基于SWAN的基層人影綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)的研究

劉國強(qiáng) 唐辟如 彭宇翔

(貴州省人工影響天氣辦公室 貴州 貴陽 550081)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和廣大人民群眾生活水平的不斷提升，氣象與人民的生活愈發(fā)息息相關(guān)，近幾十年來，人工影響天氣作業(yè)在省、市、縣已成為常規(guī)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)于社會。一方面，社會公眾對人工影響天氣作業(yè)頻次、效果的期望不斷增強(qiáng)，另一方面，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，市縣級人工影響天氣部門仍停留在原有的電話式溝通、簡單分析和主觀操作等方式階段，嚴(yán)重影響人影作業(yè)指揮能力的提高。同時(shí)，人工影響天氣業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在小、多、散和缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的缺點(diǎn)，建設(shè)適應(yīng)基層特點(diǎn)的集約化、智能化、一體化人工影響天氣業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求日漸迫切。

近年來，很多研究學(xué)者對建設(shè)省級氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了一系列相關(guān)研究。詹利群等[1]利用啟動策略配置，完成了按時(shí)自動運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)，滿足用戶對準(zhǔn)實(shí)時(shí)質(zhì)控后地面氣象資料統(tǒng)計(jì)值得業(yè)務(wù)需求。李靜等[2]設(shè)計(jì)了B/S結(jié)構(gòu)基于GIS的山西氣象技術(shù)裝備保障一體化系統(tǒng)。李建等[3]開發(fā)了基于webgis技術(shù)的公共氣象服務(wù)業(yè)務(wù)平臺從而實(shí)現(xiàn)了氣象信息的快速查詢。崔新強(qiáng)等[4]開發(fā)建成了湖北省氣象服務(wù)一體化業(yè)務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程的可視化管理，減少了氣象工作者不必要的重復(fù)勞動。文獻(xiàn)[5-7]為提高專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品加工自動化程度，分別研究開發(fā)了專業(yè)性的氣象服務(wù)體系。陳晴等[8]利用本地化系統(tǒng)與CIMISS系統(tǒng)的無縫對接實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的高效快速可視化。王凱松等[9]設(shè)計(jì)了基于GIS的氣象監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)。郭慶燕等[10]開發(fā)了基于全國綜合氣象信息共享系統(tǒng)的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。Speranza等[11]開發(fā)并介紹了SIMM地中海地區(qū)的綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)。但是這些系統(tǒng)和平臺通常僅涉及氣象業(yè)務(wù)體系的某個(gè)方面，有些也在系統(tǒng)集成方面進(jìn)行了一定的研究開發(fā)，但大多僅限于單一的某個(gè)層級，并沒有很好地連接省-市-縣不同層級，想要從根本上提升氣象業(yè)務(wù)能力，任何一個(gè)層級都不能缺少。

因此，為提升貴州省人工影響天氣的業(yè)務(wù)素養(yǎng)和作業(yè)水平，本文在市縣級建立快速分析、風(fēng)暴識別和跟蹤預(yù)警自動化服務(wù)端，向上對接國、省兩級人影指揮系統(tǒng)及CIMISS系統(tǒng)，直接獲取省級指導(dǎo)產(chǎn)品；橫向?qū)覵WAN，依托其數(shù)據(jù)環(huán)境，并基于本地雷達(dá)資料、SWAN產(chǎn)品等進(jìn)行快速分析、風(fēng)暴識別和跟蹤預(yù)警；向下做預(yù)警自動發(fā)布、作業(yè)指令發(fā)布、試點(diǎn)實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)，各作業(yè)點(diǎn)或外部門通過Web或移動終端設(shè)備訪問接收預(yù)警信息和作業(yè)指令，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的科學(xué)性、安全性和先進(jìn)性，首次建立貴州省人工影響氣象業(yè)務(wù)技術(shù)體系。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為保障該系統(tǒng)的多用性、同享性和兼容性，系統(tǒng)引入了層次化的設(shè)計(jì)思路。用戶層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層共3大層面共同支撐起整個(gè)貴州人工影響(后面簡稱人影)綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。其中用戶層主要包括省級人影、市縣級人影、炮站終端；應(yīng)用層主要分為服務(wù)端和客戶端，服務(wù)端包括人影服務(wù)端和SWAN服務(wù)端，客戶端包括SWAN客戶端和炮站客戶端；數(shù)據(jù)層儲存系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源由本地的數(shù)據(jù)庫與全國綜合氣象信息數(shù)據(jù)共享平臺提供，主要包括人影作業(yè)數(shù)據(jù)、短臨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)等。應(yīng)用系統(tǒng)的總體框架見圖1。

圖1 系統(tǒng)總體框架

該系統(tǒng)是一個(gè)綜合性業(yè)務(wù)系統(tǒng)，與多方外部系統(tǒng)都有數(shù)據(jù)通信(見圖2)，其中：CMISS、SWAN、小雷達(dá)產(chǎn)品系統(tǒng)為本系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品；物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、空域系統(tǒng)、作業(yè)評估系統(tǒng)與本系統(tǒng)進(jìn)行對接，保證各系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性、及時(shí)性；一鍵發(fā)布為系統(tǒng)提供產(chǎn)品信息發(fā)布渠道。

圖2 系統(tǒng)聯(lián)系

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

基于SWAN的基層人影綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要包括9個(gè)功能模塊：地圖模塊、SWAN產(chǎn)品模塊、人影產(chǎn)品模塊、監(jiān)測預(yù)警模塊、空域申請模塊、跟蹤指揮模塊、效果評估模塊、決策服務(wù)模塊、系統(tǒng)管理模塊，如圖3所示。

圖3 基于SWAN的基層人影綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1) 地圖模塊。進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)提供在地圖上查看基礎(chǔ)信息的功能，主要包括作業(yè)信息點(diǎn)、作業(yè)數(shù)據(jù)、作業(yè)點(diǎn)禁射區(qū)、相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，同時(shí)提供基礎(chǔ)的地圖操作方式，主要包括放縮和測距等。

2) SWAN產(chǎn)品模塊。該系統(tǒng)可以展示SWAN產(chǎn)品信息，如風(fēng)暴追蹤外推產(chǎn)品、雷達(dá)拼圖、風(fēng)暴頂高、垂直液態(tài)降水、雷達(dá)三維拼圖、QPE和QPF等產(chǎn)品。

3) 人影產(chǎn)品模塊。人影產(chǎn)品主要包括冰雹識別產(chǎn)品和冰雹概率產(chǎn)品。冰雹識別產(chǎn)品是基于雙偏振雷達(dá)的冰雹產(chǎn)品查看功能，冰雹概率產(chǎn)品是基于雷達(dá)三維拼圖資料計(jì)算的冰雹概率產(chǎn)品查看功能。

4) 監(jiān)測預(yù)警模塊。監(jiān)測預(yù)警主要包括3項(xiàng)功能：(1) 系統(tǒng)自動預(yù)警：在進(jìn)入監(jiān)測預(yù)警功能后，系統(tǒng)后臺會自動生成預(yù)警信息，將最新的預(yù)警作業(yè)點(diǎn)在Web端的列表和WEBGIS上進(jìn)行預(yù)警顯示。(2) 人工訂正預(yù)警作業(yè)點(diǎn)：可以通過點(diǎn)擊地圖上的作業(yè)點(diǎn)來修改預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)間和預(yù)警時(shí)效。(3) 預(yù)警查詢：根據(jù)預(yù)警時(shí)間可以進(jìn)行預(yù)警查詢，系統(tǒng)將查詢的結(jié)果在列表和WEBGIS上顯示。

5) 空域申請模塊。空域申請模塊為與空域系統(tǒng)對接信息展示模塊，主要包括三個(gè)方面的功能：空域申請、空域申請反饋和作業(yè)點(diǎn)狀態(tài)顯示。用戶可以查看通過本系統(tǒng)向空域系統(tǒng)發(fā)送的預(yù)警點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行空域申請，實(shí)際作業(yè)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過接口從空域申請系統(tǒng)中反饋到本系統(tǒng)，并且系統(tǒng)通過接口可以查看作業(yè)點(diǎn)作業(yè)前后的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)。

6) 跟蹤指揮模塊。在多普勒雷達(dá)或者TWR雷達(dá)中查看某個(gè)雷達(dá)站的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以自動計(jì)算出每個(gè)對應(yīng)作業(yè)點(diǎn)的作業(yè)參數(shù)(預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)候的仰角、作業(yè)方向、用彈量)，若對自動計(jì)算的作業(yè)參數(shù)不滿意可以進(jìn)行人工手動訂正，確定準(zhǔn)確無誤后可以將作業(yè)點(diǎn)的三參數(shù)通過作業(yè)指令的方式發(fā)送到公眾號，然后炮站端公眾號即可接收到最新作業(yè)指令。與此同時(shí)，可以隨時(shí)查看實(shí)時(shí)的探空資料和雷達(dá)回波信息。

7) 效果評估模塊。系統(tǒng)針對已經(jīng)作業(yè)的作業(yè)點(diǎn)，提供防雹作業(yè)效果評估、增雨效果評估功能，主要包括效果評估列表和作業(yè)效果評估分析兩個(gè)功能。系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)資料分析防雹作業(yè)效果，根據(jù)實(shí)況數(shù)據(jù)和個(gè)點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)計(jì)算增雨量和增雨作業(yè)效果。

8) 決策服務(wù)模塊。人影決策產(chǎn)品包括人影作業(yè)條件預(yù)警報(bào)、潛力報(bào)、需求報(bào)、過程報(bào)和人影作業(yè)效果分析。可通過系統(tǒng)直接生成人影決策產(chǎn)品，并進(jìn)行產(chǎn)品簽發(fā)。

9) 管理模塊。系統(tǒng)的管理模塊主要包括：(1) 作業(yè)點(diǎn)管理：可以查詢作業(yè)信息，并根據(jù)需要導(dǎo)出作業(yè)點(diǎn)信息表格。(2) 系統(tǒng)管理：可以修改模塊、用戶信息和地區(qū)信息，并對權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)

3.1 基于CIMISS的氣象數(shù)據(jù)采集及處理方法

CIMISS氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口是基于CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境，面向氣象業(yè)務(wù)和科研，提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、豐富的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)和應(yīng)用編程接口(API)。對于不同種類的氣象數(shù)據(jù)和氣象資料，CIMISS都提供獨(dú)立的數(shù)據(jù)訪問接口，每種數(shù)據(jù)接口都提供諸如時(shí)間點(diǎn)、經(jīng)緯度范圍、統(tǒng)計(jì)時(shí)段等接口參數(shù)，用戶可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需要，利用不同的參數(shù)檢索所需的氣象資料數(shù)據(jù)。通過輸入不同的參數(shù)，通過后臺編程調(diào)用CIMISS數(shù)據(jù)接口獲取氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，包括氣象臺站信息、站點(diǎn)資料實(shí)況和分段統(tǒng)計(jì)、格點(diǎn)預(yù)報(bào)資料和多類文件數(shù)據(jù)產(chǎn)品(雷達(dá)產(chǎn)品、衛(wèi)星云圖、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品)等。具體調(diào)用方法見表1。

表1 CIMISS接口調(diào)用方法

callAPI_to_serializedStr方法獲取的數(shù)據(jù)以序列化的字符串(xml/json/html/text)形式返回，callAPI _to_array方法獲取的數(shù)據(jù)以二維數(shù)組的形式返回。

系統(tǒng)主要通過Java語言，接入CIMISS接口獲取氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理解析過程，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)接口或服務(wù)，按用戶的數(shù)據(jù)請求的數(shù)據(jù)接口格式或者服務(wù)形式在客戶端Web頁面上渲染呈現(xiàn)。

系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)CIMISS種類很多，主要包括：多普勒雷達(dá)基數(shù)據(jù)、twr小雷達(dá)數(shù)據(jù)、SWAN產(chǎn)品數(shù)據(jù)、格點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、氣象實(shí)況數(shù)據(jù)等，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)采集及解析處理流程

通過系統(tǒng)統(tǒng)一解析處理計(jì)算，輸出標(biāo)準(zhǔn)的矢量類和柵格圖片類數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)業(yè)務(wù)或者WEBGIS可視化使用。

3.2 基于HTML5的WEBGIS可視化技術(shù)

為保證系統(tǒng)客戶端高效渲染氣象數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用基于HTML5和Canvas技術(shù)的WEBGIS技術(shù)引擎OpenLayers，OpenLayers是一個(gè)提供強(qiáng)大地圖展示功能和標(biāo)準(zhǔn)OGC規(guī)范接口的JavaScript包，可以提供豐富的地圖交互功能。系統(tǒng)利用OpenLayers和Echarts，實(shí)現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的顯示、交互、圖表的再分析等可視化顯示。

基于Canvas API和Canvas渲染器，OpenLayers地圖引擎實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的圖層渲染繪制和疊加；對于氣象數(shù)據(jù)中點(diǎn)、線、面的表達(dá)，OpenLayers提供了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的對象接口，分別為Point、PolyLine和Polygon。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了4種矢量數(shù)據(jù)圖層：作業(yè)炮點(diǎn)圖層、預(yù)警圖層、禁射區(qū)圖層、相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)圖層。對于系統(tǒng)中的SWAN產(chǎn)品、人影產(chǎn)品和衛(wèi)星云圖圖層，主要采用Imge圖層方式展示產(chǎn)品圖片；Imge圖層根據(jù)圖層產(chǎn)品的范圍坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為屏幕坐標(biāo)，顯示在WEBGIS地圖圖層中。

系統(tǒng)的WEBGIS可視化對于Web動態(tài)顯示提供局部刷新，采用Ajax的HttpRequest請求實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)的請求和GIS的局部更新。

3.3 基于Office Web插件的報(bào)告在線生成技術(shù)

基于Office Web插件，在Web頁面上實(shí)現(xiàn)Word報(bào)告的生成、編輯、保存，借助本系統(tǒng)平臺能很好完成各種決策報(bào)告服務(wù)報(bào)告制作和上傳下達(dá)。

Office Web插件是一款輕量級的Office插件，不要求服務(wù)器端必須安裝Office軟件，但是要求客戶端必須安裝Office軟件，包括Microsoft Office或者WPS,是一種Web端ocx插件技術(shù)，具體調(diào)用流程如圖5所示。

圖5 Office Web調(diào)用流程

系統(tǒng)中，通過在線Office技術(shù)，在后臺預(yù)先設(shè)定業(yè)務(wù)報(bào)告模板，用戶可以在調(diào)用模板基礎(chǔ)上進(jìn)行業(yè)務(wù)服務(wù)報(bào)告編輯制作，然后保存到服務(wù)器中完成報(bào)告制作。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)果及性能

4.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

本文系統(tǒng)引入小雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)作為分析計(jì)算的基礎(chǔ)資料，通過省-市-縣-作業(yè)點(diǎn)四級集約化設(shè)計(jì)及信息的共享，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)潛力預(yù)報(bào)、臨近預(yù)警、跟蹤指揮、效果評估、空域申報(bào)和安全管理等人影業(yè)務(wù)分析功能。圖6為系統(tǒng)登錄界面。

圖6 系統(tǒng)登錄界面

通過該系統(tǒng)可以隨時(shí)查詢?nèi)∪擞耙褜徟ㄟ^的作業(yè)點(diǎn)基本信息(作業(yè)點(diǎn)編碼、名稱、類型和經(jīng)緯度等)、已作業(yè)站點(diǎn)的詳細(xì)信息(站點(diǎn)名稱、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)性質(zhì)、用彈量等)，以及所需的作業(yè)裝備圖、多普勒雷達(dá)分布圖、twr小雷達(dá)分布圖和安全射界圖等。系統(tǒng)可對已有的資料進(jìn)行分析，如根據(jù)需要生成組合反射率CR拼圖、風(fēng)暴頂高、垂直液態(tài)水含量VIL和雷達(dá)三維拼圖等。系統(tǒng)基于雷達(dá)三維拼圖資料自動計(jì)算冰雹概率，通過衛(wèi)星云圖查看云相態(tài)、云頂高度、云頂溫度和云頂氣壓等。進(jìn)入監(jiān)測預(yù)警功能可以在后臺自動生成預(yù)警信息，同時(shí)將最新的預(yù)警作業(yè)點(diǎn)在Web端列表和WEBGIS上進(jìn)行顯示，人影部門可根據(jù)預(yù)警提醒進(jìn)行空域申請，根據(jù)某一地區(qū)的基本反射率和探空高度等可計(jì)算相應(yīng)的作業(yè)參數(shù)，隨后通過作業(yè)指令將其發(fā)送到相應(yīng)公眾號，從而炮站終端公眾號可以接收到相應(yīng)指令，可參考指令進(jìn)行空域申請和作業(yè)。針對已作業(yè)的站點(diǎn)，可以提供作業(yè)效果評估，主要包括效果評估列表和作業(yè)效果評估分析。在一次過程結(jié)束后，可在系統(tǒng)中完成本次災(zāi)情信息填寫，便于后期查詢和科研。系統(tǒng)界面部分截圖如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)界面部分截圖

4.2 性能檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)本文系統(tǒng)性能，分析系統(tǒng)存在的功能BUG和性能缺陷，系統(tǒng)采用黑盒測試、邊界測試等方法對系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行全面測試。

4.2.1系統(tǒng)BUG趨勢圖

基于SWAN的基層人影綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行黑盒功能測試過程中，共對三個(gè)版本系統(tǒng)進(jìn)行了回歸測試：即A1-A3為迭代開發(fā)版本，BUG版本趨勢見圖8。

圖8 按時(shí)間趨勢劃分BUG

該系統(tǒng)第一階段從2018年3月8日至3月14日，從圖8中可以看出，平均每個(gè)版本回歸測試的BUG數(shù)量基本維持在15個(gè)左右。A1共有24個(gè)BUG，由于版本A1的一個(gè)功能模塊在版本A2才第一次測試，因此版本A1的BUG相對A2偏少，而版本A2中的BUG數(shù)相對于版本A1出現(xiàn)了明顯的增長；版本A3中BUG數(shù)呈下降趨勢是由于版本A3中有版本A2的BUG驗(yàn)收測試，以及版本A1A2的回歸測試。

4.2.2BUG所占功能模塊比

為及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在問題，分別從不同模塊進(jìn)行執(zhí)行測試，從圖9中可以看出本文系統(tǒng)問題主要集中在預(yù)警指揮、資料分析這兩個(gè)模塊，BUG所占比例分別為27%和22%，系統(tǒng)管理模塊最低，為5%。根據(jù)BUG所占比例針對問題及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

圖9 不同模塊BUG分布

檢驗(yàn)結(jié)果表明本文系統(tǒng)具有較好的性能，能較好地實(shí)現(xiàn)資料分析、預(yù)警指揮、決策服務(wù)、業(yè)務(wù)管理、效果評估等功能。但現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性控制不夠嚴(yán)密，多數(shù)控制是通過頁面控制實(shí)現(xiàn)的，若頁面控制失效，可向數(shù)據(jù)庫插入數(shù)據(jù)引發(fā)錯(cuò)誤，以及系統(tǒng)中很多地方使用多語言，由于多語言編碼不統(tǒng)一從而導(dǎo)致頁面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)使用語言編碼不一致，出現(xiàn)多語言數(shù)據(jù)無法顯示等問題。下一步工作計(jì)劃：(1)繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的可靠性，增加數(shù)據(jù)模型的邏輯性驗(yàn)證，確保Web頁面和后端接口交互一致可靠，保障系統(tǒng)長久穩(wěn)定運(yùn)行；(2)進(jìn)一步優(yōu)化冰雹概率預(yù)報(bào)算法，結(jié)合貴州當(dāng)前的山地氣候特征和不同地市的地形氣象條件差異，展開冰雹算法參數(shù)調(diào)整，生成地市級空間尺度的冰雹概率預(yù)報(bào)產(chǎn)品，提高系統(tǒng)服務(wù)能力，更好地服務(wù)人影作業(yè)需求。

5 結(jié) 語

建立基于SWAN的基層人影綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)，很大程度地減少了信息傳輸環(huán)節(jié)，改進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸方式，減少中間環(huán)節(jié)時(shí)延，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，形成貫穿精細(xì)化預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)獲取、產(chǎn)品加工、應(yīng)用服務(wù)各環(huán)節(jié)的集約、高效的信息流程，全面提升了貴州省人工影響天氣作業(yè)指揮能力，人影作業(yè)精細(xì)化和科學(xué)化水平也得到顯著提升，協(xié)調(diào)指揮和科學(xué)作業(yè)水平得到增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)人工影響天氣工作由擴(kuò)散型向集約型轉(zhuǎn)變，單一型向綜合型轉(zhuǎn)變，形成上下級聯(lián)動作業(yè)的人影氣象業(yè)務(wù)技術(shù)體系。