秦岭大气实验基地观测数据监控系统

樊超等

摘要：为保证秦岭大气科学试验基地科研设备的正常运行和相关科学研究工作的正常开展，开发的一套数据监控系统，以满足对观测业务数据监控的需求。对秦岭大气科学探测基地的各种探测数据文件进行实时监控。开发秦岭大气科学实验基地探测数据监控系统。通过软件监控，对长安基地各类观测设备易出现故障部位进行了分析和故障归纳，总结发生故障的原因和与故障原因所对应的参数值之间的关系，保障了长安基地各类观测设备的的正常稳定运行。

关键词：秦岭大气科学实验基地；数据监控；设备运行

中图分类号：TP311 文献识别码：A 文章编号：1009-3044（2015）17-0187-02

Monitoring and Controlling System of Qinling Mountains Atmospheric Experiment

FAN Chao1，ZHAO Na1， LIU Ming2，CHEN Zhuo1， SHEN Ping1

（1.Xi'an City in Changan District Meteorological Bureau， Xian 710100， China； 2.Xi'an Municipal Meteorological Station， Xian 710116， China）

Abstract：In order to ensure all the equipment in Qinling Atmospheric Science Base running well and developing the scientific work， Researching and development a data monitoring system is for all the detection equipment running good and the data collecting well. According to this system ， an analysis and summary is made on the failure of all the equipments pats in QinLing Atmospheric Science Base and summering analysis of the relationship between the failure parts and The corresponding parameter values. This system further ensures all the Meteorological equipments running stability.

Key words： Qinling Mountains atmospheric science experimental base； data monitoring

秦岭大气科学试验基地自建设以来，设有常规气象观测业务及特种观测业务，针对业务分别设有各项监测系统，其中包含电离层监测系统、风廓线雷达监测系统、温室气体监测系统、气溶胶监测系统以及地面观测系统、农业气象观测系统、自动土壤水分观测系统。以设备正常稳定运行为基础，保障探测数据文件的正常形成和上传，形成数据文件传输节目表，资料接收数据库和文件库进行实时检索，识别出未按时传输的数据文件。通过局域网实时监控各个数据文件的上传，根据监控结果实时发出报警信号，提醒值班人员及时采取措施，在第一时间排除故障，最大限度地保障数据文件的传输。

1 项目研究背景

近年，随着气象事业的快速发展，观测自动化水平呈逐年提升趋势，国内很多气象工作者针对气象观测业务的监控提出很多方法，如陈峰云[1-2]等开发了自动气象站资料传输报警系统； 李刚[3]等提出了地面自动气象站数据监控系统的方法，他们研究的重点是针对地面气象观测业务报文和网络状态进行监控，足以凸显出数据监控系统研发的重要意义。

在现代气象业务建设的逐步深入过程中，投入业务运行的探测设备逐年增多，气象信息传输种类和数据量逐日庞大，使得对保障数据资料上传的时效性与准确性提出更高的要求，迫切需要提升对数据的监控力度，以适应气象现代化建设的快速发展。因此对于监控值班人员来说，即时监测气象数据是否按规定正常传输，成为越来越繁杂而重复的工作。交由电脑自动完成检测，在数据文件未能及时上传的情况下，以语音报警形式提醒监控值班人员，可极大的降低监控值班人员的工作强度，使监控值班人员有更多的时间与精力集中在其他的工作上。

秦岭大气科学探测基地作为陕西省局科研基地，设备众多，不单有常规探测设备，还有陕西省气象局在秦岭大气科学实验基地规划建设的以科研为主要目的、未纳入国家综合气象观测业务考核范畴的科研仪器设备，保障任务繁重.数据传输是主要的监控环节。

2 研究内容

为保证秦岭大气科学试验基地科研设备的正常运行和相关科学研究工作的正常开展，提高秦岭基地科研设备的运行质量和效益，很有必要开发一套数据监控系统，以满足对观测业务数据监控的需求。

1）实时监控秦岭大气科学探测基地的各种探测数据文件

开发秦岭大气科学实验基地探测数据监控系统。实时监控设备的上传数据文件，根据监控结果发出报警信号，提醒值班人员及时采取相应措施，排除故障，最大限度地提高探测设备资料的传输率。

2）保障了长安基地各类观测设备的的正常稳定运行

按照项目思路，对长安基地各类观测设备易出现故障部位进行了分析和故障归纳，总结发生故障的原因和与故障原因所对应的参数值之间的关系，根据实际运行设备运行参数正常的范围，一步一步排除故障。

3 技术路线

项目采取的主要技术路线：

系统基于C/S软件架构，采用集成化设计思想，开发一套数据监控系统。如图1所示：

项目采取的主要方法：

1）在确保设备正常运行的前提下，维护好各类探测数据，确保各数据文件的形成。

2）根据梳理出的数据文件传输节目表和时效考核表，生成数据表格。

3）实时检索资料接收数据库和文件库，识别出未按时传输的数据文件。

4）通过局域网实时监控各个数据文件的上传，根据监控结果实时发出报警信号，提醒值班人员及时采取措施，在第一时间排除故障，最大限度地保障数据文件的传输。

4 软件功能

云时代的应用都集中在数据中心，通过网络交付给众多的分支机构、自助设备和用户。任何网络和应用故障都可能导致业务中断，造成巨大损失。一些常见的管理挑战如下：

1）传统网管软件的工作机制导致设备轮询和拓扑图刷新的频率太低，拓扑图几乎是静态图，很难实时、直观的了解全网状态变化。

2）管理员每天都要手工用ping等手段对重要链路和服务器做运行状态巡检，不仅工作量大，而且不能7*24小时对众多目标进行监测，偶发的阻断或潜在的高延迟风险很难发现或提前预警。

3）大型机构需要监测的对象众多，要求各不相同，关键网络需要每10秒监测一次，非关键网络1小时一次即可；同城容灾网络延迟不能超过10ms，一般业务延迟不超过200ms都正常；关键网络需要7*24小时监测，一般网络只需要上班时间监测；故障告警信息应该按设备归属和故障级别发送给不同的分管责任人等。传统网管软件很难满足类似细化要求。

4）MSTP链路越来越普及，运营商端MSTP链路故障并不影响用户端网络设备的端口状态，传统手段很难发现MSTP双链路中的单一链路故障。

通过自动化的手段模拟管理员的日常操作，对系统中的网络和应用的运行状态进行持续监测，帮助观测员随时掌握系统的“实时”和“当日”状态，第一时间发现故障，提示风险和异常，并记录相关日志供查询和追溯。该软件还提供了贴心的自动巡检报告功能，可定时给相关责任人发送指定时间段内的系统巡检报告，结合月/季/年报表功能可以让用户的IT管理更透明、更规范，部门责任更清晰。

1）实时性高，运行状态“实时”刷新，一目了然。

5 应用情况

秦岭大气科学探测基地数据监控系统实现对设备运行状态，以及数据文件上传结果的展现和故障告警，集系统监测和告警与设备保障监督于一体。

1）实时状态监控：对设备进行实时监控，设备的运行状态直观化，保障第一时间对设备

2）自动巡检报告：通过邮件的方式，对探测设备运行状态进行报送，以便在保障设备的基础上对故障进行分析和故障归纳；

3）形成报告：对阶段性监测工作以报告形式形成，对探测设备、数据运行情况进行归纳总结。

参考文献：

[1] 陈峰云. 自动气象站资料传输报警系统的实现[J]. 气象水文海洋仪器， 2011（2）.

[2] 杨远恒. 区域自动站实时资料质量控制系统的设计与开发[J]. 贵州气象， 2011，35（5）.

[3] 李刚. 地面自动气象站数据传输监控系统的开发与应用[J]. 云南大学学报：自然科学版， 2011（1）.