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国际通信系统资料传输监视和告警信息集中发布

一、引言

中国气象局国际气象通信系统是是承担世界气象组织全球通信系统GTS(Global Telecommunication System)亚洲区域通信枢纽RTH(Regional Telecommunication Hub)职责的业务系统,一方面负责国内全球交换资料的对外分发,另一方面负责越南、朝鲜等责任区国家的气象数据传输以及与德国奥芬巴赫、日本、俄罗斯莫斯科等GTS 中心进行气象数据交换,是我国与国外进行实时气象资料交换的节点,也是为国内用户提供国外实时气象资料的接口,是中国气象局气象通信系统的重要组成部分[1].通过国际气象通信系统收集的资料主要包括地面常规观测资料、高空常规观测资料、飞机报、卫星资料、数值预报产品等,这些资料的收集,为国内开展天气预报业务、气象科研等提供了很好的数据补充.目前,国际通信监控系统由于建设时间较早,监控内容还主要停留在网络通断、线路状态、磁盘空间等方面,对于资料传输情况缺乏自动化监视,业务运维人员只能通过手动查报、人工填写值班日志的方式获知资料传输情况.对于资料传输异常情况缺乏应对手段,且原始监视信息没有实现共享,存在信息孤岛问题,在很大程度上影响了业务应用和运维成效.

为了解决这个问题,本文研究了国际通信系统资料传输监视方案,并开展了实践应用,进一步提升了系统监视能力,推进了监视信息的整合.

二、业务分析

2.1 资料分析.气象观测资料和产品在进行传输交换时是通过一定的编码格式来承载的[2].其中,一部分资料遵循世界气象组织统一规定的格式进行编码,一部分资料由各国家根据国内共享或者双边交换的需要进行自定义格式编码.气象资料常见的业务属性包括:(1)区站号:用来对不同观测台站进行唯一标识的五位编号,由世界气象组织和各国气象主管机构规定;(2)公报报头:用来对不同类型、格式、范围、时次的气象资料进行唯一标识的指示码,由世界气象组织统一规定,格式为:TTAAii CCCC YYGGgg[BBB];(3)文件名:对气象通信系统所传输文件的命名,为了保证气象资料在通信系统中的正常流转,文件名的结构、格式和字段遵循一定的规则.目前,通过国际通信系统实时收集的国外气象资料和产品达10 大类若干子类(详见表1).

2.2 日志分析.国际通信系统在业务运行的过程中会实时在后台落地生成不同类别的日志,其中,跟资料传输监视相关的日志主要包括三类:(1)以文件名为维度,记录了文件名、收集时间、文件收集路径、文件大小等信息;(2)以简式报头为维度,记录了简式报头、收集时间、收集通道、所在文件名、公报输入处理结果、公报长度等信息;(3)以区站号为维度,记录了区站号、收集时间、收集通道、所在文件名、所属公报简式报头、报告输入处理结果、报告长度等信息.这些日志是对资料传输情况进行监视的基础.

三、系统设计与实现

3.1 业务流程

3.1.1 整体流程

图3 为国际通信系统资料传输监视流程图,具体流程说明如下:通过读取监视配置文件,获取资料的应收信息.同时,通过实时解析资料传输日志,获取资料的实际收集信息.对资料的传输监视信息按照一定的规则进行统计组织,通过文件接口将监视信息进行推送,完成国际通信系统资料传输的监视.当资料传输出现异常时,通过对资料传输日志的分析可以获取异常信息,将异常信息按照约定规则封装成告警信息,通过消息接口将告警信息进行推送,完成告警信息在统一监控平台的集中发布.

3.1.2 监视策略.不同的气象资料具有不同的传输属性,因此需要根据各类资料的特点制定监视策略.

对于站级资料的监视,根据世界气象组织出版物VOL.A 卷( 全球站点信息表)、RBSN(Regional Basic SynopticNetwork,区域基本地面观测网)内容,获取地面、高空等站级资料的站号清单,形成站级监视节目表.

对于公报级资料的监视,根据世界气象组织出版物VOL.C1 卷(全球交换资料目录),获取每类资料的报头信息.对于数值预报产品,针对每个起报时次,统计相应要素、每个预报时效资料到报情况.例如,欧洲中心粗网格数值预报产品- 全球700 hPa 东风分量,公报级监视节目表清单见表2.

由于资料传输是个动态的过程,每类资料每个业务时次的到报情况(即监视点状态)也是动态变化的,因此,监视策略应支持多次采集监视点信息.

3.1.3 接口定义.主要包含两类数据接口,分别是监视信息和告警信息,分别以文件方式和消息方式推送前台.两类接口的具体描述如下.

(1)监视信息.内容包括:资料类型、资料子类、编报中心代码、资料时次、监视时间、实收数、应收数以及监视状态.对同一监视点多次采集的监视信息支持覆盖更新.

(2)告警信息.内容包括:监视点编码、事件编号、事件标题、事件级别、事件详情、事件发生时间、告警建议、处理向导、可能原因分析、事件发生节点.对同一监视点的多次告警,支持告警压缩,记录首次告警时间、最后一次告警时间以及告警重复次数.

3.2 功能模块.国际通信系统资料传输监视系统主要包含任务调度、统计分析、信息发布、接口管理四大功能模块.功能结构见图4.

任务调度.包含监视节目表管理和定时作业管理两个功能.根据资料的传输属性(资料类型、时次、传输频次、应收时间)等,形成监视节目表,对监视清单进行管理.对于不同资料的监视任务根据监视策略基于时间触发,自动进行作业的运转.

统计分析.包含文件级监视统计、公报级监视统计、站号级监视统计三个功能,分别从文件名、公报简式报头、区站号三个维度对不同资料的传输情况进行监视统计.

信息发布.包含实时监视和集中告警两个方面.基于LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)[3] 架构搭建实时监视页面,对各类资料的传输情况进行实时监视.当异常发生时,将告警信息推送至综合监控系统,实现告警的集中发布.

接口管理.包含文件接口和消息接口两类接口.基于文件接口实现监视统计信息的传递,应用端主动将接口文件推送到浏览器,浏览器实时解析数据并进行显示.基于消息接口实现告警信息的传递,主要包含消息注册、消息发送和消息接收三个功能;在消息服务端增加专用消息队列,进行告警信息的注册;应用端调用消息发送接口实现消息发送;服务端进行消息监听,从消息队列中读取告警信息后,实现对告警信息的解析入库存储和实时发布.

3.3 实现效果.目前,已经完成国际通信系统资料传输监视功能的开发,实现对各类气象资料传输情况的实时监视(见图5)和资料传输异常的集中告警(见图6).

三、总结

通过建设国际通信系统资料传输监视系统,提升了现有系统对资料传输的监控能力,可以帮助业务人员实时了解各类资料传输情况,提高了业务运维水平和效率.通过告警信息的共享,进一步推进了监视信息的整合,实现告警信息的集中发布,在日常气象业务中发挥了实际效益.H

通信系统论文范文结:

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