全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

基于CIMISS的气象数据处理时效监视系统设计与实

针对气象信息网络常规运行监控业务需要,结合气象信息共享系统（China Integrated Meteorological Information Service System,简称CIMISS）的运维实际,设计开发了基于CIMISS的气象数据处理时效监视系统,实现了对13类上行气象观测数据处理主要的节点时效、自动站疑误数据处理、数据访问服务性能的实时监控,并可为部分气象观测设备的运维保障提供参考指引。文中从系统结构与数据流程、主要业务功能、技术实现等方面对系统的实现方式等进行了介绍。     

基于CIMISS的气象数据处理时效监视系统设计与实现

针对气象信息网络常规运行监控业务需要,结合气象信息共享系统(China Integrated Meteorological Information Service System,简称CIMISS)的运维实际,设计开发了基于CIMISS的气象数据处理时效监视系统,实现了对13类上行气象观测数据处理主要的节点时效、自动站疑误数据处理、数据访问服务性能的实时监控,并可为部分气象观测设备的运维保障提供参考指引。文中从系统结构与数据流程、主要业务功能、技术实现等方面对系统的实现方式等进行了介绍。     

超大城市观测数据系统平台设计与实现

为收集管理应用新型地基遥感设备观测的海量、多源、实时数据，中国气象局气象探测中心设计并搭建了超大城市观测数据系统平台。系统基于主流Web开发技术和分布式列存储集群方式MySql数据库，具备数据实时传输、监控、存储、分析、显示和共享等功能，实现了新型地基遥感观测数据管理规范化、产品服务多样化、资料共享便捷化。该系统平台既提高了新型地基遥感设备数据的支撑保障能力，同时分钟级廓线数据产品满足了短临天气预报对实时数据的高时效需求。目前，平台已在部分城市中推广应用，为地基遥感设备业务化运行提供全面的平台支持。     

全国综合气象信息共享平台架构设计技术特征

全国综合气象信息共享平台（CIMISS）是依托天气雷达数据共享平台工程项目建成的国省统一数据环境,实现各类气象数据的规范管理,直接支撑气象业务应用。该文介绍了CIMISS架构设计及核心内容,结合业务应用效果的实例分析,阐述架构设计如何有效提升数据和应用的集约高效。借鉴企业架构（EA）方法,建立了业务架构、数据架构、应用架构、技术架构和标准规范体系。采用一系列架构优化设计,包括实现元数据统一管理同步、数据质量控制、统一业务监控、异构数据库统一数据服务、优化信息流程、分层设计和集群技术应用等,满足CIMISS标准性、扩展性、稳定性等需求,获得良好的全流程数据服务时效,核心资料接收入库总耗时均小于3 min,数据访问效率较国家级气象资料存储检索系统提升2~5倍。继承现有CIMISS架构设计成果,正在设计中的气象大数据平台整体技术架构将向云平台、分布式存储等新技术升级。     

天津市中尺度数值预报业务系统的设计与实现

为适应省级中尺度数值预报业务的需要,设计实现了天津市中尺度数值预报业务系统。该系统由高性能计算机系统、中尺度数值预报模式以及业务运行流程组成的,其设计与实现涉及到高性能计算机系统的建设、中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计等多个方面。高性能计算机系统的建设包括系统选型、功能设计和安装调试等部分,中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计是整个系统业务化的关键。天津市中尺度数值预报业务系统通过工程建设和技术开发完成了奥运期间的气象预报服务任务,已投入业务化运行。     

内存转发模型在CIMISS数据收发系统中的应用

针对国家气象信息中心现有数据收发业务在时效方面存在的问题,对现有模式进行剖析,找出现有流程中存在的问题,以及这些问题的产生原因。在此基础上,以气象卫星数据为对象,提出了应用内存转发模型。在该模型中,通过利用内存共享机制将数据接收流程和数据转发流程联系起来,建立通路,减少了多个中间处理环节,提高整个数据转发时效。参照内存转发模型,设计出适用于国家气象信息中心业务流程的统一数据转发流程,并通过对FTP服务端程序模块进行改造,在服务端实现了统一数据转发流程。通过性能测试,对两种转发模式的时效进行对比和分析,验证了内存转发模型的时效优势。     

湖北气象监测网络业务管理系统及其应用效果

为了提高省级综合气象观测业务的全面质量管理水平,整合气象信息资料传输管理、综合观测系统运行监控、自动站实时数据质量控制和短信报警等业务质量管理功能,设计开发了湖北省气象监测网络业务管理软件系统。目前,该系统已成为湖北省气象监测网络业务重要值班平台之一。系统投入业务运行以来,湖北省各类气象资料收集上传质量呈现上升并保持稳定的趋势,自动气象站实时资料经自动数据质量控制后数据质量有较大程度的提高。由于采用主流成熟技术开发,系统具有较好的可推广性。     

国务院气象数据服务系统的升级改造

为了更好地保障国务院办公厅接收中国气象局提供的各类气象数据,解决旧有系统存在的问题,对现有国务院气象数据服务系统进行升级改造。全新开发的数据收集发送功能,解决了现有系统无法进行非法文件过滤和配置灵活性问题;升级现有的监视系统,使新系统满足业务需要的检索、报警、时效计算等功能;扩充的补调下载功能更加贴近操作员的使用习惯。改造后的系统通过数据传输与时效监视功能的分离和程序的改进,增强了传输可靠性和时效性,同时能够为未来业务应用扩展提供支持。经过实际业务测试,系统运行稳定,并为2011年国务院汛期服务提供了有效支撑。     

气象观测设备测试与试验系统设计与实现

为了实现气象观测设备测试评估与试验业务的规范化、标准化和自动化处理,设计实现针对常规地面气象观测设备测试评估与试验的业务系统。系统基于主流Web开发技术和Oracle数据库,以灵活配置、分层设计、模块化应用的方式,实现了测试评估与试验业务中的流程管理、数据配置、设备运行及状态管理、专家分析计算、数据查询显示、测评报告生成导出和系统管理等功能模块,实现了测试评估与试验业务的统一规范管理、提高了工作效率,并在雪深观测仪等设备的测试评估与试验中得到应用,计算结果和评估结论与人工处理一致。后期将以此为基础,进一步设计开发探空设备、雷达设备等适用的测试评估与试验平台系统。     

基于NB-IoT技术的小型自动气象站监测系统设计

针对传统气象站通信组网技术复杂度高、建站成本高、时效性差、功耗高等缺点，设计了一种基于NB IoT技术的小型自动气象站监测系统，该系统主要由气象传感设备、单站控制器及物联网云平台组成。该系统以低功耗Corter M3内核的STM32L152微控制芯片为硬件核心，依托气象传感器设备，实现气象要素数据的采集和处理；利用NB IoT技术实现气象站和云端服务器之间的数据传输；利用RESTful API和MySQL技术，实现用户交互、远程终端控制、数据存储、数据显示、数据分析、数据查询等功能。测试结果表明，该系统建站简单、功耗低、数据传输稳定，可实现对气象要素的远程实时监测。     

基于DVB/IP的气象应急卫星通信系统的设计与应用

为配合移动多普勒气象雷达车的数据传输,实现应急通讯的会商以及重大天气过程的直播和保障,利用卫星通信、计算机网络、无线通信、图像传输、多媒体制作等多种技术集成设计了DVB/IP气象应急卫星通信系统.该系统从数据收集和通信层面上立足于气象防灾减灾的需求,为气象应急保障服务和决策指挥提供了强有力的技术支撑,将对上海市气象局应急处置能力的提高起到一定推动作用.     

基于消息通知机制的国省数据共享系统的设计与实现

为解决卫星广播传输缺陷及省级用户获取临省实时观测资料和实况分析产品等迫切的业务需求，设计并实现了基于消息通知机制的国省数据共享系统。系统基于RabbitMQ的消息机制进行业务和数据资源的整合及集成，采用多层体系架构，满足基于地面宽带的数据快速有序下载和卫星广播数据补调等国省数据共享需求，支持大容量多种数据的高速传输，支持HTTP、FTP、SFTP等多种数据传输协议。系统已经上线提供服务，实现智能网格、多源融合实况分析等25种气象资料的国省数据共享，月平均共享数据量达6.3 TB，且建立全流程监视，有效保障数据共享的时效性。     

气象灾害灾情共享系统的设计与实现

气象灾害灾情共享系统设计用于实时、历史气象灾害灾情数据的收集、上报、传输、处理、应用和管理。系统分为采集传输、数据逻辑和应用服务3层,由灾情直报客户端、数据传输分系统、灾情预处理和入库分系统、气象灾害灾情收集、整理、分析和评估网站、气象灾害灾情综合数据库组成。重点介绍构建气象灾害灾情系统的灾情数据规范化收集、质量控制和空间化分析等关键技术。在国家级气象部门的业务应用表明,系统实现了干旱、暴雨、台风、高温、低温等气象灾害灾情收集、处理、分析和共享,能够满足灾害性天气预报和服务需求,并对各级气象部门构建气象灾害灾情共享系统具有指导意义。     

基于MQ的气象数据采集与监控系统设计

针对气象业务和公共服务对气象数据统一管理与监控的需求,基于MQ(Message Queuing)消息中间件技术,设计并实现了一种气象数据采集与监控系统,由于多种气象探测设备数据源分散、难以统一管理,本文从数据采集端入手,对不同种类,格式各异的气象采集数据进行资料种类划分、数据消息规整、采集路由配置等方式实现了多种气象探测数据采集流程的统一,气象数据采集入库灵活及时,在数据流程环节中进行监控码的规范与定义,通过输出日志信息和监控信息,完成了客户端程序、气象数据更新状态、队列服务器等内容的监控,在装备运维的过程中,能够有效辅助于日常的故障发现与定位。     

青海省三江源灾害性天气预警应急系统设计

针对青海三江源地区地形复杂、基础设施薄弱、公共通讯网络落后等问题及其对作业监测的制约,以工作流、软件度量和配置管理等技术为基础,利用面向CMM标准,设计和开发灾害性天气预警应急系统,实现信息安全高速传输,提高了灾害性天气预警应急水平.灾害性天气数据库的建立即是对各类灾害性天气(洪水、干旱、台风、风沙尘暴等)数据的管理实现电子化与智能化,为领导决策提供支撑保障和系统支持.系统与Internet实现无缝结合,可为项目信息管理提供图、文、表、管一体化服务.     

基于OkHttp与Jexl3技术的气象信息网络现代化能力动态采集评估方法

气象现代化是一项长期性综合性工作,也是一个动态的发展过程。为了能够持续、客观、实时评价气象现代化能力发展水平,依托分布式的气象综合业务实时监控系统（天镜）的技术框架,基于Okhttp与Jexl3等技术的同步高效请求、高稳定的通信机制和自定义规则引擎等功能特性,本文提出了一种针对多源气象监控大数据的现代化信息网络能力动态评估方法。该方法可以高效采集国省两级气象业务实时监视数据和性能指标,通过表达式动态逻辑规则实时统计评估和对比分析,有效解决静态统计评估方法标准不统一、时效滞后、评价与反馈不畅等问题。2021年以来,应用该方法实现了国家和省级气象现代化信息网络能力指标的自动采集和实时评估,将采集时间缩短到秒级,为气象信息网络的高质量发展提供了业务数据化解决方案。     

地面气象观测无人值守系统的设计与应用

气象观测数据的传输率和可用率是气象预报服务及时准确的基础,是衡量通信系统运行可靠程度及运维保障能力的关键指标。长期以来,各级业务人员通过不间断值守班来保障气象观测数据的传输质量。随着现代化气象业务体系的不断发展,气象业务对资料传输的时效性、完整性要求也越来越高,对气象资料的综合监控能力也提出了更高的要求。在全国地面气象业务体制改革的要求下,广西率先在全国实行了基层台站无人值守业务调整,设计并实现广西地面气象观测无人值守系统。该系统集数据传输监控、数据传输时效统计于一体,通过自动监控告警、主备站资料(要素)智能识别替代、双条传输链路热备等设计,建立一套无人值守传输业务流程,从技术上支撑业务改革调整,大大降低基层业务人员工作强度。业务应用分析表明,无人值守系统运行可靠,业务质量保持高水平稳定,业务效益凸显。     

基于移动互联网的交通气象服务系统设计与应用

设计并实现了基于移动互联网的交通气象服务系统。通过对用户定位信息与天气现象、能见度、温度、降水、风力等精细化格点数据进行融合,提供了一系列基于位置的创新性交通气象服务:道路前方高影响天气路段语音提醒及气象信息自动化语言表达、基于WebGIS服务的交通气象服务信息展示和基于精细化格点预报数据的智能导航。与传统网页单向式的信息交互方式不同,交通气象服务系统绝大部分数据存储及处理工作在服务端完成,通过Web服务实现了与客户端的双向信息传递,向用户提供精准的基于位置的信息推送。本系统已经在浙江省气象局智慧气象手机客户端中作为一个独立模块实际应用。