莫云音，李 勛，陳 亮，吳盛洪，葉彩榮

(1.海南省氣象服務中心，海南 ?？?570100；2.海南省氣象臺，海南 ?？?570100)

0 引 言

目前海南省氣象局已建成海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺，覆蓋短信、網站、手機、郵箱、大喇叭等多種發(fā)布手段；建成海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)，實現(xiàn)省局及19個市縣局預警信息的制作功能；建成海南省公共氣象服務產品庫，實現(xiàn)海南省公共氣象服務產品集中式存儲管理及實時共享；中國氣象局建成的國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)現(xiàn)已覆蓋12379網站、12379短信等發(fā)布手段。然而，國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)和海南省現(xiàn)有的氣象災害預警發(fā)布系統(tǒng)存在兩張皮的問題：在輸入端，海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)未能自動對接，氣象災害預警信息需要手工錄入；在輸出端，海南省發(fā)布手段和渠道未能與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)有效對接；海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)并行運行。為了提高預警的發(fā)布時效性、減少業(yè)務人員的工作量，通過一次錄入可以發(fā)布到多種發(fā)布渠道，并且可以對所有的發(fā)布手段的發(fā)布結果進行統(tǒng)一的發(fā)布管理，海南省氣象局設計開發(fā)了“一整合、兩對接”系統(tǒng)，完成了“一整合、兩對接”?！耙徽稀保和瓿珊Ｄ鲜⌒畔l(fā)布與監(jiān)控平臺與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)的整合；“兩對接”：在預警信息接入方面，完成海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)的無縫對接，實現(xiàn)氣象災害預警信息制作完成后，自動導入國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)對外發(fā)送的功能。在發(fā)布手段對接方面，完成國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)與現(xiàn)有各類發(fā)布手段的自動對接，并實現(xiàn)對各類發(fā)布手段發(fā)布情況進行實時監(jiān)控的功能。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)功能設計

“一整合、兩對接”系統(tǒng)總體功能劃分為：從產品庫調取預警或預警信號、配置發(fā)布手段、配置服務策略、生成CAP標準ZIP包、推送到國突平臺、解析國突CAP協(xié)議包、轉換成災情直報格式、生成CAP標準入庫、信息發(fā)布監(jiān)控平臺發(fā)布結果反饋等九個功能模塊。系統(tǒng)總體功能如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體功能框圖

(1)調取進入產品庫的預警信息。

“一整合、兩對接”系統(tǒng)調取海南省公共氣象服務產品庫的預警信息。

海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)制作的預警信息需先行推送到產品庫中。在國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)制作的預警信息也可以進入到產品庫，作為海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)制作預警信息產品的備份。

(2)配置發(fā)布手段。

依據(jù)海南省預警信息發(fā)布業(yè)務規(guī)定，為預警基礎信息、數(shù)據(jù)及產品添加配置發(fā)布渠道，生成滿足國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)需求的規(guī)范標準CAP協(xié)議的氣象預警服務產品。

發(fā)布手段可以添加的發(fā)布渠道類型包括12379網站、郵件、傳真、電子屏、大喇叭、電視、12379短信、微博、微信、北斗衛(wèi)星、121聲訊、10639121短信等。

(3)配置服務策略。

依據(jù)海南省氣象局氣象預警決策短信服務策略、市縣局氣象預警決策短信服務策略匯總表和市縣局日常鄉(xiāng)鎮(zhèn)及城鎮(zhèn)天氣預報服務策略匯總表等文件，分災種、分級別、分人群的原則，不同的發(fā)布手段配置上對應發(fā)布策略模板、發(fā)布對象進行標準規(guī)范整合。目前海南省氣象決策預警短信服務策略共有267種，其中省級33種，市縣級234種。

配置服務策略分為1個省級和19個市縣級分布式管理，確保服務的范圍、時效和對象的準確及時發(fā)布。

(4)生成CAP標準的ZIP包。

參考《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息發(fā)布編碼規(guī)范》，《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息發(fā)布單位編碼規(guī)范》，《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息地域編碼規(guī)范》，《國家應急平臺體系信息資源分類與編碼規(guī)范》等文件，根據(jù)CAP協(xié)議標準規(guī)范及預警信息文件內容規(guī)范，生成國家突發(fā)事件預警信息CAP標準的ZIP包。

(5)推送到國突省級平臺。

按照《外部系統(tǒng)FTP方式對接發(fā)布管理平臺方案》中提供的統(tǒng)一接口，把符合國家突發(fā)事件預警信息CAP標準的ZIP包推送到國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)氣象災害預警信息制作完成后，自動導入到國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)，并對外發(fā)送的功能。

(6)解析國突CAP協(xié)議包。

依據(jù)《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息發(fā)布編碼規(guī)范》，《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息發(fā)布單位編碼規(guī)范》，《國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)預警信息地域編碼規(guī)范》，《國家應急平臺體系信息資源分類與編碼規(guī)范》等文件，對在國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)制作生成的CAP協(xié)議包的每個字段逐一進行解析和拆分。

(7)轉換成災情直報格式。

把在國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)制作生成的CAP協(xié)議包的字段按照現(xiàn)有的災情直報字段和文件格式進行統(tǒng)一轉換和生成，并推送到產品庫。確保目前現(xiàn)有的業(yè)務延續(xù)性和可用性。

(8)生成CAP標準入庫。

嚴格遵循國突CAP標準協(xié)議，整理規(guī)范預警和預警信號的統(tǒng)一入庫的標準。完成預警和預警信號CAP標準入產品庫。

(9)信息發(fā)布監(jiān)控平臺發(fā)布結果反饋。

實現(xiàn)海南省信息發(fā)布監(jiān)控平臺與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)能夠對接預警信息，同時采用不同手段發(fā)布的預警信息的結果能夠實時反饋到國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸流程

“一整合、兩對接”系統(tǒng)需要整合對接[1]海南省公共氣象服務產品庫、國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)、海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺三個系統(tǒng)。預警信息通過海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)制作，制作完成后統(tǒng)一推送到海南省公共氣象服務產品庫，然后通過“一整合、兩對接”系統(tǒng)把預警數(shù)據(jù)推送到國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)，海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺的預警數(shù)據(jù)來源于產品庫?！耙徽?、兩對接”系統(tǒng)把海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺的發(fā)布結果，通過預警發(fā)布回執(zhí)消息的格式推送到國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)。具體流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸流程

2 系統(tǒng)相關技術

2.1 數(shù)據(jù)傳輸技術

“一整合、兩對接”系統(tǒng)需要對接[2]和接入三個系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸[3]在系統(tǒng)中占有很重要的地位，主要是接入預警數(shù)據(jù)、推送數(shù)據(jù)至國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)，把海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺傳過來的回執(zhí)信息傳入國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)。各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入方式如下：

“一整合、兩對接”系統(tǒng)從產品庫接入預警信息的方式是采用產品庫開放的基于HTTP、SOAP的Web Services[4]接口進行接入。Web Services是一個平臺獨立的，低耦合的，自包含的、基于可編程的Web應用程序，可使用開放的XML標準來描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、協(xié)調和配置這些應用程序，用于開發(fā)分布式的互操作的應用程序[5]。Web Service技術能使得運行在不同機器上的不同應用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件就可相互交換數(shù)據(jù)或集成[6]。

國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)的方式是通過TLQ[7]消息中間件進行接入。TLQ是由東方通公司依據(jù)DTP模型，結合實際應用系統(tǒng)的需求而設計開發(fā)的面向分布式應用的消息中間件產品，主要功能是在應用程序之間進行實時、高效和可靠的消息傳遞，使得消息在不同的網絡協(xié)議、不同的計算機系統(tǒng)和不同的應用軟件之間進行網絡傳輸。

海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺接入數(shù)據(jù)的方式是通過直連ORACLE數(shù)據(jù)庫的方式進行接入。

2.2 中間件技術

中間件[8-9]是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件在操作系統(tǒng)、網絡和數(shù)據(jù)庫之上，應用軟件的下層[10]，總的作用是為處于自己上層的應用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復雜的應用軟件[11]。

“一整合、兩對接”系統(tǒng)以服務中間件的形式進行開發(fā)設計。服務中間件的接口、數(shù)據(jù)類型、產品格式、系統(tǒng)管理滿足相關氣象行業(yè)標準。系統(tǒng)總體結構如圖3所示。

最上層為應用服務層，包括發(fā)布服務的國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)、海南省氣象信息發(fā)布與監(jiān)控平臺，以及制作、存儲和共享服務的海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)及海南省公共氣象服務產品庫。而余下的三層：功能服務、數(shù)據(jù)交換平臺、支撐環(huán)境則共同構成“一整合、兩對接”服務中間件。

圖3 系統(tǒng)總體結構

功能服務層主要實現(xiàn)調取預警信息、配置發(fā)布手段、配置服務策略、生成CAP標準ZIP包、推送到國突平臺、解析國突CAP協(xié)議包、轉換成災情直報格式、生成CAP標準入庫和信息發(fā)布監(jiān)控平臺發(fā)布結果反饋等幾部分功能。

數(shù)據(jù)交換平臺[12]由數(shù)據(jù)交換中心和數(shù)據(jù)交換適配器服務構成。數(shù)據(jù)交換中心主要包含數(shù)據(jù)傳輸、配置管理、系統(tǒng)監(jiān)控、支撐接口等功能模塊。數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要功能是接入預警數(shù)據(jù)、推送數(shù)據(jù)至國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)，把海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺傳過來的回執(zhí)信息傳入國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)。配置管理模塊主要是對系統(tǒng)的各種資源進行管理，主要包括：預警類型管理、配置發(fā)布手段、服務策略、傳輸任務管理、發(fā)布區(qū)域編碼管理等相關字典配置數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)監(jiān)控模塊主要是對系統(tǒng)的運行提供圖形化全程監(jiān)控、對系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉換等節(jié)點進行全面監(jiān)控，對與其對接的系統(tǒng)進行是否正常通信的監(jiān)控管理。支撐接口模塊對外提供以Web Service數(shù)據(jù)接口為核心的軟件編程接口，使得系統(tǒng)與其他應用程序可通過松耦合的方式進行對接。數(shù)據(jù)交換適配器與數(shù)據(jù)交換中心相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的提取、封裝、打包、分類、加密、壓縮、傳送和遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

系統(tǒng)的支撐環(huán)境由基礎硬件、基礎軟件組成，并且以基于業(yè)務、技術、管理等方面的標準規(guī)范體系作為整體架構上的支撐和保障。

3 系統(tǒng)測試

從廣泛意義上講，性能測試包括：壓力測試、穩(wěn)定性測試、負載能力測試和可擴展性測試等。在不同應用系統(tǒng)的性能測試中，需要根據(jù)應用系統(tǒng)的特點和測試目的來選擇具體的測試方案。該系統(tǒng)采用壓力測試，在短時間內，執(zhí)行推送200條預警信號操作，監(jiān)測系統(tǒng)在平均響應時間、TPS、服務器資源占用等方面的性能。

測試結果如圖4、圖5和圖6所示。測試過程中，200條數(shù)據(jù)全部處理成功。從圖4可以看出，在4分鐘的時候壓力開始變大，之后隨著并發(fā)數(shù)的增加，最終未超過3秒，測試通過，滿足測試要求。TPS是指每秒鐘服務器處理的事務數(shù)量，是衡量服務器和軟件性能的一項非常重要的指標。從圖5中可以看出，TPS最大值達到86.3。從圖6可以看出，在整個測試過程中，服務器的CPU最大占用為60%，沒有瓶頸；磁盤隊列在4分鐘的時候達到最大值。

圖4 平均響應時間

圖5 TPS

圖6 服務器資源占用

4 結束語

“一整合、兩對接”系統(tǒng)完成了海南省公共氣象服務產品庫、海南省信息發(fā)布與監(jiān)控平臺、國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)的整合，在預警信息制作方面，完成海南省氣象災害預警信息制作系統(tǒng)與國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)的無縫對接，在發(fā)布手段對接方面，完成國家突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)與現(xiàn)有各類發(fā)布手段的自動對接。系統(tǒng)采用SOA[13-15]體系結構和MVC[16]設計模式，遵循服務中間件的管理，具備強大且靈活的可擴展性、可維護性以及可集成性。截止目前，該系統(tǒng)已經正式投入業(yè)務運行，運行期間，系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性及可靠性。該系統(tǒng)的投入使用大大提高了海南省預警信息發(fā)布的時效性，很大程度上提升了一線業(yè)務工作人員的工作效率，減少了業(yè)務工作的疏漏。