水情信息交换系统原理及常见故障分析处理

司存友 刘 淼 崔彦萍

（江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029）

1 概述

根据水利部办公厅《关于做好水情信息交换有关工作的通知》（办汛﹝2011〕119 号）文件精神，2011年江苏省水文水资源勘测局在全省范围内开展了《实时雨水情数据库表结构与标识符》（SL323-2011）贯标和水情信息交换系统的试运行工作。水情信息交换系统不再采用《水情信息编码标准》（SL330-2005）进行数据交换，而是直接基于数据库进行水情数据交换。由于省去了编码、译电过程，交换效率明显提升，故障率大为减少。

2011年6月以来，全省13 个地市水文分局和6 个厅属工程管理处全部采用水情信息交换系统传输水情数据。系统运行两年多以来，总体稳定，为防汛防旱提供了大量、实时的雨水情数据。

2 水情交换系统原理

水情信息交换系统利用Web Service、数据库触发器、自定义控制表等技术，建立了基于不同数据库平台之间的水情数据交换机制，实现了网络内任何节点水情基础数据、实时数据、统计数据、预报数据的可靠快速传输。系统采用微软的DotNet FrameWork、Spring.net 技术框架，实现程序层次结构的清晰分割，同时，采用Ibatis.net 实现数据层访问，采用Web Service 技术实现远程数据传输，利用Ajax 技术实现良好的界面交互效果。软件系统架构采用了MVC 三层结构设计，层次和逻辑清晰，降低了系统开发和维护的成本，并提高了系统的可扩展性。

2.1 网络拓扑结构

系统运行环境的网络设备主要由应用服务器、数据库服务器、监控终端组成。系统应用服务器在运行数据轮询程序时，可同时通过IIS 提供数据接收Web 服务。通过软件的配置，信息交换节点可以同时作为发送节点和接收节点（见图1）。

2.2 系统架构

交换系统采用分层架构，数据层基于实时雨水情数据库，应用层核心模块主要包括：数据轮询模块、数据发送模块、数据接收模块、数据入库模块等（见图2）。

2.3 数据交换处理过程

数据详细交换流程如下（见图3）：

（1）外部系统对发送节点实时雨水情数据库中基本信息类、实时信息类、预报信息类、统计信息类的数据进行插入（修改、删除）操作时，启动水情数据库相关表的触发器；

（2）触发器将发生变动的数据记录保存到待交换信息记录表中；

（3）系统定时对待交换信息记录表进行轮询检查，发现有待发送数据后，根据系统设置的转发关系，为各接收单位生成相应的数据文件，并启动发送模块；

（4）发送模块负责把数据文件分别发送给各接收节点；

图1 系统网络拓扑结构图

图2 水情信息交换系统架构图

图3 数据交换流程图

（5）接收节点通过Web Service 接口，接收上传的文件，并启动入库模块；

（6）入库模块负责解读数据文件，并把数据记录插入到已接收信息记录表中，同时，插入（修改、删除）相应的基本类、实时类、预报类和统计类信息。

2.4 目录结构

系统安装后，文件目录组成如图4 所示。

2.5 文件格式

2.5.1 文件数据格式

文件中每行数据对应一条【待交换信息表】的记录，每行数据的格式如图5 所示。

2.5.2 发送文件名命名规则

SEND_YYYYMMDDHHMMSS_###.TXT

SEND_：固定前缀

YYYYMMDDHHMMSS：文件生成时间

###：分割文件编号

2.5.3 接收自动上传文件名命名规则

RECEIVE_发送单位代码_上传文件名.TXT

RECEIVE_：固定前缀

上传文件名：发送方本地的文件名称（系统自动生成）

2.6 核心交换控制表

2.6.1 交换单位信息表

用于存储各交换单位的基本信息，主要包括：单位代码、单位名称、交换类型、IP 地址、端口号、服务名、是否启动交换等。

2.6.2 交换站点信息表

用于存储对外交换信息的测站的相关信息，主要包括：单位代码、测站编码等。

2.6.3 交换表单信息表

用于存储对外交换信息表单的相关信息，主要包括：单位代码、表标识、是否启动交换等。

2.6.4 待发送信息记录表

用于记录待发送的水情信息，数据进入水情库后，通过触发器生成的待发送数据进入此表。主要包括：发送流水号、测站编码、表标识、数据时间、扩展关键字、操作类型、交换信息、轮询状态等。

2.6.5 已处理信息记录表

图4 文件目录组成

图5 每行数据格式

用于记录已经轮询处理过的水情信息，主要包括：发送流水号、测站编码、表标识、数据时间、扩展关键字、操作类型、交换信息、时间戳等。

2.6.6 发送文件信息表

用于存储信息交换发送文件的相关信息，主要包括：发送文件编号、单位代码、发送类型、发送状态、发送文件名、发送时间、发送次数、错误行号等。

2.6.7 信息配发记录表

用于记录已处理信息和接收信息单位之间的配发关系，主要包括：单位代码、发送流水号、发送文件编号、数据时间、发送状态、统计标记等。

2.6.8 接收文件信息表

用于存储信息交换接收文件的相关信息，主要包括：接收文件编号、单位代码、接收类型、接收状态、接收文件名、接收时间等。

2.6.9 接收信息记录表

用于记录信息交换接收到的水情信息，主要包括：接收流水号、接收文件编号、单位代码、发送流水号、测站编码、表标识、数据时间、扩展关键字、操作类型、交换信息、入库状态、入库时间、错误信息、人工处理时间、统计标记等。

3 常见故障处理

3.1 系统不能相连

正常网络相通的情况下，系统不能相连的原因多数是交换单位相关信息配置错误。某些水情中心因为服务器故障，更换了IP 地址、端口号、密码等信息，而又未通知相关分中心会导致不能相连。另外，各单位的“ISSTARTS”控制启用标识未打开（设置成“0”），也会造成不能相连。发生此类故障时应重点检查ST_INSTCD_E 配置表内容。

3.2 信息不能发送

交换系统界面在一切正常的状态下，仍然出现某些信息不能发送的情况，一般为交换控制表配置错误，以及触发器出现逻辑错误等。

3.2.1 配置错误

报汛数据不能交换的主要原因可能是配置错误。

一是站点漏配。由于交换站点特别多，如果管理人员不细心而漏配了站点，就会导致该站点所有表项信息不能报送，可以在ST_STCD_E 表里对某单位的报送站点情况进行详细检查。

二是发送内容配置错误。水情数据库共有基本信息类、实时类、统计类、预报类4 大类共91 张表项水情信息，所有需发送的表项信息全部配置在ST_TABLE_E 表里，如果漏配某个表项信息，就会导致该表项所有站点信息均不能发送。

三是“ST_TABLE_E ISSTARTS”启用开关未打开，如需发送，应配置为“1”。

3.2.2 触发器逻辑问题

触发器是产生数据交换最原始的动力，任何进入水情表项的数据都是通过触发器生成待发送信息，所以，触发器本身逻辑错误或者触发器被误删，都会造成相关表项内容不能正确发送数据。如：遥测小时时段雨量为零，或日雨量不能发送，就是雨量触发器本身逻辑问题所致。经过降雨量触发器逻辑修正，问题可得以解决。

3.2.3 数据库故障

由于各分中心数据库维护力量较为薄弱，疏于对数据库性能进行优化，导致各类数据库发生故障，从而影响了水情数据交换。一般故障是因数据库空间暴满、硬盘损坏、核心配置参数被误操作等造成，这就要求管理人员应做好数据库日常备份和维护工作。

3.3 循环发送

主要原因是A 分中心代发B 中心站点信息，而省中心又将B 中心站点信息发给了A 分中心，导致循环往复发送，严重消耗系统资源。如遇此种情况，省中心应将发给A 分中心的所有B 中心站点信息删除，待B 分中心恢复后，重新配置给A 分中心。

3.4 收发异常缓慢

水情数据交换缓慢，多为Oracle数据性能故障引起。主要原因是：信息配发记录表、已处理信息记录表、接收文件信息表等控制表信息记录条数过大（几百万条），引起性能故障。处理方法：停止交换系统、IIS 服务、Oracle 数据库服务，重构记录条数过大的表（先建新表，然后移动旧表数据，最后删除旧表），释放空间。

3.5 Oracle 不能登录

3.5.1 密码问题

一是密码过期。Oracle 安装后，在运行过程中，不少单位出现了密码过期不能登录的问题。处理方法：将概要文件（Dba_profiles）的密码有效期由默认的180 天修改为“无限制”。

二是密码遗忘。管理员粗心而忘记数据库密码的事情常有发生。处理方法：通过操作系统超级用户登录后，解除密码锁定，然后重新设置密码。

3.5.2 Oracle 配置文件被篡改

通过Tnsping 数据库地址，报错：TNS-12535操作超时，或ORA-12541 无监听程序，或TNS-01155在LISTENER.ORA 中指定的SID_LIST_LISTENER参数不正确等。这些错误一般是三个配置文件Listener.ora、Sqlnet.orq、Tnsnames.ora 被人为错误篡改造成的。处理方法：详细检查SID_NAME、ORACLE_HOME 等信息是否正确。另外，管理员更改服务器主机名或主机IP 地址时，要修改相关数据库配置信息，否则会导致数据库不能访问。

3.5.3 多个数据库实例

由于反复安装，会导致多个Oracle实例，不仅影响了系统性能，而且导致管理者混淆。处理方法：删除无用的实例。

3.6 Oracle 登录异常缓慢

个别分中心登录数据库时异常缓慢，Tnsping ip 速度很慢，或失败，或报Listener 未启（实际是启动的），登录数据库需7 min 以上；第一个SQL 执行很慢，但其后执行SQL 速度正常。经仔细排查，发现是因Listener.log 文件过大（4G 以上）导致。处理步骤：停止Oracle 服务进程，删除Listener.log 文件。另外，也可以观察一下Sqlnet.log 大小。

3.7 IIS 故障

3.7.1 文件过多过大导致磁盘空间溢出

在inetpublogsLogFilesW3SVC1目录下，IIS 每天产生“U_EX+日期.log”文件。如果不及时作删除处理，会产生大量的日志文件，导致C 盘空间暴满，IIS 无法正常运转。

3.7.2 Asp.net 损坏导致交换系统无法启动

Asp.net 损坏，会导致交换系统出现“无法连接到Web Service，请重新连接测试”等报错信息。处理办法：重新安装Asp.net，并通过“Aspnet_regiis-i ”命令进行重新注册。

3.8 收发文件过多

系统每天产生大量的收发文件，其特点是单个文件小、文件数量多，如果不及时处理，时间久了会造成磁盘性能下降或占满磁盘空间，进而导致系统运行缓慢或不能运行的故障。处理办法：按各单位目录，定期删除过期收发文件。

4 结束语

软件的特点就是其正确性无法自身证明，软件代码或多或少都存在一些缺陷或隐患，在生产运行中就会发生各种各样的故障。作为管理人员，首先必须熟悉交换系统的原理和数据流程及重要控制的表结构内容，才能通过分析故障表象以及数据流转环节，有效地查找问题、解决问题。其次，要加强日常管理，如：编制存储过程，自动清除主要控制表项过大的记录；制作系统脚本，通过计划任务删除过期的收发文件，以保障系统运行足够的空间，并定期进行数据库性能优化。另外，要做好应急备份交换系统，在复杂故障短时间内不能解决时，可启用备份交换系统，以保证报汛数据的时效性和完整性，为防汛防旱提供基础数据保障。