省际气象资料共享业务运行监控系统研制与应用

1、    省际气象资料共享业务运行监控系统研制与应用    孔芹芹+谢伟+邱康俊+王建荣摘 要：针对省际资料共享业务服务需求和管理考核要求，设计、研制了省际气象资料共享业务运行监控系统，建立了省际共享传输监控数据库，实现了对本省发送周边省、本省接收周边省传输情况的全程监控，提供了共享数据传输质量统计功能，分省、分站点、分时次统计共享气象资料的及时率、逾限率和缺报率等信息。省际气象资料共享业务运行监控系统已经在业务管理中得到了应用，并为省级业务管理部门提供了近年来安徽省省际资料传输质量的背景资料，以此作为考核省际资料传输质量的客观依据。这对提高省际共享的传输

2、质量和考核质量发挥了积极的作用。关键词：省际气象资料；传输质量；监控系统；数据库：tp391 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.20.003气象数据和产品是气象预报预测、决策服务工作的基础和支撑。随着气象综合观测系统的建立、高性能计算机系统和数值预报模式的迅速发展，气象信息在内涵和外延上都发生了重大的变化，其种类和数据量呈几何级数增长。特别是各种新增观测资料的内在意义、数据规范、产生频次、数据量、传输流程、加工处理方法和时效要求等方面的内容，都与传统的常规资料有很大差异。由于气象预报系统和公共气象服务系统在不断发展，所以，对省际气象信息管理和共享服务系统在方式、机制、

3、容量、加工处理能力、检索手段、访问效率和精准服务等方面也提出了更高的要求。国内在资料共享系统方面有许多研发和应用研究。为了实现省际间气象数据的高速共享，满足省际灾害性天气预报预测和公共气象服务对气象观测数据和产品高时效使用的需求，迫切需要各省（区、市）气象局加快建立省际气象数据共享机制和业务流程，将省际数据共享工作纳入日常业务运行管理中，确定本省省际气象数据共享需求、本省省际数据共享工作组织、共享数据应用和省际数据共享业务质量的评分。目前，安徽省气象部门已经开展了雷达基数据、国家级和区域自动站观测数据等基础数据的省际数据共享业务。根据国家局的要求，未来需要在省际间共享的资料还包括用于支持短时临

4、近预报等气象业务系统、气象预警信息生成系统等有高时效要求的数据，气象灾害监测、预报和预警的加密观测数据以及无法通过卫星数据广播系统播发且对时效要求高的数据等。随着数据共享业务需求的增长，对共享业务中传输及时性、稳定性等质量的要求也越来越高，需要建立省际气象资料共享业务运行监控系统，以加大对这些观测资料和产品的管理力度，提高共享传输质量，保证传输时效，为共享服务和应用提供有力的保障。1 系统目标安徽省省际气象资料共享业务运行监控系统结合省际气象资料共享业务和服务的实际需求，实现了对气象资料共享传输的有效管理，显著提高了省际共享资料的传输质量，降低了工作人员的劳动强度，同时，也为业务管理部门在质量

5、考核和科学管理方面提供了必要的帮助。该系统的主要功能有：实时查询功能，提供省际气象数据共享传输情况查询，并完成对数据共享的实时监控，减轻工作人员的负担；对省际气象数据共享系统运行情况和共享数据传输的实时监测和告警，使值班人员能够及时发现系统异常；统计省际气象共享数据传输质量，为气象管理单位提供考核依据。2 系统研发思路结合安徽省省际气象资料共享业务和服务的实际需求，建立省际气象数据共享运行监控数据库，研发集中式管理的业务监控系统，实现实时监控和告警功能，自动统计及时率、逾限率等考核指标，为业务管理部门提供质量管理依据。主要技术路线如图1所示。图1 技术路线图2.1 建立省际共享运行监控数据库基

6、于安徽省新一代通信系统（以下简称“新一代”）省际共享传输日志和传输文件，建立本省向周边省发送、本省接收周边省和本省向省台等主要用户单位分发共享资料的监控数据库。它主要包括目前共享的自动站、区域站和雷达基数据3类资料，分别依据资料种类、名称和传输的关键时间节点入库，形成业务监控与统计分析所需的规范化数据，并实现对监控信息的实时更新处理。2.2 实现实时监控显示功能针对省际共享的3类资料，实现实时监控显示功能。从实时监控数据库中提取相关信息，分省、分站点显示各类资料的共享情况，用不同的颜色展示逾限、缺报等不同状态信息，并做好与整个通信业务监控系统的集成。2.3 实现异常情况监控告警功能根据各种气象

7、资料传输的时效要求，检查监控数据库中相应资料的处理时间、状态和结果。对于没有传输、逾限传输的资料，系统以图形界面和声音弹出到桌面提示维护人员。2.4 实现传输质量统计功能由中国局对各类资料共享时效的考核指标可知，在实时监控数据库中，对各省资料共享情况进行数据分析、时效统计，包括各类观测资料每日、每月和每年的共享传输质量统计结果，为业务管理部门提供质量管理依据，从而有效提高管理水平。3 总体设计3.1 系统架构系统按照中国局每年下发的对省际共享资料的考核标准，结合新一代省际共享数据文件的处理流程进行相关设计，采用b/s与c/s相结合的模式，分层、分模块设计，各层之间做到“高内聚低耦合”。如图2所

8、示，先建立传输信息后台存储数据库，通过新一代获取省际共享数据文件和相关传输信息，然后解析和处理数据文件，与传输信息一起存入数据库表中，并统计加工存储信息，以b/s模式显示省际共享传输信息的实时状态，以c/s模式显示异常告警信息，供业务监控用户和业务管理用户查看。图2 系统逻辑架构图3.2 功能模块气象资料共享业务运行监控系统采用的是模块化设计，如图3所示。该系统由后台数据库和3个子系统，即共享信息入库子系统、共享传输告警子系统和监控统计子系统组成。共享信息入库子系统解析了由新一代接收和从新一代发送出去的资料，并将获取到的站号、传输时间等相关信息写入后台数据库；共享传输告警子系统根据收发节目表，

9、通过查询数据库获取资料共享情况，告警提示共享不及时的省份；监控统计子系统根据收发节目表，按小时实时监控共享传输情况，并分省份按年、月、日统计。 3.3 信息处理流程各省资料通过ftp服务上传到新一代服务器指定的接收目录，新一代接收处理进程预处理（格式检查、错误文件剔除、文件打包等）这些资料，并将接收文件的传输信息写到新一代相关接收数据库表中，然后将其转发到接收备份目录和待发送目录中，由新一代发送进程处理，并根据发送目的地配置将资料发送到不同省份，将发送文件信息记录在发送数据库表中，同时，根据目的地和资料类型备份在不同的目录下。省际气象资料共享业务运行监控系统根据新一代数据库中相应的文件接收（发

10、送）信息结合相关目录下的文件完成共享传输的监控和统计。首先要定时读取新一代的数据库表，提取省际共享的资料传输信息，有站级信息的直接入库，其他的则可以根据文件名称到相应的目录下获取对应的文件，并对其进行解析处理，以获取站号、观测时次和传输时间等站级信息，将获取到的内容存储到本地数据库中，最后由相关功能模块加工、处理、统计，实现对省际共享传输的全过程监控。信息处理流程如图4所示。4 系统特点及应用4.1 系统特点4.1.1 方便、灵活地监控统计节目表配置对于增加共享省份、共享台站和共享资料的类型，以及各种资料在某个时间段的传输加密情况，例如，汛期台风来时，区域站由每隔1 h变为每隔10 min传输

11、一次，该系统都可以通过配置数据库表实现动态监控和统计。4.1.2 功能的模块化设计该系统采用b/s与c/s架构相结合的方式，信息入库功能、异常告警功能和监控统计功能采用模块化设计，通过后台数据库实现关联，大大降低了各模块间的耦合度，增加了系统的稳定性和可扩展性。4.1.3 简单易用的web监控统计界面web界面的设计既兼顾了值班人员对实时资料的掌握，又满足了业务管理人员对传输质量统计的了解。特别是在异常情况下，它采用了醒目的标识，使业务人员能够及时发现传输问题并予以解决。4.1.4 较好的系统兼容性该系统是基于新一代省际共享传输所设计的监控系统，而新一代是目前全国通用的资料传输系统，并且所监控

12、的资料是全国统一规定的文件格式，前台采用面向对象的语言c#，后台采用sqlserver2008大型数据库，设计的接口通用性好，易于在全国各省推广应用。4.2 系统应用系统设计完成了简洁易用的监控界面，可全程监控本省发送周边省、本省接收周边省和分发省台等主要用户单位的资料传输情况。系统界面如图5所示。图4 信息处理流程图5 系统界面截图（2014-08-25安徽发送上海的国家自动站传输统计情况）4.2.1 设计完成了监控告警功能对于气象共享数据缺失、系统故障等异常情况，可通过图形界面和声音提示提醒值班人员及时发现并解决，从而提高了传输的及时率，有效解决了由于共享资料数据量较大、单靠人工无法及时掌

13、握各省资料共享情况的问题。4.2.2 设计完成共享数据传输质量统计功能对各省气象资料分省、分站点进行日、月、年统计，并给出了及时率、迟到率和缺报率等数据，以便于业务人员了解共享数据的传输质量，为业务管理部门提供省际气象共享资料传输质量考核依据。该系统已在安徽省省际共享传输业务管理中得到了应用，并为气象信息管理部门提供了近年来安徽省发送周边8省和周边7省发送安徽省的省际资料传输质量的背景资料，以此作为中国气象局考核省际资料传输质量的依据。参考文献1杨扬，贾君君，李为卫.基于asp.net的网络文件管理系统开发应用研究j.计算机科学，2011，38（10a）：222-224.2阮惠华，肖文名.基于

14、webgis 的气象预报实时资料共享系统研究j.地理空间信息，2008，6（4）：95-98.3王伯民，李集明，吴增祥，等.我国气象科学数据发布策略初步研究j.应用气象学报，2004（15）：152-160.4李茂达.基于j2ee平台的气象信息系统框架设计j.气象科技，2009，37（3）：363-368.5邓莉，王国复，孙超，等.基本气象资料共享系统建设j.应用气象学报，2004，15（a）：33-38.6李秋元，杨娜娜，黄克磊，等.基于webgis的沁河流域气象站雨量资料共享系统j.气象与环境科学，2009，32（3）： 88-90.7马渝勇，徐晓莉，宋智，等.省级气象信息共享系统的设计与实现j.应用气象学报，2011，2