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。     

内蒙古人工影响天气业务技术系统的建设与应用

人工影响天气业务是涉及气象、航空等多领域多部门的一项综合性业务,依据此项业务的流程设计开发了内蒙古自治区级人工影响天气业务技术系统。该业务技术系统以1:25万地理信息为基础,包括综合监测、预报平台、决策平台、实时监控、效果评估和信息管理六部分。能够实现人影相关的观测资料显示、作业条件分析、航线设计、增雨飞机动态实时监控、效益评估及生成各种信息报表等功能,已经投入业务应用且在内蒙古自治区内推广应用。     

宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台设计与实现

文章按照标准化、集约化、智能化的理念,基于云端部署技术,提出了宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台的设计思路和总体架构,建设了宁夏气象基础数据库、业务产品库、服务产品库,构建了业务产品自动化生成系统、服务产品智能化制作系统、服务信息智慧型发布系统和信息共享与管理系统。通过数据存储、数据服务接口、数据资源管理、数据加工流程的标准化,设计了以标准化体系为基础的集约化数据环境。通过数据环境集约和业务系统集约,设计了以数据驱动为特征的集约化产品加工系统,形成统一的数据加工流水线。突出智能化要求,设计了以智能化为目标的数据分析算法和智能化系统运行控制,并在业务产品自动化生成、服务产品智能化制作、服务信息智慧型发布方面进行了探索。平台设计理念先进,技术前沿,流程简洁,功能完备,运行高效,充分体现了数据资源标准化、业务系统集约化和计算运行智能化的要求,平台的开发建设将极大地推进宁夏气象现代化进程,对于发展智慧气象具有重要的参考价值。     

宁夏气象资料自动归档管理系统设计与实现

气象探测资料种类多、数据量大,早期宁夏实时气象探测资料主要存储在各类服务器中,如何便捷高效地使用气象探测资料是困扰业务人员的难题。本文首先分析了宁夏气象资料归档业务需求,制定了气象资料自动归档策略;其次,介绍了系统的总体架构,阐明了各功能模块的设计思路;再次,采用了MySQL、NAS和Bootstrap等关键技术,设计开发了“宁夏气象资料自动归档管理系统”;最后,统计了宁夏气象资料的自动归档情况和展示了资料查询下载效果。经试运行,该系统可以实时自动归档宁夏气象探测资料和基础预报资料,能够查询下载数值模式产品、雷达数据和天气图等归档资料。     

内蒙古决策气象综合服务系统设计与实现

文章阐述了基于B/S结构建立内蒙古三级决策气象综合服务系统的基本设计思路、系统功能和结构框架。系统包括气象灾情实时显示、天气气候敏感性分析、决策气象服务产品库与产品检索、多业务部门协同工作、决策服务产品综合加工、决策气象服务业务考核、后台管理和监控、决策气象服务门户网和手机APP共9个业务子系统;建立了决策气象服务产品制作的启动标准和阈值;技术上采用WebGIS、JAVAEE(J2EE)和面向服务的流程管理架构等关键技术;该系统为实现决策气象服务业务流程智能化提供思路。     

台站级气象观测数据流监控系统设计

针对目前气象业务监控系统存在的种类繁多、质量参差不齐、利用率不高等问题,利用信息化和集约化的理论,基于通用业务软件系统,开展对主要气象观测数据站点信息、资料类型、观测时间、业务节点、采集时间、发送时间等台站级数据全流程传输监控信息提取方法的研究,后续将逐步扩展到所有类型的业务数据。通过梳理主要观测数据传输流程,设计监控信息标准化采集协议并开发台站级数据流监控系统,实现数据流程传输最前端监控信息的有效采集,设计标准化传输协议并实现台站级与省级、国家级集约化监控平台的有效对接,为建立省级和国家级集约化的监控、展示和应用平台奠定基础。     

气象区域站数据全流程监控系统的设计和实现

气象区域站数据是防灾减灾服务开展的重要核心数据,实时性非常强,但由于传输环节多、监控不连续,之前主要依靠接收资料数量来反推传输情况,在业务实际应用中存在故障无法准确定位、监控精密度不细致、追查环节复杂等问题。该文通过引入工作流的方法,梳理区域站数据采集和应用的全工作流程,搭建了Zabbix集群监控系统,开展工作流程和监控脚本设计,从而实现对复杂故障和关键环节的监控,为区域站数据全流程监控提供一种解决方案。系统在业务运行中取得非常好的应用效果,使数据监控精准,数据传输和服务更加高效。     

省级新一代气象通信系统传输流程的设计与实现

新一代国内气象通信系统是继“9210工程”之后,国内气象通信系统的升级,建立了国家级和省级数据传输、通信数据处理和系统监视的统一管理平台。按照全国气象宽带网建设计划,新一代国内气象通信系统将取代现行气象通信系统。目前正与现行业务并行,这既是新一代国内气象通信系统测试系统及软件功能的需要,也是省级信息传输部门进行本地化配置、流程整理的需要。辽宁在分类流程梳理的基础上,建立了与现行通信系统并行的新一代气象通信系统传输业务流程,并投入业务试运行。雷达产品和基数据通过PUP软件、自动站资料、风能资料等由中心站软件实现向新一代通信系统传输,其他资料由9210通信服务器和雷达传输服务器转发到新一代通信系统。结果表明：在不影响现行业务的前提下,实现了省内所有气象信息通过新一代通信系统向国家气象信息中心传输,满足了新一代通信系统的测试和本地化应用的需要。流程设计合理,可满足气象信息传输质量考核要求。最后,介绍了现行通信系统传输流程、新一代通信系统传输流程设计目标、设计原则、设计方案及运行效果。     

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CTS的台站上行气象数据传输监控平台的设计与实现

气象数据上行传输是各类气象业务和服务正常开展的基础。针对气象通信系统切换至CTS以后,台站实时获取上行气象数据传输状况的业务需求,在分析气象数据上行传输流程的基础上,提出了台站上行气象数据传输监控平台的建设思路,设计了平台总体结构,传输日志同步策略和数据个性化显示方案,采用MVC框架、Quartz调度器和jQuery Grid Plugin等技术对平台进行了实现。该平台面向台站用户具有提供上行气象数据传输状态实时监控、传输状态统计和错报查询功能;作为县级综合观测业务集成平台的一个模块投入业务使用,为提高上行气象数据传输质量提供平台支撑。     

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。     

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。     

江西省下行气象资料实时监视平台设计与实现

下行气象资料是省级气象部门重要的数据源。在分析下行气象资料接收流程基础上,提出了江西省下行气象资料实时监视平台的构建思路。基于日志分析,采用MVC架构、SQL Server数据库和HTML、JavaScript等Web技术对平台进行设计与实现。平台实现了对江西省实时下载资料和CMACast系统广播资料等下行气象资料的实时监视。平台具有对下行气象资料年、月、日和任意时段的统计分析和对后台日志处理系统的异常报警。平台投入业务应用后,大大提高了江西省下行资料接收和监控效率。     

基于“天镜”的CIPAS3.0监控应用设计与实现

本文通过分析“云+端”模式气候监测预测分析系统（简称：CIPAS3.0）的监控需求，给出基于气象综合业务实时监控系统（简称：天镜）CIPAS3.0监控应用架构和流程设计，详细描述了产品监视流程和数据源异常追溯算法，为下一步建设融入气象大数据云平台（简称：天擎）的业务系统通用监控提供了技术思路。CIPAS3.0监控应用实现了数据源、产品和基础资源的实时监视与告警，并提供数据源异常追溯、产品一键补算等功能，解决了数据源下载传输情况不透明、产品手工补算不方便等问题，减轻了运维人员定位和解决故障的工作量，提高了运维效率。本应用于2021年12月通过专家评审并投入业务化运行，截止目前已实现87种数据源和125种定时产品实时监控，为CIPAS3.0的稳定运行提供了保障。     

CTS2消息中间件监控与告警系统的设计与实现

国省气象通信系统(CTS2)通过部署消息中间件(RabbitMQ)实现文件类（FILE）和消息类（BUFR）气象数据的收发业务。本文在梳理文件类和消息类资料传输流程的基础上,基于开源监控平台（Zabbix）设计了一套消息中间件监控与告警系统,实现了消息队列的精细化监控与告警,并通过开源监控工具（Grafana）直观展示监控指标。该系统通过辅助值班人员监控消息队列从而快速定位气象数据传输故障,提高运维效率和气象数据传输保障能力。     

云南“天擎”应用融入示例研究

“天擎”是“数算一体”的气象大数据云平台,具备海量数据存储、全业务贯通、数据应用高效的能力,其支持各类气象应用的“云”化融入,全面支撑“云+端”的气象业务模式。该研究以云南省降水量告警系统为例,分析了应用系统融入“天擎”的全套流程。首先从系统技术架构的设计着手,对照融入要求,确定需要融入的切入点;然后从数据采集、数据存储、产品加工、业务监控、业务应用等5个方面对系统融入流程进行了具体研究;最后,针对开发过程中需要注意的关键问题作了技术总结,可为后续融入工作提供参考。研究结果表明,基于“天擎”的系统融入开发流程较为简洁快速,普通开发人员较易上手,整个融入过程能从系统技术架构的多个层面减少不必要的开发步骤,缩短开发周期。     

综合气象观测运行监控系统

为了提高我国气象装备运行保障能力和观测数据质量,中国气象局气象探测中心从2006年起创建了综合气象观测运行监控系统,并依此逐步建立了监控业务。文中围绕气象装备保障业务关于台站、省级和国家级的三级用户需求,明确了以探测设备运行状态监视、技术保障信息管理、观测数据质量监视为主线的监控业务设计思想,并奠定了监控业务系统的技术框架,提出了＂两级布设、三级应用＂的分布结构,基于互联网和WebGIS技术,建立了一套实时气象观测网运行监控和分析系统,具备实时设备运行状态监控、装备保障信息管理、观测数据质量监视、基础信息管理、运行统计评估等功能。在此基础上,文中介绍了气象观测运行监控业务概况,通过监控系统实现了对全网设备运行状况的实时掌握,开展监控产品分析服务,定期评估装备运行效能和数据质量状况,使重要气象装备如天气雷达的可用性大幅提升,为提高气象装备运行效能发挥了重要作用。     

安全应用Web服务器

随着气象信息的不断发展。基于Web的应用越来越多,综合信息系统、全网监控系统、气象科学数据共享系统、资料分析与应用系统等都是基于Web的应用,网站不能正常运行足以影响到气象方方面面的业务,所以加强Web服务器的安全十分重要。     

网络安全态势感知融入天镜系统的关键技术研究

为构建全业务全流程一体化可视化的气象业务实时监控系统,提升天镜系统监控集约化能力,本文以态势感知系统融入天镜为例,从态势感知数据的确定、数据的融入、评估指标的设计、数据的可视化四个方面阐述了融入流程。基于ElasticSearch、微服务和Java云原生可视化等关键技术,从脆弱性业务、漏洞风险态势、实时危险监控等方面设计态势感知数据在天镜中的可视化展示。     

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。