業(yè)務(wù)化海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

盧博，曹叢華，郭敬天，王致中，管新詩，陶金波，王恒林，李龍，王碩

（山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266033）

業(yè)務(wù)化海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

盧博，曹叢華，郭敬天，王致中，管新詩，陶金波，王恒林，李龍，王碩

（山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266033）

從建設(shè)目標(biāo)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能和關(guān)鍵技術(shù)等方面討論了海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)層有線和無線專網(wǎng)的建設(shè)以及系統(tǒng)功能所必需的數(shù)據(jù)傳輸模塊、線路線控模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，旨在促進(jìn)業(yè)務(wù)化海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)在我國各個(gè)海區(qū)的規(guī)范化建設(shè)，提高我國海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)和海洋災(zāi)害預(yù)警的能力。

海洋觀測(cè)；數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；業(yè)務(wù)化

1 前言

目前，世界海洋強(qiáng)國均在積極的發(fā)展現(xiàn)代海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)，以美國國家海洋大氣局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）國家浮標(biāo)資料中心（National Data Buoy Center，NDBC）管理的海洋觀測(cè)網(wǎng)最具代表性。該網(wǎng)由90個(gè)浮標(biāo)和60個(gè)自動(dòng)觀測(cè)站組成，其中海上觀測(cè)平臺(tái)主要采用Argos衛(wèi)星通信方式進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸；岸站自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)使用的是NOAA的地球同步環(huán)境衛(wèi)星（Global Omnibus Environmental Survey，GOES），一些GOES不能覆蓋的地區(qū)的觀測(cè)站，使用的是NOAA的極軌環(huán)境衛(wèi)星（Polar Orbiting Environmental Satellite，POES）或日本的地球同步衛(wèi)星（Geostationary Meteorological Satellite，GMS）傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)[1]。與這些發(fā)達(dá)國家相比，我國的海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在技術(shù)、設(shè)備和信息服務(wù)方面要相對(duì)落后10-15 a[2]。

近些年來我國隨著對(duì)海洋探索和開發(fā)的重視，逐步開展了多方面的海洋能力建設(shè)，通過國家有關(guān)專項(xiàng)建設(shè)任務(wù)的實(shí)施，全面提升了我國的海洋環(huán)境觀測(cè)能力[3]。目前，我國的海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)主要由國家海洋局負(fù)責(zé)，并下設(shè)北海、東海、南海3個(gè)分局。各海區(qū)分局下設(shè)有若干中心站，并包含若干海洋站，每個(gè)海洋站點(diǎn)由一個(gè)或多個(gè)測(cè)點(diǎn)組成，每個(gè)測(cè)點(diǎn)又包括一個(gè)或多個(gè)傳感器[4]，再加上浮標(biāo)、志愿船、監(jiān)測(cè)車等多種觀測(cè)手段的加入，使得海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)日漸成熟化。

在海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大和發(fā)展的同時(shí)，海洋觀測(cè)設(shè)備的種類和數(shù)量在不斷增加，數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸頻率也在不斷提高，這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。在保證觀測(cè)數(shù)據(jù)完整采集的情況下，建立一套完整的海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，對(duì)大范圍內(nèi)的海域進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，并利用終端服務(wù)器對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行積累、分析和存儲(chǔ)[5-6]，規(guī)范傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，已成為業(yè)務(wù)化海洋環(huán)境觀測(cè)的關(guān)鍵問題之一。

2 傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

利用現(xiàn)代先進(jìn)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采取有線與無線相結(jié)合，專線通信與移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信相結(jié)合的方式，建立海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分布式處理和存儲(chǔ)，并對(duì)各個(gè)站點(diǎn)和部門的數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行集中管理，確保海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)警報(bào)產(chǎn)品等信息能夠穩(wěn)定、科學(xué)、安全、有效地傳輸?shù)礁骷?jí)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)。

3 傳輸網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)按功能劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如下圖所示：

圖1 傳輸網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 感知層

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)感知層由各海洋站、浮標(biāo)、志愿船等站點(diǎn)上的各種傳感器、定位系統(tǒng)、雷達(dá)等數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成，由數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而獲得大量水文、氣象、位置等數(shù)據(jù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層采用有線MSTP/SDH專網(wǎng)和3G/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模式相結(jié)合的方式，結(jié)合有線專網(wǎng)和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，避免數(shù)據(jù)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題而造成的數(shù)據(jù)傳輸中斷。通過雙路傳輸來實(shí)現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)的連接，完成大量數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。

3.2.1 有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

在岸上鋪設(shè)有專線的海洋站點(diǎn)可采用有線傳輸網(wǎng)MSTP/SDH線路組網(wǎng)，將觀測(cè)數(shù)據(jù)接入到國家數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。各中心站的岸基測(cè)點(diǎn)，采用租用MSTP/SDH專線的方式建設(shè)有線專網(wǎng)系統(tǒng)的地面專線，而海區(qū)中心主要負(fù)責(zé)建設(shè)其與各中心站之間地面專線的建設(shè)：

圖2 有線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

對(duì)有線專網(wǎng)達(dá)不到的岸基測(cè)點(diǎn)和部分近海浮標(biāo)、志愿船，采取以下管理方式，通過CDMA/3G無線通信組網(wǎng)，再依托有線專網(wǎng)系統(tǒng)，接入到國家數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。

數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)礁髦行恼?，再依托有線專網(wǎng)系統(tǒng)上傳給海區(qū)中心。各中心站對(duì)自己直接管理的岸基測(cè)點(diǎn)、浮標(biāo)和志愿船，采用以下CDMA/3G無線通信鏈路，并向當(dāng)?shù)赝ㄐ胚\(yùn)營(yíng)商聯(lián)系申請(qǐng)1個(gè)專有管理域和VPDN專線：

圖3 無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3 應(yīng)用層

服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、管理和存儲(chǔ)，然后通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、線路監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)等軟件來處理和顯示。

4 傳輸網(wǎng)系統(tǒng)功能與關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)傳輸采用FTP協(xié)議，用以實(shí)現(xiàn)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)信息產(chǎn)品的實(shí)時(shí)收集、存儲(chǔ)、傳輸、管理等功能。由于數(shù)據(jù)傳輸量巨大，數(shù)據(jù)傳輸部分利用FTP多線程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)、自適應(yīng)文件分割保存算法、多線程調(diào)度算法等，從而提高大文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)如下：

圖4 數(shù)據(jù)傳輸模塊總體功能設(shè)計(jì)圖

4.1.1 具體功能

（1）實(shí)時(shí)收集功能：實(shí)時(shí)收集監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括海洋站、志愿船、浮標(biāo)、應(yīng)急車、雷達(dá)、GPS等所監(jiān)測(cè)的各類數(shù)據(jù)；

（2）存儲(chǔ)功能：將實(shí)時(shí)收集的各類監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至服務(wù)器，數(shù)據(jù)文件按照特定的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存儲(chǔ)；

（3）傳輸功能：根據(jù)用戶設(shè)置，通過FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與下載，實(shí)現(xiàn)海區(qū)中心與中心站，中心站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸功能支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、多線程下載、下載管理等功能，可節(jié)約用戶下載的時(shí)間，以及減輕服務(wù)器壓力；

（4）管理功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行管理，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)、數(shù)據(jù)目錄、FTP上傳、FTP下載等進(jìn)行設(shè)置，并可對(duì)數(shù)據(jù)上傳、下載進(jìn)行控制管理。

4.1.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）多線程傳輸技術(shù)：數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸上采用多線程傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)同時(shí)處理的功能，充分利用系統(tǒng)的資源，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩?/p>

（2）斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)：在用戶從數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)客戶端向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)文件時(shí)，當(dāng)遇上外界故障導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通、傳輸中斷的情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄下文件已經(jīng)傳輸完畢時(shí)的位置，在然后在再次連接后會(huì)從記錄的傳輸中止位置繼續(xù)上傳文件；

（3）自適應(yīng)的文件分割保存算法：文件在傳輸前會(huì)被分割成固定大小的數(shù)據(jù)塊，然后文件發(fā)送線程會(huì)將這些數(shù)據(jù)塊發(fā)送到消息隊(duì)列中等待多線程的傳輸，該算法能夠快速高效的完成大體積文件傳輸前的準(zhǔn)備工作，為充分利用多線程技術(shù)高效率地傳輸文件做好基礎(chǔ)；

（4）多線程調(diào)度算法：在系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，并非開啟的線程越多執(zhí)行的效率越高，使用過多的線程也可能會(huì)導(dǎo)致控制過于復(fù)雜甚至造成很多的錯(cuò)誤（bug）。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)狀況的多線程調(diào)度算法用來調(diào)節(jié)線程的開啟和關(guān)閉等相關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)線程池中多線程的管理和優(yōu)化。

4.2 線路監(jiān)控模塊

線路監(jiān)控模塊用于監(jiān)控傳輸網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。主要是監(jiān)測(cè)點(diǎn)至中心站，中心站至海區(qū)中心，海區(qū)中心至國家中心之間的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的線路監(jiān)控。線路監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俾省鬏斖〞吵潭龋墒謩?dòng)添加中心站及監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，以及可配置站點(diǎn)IP地址。

4.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊

數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的海洋數(shù)據(jù)觀測(cè)資料動(dòng)態(tài)監(jiān)控指揮系統(tǒng)，搭建了一個(gè)可擴(kuò)展的綜合信息化動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，為大氣及海洋行業(yè)信息化提供了整體、全面的信息化解決方案。該平臺(tái)不僅滿足網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要，而且能適應(yīng)不同客戶群體對(duì)大氣及海洋信息查詢與監(jiān)控方面的需要。

系統(tǒng)可直觀的顯示出每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和狀態(tài)以及浮標(biāo)、船舶、監(jiān)測(cè)車的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過各種自制的圖形可顯示出當(dāng)前站點(diǎn)所觀測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)留有多種數(shù)據(jù)接口，并能在GIS地圖上直觀的顯示出當(dāng)前臺(tái)風(fēng)的位置以及預(yù)報(bào)信息。

4.3.1 系統(tǒng)的具體功能

（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示功能：可實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括志愿船、浮標(biāo)、海洋站、監(jiān)測(cè)車、雷達(dá)等監(jiān)測(cè)站點(diǎn)所測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)曲線顯示；

（2）歷史數(shù)據(jù)查詢功能：可實(shí)時(shí)查詢志愿船、海洋站、浮標(biāo)等監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的歷史數(shù)據(jù)。自主選擇查詢時(shí)間段，查詢的數(shù)據(jù)類型有：電壓、瞬時(shí)風(fēng)速、瞬時(shí)風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫、濕度、水溫、鹽度、波高、波向、波周期、雨量、潮位等?？蓪⒃摬樵兊臍v史數(shù)據(jù)保存至本地；

（3）數(shù)據(jù)對(duì)比功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)間監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，直觀的反應(yīng)各站點(diǎn)間的水文氣象情況。包括海洋站站間、志愿船間、浮標(biāo)間、雷達(dá)間、應(yīng)急車之間的風(fēng)速、水溫、濕度、氣壓、潮位等數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，可自主選擇時(shí)間段；

（4）傳輸率統(tǒng)計(jì)功能：對(duì)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)到中心站，以及各中心站到海區(qū)中心的數(shù)據(jù)傳輸率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

（5）傳輸系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控功能：可對(duì)傳輸系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可實(shí)時(shí)顯示各網(wǎng)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)以及本站點(diǎn)數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)上傳狀態(tài)；

（6）異常報(bào)警功能：當(dāng)數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間未傳輸時(shí)，系統(tǒng)通過特定方式提示用戶數(shù)據(jù)傳輸異常。

4.3.2 地理信息管理和處理技術(shù)

（1）空間數(shù)據(jù)處理：將電子海圖存入空間數(shù)據(jù)庫中，滿足系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的應(yīng)用?？臻g數(shù)據(jù)是通過集中部署的方式來實(shí)現(xiàn)集中訪問和管理，同時(shí)海圖數(shù)據(jù)是相對(duì)靜態(tài)的地圖數(shù)據(jù)，很少發(fā)生變化和更改，通過對(duì)空間數(shù)據(jù)的集中管理和更新維護(hù)，而無需考慮空間數(shù)據(jù)發(fā)生變化后造成的數(shù)據(jù)版本問題。屬性數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)在各中心站的數(shù)據(jù)中心，屬性數(shù)據(jù)同時(shí)也是各個(gè)中心站系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在不同類型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，由各個(gè)中心站數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)管理、更新和維護(hù)。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式異構(gòu)屬性數(shù)據(jù)的訪問。

（2）屬性數(shù)據(jù)分布式調(diào)用：屬性數(shù)據(jù)包括所有與海洋觀測(cè)相關(guān)的船舶、浮標(biāo)、海洋站等的基本信息和動(dòng)態(tài)信息、通信設(shè)備信息、水文氣象信息等。由于數(shù)據(jù)量巨大，采用直接訪問屬性數(shù)據(jù)庫的方式共享屬性數(shù)據(jù)，各中心站數(shù)據(jù)的應(yīng)用采用基于元數(shù)據(jù)的分布式管理模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式環(huán)境中屬性數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)訪問。當(dāng)系統(tǒng)讀取屬性數(shù)據(jù)時(shí)，首先訪問屬性元數(shù)據(jù)庫，查找該信息的元信息，然后獲得用戶需要的分布在各個(gè)中心站中的屬性數(shù)據(jù)。它使得物理上分離的異構(gòu)數(shù)據(jù)通過元數(shù)據(jù)的描述和定位信息在數(shù)據(jù)中心集中訪問和管理，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，并且可以不改變?cè)械臉I(yè)務(wù)操作流程和己有應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問接口以及數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)方式，最終形成跨部門數(shù)據(jù)的無縫共享機(jī)制，通過分布式信息共享平臺(tái)共同分擔(dān)了數(shù)據(jù)層對(duì)數(shù)據(jù)讀取和訪問時(shí)對(duì)服務(wù)器的壓力，充分利用了各站點(diǎn)現(xiàn)有資源提高了經(jīng)濟(jì)效益。業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)表會(huì)不斷發(fā)生變化，在這種情況下，通過對(duì)元數(shù)據(jù)表進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如將新增加的表的信息加入到元數(shù)據(jù)表中，即可將該表納入到系統(tǒng)中，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的靈活性。

（3）空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)掛接：在系統(tǒng)功能調(diào)用中，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是緊密關(guān)聯(lián)的，既要實(shí)現(xiàn)圖到表的查詢，又要實(shí)現(xiàn)表到圖的查詢，這就需要空間圖形和表數(shù)據(jù)之間建立一種對(duì)應(yīng)圖層數(shù)據(jù)表關(guān)系。在系統(tǒng)中調(diào)用的圖層有海圖、站點(diǎn)信息、機(jī)構(gòu)信息等主要圖層，分別通過各自的關(guān)鍵字與屬性數(shù)據(jù)表關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)掛接。

4.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊安裝部署在海區(qū)中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及各中心站的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)將接收到的觀測(cè)資料入庫存儲(chǔ)。使用數(shù)據(jù)庫軟件提升數(shù)據(jù)的處理能力，解決數(shù)據(jù)積壓造成的傳輸中斷問題。

5 小結(jié)

海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)是當(dāng)代海洋觀測(cè)體系中的重要組成部分，建設(shè)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)是探索和開發(fā)海洋、海洋防災(zāi)減災(zāi)和提升海洋觀測(cè)能力的要求。本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是利用現(xiàn)代先進(jìn)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采取有線與無線相結(jié)合，專線通信與移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信相結(jié)合的方式，建立海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)各級(jí)單位都能訪問的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)管理系統(tǒng)，以滿足各類海洋觀測(cè)站、浮標(biāo)和志愿船的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)監(jiān)控需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分布式處理和存儲(chǔ)，確保海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)警報(bào)產(chǎn)品等信息能夠穩(wěn)定、科學(xué)、安全、有效地傳輸?shù)礁骷?jí)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)。相對(duì)于之前的傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)，本文的創(chuàng)新之處不僅是在技術(shù)層面針對(duì)性的豐富了FTP傳輸相關(guān)技術(shù)，新增了線路監(jiān)控模塊，強(qiáng)化了地理信息管理和處理技術(shù)，改進(jìn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，更重要的是根據(jù)目前我國的海洋觀測(cè)現(xiàn)狀和需求，從數(shù)據(jù)生成至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)各個(gè)方面、各個(gè)環(huán)節(jié)提供了一整套的優(yōu)化建設(shè)方案，以便于海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的建設(shè)。

建設(shè)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)不是一朝一夕就能完成的[7]，需要逐步的、分階段的開展：建設(shè)地面專線可極大的提升傳輸速度，增強(qiáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性；數(shù)據(jù)傳輸模塊可確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性，增加運(yùn)行穩(wěn)定性，穩(wěn)定提高傳輸率；線路監(jiān)控模塊直觀顯示了各種通信方式的網(wǎng)絡(luò)連通狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)各級(jí)觀測(cè)監(jiān)控值班功能，優(yōu)化管理模式；數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊加強(qiáng)了傳輸監(jiān)控，可縮短各種觀測(cè)資料數(shù)據(jù)中斷的反應(yīng)時(shí)間，增強(qiáng)了緊急事件的應(yīng)急能力；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可提升數(shù)據(jù)的處理能力，避免數(shù)據(jù)積壓造成傳輸中斷的現(xiàn)象。

不同海區(qū)、中心站、海洋站各自擁有其獨(dú)特的地理區(qū)位、地貌地勢(shì)、設(shè)備構(gòu)成等等，目前此設(shè)計(jì)已在北海區(qū)進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行階段，先前的數(shù)據(jù)傳輸不連續(xù)、數(shù)據(jù)監(jiān)控不及時(shí)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入庫積壓?jiǎn)栴}已得到明顯改善，數(shù)據(jù)到報(bào)率穩(wěn)步提升，業(yè)務(wù)化運(yùn)行良好。進(jìn)一步的根據(jù)實(shí)際情況建設(shè)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，使得海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)穩(wěn)定可靠的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，對(duì)于提高海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)和海洋災(zāi)害預(yù)警能力具有十分重要的意義。

[1]張建濤.海洋環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)化運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:國家海洋技術(shù)中心,2011.

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[3]蔡樹群,張文靜,王盛安.海洋環(huán)境觀測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].熱帶海洋學(xué)報(bào),2007,26(3):76-81.

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[5]呂寧.全力打造海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用科技支撐平臺(tái)[N].中國海洋報(bào),2012-05-18.

[6]李愛平,呂寧,徐初楚.構(gòu)建海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用科技支撐平臺(tái)[N].中國海洋報(bào),2009-04-21.

[7]熊翱,鄧廣莉,李斌.傳輸網(wǎng)綜合網(wǎng)管建設(shè)的探討[J].電信技術(shù), 2004,(1):45-48.

Design and implementation of operational ocean observing data transmission network

LU Bo,CAO Cong-hua,GUO Jing-tian,WANG Zhi-zhong,GUAN Xin-shi,TAO Jin-bo,WANG Heng-lin, LI Long,WANG Shuo
（Shandong Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Environment and Disaster Prevention and Mitigation,Qingdao 266033 China）

In terms of the goal of building the system architecture focusing on the design of wired and wireless private networks in the network layer and the basic principles and key technologies of necessary data transmission module,line monitoring module,data monitoring module,data storage module,the construction of ocean observing data transmission network are discussed.This article is designed to develop the operational ocean observing data transmission network standardization construction in all our waters and improve our ocean observing and forecasting marine disaster early warning capability.In terms of the goal of building the system architecture focusing on the design of wired and wireless private networks in the network layer and the basic principles and key technologies of necessary data transmission module,line monitoring module,data monitoring module,data storage module,the construction of ocean observing data transmission network are discussed.This article is designed to develop the operational ocean observing data transmission network standardization construction in all our waters and improve our ocean observing and forecasting marine disaster early warning capability.

data transmission;network construction;operation

P717；TP311.521

A

1003-0239（2017）01-0072-05

10.11737/j.issn.1003-0239.2017.01.009

2016-03-10；

2016-03-28。

國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201505007）。

盧博(1989-)，男，助理工程師，碩士，主要從事海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)研究。E-mail:lubo89@126.com

曹叢華（1960-），女，工程技術(shù)帶頭人，本科，主要從事海洋環(huán)境預(yù)報(bào)及海洋環(huán)境數(shù)值模擬。E-mail:caoconghua@bhfj.gov.cn