及時掌握各省資料共享情況的問題。

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

對各省氣象資料分省、分站點進行日、月、年統(tǒng)計，并給出了及時率、遲到率和缺報率等數(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〕