水情信息交換系統(tǒng)原理及常見故障分析處理

司存友 劉 淼 崔彥萍

（江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029）

1 概述

根據(jù)水利部辦公廳《關(guān)于做好水情信息交換有關(guān)工作的通知》（辦汛﹝2011〕119 號(hào)）文件精神，2011年江蘇省水文水資源勘測局在全省范圍內(nèi)開展了《實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符》（SL323-2011）貫標(biāo)和水情信息交換系統(tǒng)的試運(yùn)行工作。水情信息交換系統(tǒng)不再采用《水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)》（SL330-2005）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而是直接基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行水情數(shù)據(jù)交換。由于省去了編碼、譯電過程，交換效率明顯提升，故障率大為減少。

2011年6月以來，全省13 個(gè)地市水文分局和6 個(gè)廳屬工程管理處全部采用水情信息交換系統(tǒng)傳輸水情數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)行兩年多以來，總體穩(wěn)定，為防汛防旱提供了大量、實(shí)時(shí)的雨水情數(shù)據(jù)。

2 水情交換系統(tǒng)原理

水情信息交換系統(tǒng)利用Web Service、數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器、自定義控制表等技術(shù)，建立了基于不同數(shù)據(jù)庫平臺(tái)之間的水情數(shù)據(jù)交換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何節(jié)點(diǎn)水情基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的可靠快速傳輸。系統(tǒng)采用微軟的DotNet FrameWork、Spring.net 技術(shù)框架，實(shí)現(xiàn)程序?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的清晰分割，同時(shí)，采用Ibatis.net 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層訪問，采用Web Service 技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，利用Ajax 技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好的界面交互效果。軟件系統(tǒng)架構(gòu)采用了MVC 三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，層次和邏輯清晰，降低了系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)的成本，并提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控終端組成。系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器在運(yùn)行數(shù)據(jù)輪詢程序時(shí)，可同時(shí)通過IIS 提供數(shù)據(jù)接收Web 服務(wù)。通過軟件的配置，信息交換節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)（見圖1）。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

交換系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，數(shù)據(jù)層基于實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用層核心模塊主要包括：數(shù)據(jù)輪詢模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)入庫模塊等（見圖2）。

2.3 數(shù)據(jù)交換處理過程

數(shù)據(jù)詳細(xì)交換流程如下（見圖3）：

（1）外部系統(tǒng)對發(fā)送節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫中基本信息類、實(shí)時(shí)信息類、預(yù)報(bào)信息類、統(tǒng)計(jì)信息類的數(shù)據(jù)進(jìn)行插入（修改、刪除）操作時(shí)，啟動(dòng)水情數(shù)據(jù)庫相關(guān)表的觸發(fā)器；

（2）觸發(fā)器將發(fā)生變動(dòng)的數(shù)據(jù)記錄保存到待交換信息記錄表中；

（3）系統(tǒng)定時(shí)對待交換信息記錄表進(jìn)行輪詢檢查，發(fā)現(xiàn)有待發(fā)送數(shù)據(jù)后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，為各接收單位生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，并啟動(dòng)發(fā)送模塊；

（4）發(fā)送模塊負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)文件分別發(fā)送給各接收節(jié)點(diǎn)；

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖2 水情信息交換系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖3 數(shù)據(jù)交換流程圖

（5）接收節(jié)點(diǎn)通過Web Service 接口，接收上傳的文件，并啟動(dòng)入庫模塊；

（6）入庫模塊負(fù)責(zé)解讀數(shù)據(jù)文件，并把數(shù)據(jù)記錄插入到已接收信息記錄表中，同時(shí)，插入（修改、刪除）相應(yīng)的基本類、實(shí)時(shí)類、預(yù)報(bào)類和統(tǒng)計(jì)類信息。

2.4 目錄結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)安裝后，文件目錄組成如圖4 所示。

2.5 文件格式

2.5.1 文件數(shù)據(jù)格式

文件中每行數(shù)據(jù)對應(yīng)一條【待交換信息表】的記錄，每行數(shù)據(jù)的格式如圖5 所示。

2.5.2 發(fā)送文件名命名規(guī)則

SEND_YYYYMMDDHHMMSS_###.TXT

SEND_：固定前綴

YYYYMMDDHHMMSS：文件生成時(shí)間

###：分割文件編號(hào)

2.5.3 接收自動(dòng)上傳文件名命名規(guī)則

RECEIVE_發(fā)送單位代碼_上傳文件名.TXT

RECEIVE_：固定前綴

上傳文件名：發(fā)送方本地的文件名稱（系統(tǒng)自動(dòng)生成）

2.6 核心交換控制表

2.6.1 交換單位信息表

用于存儲(chǔ)各交換單位的基本信息，主要包括：單位代碼、單位名稱、交換類型、IP 地址、端口號(hào)、服務(wù)名、是否啟動(dòng)交換等。

2.6.2 交換站點(diǎn)信息表

用于存儲(chǔ)對外交換信息的測站的相關(guān)信息，主要包括：單位代碼、測站編碼等。

2.6.3 交換表單信息表

用于存儲(chǔ)對外交換信息表單的相關(guān)信息，主要包括：單位代碼、表標(biāo)識(shí)、是否啟動(dòng)交換等。

2.6.4 待發(fā)送信息記錄表

用于記錄待發(fā)送的水情信息，數(shù)據(jù)進(jìn)入水情庫后，通過觸發(fā)器生成的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)入此表。主要包括：發(fā)送流水號(hào)、測站編碼、表標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)時(shí)間、擴(kuò)展關(guān)鍵字、操作類型、交換信息、輪詢狀態(tài)等。

2.6.5 已處理信息記錄表

圖4 文件目錄組成

圖5 每行數(shù)據(jù)格式

用于記錄已經(jīng)輪詢處理過的水情信息，主要包括：發(fā)送流水號(hào)、測站編碼、表標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)時(shí)間、擴(kuò)展關(guān)鍵字、操作類型、交換信息、時(shí)間戳等。

2.6.6 發(fā)送文件信息表

用于存儲(chǔ)信息交換發(fā)送文件的相關(guān)信息，主要包括：發(fā)送文件編號(hào)、單位代碼、發(fā)送類型、發(fā)送狀態(tài)、發(fā)送文件名、發(fā)送時(shí)間、發(fā)送次數(shù)、錯(cuò)誤行號(hào)等。

2.6.7 信息配發(fā)記錄表

用于記錄已處理信息和接收信息單位之間的配發(fā)關(guān)系，主要包括：單位代碼、發(fā)送流水號(hào)、發(fā)送文件編號(hào)、數(shù)據(jù)時(shí)間、發(fā)送狀態(tài)、統(tǒng)計(jì)標(biāo)記等。

2.6.8 接收文件信息表

用于存儲(chǔ)信息交換接收文件的相關(guān)信息，主要包括：接收文件編號(hào)、單位代碼、接收類型、接收狀態(tài)、接收文件名、接收時(shí)間等。

2.6.9 接收信息記錄表

用于記錄信息交換接收到的水情信息，主要包括：接收流水號(hào)、接收文件編號(hào)、單位代碼、發(fā)送流水號(hào)、測站編碼、表標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)時(shí)間、擴(kuò)展關(guān)鍵字、操作類型、交換信息、入庫狀態(tài)、入庫時(shí)間、錯(cuò)誤信息、人工處理時(shí)間、統(tǒng)計(jì)標(biāo)記等。

3 常見故障處理

3.1 系統(tǒng)不能相連

正常網(wǎng)絡(luò)相通的情況下，系統(tǒng)不能相連的原因多數(shù)是交換單位相關(guān)信息配置錯(cuò)誤。某些水情中心因?yàn)榉?wù)器故障，更換了IP 地址、端口號(hào)、密碼等信息，而又未通知相關(guān)分中心會(huì)導(dǎo)致不能相連。另外，各單位的“ISSTARTS”控制啟用標(biāo)識(shí)未打開（設(shè)置成“0”），也會(huì)造成不能相連。發(fā)生此類故障時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查ST_INSTCD_E 配置表內(nèi)容。

3.2 信息不能發(fā)送

交換系統(tǒng)界面在一切正常的狀態(tài)下，仍然出現(xiàn)某些信息不能發(fā)送的情況，一般為交換控制表配置錯(cuò)誤，以及觸發(fā)器出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤等。

3.2.1 配置錯(cuò)誤

報(bào)汛數(shù)據(jù)不能交換的主要原因可能是配置錯(cuò)誤。

一是站點(diǎn)漏配。由于交換站點(diǎn)特別多，如果管理人員不細(xì)心而漏配了站點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致該站點(diǎn)所有表項(xiàng)信息不能報(bào)送，可以在ST_STCD_E 表里對某單位的報(bào)送站點(diǎn)情況進(jìn)行詳細(xì)檢查。

二是發(fā)送內(nèi)容配置錯(cuò)誤。水情數(shù)據(jù)庫共有基本信息類、實(shí)時(shí)類、統(tǒng)計(jì)類、預(yù)報(bào)類4 大類共91 張表項(xiàng)水情信息，所有需發(fā)送的表項(xiàng)信息全部配置在ST_TABLE_E 表里，如果漏配某個(gè)表項(xiàng)信息，就會(huì)導(dǎo)致該表項(xiàng)所有站點(diǎn)信息均不能發(fā)送。

三是“ST_TABLE_E ISSTARTS”啟用開關(guān)未打開，如需發(fā)送，應(yīng)配置為“1”。

3.2.2 觸發(fā)器邏輯問題

觸發(fā)器是產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換最原始的動(dòng)力，任何進(jìn)入水情表項(xiàng)的數(shù)據(jù)都是通過觸發(fā)器生成待發(fā)送信息，所以，觸發(fā)器本身邏輯錯(cuò)誤或者觸發(fā)器被誤刪，都會(huì)造成相關(guān)表項(xiàng)內(nèi)容不能正確發(fā)送數(shù)據(jù)。如：遙測小時(shí)時(shí)段雨量為零，或日雨量不能發(fā)送，就是雨量觸發(fā)器本身邏輯問題所致。經(jīng)過降雨量觸發(fā)器邏輯修正，問題可得以解決。

3.2.3 數(shù)據(jù)庫故障

由于各分中心數(shù)據(jù)庫維護(hù)力量較為薄弱，疏于對數(shù)據(jù)庫性能進(jìn)行優(yōu)化，導(dǎo)致各類數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障，從而影響了水情數(shù)據(jù)交換。一般故障是因數(shù)據(jù)庫空間暴滿、硬盤損壞、核心配置參數(shù)被誤操作等造成，這就要求管理人員應(yīng)做好數(shù)據(jù)庫日常備份和維護(hù)工作。

3.3 循環(huán)發(fā)送

主要原因是A 分中心代發(fā)B 中心站點(diǎn)信息，而省中心又將B 中心站點(diǎn)信息發(fā)給了A 分中心，導(dǎo)致循環(huán)往復(fù)發(fā)送，嚴(yán)重消耗系統(tǒng)資源。如遇此種情況，省中心應(yīng)將發(fā)給A 分中心的所有B 中心站點(diǎn)信息刪除，待B 分中心恢復(fù)后，重新配置給A 分中心。

3.4 收發(fā)異常緩慢

水情數(shù)據(jù)交換緩慢，多為Oracle數(shù)據(jù)性能故障引起。主要原因是：信息配發(fā)記錄表、已處理信息記錄表、接收文件信息表等控制表信息記錄條數(shù)過大（幾百萬條），引起性能故障。處理方法：停止交換系統(tǒng)、IIS 服務(wù)、Oracle 數(shù)據(jù)庫服務(wù)，重構(gòu)記錄條數(shù)過大的表（先建新表，然后移動(dòng)舊表數(shù)據(jù)，最后刪除舊表），釋放空間。

3.5 Oracle 不能登錄

3.5.1 密碼問題

一是密碼過期。Oracle 安裝后，在運(yùn)行過程中，不少單位出現(xiàn)了密碼過期不能登錄的問題。處理方法：將概要文件（Dba_profiles）的密碼有效期由默認(rèn)的180 天修改為“無限制”。

二是密碼遺忘。管理員粗心而忘記數(shù)據(jù)庫密碼的事情常有發(fā)生。處理方法：通過操作系統(tǒng)超級用戶登錄后，解除密碼鎖定，然后重新設(shè)置密碼。

3.5.2 Oracle 配置文件被篡改

通過Tnsping 數(shù)據(jù)庫地址，報(bào)錯(cuò)：TNS-12535操作超時(shí)，或ORA-12541 無監(jiān)聽程序，或TNS-01155在LISTENER.ORA 中指定的SID_LIST_LISTENER參數(shù)不正確等。這些錯(cuò)誤一般是三個(gè)配置文件Listener.ora、Sqlnet.orq、Tnsnames.ora 被人為錯(cuò)誤篡改造成的。處理方法：詳細(xì)檢查SID_NAME、ORACLE_HOME 等信息是否正確。另外，管理員更改服務(wù)器主機(jī)名或主機(jī)IP 地址時(shí)，要修改相關(guān)數(shù)據(jù)庫配置信息，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不能訪問。

3.5.3 多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例

由于反復(fù)安裝，會(huì)導(dǎo)致多個(gè)Oracle實(shí)例，不僅影響了系統(tǒng)性能，而且導(dǎo)致管理者混淆。處理方法：刪除無用的實(shí)例。

3.6 Oracle 登錄異常緩慢

個(gè)別分中心登錄數(shù)據(jù)庫時(shí)異常緩慢，Tnsping ip 速度很慢，或失敗，或報(bào)Listener 未啟（實(shí)際是啟動(dòng)的），登錄數(shù)據(jù)庫需7 min 以上；第一個(gè)SQL 執(zhí)行很慢，但其后執(zhí)行SQL 速度正常。經(jīng)仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)是因Listener.log 文件過大（4G 以上）導(dǎo)致。處理步驟：停止Oracle 服務(wù)進(jìn)程，刪除Listener.log 文件。另外，也可以觀察一下Sqlnet.log 大小。

3.7 IIS 故障

3.7.1 文件過多過大導(dǎo)致磁盤空間溢出

在inetpublogsLogFilesW3SVC1目錄下，IIS 每天產(chǎn)生“U_EX+日期.log”文件。如果不及時(shí)作刪除處理，會(huì)產(chǎn)生大量的日志文件，導(dǎo)致C 盤空間暴滿，IIS 無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.7.2 Asp.net 損壞導(dǎo)致交換系統(tǒng)無法啟動(dòng)

Asp.net 損壞，會(huì)導(dǎo)致交換系統(tǒng)出現(xiàn)“無法連接到Web Service，請重新連接測試”等報(bào)錯(cuò)信息。處理辦法：重新安裝Asp.net，并通過“Aspnet_regiis-i ”命令進(jìn)行重新注冊。

3.8 收發(fā)文件過多

系統(tǒng)每天產(chǎn)生大量的收發(fā)文件，其特點(diǎn)是單個(gè)文件小、文件數(shù)量多，如果不及時(shí)處理，時(shí)間久了會(huì)造成磁盤性能下降或占滿磁盤空間，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行緩慢或不能運(yùn)行的故障。處理辦法：按各單位目錄，定期刪除過期收發(fā)文件。

4 結(jié)束語

軟件的特點(diǎn)就是其正確性無法自身證明，軟件代碼或多或少都存在一些缺陷或隱患，在生產(chǎn)運(yùn)行中就會(huì)發(fā)生各種各樣的故障。作為管理人員，首先必須熟悉交換系統(tǒng)的原理和數(shù)據(jù)流程及重要控制的表結(jié)構(gòu)內(nèi)容，才能通過分析故障表象以及數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，有效地查找問題、解決問題。其次，要加強(qiáng)日常管理，如：編制存儲(chǔ)過程，自動(dòng)清除主要控制表項(xiàng)過大的記錄；制作系統(tǒng)腳本，通過計(jì)劃任務(wù)刪除過期的收發(fā)文件，以保障系統(tǒng)運(yùn)行足夠的空間，并定期進(jìn)行數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化。另外，要做好應(yīng)急備份交換系統(tǒng)，在復(fù)雜故障短時(shí)間內(nèi)不能解決時(shí)，可啟用備份交換系統(tǒng)，以保證報(bào)汛數(shù)據(jù)的時(shí)效性和完整性，為防汛防旱提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。