王新清，哈斯塔木嘎

（內(nèi)蒙古錫林郭勒盟氣象局，內(nèi)蒙古錫林浩特026000）

0 引言

氣象信息網(wǎng)絡(luò)是氣象業(yè)務(wù)的重要組成部分，是各類氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)[1-2]。隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)處理、交換的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量隨之爆炸式增長，網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷加寬，節(jié)點(diǎn)數(shù)量不斷擴(kuò)充，氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、故障排除、維修維護(hù)工作日益繁重且困難劇增[3-4]。利用現(xiàn)有技術(shù)條件如何提高氣象信息網(wǎng)絡(luò)管理效率及成效也成為業(yè)務(wù)工作的重要命題?，F(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)掃描技術(shù)向智能化技術(shù)方向發(fā)展[5-6]。利用現(xiàn)有技術(shù)建立氣象信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)意義重大[7-8]。張方等[9]基于GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了氣象信息網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。李新慶等[10]利用開源軟件開發(fā)了氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。姚志平[11]基于WEB服務(wù)實(shí)現(xiàn)了氣象網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著移動網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展和移動終端計算能力不斷提升，以手機(jī)終端為載體的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，在氣象業(yè)務(wù)中起到重要作用[12-14]。而國內(nèi)氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中使用手機(jī)APP平臺實(shí)屬鮮見，而移動網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋廣、傳輸快，智能手機(jī)的應(yīng)用也已普及，為實(shí)現(xiàn)氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控提供了基礎(chǔ)。隨著氣象行業(yè)信息量呈指數(shù)增加，對于信息可靠、安全的傳輸環(huán)境提出苛刻要求，也為業(yè)務(wù)人員監(jiān)控帶來巨大挑戰(zhàn)[15-16]。文中針對氣象信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控業(yè)務(wù)薄弱環(huán)節(jié)，在內(nèi)網(wǎng)PC機(jī)實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有資源，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段“互聯(lián)網(wǎng)+氣象技術(shù)保障移動終端”，提出基于智能手機(jī)APP的“氣象信息網(wǎng)絡(luò)”遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)思路，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障脫離現(xiàn)場、遠(yuǎn)程監(jiān)控、第一時間發(fā)現(xiàn)、及時響應(yīng)，加快推進(jìn)技術(shù)保障現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對氣象信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控管理，使信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維保障信息化水平和運(yùn)維保障能力得到進(jìn)一步提高，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工作效率。同時減輕網(wǎng)絡(luò)管理工作負(fù)擔(dān)，提高了對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力，面向臺站網(wǎng)絡(luò)管理員提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控，以期為提高氣象信息網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。

1 軟件系統(tǒng)設(shè)計

由于探測網(wǎng)空間分布廣且業(yè)務(wù)人員流動性大，提出了“一級部署、二級應(yīng)用”的部署技術(shù)路線，其含義是指在市級部署后臺系統(tǒng)，為臺站、市局兩級用戶提供應(yīng)用服務(wù)。根據(jù)這一設(shè)計思想，市級實(shí)為分布式部署，即多探測點(diǎn)同步探測數(shù)據(jù)，匯總于主服務(wù)器，形成市級和臺站級兩級模式的監(jiān)控業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。

1.1 系統(tǒng)總體框架

基于MVC框架模式[17-19]。C層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯，運(yùn)行核心業(yè)務(wù)邏輯，完成氣象信息設(shè)備探測智能化算法調(diào)度。V層面或稱表示出，利用Html5+技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PC與智能終端用戶與系統(tǒng)交互功能，提供運(yùn)行監(jiān)控、錯誤報警、交互命令等多種服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)采用C/S與B/S相結(jié)合方式[20-21]。C/S部分主要指分布式后臺，每個獨(dú)立的探測后臺運(yùn)行與氣象信息關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控；B/S部分主要指用戶與系統(tǒng)后臺交互所開發(fā)的WebService和數(shù)據(jù)接口。M層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)，利用EntityFramework技術(shù)實(shí)現(xiàn)了其它核心模塊與數(shù)據(jù)庫交互的接口。整體后臺通過.net環(huán)境開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了出高并發(fā)、低耦合、強(qiáng)伸縮、開放性、安全性軟件平臺。手機(jī)App通過Html5+Runtime技術(shù)[22-23]，解決了兼容性、擴(kuò)展性、移植性等問題。

氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由信息網(wǎng)絡(luò)控制中心和遠(yuǎn)程監(jiān)控APP組成。系統(tǒng)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 信息網(wǎng)絡(luò)控制中心

信息網(wǎng)絡(luò)控制中心是基于Windows平臺，主要由管理服務(wù)器、瀏覽器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等組成，通過運(yùn)行的“錫林郭勒盟氣象技術(shù)保障綜合信息平臺”進(jìn)行管理。

1.2.1 信息網(wǎng)絡(luò)控制中心結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)主要基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合氣象信息設(shè)備功能特點(diǎn)，構(gòu)建了盟市、旗縣兩級監(jiān)控、預(yù)警系統(tǒng)。中心主要由虛擬數(shù)據(jù)服務(wù)器[24-25]、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備和氣象信息設(shè)備等組成。后臺運(yùn)行方式為無人值守，智能化方式，所有信息最終通過顯示終端設(shè)備提供給用戶。后臺部署拓?fù)淙鐖D2。

圖2 控制中心結(jié)構(gòu)圖

1.2.2 氣象信息網(wǎng)絡(luò)控制中心功能 監(jiān)控中心按網(wǎng)絡(luò)分類，對監(jiān)控點(diǎn)實(shí)施24 h無間斷監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)氣象信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)控，提高全盟信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)運(yùn)行管理的時效性。由設(shè)備探測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、智能控制模塊組成。

（1）設(shè)備探測模塊。利用TCP/UDP編程，利用現(xiàn)有研究成果構(gòu)建不同信息TCP/UDP報文，以并行執(zhí)行方法同時探測同一設(shè)備或多種設(shè)備，在分布式部署環(huán)境中算法分布于各個節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，精度和效率同時提升。如圖3，設(shè)Pj代表某種探測報文，共有m種探測方式，所有的探測方法樣例可以表示為測試方法集(P1，P2，...，Pj，...，Pm)，Mi為目標(biāo)主機(jī)，共有n種目標(biāo)主機(jī)(M1，M2，...，Mi，...，Mn)；對應(yīng)于i主機(jī)探測方法Pj的返回結(jié)果用μij表示，則可以用(μi1，μi2，...，μii，...，μin)表示i主機(jī)所有探測結(jié)果詳細(xì)信息。

圖3 探測方法及目標(biāo)主機(jī)

（2）數(shù)據(jù)處理模塊。定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表達(dá)格式，整理原始數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)控制模塊調(diào)度與其他模塊交互網(wǎng)絡(luò)類型數(shù)據(jù)，并按照定義存取數(shù)據(jù)。

（3）智能控制模塊。智能化調(diào)度探測模塊對節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行24 h無間斷探測，并保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，時間和精度，與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。分為網(wǎng)絡(luò)信息掃描和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控兩個功能。圖4所示網(wǎng)絡(luò)掃描程序定期運(yùn)行一次（為避免不必要網(wǎng)絡(luò)堵塞周期定為1天），通過探測方法集合{Pj}探測并記錄主機(jī)Mi網(wǎng)絡(luò)信息；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控則智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的通斷等運(yùn)行情況。實(shí)際運(yùn)行時程序由一個或多個副本組成，視網(wǎng)絡(luò)情況可以部署于多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，程序分布于不同網(wǎng)絡(luò)中自動探測網(wǎng)絡(luò)并把結(jié)果同步到數(shù)據(jù)處理模塊；整個網(wǎng)絡(luò)中一個副本可以正常運(yùn)行，但節(jié)點(diǎn)眾多時可能引起網(wǎng)絡(luò)堵塞，多個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建議部署多個副本。

1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控APP

氣象信息網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控APP是基于移動互聯(lián)網(wǎng)平臺而研發(fā)的基于客戶服務(wù)器模式架構(gòu)的手機(jī)客戶端APP，命名為“通訊寶”。用戶通過手機(jī)客戶端APP對全盟網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行最新情況進(jìn)行監(jiān)控。

“通訊寶”不受時間地點(diǎn)的限制，對信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)故障告警通知，網(wǎng)絡(luò)管理員及時響應(yīng)及時排除。同時減少工作人員頻繁出入機(jī)房進(jìn)行維護(hù)管理次數(shù)，減少因此而帶來的機(jī)房安全隱患。其主要功能如下：

（1）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控：通過移動終端實(shí)現(xiàn)對全盟廣域網(wǎng)、盟級局域網(wǎng)、縣級局域網(wǎng)、服務(wù)器組等運(yùn)行情況的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對機(jī)房設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境安全情況的直接監(jiān)控。

（2）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行故障實(shí)時通知：故障實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障脫離現(xiàn)場、遠(yuǎn)程監(jiān)控、第一時間發(fā)現(xiàn)、及時排除，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工作效率。同時為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供了先進(jìn)便利的管理手段，實(shí)時的管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息，減少差錯，減輕工作負(fù)擔(dān)，提高了對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。

（3）手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)隨時隨地遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控。實(shí)時隨地監(jiān)控全盟氣象地面信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，包括到國家局地面寬帶網(wǎng)絡(luò)、到自治區(qū)地面寬帶網(wǎng)絡(luò)、到15個旗縣地面寬帶網(wǎng)絡(luò)。又包括盟級局域網(wǎng)、縣級局域網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)控。還包括盟局核心服務(wù)器、業(yè)務(wù)平臺，縣級自動站、業(yè)務(wù)平臺等重要業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。

圖4 探測調(diào)度流程圖

2 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用情況

2.1 安裝應(yīng)用廣泛便捷

客戶端-通訊寶應(yīng)用安裝通過智能手機(jī)掃描二維碼圖形，下載安裝應(yīng)用。①安裝完成后，通過控制中心記錄用戶帳戶信息，進(jìn)行用戶的合法性檢測。有賬號的用戶可輸入用戶名和密碼登錄即可，沒有賬號的用戶可先輸入用戶名和密碼進(jìn)行注冊，然后登錄即可。使得手機(jī)監(jiān)控更加安全可靠；②應(yīng)用場合廣泛，滿足單位內(nèi)和單位外的不同需求。網(wǎng)絡(luò)管理員用戶外出期間，不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全狀況，可以隨時隨地查看單位網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況；③信息網(wǎng)絡(luò)故障時，系統(tǒng)會將異常情況在第一時間發(fā)送到你的手機(jī)，隨時提醒，給你親臨現(xiàn)場的感覺。

2.2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不受限制

隨著互聯(lián)網(wǎng)4G通信全覆蓋應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)健全，覆蓋面廣，幾乎無處不在。使用手機(jī)監(jiān)控，幾乎不受區(qū)域限制。①目前中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)、中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)以及城市內(nèi)的4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋?？蛻舳?通訊寶依托運(yùn)營商手機(jī)4G數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號，只要是有手機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的地方就能隨時隨地實(shí)現(xiàn)實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；②隨著智慧城市建設(shè)，城市公共網(wǎng)絡(luò)資源WiFi全覆蓋?？蛻舳?通訊寶依托公共網(wǎng)絡(luò)資源WiFi信號，只要是有公共網(wǎng)絡(luò)資源WiFi的地方，手機(jī)自動切換場景聯(lián)網(wǎng)達(dá)到隨時隨地實(shí)現(xiàn)實(shí)時的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；③接入互聯(lián)網(wǎng)降費(fèi)提速，物聯(lián)卡應(yīng)用、固定免費(fèi)流量等?？蛻舳?通訊寶以4G數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)為主，當(dāng)手機(jī)檢測到有公共網(wǎng)絡(luò)資源WiFi信號時，自動切換到公共網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)手機(jī)檢測不到公共網(wǎng)絡(luò)資源WiFi信號時，自動切換到4G數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。保證遠(yuǎn)程監(jiān)控的可靠性。

2.3 運(yùn)行環(huán)境安全穩(wěn)定

目前智能手機(jī)產(chǎn)品全覆蓋應(yīng)用，只要會用手機(jī)，就可實(shí)現(xiàn)手機(jī)監(jiān)控。局域網(wǎng)內(nèi)用戶端通過瀏覽器Web訪問實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。通過智能手機(jī)客戶端-通訊寶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控操作簡便。控制中心運(yùn)行環(huán)境安全穩(wěn)定，數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理服務(wù)器后臺業(yè)務(wù)運(yùn)行穩(wěn)定。

3 結(jié)論

“氣象信息網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控”系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了全盟信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的客觀化、自動化、科學(xué)化的管理。提升了全盟信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的綜合保障能力。經(jīng)過近幾年的設(shè)計開發(fā)和應(yīng)用，完善了氣象信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控業(yè)務(wù)，系統(tǒng)功能逐步完善提高，受到網(wǎng)絡(luò)保障業(yè)務(wù)人員同行專家好評。但隨著氣象業(yè)務(wù)量激增，信息網(wǎng)絡(luò)所承載業(yè)務(wù)量及內(nèi)容也日新月異，給日常維護(hù)工作不斷提出新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有功能還需更新完善，網(wǎng)絡(luò)探測算法智能程度有待深度開發(fā)，而且監(jiān)控平臺只是技術(shù)裝備業(yè)務(wù)體系中的一個環(huán)節(jié)，應(yīng)與其他氣象業(yè)務(wù)工作緊密銜接，很多細(xì)節(jié)仍需完善。