依托天鏡本地化,構(gòu)建全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)*

張雅旎 胡永亮 張云飚 劉 瑞

(浙江省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心,浙江 杭州 310017)

0 引 言

氣象綜合業(yè)務(wù)實時監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱天鏡)是國家氣象信息中心基于全國氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,結(jié)合氣象信息化和業(yè)務(wù)現(xiàn)代化的目標(biāo),采用大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)建設(shè)的統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)的國省兩級氣象綜合業(yè)務(wù)實時監(jiān)控系統(tǒng)[1]。天鏡系統(tǒng)具有開放、高效、可擴展的監(jiān)控系統(tǒng)框架,通過規(guī)范化的監(jiān)控信息采集和控制接口,接入觀測、信息、預(yù)報、服務(wù)和政務(wù)管理等氣象業(yè)務(wù)“全流程、全要素、全過程”的監(jiān)控信息,橫向整合氣象核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行監(jiān)控,實現(xiàn)數(shù)據(jù)從采集、傳輸、處理、存儲到服務(wù)的全流程監(jiān)控;縱向?qū)崿F(xiàn)對支撐氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施、場地環(huán)境全面監(jiān)控,實現(xiàn)氣象綜合業(yè)務(wù)橫縱一體化監(jiān)控[1]。

天鏡系統(tǒng)采用國省兩級布局模式,自2018年開始,在中國氣象局預(yù)報與網(wǎng)絡(luò)司、國家氣象信息中心的指導(dǎo)下,浙江省氣象局作為省級試點單位,完成了省級氣象綜合業(yè)務(wù)實時監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱天鏡·浙江監(jiān)測平臺)的部署和應(yīng)用,實現(xiàn)了省級基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)全流程等氣象業(yè)務(wù)的集中監(jiān)控。但全省氣象部門的監(jiān)控業(yè)務(wù)仍存在一些問題,如市縣級氣象部門本地化監(jiān)控依靠人力、監(jiān)控系統(tǒng)分散、缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等等,嚴(yán)重制約了全省氣象業(yè)務(wù)信息化、集約化的發(fā)展進程。而省級部署的天鏡·浙江監(jiān)控平臺已經(jīng)具備對市縣級氣象業(yè)務(wù)的監(jiān)控能力,但沒有在全省得到充分的利用。本文依托天鏡·浙江省級監(jiān)控平臺,結(jié)合市縣級監(jiān)控運維需求,構(gòu)建全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng),實現(xiàn)市縣級氣象業(yè)務(wù)的本地化集中監(jiān)控及可視化展示,為市縣級本地化氣象業(yè)務(wù)提供一套通用的、整體的監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)。

1 市縣級監(jiān)控現(xiàn)狀及問題

雖然天鏡·浙江監(jiān)控平臺已實現(xiàn)了省級基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)全流程等氣象業(yè)務(wù)的監(jiān)控服務(wù),但該平臺只是被省級業(yè)務(wù)人員使用,市縣級氣象部門的本地化監(jiān)控仍然存在以下幾個方面的問題。

(1)市縣級監(jiān)控能力不足,缺乏本地化適用系統(tǒng)。調(diào)研發(fā)現(xiàn),全省大部分市縣級氣象部門都有對當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)不同程度的監(jiān)控需求,但鑒于開發(fā)能力有限,大部分缺乏本地化監(jiān)控系統(tǒng),不能滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)運維需要。

(2)市縣級監(jiān)控平臺分散,集約化程度不高。各市(縣、區(qū))氣象部門沒有統(tǒng)一、規(guī)范化的監(jiān)控平臺,缺少全局設(shè)計,導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)重復(fù)建設(shè),造成資源浪費。此外,監(jiān)控系統(tǒng)之間獨立分散,監(jiān)控信息無法共享,氣象業(yè)務(wù)無法統(tǒng)一監(jiān)控,也制約著全省氣象業(yè)務(wù)的集約化發(fā)展。

(3)監(jiān)控智能化程度不高,值班依賴人力。目前大部分氣象臺站的氣象業(yè)務(wù)還是依靠值班人員人工監(jiān)控,氣象資料傳輸告警依靠省級值班人員電話通知,無法提前發(fā)現(xiàn)問題,缺少工單提交等解決問題的智能化手段,增加了省市縣3級值班工作的繁瑣程度,降低了整體業(yè)務(wù)的運維效率[2-3]。

2 技術(shù)路線

2.1 總體架構(gòu)

基于現(xiàn)有天鏡·浙江監(jiān)控平臺,結(jié)合市縣級監(jiān)控運維需求,通過數(shù)據(jù)傳輸流程和市縣級當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控兩條路線，共同推進全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)的建設(shè),實現(xiàn)市(縣、區(qū))基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葰庀髽I(yè)務(wù)的本地化監(jiān)控及可視化展示,為市縣級當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)提供監(jiān)控服務(wù)。

系統(tǒng)使用省級集中部署模式,采用B/S架構(gòu)系統(tǒng),市縣級用戶無需部署、無需安裝客戶端,只需連通網(wǎng)絡(luò)即可通過Web網(wǎng)頁查看當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的監(jiān)控信息。當(dāng)全省業(yè)務(wù)監(jiān)控需求增加時,擴充省級平臺資源即可,釋放市縣級投入運維的壓力[4]。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 全省數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控一張網(wǎng)

全省數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控的技術(shù)思路如下:(1)天鏡·浙江數(shù)據(jù)全流程模塊前期已實現(xiàn)對全省上行考核資料的傳輸監(jiān)控,傳輸故障時會形成相應(yīng)的告警信息推送到集中告警臺;(2)根據(jù)浙江省資料傳輸業(yè)務(wù)要求,制定省市縣各級適用的告警規(guī)則;(3)告警關(guān)聯(lián)信息配置,即設(shè)置告警關(guān)聯(lián)規(guī)則,包括告警短信模板、告警通知對象、告警接收手機號碼、告警執(zhí)行時間等信息;(4)對接短信、語音平臺,將告警信息寫入短信平臺數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)短信、電話自動通知省市縣3級值班人員,完成全省數(shù)據(jù)傳輸鏈路全網(wǎng)監(jiān)控。

2.3 市縣級當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)

市縣級當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控的技術(shù)思路如下。(1)通過天鏡監(jiān)控信息采集控制統(tǒng)一接口獲取市縣級當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的監(jiān)控信息;(2)通過天鏡平臺的標(biāo)準(zhǔn)接口對接探測中心裝備信息;(3)所有監(jiān)控信息納入天鏡數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一規(guī)范管理;(4)借助天鏡眾創(chuàng)平臺服務(wù)接口,實現(xiàn)市縣級當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的可視化監(jiān)控,完成全省市縣級當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)。

3 本地化應(yīng)用成果及效益

3.1 全省數(shù)據(jù)傳輸自動告警

目前,浙江省各氣象臺站先將氣象觀測資料(文件、消息等格式)發(fā)送至省級氣象通信系統(tǒng)(CTS),再由省級氣象通信系統(tǒng)發(fā)送至中國氣象局氣象通信系統(tǒng)[5-6]。在上行資料的傳輸流程中,任意節(jié)點、任意傳輸鏈路發(fā)生故障都會影響氣象資料的傳輸。

為了做好全省氣象數(shù)據(jù)傳輸保障工作,借助數(shù)據(jù)全流程監(jiān)控模塊及阿里云服務(wù),開發(fā)了短信、電話自動告警功能,當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)發(fā)生故障時,短信、電話自動告警提示省市縣3級值班運維人員。

數(shù)據(jù)傳輸告警業(yè)務(wù)流程如圖2所示，以中國國家觀測站地面小時觀測資料(BUFR格式)和中國酸雨觀測資料((BUFR格式))為例,當(dāng)省級系統(tǒng)未收到縣級資料時,省級平臺自動發(fā)送告警短信、語音電話給縣級值班人員,提醒處理故障;當(dāng)國家級系統(tǒng)未收到省級上傳的資料時,平臺自動發(fā)送告警短信、語音電話給省級值班人員。短信及語音電話內(nèi)容包括資料名稱、資料時次缺報站號、資料缺報的具體傳輸節(jié)點,值班人員接收到告警短信后,可根據(jù)該短信的提示信息精確定位故障點,縮小故障排查范圍。

圖2 省市縣3級數(shù)據(jù)傳輸告警示意圖

3.2 市縣級本地化大屏監(jiān)控系統(tǒng)

依托天鏡基礎(chǔ)平臺,建成市縣級本地化大屏監(jiān)控系統(tǒng),并完成與試點氣象局的數(shù)據(jù)對接,目前天鏡·浙江基礎(chǔ)平臺已監(jiān)控試點寧波市基礎(chǔ)資源(服務(wù)器88臺)、網(wǎng)絡(luò)(設(shè)備16臺)及考核觀測站點175個。通過平臺第三方服務(wù)接口,開發(fā)了寧波市當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)可視化大屏,在省級天鏡平臺上實現(xiàn)了對寧波市氣象局地面綜合觀測、裝備信息、天氣雷達、基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等氣象業(yè)務(wù)及運行支撐環(huán)境的本地化監(jiān)控。

3.3 創(chuàng)新點及效益分析

3.3.1 全省一個平臺,打造集約化監(jiān)控

(1)省級監(jiān)控。前期通過全國統(tǒng)一部署的天鏡基礎(chǔ)平臺,實現(xiàn)了對省級基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)及機房環(huán)境、數(shù)據(jù)傳輸流程的綜合監(jiān)控;(2)市縣級監(jiān)控。依托天鏡本地化建設(shè)與應(yīng)用,建設(shè)了市縣級大屏監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對市縣級當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的集約化監(jiān)控。

通過本地化建設(shè),天鏡平臺監(jiān)控初步實現(xiàn)了省市縣3級業(yè)務(wù)監(jiān)控功能,為全省氣象業(yè)務(wù)提供了“一個平臺、一套軟件”的集約化監(jiān)控服務(wù)。通過省級集中部署模式,將所有的應(yīng)用和數(shù)據(jù)集中部署在省級天鏡硬件集群中,市縣級應(yīng)用服務(wù),通過瀏覽器快速訪問天鏡平臺[7],與以前相比,有以下4點效益。

一是市縣級氣象局無需部署服務(wù)器和安裝軟件應(yīng)用,減輕了運維投入和人員工作量。

二是方便平臺應(yīng)用的全省更新,通過省級集中部署方式,僅通過省級的調(diào)整即可,市縣級氣象局無需操作。

三是監(jiān)控數(shù)據(jù)的完整性、正確性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性,都較之前未集約時有了很大的改善。

四是天鏡平臺針對市縣級氣象局的資料傳輸、基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等共性業(yè)務(wù)建設(shè)了通用的監(jiān)控系統(tǒng),避免了各地政府對氣象監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)資金的重復(fù)投入,以免造成資源浪費、功能重復(fù)。

3.3.2 監(jiān)控一張網(wǎng),縱覽全省氣象業(yè)務(wù)

通過天鏡平臺數(shù)據(jù)流程全省監(jiān)控告警及市縣級當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控初步實現(xiàn)全省監(jiān)控一張網(wǎng),有以下幾點效益。

一是從技術(shù)上實現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)傳輸流程全網(wǎng)監(jiān)控,借助天鏡平臺的短信及語音告警,無需人工干預(yù),省市縣3級值班人員可第一時間發(fā)現(xiàn)問題,第一時間處理及解決問題,提高了氣象數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和服務(wù)時效。

二是故障精準(zhǔn)定位,當(dāng)資料傳輸缺報時,結(jié)合天鏡平臺對基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的監(jiān)控,可區(qū)分物理鏈路故障與數(shù)據(jù)鏈路故障,做到故障精準(zhǔn)定位,提升業(yè)務(wù)故障處理的自動化和智能化水平,增強業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三是以省級天鏡平臺為全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控中心,為省市縣3級提供業(yè)務(wù)監(jiān)控服務(wù),全省統(tǒng)一監(jiān)控業(yè)務(wù)流程,形成氣象監(jiān)控業(yè)務(wù)管理新模式。之前省級及市縣級建設(shè)有多個小型的監(jiān)控系統(tǒng),且相互之間有各種信息交換,全省業(yè)務(wù)監(jiān)控雜亂無章;天鏡全省統(tǒng)一監(jiān)控平臺建成后,全省共享一個監(jiān)控平臺,業(yè)務(wù)流程更加優(yōu)化,業(yè)務(wù)職責(zé)更加明晰,避免重復(fù)勞動[8]。圖3為全省監(jiān)控業(yè)務(wù)變化示意圖。

四是規(guī)范業(yè)務(wù)值班流程,提高省市縣3級運維工作效率,逐步改進基層值班人員24 h人工值守的工作模式,大量釋放人力資源,將更多的精力投入氣象科研、業(yè)務(wù)和服務(wù)工作中。

3.3.3 市縣級當(dāng)?shù)卮笃?形成當(dāng)?shù)貧庀竺?/p>

建成市縣級本地化監(jiān)控大屏,解決了市縣級氣象部門缺乏本地化監(jiān)控的難題,依托天鏡本地化大屏展示平臺,市縣級氣象部門可做到對整體氣象業(yè)務(wù)的全盤掌控。不僅為氣象數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及其信息支撐提供了可視化分析展示,有針對性地提升了數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力和數(shù)據(jù)環(huán)境支撐能力,為氣象預(yù)報預(yù)測、研判分析與決策提供了及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,而且為當(dāng)?shù)貧庀蟛块T打造了一張靚麗的“氣象名片”。

4 結(jié) 語

依托省級天鏡硬件基礎(chǔ)設(shè)施,通過天鏡·浙江監(jiān)控平臺的本地化建設(shè),開發(fā)實現(xiàn)了短信、電話告警功能,為全省數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)提供了及時、高效的監(jiān)控告警信息,同時建設(shè)了市縣級當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控大屏系統(tǒng),為全省市縣級用戶提供了一套統(tǒng)一、規(guī)范化的監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng),解決了臺站資料傳輸告警依靠省級值班人員電話通知、市縣級氣象部門缺乏本地化監(jiān)控、業(yè)務(wù)監(jiān)控大量依靠人力的難題。此外，天鏡本地化建設(shè)是依托天鏡省級通用版,基于平臺提供的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口,在其他省市級業(yè)務(wù)應(yīng)用中，也能方便快速地進行移植。

平臺雖然在功能上實現(xiàn)了全省氣象數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的集約化監(jiān)控,但在實際業(yè)務(wù)應(yīng)用中還存在一些問題,如平臺的并發(fā)訪問優(yōu)化、平臺穩(wěn)定性、安全性等,還需進一步總結(jié)試點經(jīng)驗,完善平臺功能,并在全省推廣應(yīng)用。