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?jiān)旗?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(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱天鏡)是國(guó)家氣象信息中心基于全國(guó)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(jì)算等信息技術(shù)建設(shè)的統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)的國(guó)省兩級(jí)氣象綜合業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)[1]。天鏡系統(tǒng)具有開放、高效、可擴(kuò)展的監(jiān)控系統(tǒng)框架,通過(guò)規(guī)范化的監(jiān)控信息采集和控制接口,接入觀測(cè)、信息、預(yù)報(bào)、服務(wù)和政務(wù)管理等氣象業(yè)務(wù)“全流程、全要素、全過(guò)程”的監(jiān)控信息,橫向整合氣象核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)到服務(wù)的全流程監(jiān)控;縱向?qū)崿F(xiàn)對(duì)支撐氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施、場(chǎng)地環(huán)境全面監(jiān)控,實(shí)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(guó)省兩級(jí)布局模式,自2018年開始,在中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司、國(guó)家氣象信息中心的指導(dǎo)下,浙江省氣象局作為省級(jí)試點(diǎn)單位,完成了省級(jí)氣象綜合業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱天鏡·浙江監(jiān)測(cè)平臺(tái))的部署和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了省級(jí)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(wèn)題,如市縣級(jí)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(jìn)程。而省級(jí)部署的天鏡·浙江監(jiān)控平臺(tái)已經(jīng)具備對(duì)市縣級(jí)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(jí)監(jiān)控平臺(tái),結(jié)合市縣級(jí)監(jiān)控運(yùn)維需求,構(gòu)建全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng),實(shí)現(xiàn)市縣級(jí)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(jí)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(jí)監(jiān)控現(xiàn)狀及問(wèn)題

雖然天鏡·浙江監(jiān)控平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)了省級(jí)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(tái)只是被省級(jí)業(yè)務(wù)人員使用,市縣級(jí)氣象部門的本地化監(jiān)控仍然存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(1)市縣級(jí)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(jí)氣象部門都有對(duì)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(yùn)維需要。

(2)市縣級(jí)監(jiān)控平臺(tái)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(tái),缺少全局設(shè)計(jì),導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)重復(fù)建設(shè),造成資源浪費(fèi)。此外,監(jiān)控系統(tǒng)之間獨(dú)立分散,監(jiān)控信息無(wú)法共享,氣象業(yè)務(wù)無(wú)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(tái)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(jí)值班人員電話通知,無(wú)法提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,缺少工單提交等解決問(wèn)題的智能化手段,增加了省市縣3級(jí)值班工作的繁瑣程度,降低了整體業(yè)務(wù)的運(yùn)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(tái),結(jié)合市縣級(jí)監(jiān)控運(yùn)維需求,通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸流程和市縣級(jí)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控兩條路線，共同推進(jìn)全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)的建設(shè),實(shí)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(jí)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(jí)集中部署模式,采用B/S架構(gòu)系統(tǒng),市縣級(jí)用戶無(wú)需部署、無(wú)需安裝客戶端,只需連通網(wǎng)絡(luò)即可通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)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(shí),擴(kuò)充省級(jí)平臺(tái)資源即可,釋放市縣級(jí)投入運(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)全省上行考核資料的傳輸監(jiān)控,傳輸故障時(shí)會(huì)形成相應(yīng)的告警信息推送到集中告警臺(tái);(2)根據(jù)浙江省資料傳輸業(yè)務(wù)要求,制定省市縣各級(jí)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(duì)象、告警接收手機(jī)號(hào)碼、告警執(zhí)行時(shí)間等信息;(4)對(duì)接短信、語(yǔ)音平臺(tái),將告警信息寫入短信平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)短信、電話自動(dòng)通知省市縣3級(jí)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(jí)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控一張網(wǎng)

市縣級(jí)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控的技術(shù)思路如下。(1)通過(guò)天鏡監(jiān)控信息采集控制統(tǒng)一接口獲取市縣級(jí)當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的監(jiān)控信息;(2)通過(guò)天鏡平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)接口對(duì)接探測(cè)中心裝備信息;(3)所有監(jiān)控信息納入天鏡數(shù)據(jù)庫(kù),統(tǒng)一規(guī)范管理;(4)借助天鏡眾創(chuàng)平臺(tái)服務(wù)接口,實(shí)現(xiàn)市縣級(jí)當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的可視化監(jiān)控,完成全省市縣級(jí)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(dòng)告警

目前,浙江省各氣象臺(tái)站先將氣象觀測(cè)資料(文件、消息等格式)發(fā)送至省級(jí)氣象通信系統(tǒng)(CTS),再由省級(jí)氣象通信系統(tǒng)發(fā)送至中國(guó)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(diǎn)、任意傳輸鏈路發(fā)生故障都會(huì)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(dòng)告警功能,當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)發(fā)生故障時(shí),短信、電話自動(dòng)告警提示省市縣3級(jí)值班運(yùn)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(guó)國(guó)家觀測(cè)站地面小時(shí)觀測(cè)資料(BUFR格式)和中國(guó)酸雨觀測(cè)資料((BUFR格式))為例,當(dāng)省級(jí)系統(tǒng)未收到縣級(jí)資料時(shí),省級(jí)平臺(tái)自動(dòng)發(fā)送告警短信、語(yǔ)音電話給縣級(jí)值班人員,提醒處理故障;當(dāng)國(guó)家級(jí)系統(tǒng)未收到省級(jí)上傳的資料時(shí),平臺(tái)自動(dòng)發(fā)送告警短信、語(yǔ)音電話給省級(jí)值班人員。短信及語(yǔ)音電話內(nèi)容包括資料名稱、資料時(shí)次缺報(bào)站號(hào)、資料缺報(bào)的具體傳輸節(jié)點(diǎn),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(diǎn),縮小故障排查范圍。

圖2 省市縣3級(jí)數(shù)據(jù)傳輸告警示意圖

3.2 市縣級(jí)本地化大屏監(jiān)控系統(tǒng)

依托天鏡基礎(chǔ)平臺(tái),建成市縣級(jí)本地化大屏監(jiān)控系統(tǒng),并完成與試點(diǎn)氣象局的數(shù)據(jù)對(duì)接,目前天鏡·浙江基礎(chǔ)平臺(tái)已監(jiān)控試點(diǎn)寧波市基礎(chǔ)資源(服務(wù)器88臺(tái))、網(wǎng)絡(luò)(設(shè)備16臺(tái))及考核觀測(cè)站點(diǎn)175個(gè)。通過(guò)平臺(tái)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(jí)天鏡平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)寧波市氣象局地面綜合觀測(cè)、裝備信息、天氣雷達(dá)、基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等氣象業(yè)務(wù)及運(yùn)行支撐環(huán)境的本地化監(jiān)控。

3.3 創(chuàng)新點(diǎn)及效益分析

3.3.1 全省一個(gè)平臺(tái),打造集約化監(jiān)控

(1)省級(jí)監(jiān)控。前期通過(guò)全國(guó)統(tǒng)一部署的天鏡基礎(chǔ)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)省級(jí)基礎(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)及機(jī)房環(huán)境、數(shù)據(jù)傳輸流程的綜合監(jiān)控;(2)市縣級(jí)監(jiān)控。依托天鏡本地化建設(shè)與應(yīng)用,建設(shè)了市縣級(jí)大屏監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)市縣級(jí)當(dāng)?shù)貧庀髽I(yè)務(wù)的集約化監(jiān)控。

通過(guò)本地化建設(shè),天鏡平臺(tái)監(jiān)控初步實(shí)現(xiàn)了省市縣3級(jí)業(yè)務(wù)監(jiān)控功能,為全省氣象業(yè)務(wù)提供了“一個(gè)平臺(tái)、一套軟件”的集約化監(jiān)控服務(wù)。通過(guò)省級(jí)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(jí)天鏡硬件集群中,市縣級(jí)應(yīng)用服務(wù),通過(guò)瀏覽器快速訪問(wèn)天鏡平臺(tái)[7],與以前相比,有以下4點(diǎn)效益。

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

二是方便平臺(tái)應(yīng)用的全省更新,通過(guò)省級(jí)集中部署方式,僅通過(guò)省級(jí)的調(diào)整即可,市縣級(jí)氣象局無(wú)需操作。

三是監(jiān)控?cái)?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(shí)有了很大的改善。

四是天鏡平臺(tái)針對(duì)市縣級(jí)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(duì)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(fèi)、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(guò)天鏡平臺(tái)數(shù)據(jù)流程全省監(jiān)控告警及市縣級(jí)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控初步實(shí)現(xiàn)全省監(jiān)控一張網(wǎng),有以下幾點(diǎn)效益。

一是從技術(shù)上實(shí)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(tái)的短信及語(yǔ)音告警,無(wú)需人工干預(yù),省市縣3級(jí)值班人員可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,第一時(shí)間處理及解決問(wèn)題,提高了氣象數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量和服務(wù)時(shí)效。

二是故障精準(zhǔn)定位,當(dāng)資料傳輸缺報(bào)時(shí),結(jié)合天鏡平臺(tái)對(duì)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(dòng)化和智能化水平,增強(qiáng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三是以省級(jí)天鏡平臺(tái)為全省氣象業(yè)務(wù)監(jiān)控中心,為省市縣3級(jí)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(jí)及市縣級(jí)建設(shè)有多個(gè)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(wú)章;天鏡全省統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)建成后,全省共享一個(gè)監(jiān)控平臺(tái),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(dòng)[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(jí)運(yùn)維工作效率,逐步改進(jìn)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(jí)當(dāng)?shù)卮笃?形成當(dāng)?shù)貧庀竺?/p>

建成市縣級(jí)本地化監(jiān)控大屏,解決了市縣級(jí)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(tái),市縣級(jí)氣象部門可做到對(duì)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(duì)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(bào)預(yù)測(cè)、研判分析與決策提供了及時(shí)、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(yǔ)

依托省級(jí)天鏡硬件基礎(chǔ)設(shè)施,通過(guò)天鏡·浙江監(jiān)控平臺(tái)的本地化建設(shè),開發(fā)實(shí)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(shí)、高效的監(jiān)控告警信息,同時(shí)建設(shè)了市縣級(jí)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)監(jiān)控大屏系統(tǒng),為全省市縣級(jí)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(tái)站資料傳輸告警依靠省級(jí)值班人員電話通知、市縣級(jí)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(jí)通用版,基于平臺(tái)提供的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口,在其他省市級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用中，也能方便快速地進(jìn)行移植。

平臺(tái)雖然在功能上實(shí)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(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用中還存在一些問(wèn)題,如平臺(tái)的并發(fā)訪問(wèn)優(yōu)化、平臺(tái)穩(wěn)定性、安全性等,還需進(jìn)一步總結(jié)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),完善平臺(tái)功能,并在全省推廣應(yīng)用。