省際氣象資料共享業務運行監控系統研制與應用

孔芹芹++謝偉++邱康俊++王建榮

摘 要：針對省際資料共享業務服務需求和管理考核要求，設計、研制了省際氣象資料共享業務運行監控系統，建立了省際共享傳輸監控數據庫，實現了對本省發送周邊省、本省接收周邊省傳輸情況的全程監控，提供了共享數據傳輸質量統計功能，分省、分站點、分時次統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務運行監控系統已經在業務管理中得到了應用，并為省級業務管理部門提供了近年來安徽省省際資料傳輸質量的背景資料，以此作為考核省際資料傳輸質量的客觀依據。這對提高省際共享的傳輸質量和考核質量發揮了積極的作用。

關鍵詞：省際氣象資料；傳輸質量；監控系統；數據庫

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.003

氣象數據和產品是氣象預報預測、決策服務工作的基礎和支撐。隨著氣象綜合觀測系統的建立、高性能計算機系統和數值預報模式的迅速發展，氣象信息在內涵和外延上都發生了重大的變化，其種類和數據量呈幾何級數增長。特別是各種新增觀測資料的內在意義、數據規范、產生頻次、數據量、傳輸流程、加工處理方法和時效要求等方面的內容，都與傳統的常規資料有很大差異。由于氣象預報系統和公共氣象服務系統在不斷發展，所以，對省際氣象信息管理和共享服務系統在方式、機制、容量、加工處理能力、檢索手段、訪問效率和精準服務等方面也提出了更高的要求。

國內在資料共享系統方面有許多研發和應用研究。為了實現省際間氣象數據的高速共享，滿足省際災害性天氣預報預測和公共氣象服務對氣象觀測數據和產品高時效使用的需求，迫切需要各省（區、市）氣象局加快建立省際氣象數據共享機制和業務流程，將省際數據共享工作納入日常業務運行管理中，確定本省省際氣象數據共享需求、本省省際數據共享工作組織、共享數據應用和省際數據共享業務質量的評分。

目前，安徽省氣象部門已經開展了雷達基數據、國家級和區域自動站觀測數據等基礎數據的省際數據共享業務。根據國家局的要求，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務系統、氣象預警信息生成系統等有高時效要求的數據，氣象災害監測、預報和預警的加密觀測數據以及無法通過衛星數據廣播系統播發且對時效要求高的數據等。隨著數據共享業務需求的增長，對共享業務中傳輸及時性、穩定性等質量的要求也越來越高，需要建立省際氣象資料共享業務運行監控系統，以加大對這些觀測資料和產品的管理力度，提高共享傳輸質量，保證傳輸時效，為共享服務和應用提供有力的保障。

1 系統目標

安徽省省際氣象資料共享業務運行監控系統結合省際氣象資料共享業務和服務的實際需求，實現了對氣象資料共享傳輸的有效管理，顯著提高了省際共享資料的傳輸質量，降低了工作人員的勞動強度，同時，也為業務管理部門在質量考核和科學管理方面提供了必要的幫助。

該系統的主要功能有：①實時查詢功能，提供省際氣象數據共享傳輸情況查詢，并完成對數據共享的實時監控，減輕工作人員的負擔；②對省際氣象數據共享系統運行情況和共

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享數據傳輸的實時監測和告警，使值班人員能夠及時發現系統異常；③統計省際氣象共享數據傳輸質量，為氣象管理單位提供考核依據。

2 系統研發思路

結合安徽省省際氣象資料共享業務和服務的實際需求，建立省際氣象數據共享運行監控數據庫，研發集中式管理的業務監控系統，實現實時監控和告警功能，自動統計及時率、逾限率等考核指標，為業務管理部門提供質量管理依據。主要技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線圖

2.1 建立省際共享運行監控數據庫

基于安徽省新一代通信系統（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送、本省接收周邊省和本省向省臺等主要用戶單位分發共享資料的監控數據庫。它主要包括目前共享的自動站、區域站和雷達基數據3類資料，分別依據資料種類、名稱和傳輸的關鍵時間節點入庫，形成業務監控與統計分析所需的規范化數據，并實現對監控信息的實時更新處理。

2.2 實現實時監控顯示功能

針對省際共享的3類資料，實現實時監控顯示功能。從實時監控數據庫中提取相關信息，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、缺報等不同狀態信息，并做好與整個通信業務監控系統的集成。

2.3 實現異常情況監控告警功能

根據各種氣象資料傳輸的時效要求，檢查監控數據庫中相應資料的處理時間、狀態和結果。對于沒有傳輸、逾限傳輸的資料，系統以圖形界面和聲音彈出到桌面提示維護人員。

2.4 實現傳輸質量統計功能

由中國局對各類資料共享時效的考核指標可知，在實時監控數據庫中，對各省資料共享情況進行數據分析、時效統計，包括各類觀測資料每日、每月和每年的共享傳輸質量統計結果，為業務管理部門提供質量管理依據，從而有效提高管理水平。

3 總體設計

3.1 系統架構

系統按照中國局每年下發的對省際共享資料的考核標準，結合新一代省際共享數據文件的處理流程進行相關設計，采用B/S與C/S相結合的模式，分層、分模塊設計，各層之間做到“高內聚低耦合”。如圖2所示，先建立傳輸信息后臺存儲數據庫，通過新一代獲取省際共享數據文件和相關傳輸信息，然后解析和處理數據文件，與傳輸信息一起存入數據庫表中，并統計加工存儲信息，以B/S模式顯示省際共享傳輸信息的實時狀態，以C/S模式顯示異常告警信息，供業務監控用戶和業務管理用戶查看。

圖2 系統邏輯架構圖

3.2 功能模塊

氣象資料共享業務運行監控系統采用的是模塊化設計，如圖3所示。該系統由后臺數據庫和3個子系統，即共享信息入庫子系統、共享傳輸告警子系統和監控統計子系統組成。共享信息入庫子系統解析了由新一代接收和從新一代發送出去的資料，并將獲取到的站號、傳輸時間等相關信息寫入后臺數據庫；共享傳輸告警子系統根據收發節目表，通過查詢數據庫獲取資料共享情況，告警提示共享不及時的省份；監控統計子系統根據收發節目表，按小時實時監控共享傳輸情況，并分省份按年、月、日統計。

3.3 信息處理流程

各省資料通過ftp服務上傳到新一代服務器指定的接收目錄，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接收數據庫表中，然后將其轉發到接收備份目錄和待發送目錄中，由新一代發送進程處理，并根據發送目的地配置將資料發送到不同省份，將發送文件信息記錄在發送數據庫表中，同時，根據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務運行監控系統根據新一代數據庫中相應的文件接收（發送）信息結合相關目錄下的文件完成共享傳輸的監控和統計。首先要定時讀取新一代的數據庫表，提取省際共享的資料傳輸信息，有站級信息的直接入庫，其他的則可以根據文件名稱到相應的目錄下獲取對應的文件，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，將獲取到的內容存儲到本地數據庫中，最后由相關功能模塊加工、處理、統計，實現對省際共享傳輸的全過程監控。信息處理流程如圖4所示。

4 系統特點及應用

4.1 系統特點

4.1.1 方便、靈活地監控統計節目表配置

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，區域站由每隔1 h變為每隔10 min傳輸一次，該系統都可以通過配置數據庫表實現動態監控和統計。

4.1.2 功能的模塊化設計

該系統采用B/S與C/S架構相結合的方式，信息入庫功能、異常告警功能和監控統計功能采用模塊化設計，通過后臺數據庫實現關聯，大大降低了各模塊間的耦合度，增加了系統的穩定性和可擴展性。

4.1.3 簡單易用的WEB監控統計界面

WEB界面的設計既兼顧了值班人員對實時資料的掌握，又滿足了業務管理人員對傳輸質量統計的了解。特別是在異常情況下，它采用了醒目的標識，使業務人員能夠及時發現傳輸問題并予以解決。

4.1.4 較好的系統兼容性

該系統是基于新一代省際共享傳輸所設計的監控系統，而新一代是目前全國通用的資料傳輸系統，并且所監控的資料是全國統一規定的文件格式，前臺采用面向對象的語言C#，后臺采用SQLServer2008大型數據庫，設計的接口通用性好，易于在全國各省推廣應用。

4.2 系統應用

系統設計完成了簡潔易用的監控界面，可全程監控本省發送周邊省、本省接收周邊省和分發省臺等主要用戶單位的資料傳輸情況。系統界面如圖5所示。

圖4 信息處理流程

圖5 系統界面截圖（2014-08-25安徽發送上海的國家自動站傳輸統計情況）

4.2.1 設計完成了監控告警功能

對于氣象共享數據缺失、系統故障等異常情況，可通過圖形界面和聲音提示提醒值班人員及時發現并解決，從而提高了傳輸的及時率，有效解決了由于共享資料數據量較大、單靠人工無法及時掌握各省資料共享情況的問題。

4.2.2 設計完成共享數據傳輸質量統計功能

對各省氣象資料分省、分站點進行日、月、年統計，并給出了及時率、遲到率和缺報率等數據，以便于業務人員了解共享數據的傳輸質量，為業務管理部門提供省際氣象共享資料傳輸質量考核依據。該系統已在安徽省省際共享傳輸業務管理中得到了應用，并為氣象信息管理部門提供了近年來安徽省發送周邊8省和周邊7省發送安徽省的省際資料傳輸質量的背景資料，以此作為中國氣象局考核省際資料傳輸質量的依據。

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〔編輯：白潔〕