一種衛星數據廣播系統自動告警算法研究

安衛士，張云彪，郭士鑫，胡永亮

（浙江省氣象信息網絡中心，杭州310000）

0 引言

隨著氣象觀測技術的不斷發展，氣象數據種類不斷增多、傳輸方式多種多樣、時效要求越來越高。CMACast[1]即中國氣象新一代衛星數據廣播系統，它整合了原有的PCVSAT[2]、DVB-S[3]和FENGYUNCast[4]三套衛星數據廣播業務系統，實現各類氣象觀測數據及其他資源的統一管理，國內國際小站數據的整合下發，提高了氣象觀測數據傳輸時效性、穩定性。衛星數據廣播系統的信號傳輸容易受到極端惡劣天氣的影響，如大雪、冰雹、大霧等，數據下發過程中信噪比降低，大量丟包，造成數據接收不全甚至無法接收數據。本文從業務系統運維人員角度出發，基于C#設計CMACast系統可視化[5]自動告警系統，及時通知業務值班人員對出現的問題進行處理，保證氣象數據的完整性，提高數據傳輸的可靠性。

1 算法描述

系統基于C#[6]編寫，借助CMACast 系統自帶日志文件及狀態文件，分析日志文件和狀態文件，判斷CMACast 系統是否出現信號失鎖、無文件接收、丟包、積壓等問題，通過短信告警方式通知業務值班人員，并將本次告警內容寫入日志文件，方便以后查詢。

程序一：系統整體思路

系統流程圖如圖1 所示，程序首先讀取系統配置文件，主要內容包括CMACast 日志文件位置、告警電話發送號碼、告警時間間隔、掃描時間間隔、文件積壓的閾值；將日志文件下載到本地，分析日志文件內容，確定信號傳輸情況，如果信號失鎖則直接發出告警短信，進而判斷是否有文件接收，若無也發送告警短信，若接收文件有積壓，向值班人員發送告警短信，若都正常則此次程序運行結束，經過一個掃描時間后進行第二次檢查。

圖1 系統流程圖

2 算法具體實現

2.1 參數設置

系統主要參數及其意義如表1 所示。

表1

系統主要參數有兩種配置方式：修改系統配置文件App.config，重啟程序；在可視化界面上進行修改，修改之后點擊“開始監控”按鈕，系統會重新讀取參數配置。

2.2 失鎖檢查

主要思路如程序二所示，首先根據系統參數，計算當前檢測周期的最早時間LowTime：當前時間減去掃描時間，報警閾值bound=Alerttime*20；解析CMACast系統日志文件，文件記錄格式如下：2020-0311004934025-[mediarecv.cpp 7650]:No data decode last 2 second，20200311004934025 為該條記錄的時間戳（世界時），取時間戳的前12 位，存放到ListLogList 中。若LogList 為空，則直接結束，否則倒序遍歷該列表，將列表中字符串轉化為時間logdate，logdate>lowDate，則count++，否則跳出此次循環。若count>bound，則發送告警短信，否則不發送。

程序二：失鎖檢查函數

2.3 文件接收檢查

主要思路如程序三所示，首先根據系統參數，計算當前檢測周期的最早時間LowTime：當前時間減去掃描時間，報警閾值bound=Alerttime*20；解析CMACast系統日志文件，文件記錄格式為：04:20:09 18748 RADA_BENJ/DOR/Z9250 Z_RADR_I_Z9250_202001150-41800_P_DOR_SA_R_20_460_5.250.bin，04:20:09 為該條記錄的時間戳（世界時），將其存放到ListLogList 中。若LogList 為空，則直接結束，否則倒序遍歷該列表，將列表中字符串轉化為時間logdate，logdate>lowDate，則count++，否則跳出此次循環。若count>bound，則發送告警短信，否則不發送。

程序三：文件接收檢查

2.4 文件積壓檢查

文件積壓主要是因為文件接收過程中，接收到的文件未轉到指定的存儲地址，造成系統目錄下文件積壓，積壓嚴重時將導致系統無法接收新的文件，造成數據丟失。主要實現思路為：遍歷系統指定文件目錄，讀取對應目錄下文件個數，若文件個數大于設定閾值，則發出文件積壓告警，否則不告警。關鍵代碼如下：int fileNum=ftpHelp.GetDirFileNum（Ldir+filename+"/"）;獲取當前目錄下文件個數。

2.5 短信告警

告警信息分為三類：衛星信號失鎖、無數據接收、數據丟失嚴重、文件積壓。主要實現思路為：根據自動告警算法對衛星數據接收系統日志進行分析判斷，若文件接收出現異常，調用移動云平臺[7]信息發送接口將告警短信發送到值班手機。首先，根據檢查程序，檢測文件接收系統是否正常，若異常生成告警信息，通過自動化生成SQL 語句，將告警信息插入到移動云平臺數據庫中，調用信息發送模塊將信息發送到指定的接收號碼。

3 系統運行情況

系統部署在Windows Server 2012R2 的虛擬機上，程序設置為開機自啟動。當CMACast 系統文件接收異常時，發出告警短信，提醒業務值班人員檢查處理。系統自部署后，運行良好，多次及時發現CMACast 系統文件接收問題，及時通知值班業務人員，保證了文件接收的完整性，為氣象預測提供了數據支持。圖中顯示3月11 號和12 號中午出現信號失鎖以及數據丟失情況，經與中國氣象局聯系發現原因是每天中午受日棱影響，出現2-8 分鐘短暫失鎖，之后又自動恢復。

圖2 告警信息及日志記錄

4 結語

基于C#編寫的CMACast 告警系統上線部署后運行情況良好，可視化配置功能實現根據業務實際動態更改系統參數，實時監控CMACast 系統文件接收情況，發現文件接收異常自動告知業務值班人員，大大的減

避免了因系統故障發現不及時，造成氣象觀測數據接收不完整、數據零接收的情況，提高了CMACast 系統文件接收的完整性和穩定性，使得預報員可以得到完整的氣象觀測數據，一定程度上提高了工作效率和天氣預測的準確率。