氣象臺(tái)站小時(shí)數(shù)據(jù)要素監(jiān)控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

賴輝煌 賴建梁 楊慶波

摘要：首先分析了氣象站現(xiàn)用站和備份站數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)背景以及系統(tǒng)功能需求，然后介紹了基于Web分析平臺(tái)的原理及組成，給出了基于數(shù)據(jù)庫連接方案，重點(diǎn)討論了通過Web瀏覽器訪問監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了氣象臺(tái)站小時(shí)數(shù)據(jù)要素監(jiān)控平臺(tái)。最后，對(duì)氣象站點(diǎn)要素監(jiān)控平臺(tái)的運(yùn)行情況進(jìn)行簡明小結(jié)。

關(guān)鍵詞：臺(tái)站數(shù)據(jù)；Web；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）06-0173-02

1 引言

目前，隨著氣象業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，氣象資料種類越來越多，傳輸時(shí)效要求越來越高，分鐘級(jí)數(shù)據(jù)也越來越密集同時(shí)對(duì)氣象數(shù)據(jù)要素的數(shù)據(jù)可用性也提出了更高的要求?，F(xiàn)有的業(yè)務(wù)是臺(tái)站實(shí)時(shí)收集兩份站點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別來源于臺(tái)站兩套自動(dòng)觀測站的數(shù)據(jù)。兩臺(tái)觀測站的數(shù)據(jù)既可以作為互備，但同時(shí)也可以作為數(shù)據(jù)要素的互相比對(duì)，通過要素比對(duì)將差異較大的數(shù)據(jù)要素提示告警，值班員可以迅速進(jìn)行排查要素差異原因。因此，氣象臺(tái)站小時(shí)數(shù)據(jù)要素分析平臺(tái)可以提高站點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可用性。

2 系統(tǒng)功能需求及技術(shù)路線

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

（1）WEB開發(fā)技術(shù)：研究EXT開源框架技術(shù)，包括J2EE的體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)接口、界面顯示、Web控件等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)界面操作的簡便性、界面美觀等。（2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)：根據(jù)SQL語言國際標(biāo)準(zhǔn)，利用SQL語句優(yōu)化技術(shù)高效查詢和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，形成各種定制的查詢結(jié)果。（3）不同數(shù)據(jù)源采集技術(shù)：為了解決系統(tǒng)響應(yīng)要求，如何快速的采集不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)采集過程中，使用多線程并發(fā)采集實(shí)時(shí)雙套站的要素?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，并按照要素類型及時(shí)次進(jìn)行分類。采集配置：實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)要素、時(shí)次、告警時(shí)間、閾值等進(jìn)行可靈活配置以適應(yīng)不同資料的實(shí)際需求。數(shù)據(jù)入庫：采集程序?qū)σ雅渲貌杉?、時(shí)次數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；并且對(duì)已采集的傳輸資料，將其采集日志寫入LOG日志文件。（4）圖形展示相關(guān)技術(shù)：利用利用HIGHCHART等開源技術(shù)將匯總統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行多種（柱狀圖、餅圖、折線圖等）可視化展示。

2.2 技術(shù)路線

根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求與目標(biāo)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分為以下三部分：

（1）由于系統(tǒng)平臺(tái)底層數(shù)據(jù)由不同的數(shù)據(jù)源組成，因此，如何設(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)，使得異構(gòu)數(shù)據(jù)能結(jié)合在一起決定了今后是否能夠更好地對(duì)平臺(tái)后期的維護(hù)提供便利，同時(shí)在業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，盡可能的少的改動(dòng)程序源代碼。（2）系統(tǒng)平臺(tái)主要采用B/S模式的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)及業(yè)務(wù)邏輯的擴(kuò)展，通過瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)服務(wù)端采用EXT開源網(wǎng)頁技術(shù)、XML技術(shù)等構(gòu)建快速響應(yīng)以及界面美觀的系統(tǒng)平臺(tái)。新平臺(tái)開發(fā)后，在確保平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定的前提下，具有較好的擴(kuò)展性、較高安全性和較好穩(wěn)定性等特點(diǎn)。（3）系統(tǒng)開發(fā)工具采用：集成開發(fā)環(huán)境：Eclipse6.5作為開發(fā)工具、MYSQL作為數(shù)據(jù)庫、EXT作為前端開發(fā)、Spring、Jboss等技術(shù)。

3 監(jiān)控平臺(tái)的原理和組成

基于Web監(jiān)控系統(tǒng)是將Web服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，通過網(wǎng)頁形式對(duì)資料的收集﹑發(fā)送情況方便快捷的瀏覽。如圖1所示為監(jiān)控平臺(tái)的組成示意圖、圖2所示為監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理流程圖。

通過網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布的監(jiān)控指令通過讀取后臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的相關(guān)記錄來實(shí)現(xiàn)，通過瀏覽Web網(wǎng)頁訪問監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。只要能夠保證數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控系統(tǒng)的有效連通，即可實(shí)現(xiàn)通過Web網(wǎng)頁形式的查看實(shí)時(shí)雙套站點(diǎn)數(shù)據(jù)要素情況。

4 監(jiān)控平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法

4.1 數(shù)據(jù)庫連接方法

從技術(shù)角度看， 流行的技術(shù)框架基本都可以實(shí)現(xiàn)通過瀏覽器訪問數(shù)據(jù)庫， 如Java數(shù)據(jù)庫連接）、ADO以及ODBC等，從安全以及性能角度上來看，最佳的實(shí)現(xiàn)方式是將Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器有機(jī)結(jié)合起來， 讓數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和技術(shù)成為Web的重要組成部分。

Web服務(wù)器端：Web服務(wù)器獲得用戶向Web瀏覽器提交的交互請求，通過后臺(tái)數(shù)據(jù)源觸發(fā)相應(yīng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫操作，并獲得結(jié)果，然后利用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁生成技術(shù)生成HTML頁面直觀的展示給用戶。

Web瀏覽器端： 通過網(wǎng)頁JS向Web服務(wù)器發(fā)送對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的操作請求、接收并顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)有關(guān)的動(dòng)態(tài)HTML文檔等。由于JVM（Java Virtual Machine，Java虛擬機(jī)）被綁定在Web瀏覽器中， 瀏覽器能夠執(zhí)行Java代碼，不斷刷新頁面，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)瀏覽與信息報(bào)警。

4.2 JDBC訪問數(shù)據(jù)庫

Java具有平臺(tái)無關(guān)性， 是面向?qū)ο缶幊套顬榻艹龅墓ぞ撸?幾乎所有的主流操作系統(tǒng)都已經(jīng)或正在支持Java。Java程序可以在客戶端瀏覽器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上執(zhí)行，利用Java可以在頁面中方便地實(shí)現(xiàn)活動(dòng)內(nèi)容。Java提供了用于連接數(shù)據(jù)庫的接口JDBC，它在概念上與Windows中的ODBC較相似，是一組能夠讓Java編程人員訪問數(shù)據(jù)庫的接口，它定義了數(shù)據(jù)庫操作的腳本，由不同的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品廠家實(shí)現(xiàn)具體的操作過程。直接JDBC方式是面向具體產(chǎn)品的， 非直接JDBC-ODBC橋方式則是建立在ODBC的基礎(chǔ)上的， 可以訪問所有帶有ODBC驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)庫。

4.3 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于是對(duì)不同要素、不同閾值的站點(diǎn)要素對(duì)比分析情況進(jìn)行監(jiān)控以及告警，所以在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須要考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性。本平臺(tái)主要依據(jù)氣象觀測數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行構(gòu)建主表，另外還需要構(gòu)建告警閾值表以及統(tǒng)計(jì)表等。

5 結(jié)語

數(shù)據(jù)要素監(jiān)控任務(wù)就是實(shí)時(shí)監(jiān)控臺(tái)站雙套站的數(shù)據(jù)要素是否一致，并且在要素不一致的情況下把報(bào)警信息發(fā)送給值班人員，提示值班人員進(jìn)行檢查處理。通過語音告警的表現(xiàn)形式比較直觀，可以對(duì)信息進(jìn)行綜合表達(dá)，某種程度提高了站點(diǎn)數(shù)據(jù)可用性。

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Abstract：First of all，analyzes the weather stations current station and backup station data business background and system functional requirements， and then introduces the principle and composition of analysis platform based on Web， based on database connection scheme is given， and discussed emphatically through a Web browser to access the technical scheme for monitoring database， realized the meteorological offices and stations hours data elements monitoring platform. Finally， a brief summary is made on the operation of the meteorological station element monitoring platform.

Key words：station data；WEB；database