氣象數(shù)據(jù)異地服務(wù)器同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：隨著氣象信息化的飛速發(fā)展，近幾年氣象資料成倍增長，預(yù)報(bào)、科研人員對(duì)基礎(chǔ)氣象資料的實(shí)時(shí)性與完整性提出了越來越高的要求，氣象數(shù)據(jù)異地服務(wù)器同步系統(tǒng)用于省級(jí)信息中心未完整接收氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)分發(fā)的資料時(shí)，自動(dòng)通過FTP方式到國家氣象信息中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器下載所需文件，實(shí)現(xiàn)與國家級(jí)資料的同步，極大的保證了省級(jí)氣象資料的完整性與實(shí)時(shí)性。本文主要介紹了所開發(fā)系統(tǒng)的功能，業(yè)務(wù)流程及實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：資料傳輸；自動(dòng)同步；FTP

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-02

1 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、現(xiàn)代探測技術(shù)、新一代數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)和天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，目前獲取的氣象觀測數(shù)據(jù)、資料海量增加，省級(jí)氣象信息中心除了收集本省的各類資料外，大量的資料通過國家局氣象主站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)獲得，但是，如果省級(jí)接收機(jī)出現(xiàn)故障，則故障時(shí)段分發(fā)的資料就會(huì)缺收。而且，由于接收干擾、降雨衰減等影響，省級(jí)文件丟失情況時(shí)有發(fā)生，給預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)和服務(wù)業(yè)務(wù)帶來了直接影響。開發(fā)此氣象數(shù)據(jù)異地服務(wù)器同步系統(tǒng)，可以有效滿足預(yù)報(bào)、科研人員對(duì)基礎(chǔ)氣象資料實(shí)時(shí)性與完整性日益提高的需求。該系統(tǒng)每間隔一段時(shí)間就自動(dòng)通過地面氣象寬帶網(wǎng)從國家氣象信息中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器FTP下載所需文件，以實(shí)現(xiàn)省級(jí)服務(wù)器的數(shù)據(jù)與國家級(jí)數(shù)據(jù)的同步，極大的保證了省級(jí)氣象資料的完整性與實(shí)時(shí)性，提高了省級(jí)信息中心提供基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)的主動(dòng)性與及時(shí)性，解決了資料缺失滯后處理的問題。

2 系統(tǒng)的功能

系統(tǒng)的功能主要是實(shí)現(xiàn)省級(jí)氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器資料與國家級(jí)的同步，當(dāng)省級(jí)未完整接收國家局氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)分發(fā)的資料時(shí)， 自動(dòng)從地面氣象寬帶網(wǎng)FTP連接到主站的數(shù)據(jù)服務(wù)器下載所需文件，由于只在檢測到省級(jí)資料不全時(shí)才啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸功能，避免了大量資料的重復(fù)傳輸，作為資料接收的備份方式，極大的保證了省級(jí)資料的完整性與實(shí)時(shí)性。

系統(tǒng)界面顯示實(shí)時(shí)處理的文件，便于值班人員巡視系統(tǒng)的運(yùn)行情況。數(shù)據(jù)同步每隔20分鐘自動(dòng)完成當(dāng)前時(shí)間應(yīng)收資料的補(bǔ)全，也可人工干預(yù)，手動(dòng)選擇需要同步的資料類型，在任意時(shí)間下載截止當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的所有缺失資料。按目前的設(shè)置，系統(tǒng)每天掃描的資料類型有地面常規(guī)資料，數(shù)值預(yù)報(bào)資料，衛(wèi)星云圖?？梢詽M足預(yù)報(bào)對(duì)基本資料的需求，如果需要更多的數(shù)據(jù)，只要在配置文件列表增加相應(yīng)的文件名即可。

3 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程分析

根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步的處理過程，得出系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程圖，如圖1所示。用流程圖表示過程直觀形象，易于理解，可以比較清楚地顯示出各個(gè)步驟之間的邏輯關(guān)系[1]。

3.1 選擇需要同步的資料類型

數(shù)據(jù)同步開始，選擇需要同步的資料類型，可選多種，目前根據(jù)預(yù)報(bào)需求，列出了較為常用的幾種，如常規(guī)資料中的地面觀測、高空探測資料，數(shù)值預(yù)報(bào)中的歐洲中心、德國、日本資料，還有衛(wèi)星云圖資料。

3.2 查看省級(jí)文件是否齊全

對(duì)照文件列表到省級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)器查找文件，如果查找的文件存在，則不需要下載資料；如果沒有查找到匹配的文件，則通過地面氣象寬帶網(wǎng)FTP連接到主站的數(shù)據(jù)服務(wù)器下載所需文件，下載成功后將文件以FTP方式傳到省級(jí)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，并斷開主站的ftp連接，釋放資源。若主站也沒有所需的文件，則斷開主站的FTP連接，等下一次同步時(shí)再下載，本系統(tǒng)設(shè)置的自動(dòng)同步時(shí)間間隔為20分鐘，根據(jù)業(yè)務(wù)需求可調(diào)整，也可以人工干預(yù)，手動(dòng)選擇需要同步的資料類型，在任意時(shí)間下載截止當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的所有缺失資料。

3.3 判斷文件列表是否結(jié)束

判斷掃描的文件列表是否結(jié)束。如果列表中還有未查找過的文件，則繼續(xù)查找，如果列表中的缺收文件已查找完畢，則此次數(shù)據(jù)同步結(jié)束。然后更新文件列表，詳細(xì)記錄文件下載時(shí)間，對(duì)缺收的文件進(jìn)行標(biāo)示，下一次數(shù)據(jù)同步時(shí)再下載。

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)就是通過FTP方式查找與傳輸文件，核心功能的實(shí)現(xiàn)需要依賴于每天生成的文件列表，每種同步的資料都預(yù)先設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)的文件列表，列出需要的文件名，依據(jù)文件列表可以縮小查找的范圍，將需要同步的資料精確化，確保基本資料的完整性與及時(shí)性。

4.1 開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)以C++ Builder為開發(fā)平臺(tái)，便于實(shí)現(xiàn)簡潔的用戶界面，編程語言使用C++，程序的編寫及調(diào)試在windows XP 操作系統(tǒng)完成，經(jīng)過業(yè)務(wù)使用驗(yàn)證，在windows系列操作系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

4.2 靈活選擇同步的資料類型

系統(tǒng)用設(shè)置復(fù)選框的方式，打勾選擇需要同步的資料類型，可以靈活選擇一種或幾種資料，默認(rèn)方式是全部勾選。

4.3 數(shù)據(jù)同步過程的實(shí)現(xiàn)方法

系統(tǒng)每隔20分鐘自動(dòng)掃描一次省級(jí)服務(wù)器存放當(dāng)天資料的目錄，當(dāng)文件不全時(shí)，通過地面氣象寬帶網(wǎng)從主站數(shù)據(jù)服務(wù)器FTP下載截止當(dāng)前時(shí)間所缺的文件，有兩個(gè)終端可選，一個(gè)是主站網(wǎng)站服務(wù)器，另一個(gè)是主站的實(shí)時(shí)資料服務(wù)器，兩個(gè)終端互為備份，每次只選擇其中一個(gè)同步數(shù)據(jù)，默認(rèn)為選擇實(shí)時(shí)資料服務(wù)器，從而確保省級(jí)服務(wù)器上的資料與主站是同步的。

系統(tǒng)每天國際時(shí)00點(diǎn)生成當(dāng)天的文件列表，每次數(shù)據(jù)同步完成后更新該文件。該文件也可以作為簡單日志查看數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)的運(yùn)行情況。文件詳細(xì)列出了全部需要掃描的文件名，文件是從網(wǎng)站還是實(shí)時(shí)資料服務(wù)器下載的，最后一次掃描文件的時(shí)間，還有文件的存在方式，0為不存在，1為已經(jīng)存在，新生成的文件存在方式都為0，只要文件的存在方式是不為0的文件，之后的每次查找都不再掃描。

系統(tǒng)查找文件以及傳輸文件均是以FTP方式連接本地服務(wù)器，因此可以在業(yè)務(wù)網(wǎng)段的任意一臺(tái)PC機(jī)運(yùn)行，避免了將服務(wù)器映射為網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器方式，需保證時(shí)時(shí)連接服務(wù)器的弊端，優(yōu)化了服務(wù)器的資源利用率。

4.4 模塊化編程

同步不同類型的資料所采用的流程是一樣的，區(qū)別在于文件存放的路徑和文件名的不同。因此在編程時(shí)寫好FTP連接模塊，查找文件用到的文件名匹配模塊，還有FTP傳輸模塊，在同步某種資料時(shí)調(diào)用所需模塊賦予對(duì)應(yīng)參數(shù)即可。另外，服務(wù)器地址，F(xiàn)TP連接用到的用戶名，登錄密碼，以及文件存放路徑都寫入一個(gè)單獨(dú)的配置文件，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)讀取該文件的內(nèi)容，就不用在程序中重復(fù)錄入相同的參數(shù)。模塊化編程簡化了系統(tǒng)的代碼修復(fù)工作，提高了程序的可靠性。

5 結(jié)束語

氣象數(shù)據(jù)異地服務(wù)器同步系統(tǒng)已投入業(yè)務(wù)不間斷運(yùn)行，期間運(yùn)行穩(wěn)定，解決了資料不全時(shí)手動(dòng)下載效率低的問題，確保了省級(jí)服務(wù)器上的資料與主站的同步性，為預(yù)報(bào)員及時(shí)獲得實(shí)時(shí)資料分析天氣提供了有效保障。該系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，通過修改配置文件，設(shè)置服務(wù)器地址，添加文件列表，可實(shí)現(xiàn)地市級(jí)或縣級(jí)氣象數(shù)據(jù)服務(wù)器與省級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，1999.