国家气象中心气象信息共享门户系统技术方案

国家气象中心气象信息共享门户系统技术方案1项目概况随着国家气象中心天气预报业务精细化水平的发展，预报产品不断丰富，对外辐射能力不断增强。

现有业务流程中存在的业务系统部署多，业务系统之间彼此独立，数据到产品缺乏统一的管理系统，协调能力不足等问题，已无法满足当前快速发展的现代化天气业务的需求。

气象信息共享门户将在国家气象中心现有业务基础上建立完善业务流转与控制体系，优化中心的预报服务业务流程，提高数据流转和产品利用效率，减少预报服务过程中的人为干预，降低中间环节的复杂度与出错率，增强预报服务协同能力，推进预报和服务业务系统的建设应用，促进天气监视、预报及决策服务平台专业化发展，为国家气象中心现代天气发展及服务能力提升打下良好基础。

同时将建立业务系统规范和数据规范，建立标准化的数据和服务，对预报员、服务人员和业务管理人员身份、权限进行数字化的管理，对国家气象中心主要预报、服务业务系统的运行、数据流转状态等实现实时监视，实现对整个中心业务系统的数据衔接与流转控制，实现对预报员身份信息、准入系统信息、业务监控信息、产品流转状态、任务调度等所有实时信息的显示和统计分析，实现预报产品和服务产品的分发控制，并增强国家气象中心互联网展示气象产品的水平。

2业务需求分析2.1 业务现状分析国家气象中心是全国天气预报的国家级中心，也是世界气象组织亚洲区域气象中心、核污染扩散紧急响应中心，其前身中央气象台，成立于1950年3月1日。

50多年来，国家气象中心有了巨大发展。

国家气象中心的气象服务包括为党中央、国务院和有关政府部门制订指导国民经济发展、组织指挥防灾减灾科学决策所需气象信息的决策气象服务，通过电视、广播、报纸、网站等媒介为公众提供公益气象服务，向国家重点工程、企事业单位趋利避害组织生产所需的专业气象服务，为全国省级气象部门提供指导性气象服务。

国家气象中心建立了针对台风、暴雨、寒潮、高温、沙尘暴、大雾等各类灾害性天气的预报警报系统，开展了0-3天的定量降水预报，4-7天逐日要素滚动预报，10-30 天的延伸期预报；基本形成了警报信息服务、决策气象服务、专业气象服务和专项气象服务等构成的气象服务体系。

国家气象中心业务系统由气象数据平台、气象业务平台、气象产品加工平台及气象数据服务平台组成气象数据平台是国家气象中心实时业务的核心平台，由MICAPS数据系统、决策服务库、气象专题库、气象个例库及预报产品库等组成。

其中MICAPS数据系统包括大院业务单位及省级业务部门传输的实况、卫星、雷达、灾情等气象资料，以及国家气象中心预报台室制作的各种落区预报及服务产品。

气象业务平台是国家气象中心核心业务系统，由MICAPS系统及各类以MICAPS为基础的专业平台：短时临近SWAN平台，短期预报平台，中期延伸期预报平台，台风预报平台、海洋预报平台、农气预报平台及中央气象台文字发布系统等组成。

气象产品加工平台是国家气象中心决策服务及对外服务所需的支撑平台。

主要包括MESIS以及自动出图系统MSPGS，国家气象中心预报产品基本都是通过这两个平台进行加工出图，对外服务。

气象数据服务平台是国家气象中心数据服务平台，主要承担预报数据、预报图像的内部流转及对外发布，保证数据一致性、权威性。

2.2 技术要求2.2.1硬件环境气象信息共享门户系统采用分布式体系结构，多机构成群集系统，并实现负载均衡调度。

已购置并未来投入应用的主要硬件环境如下：1）2 台应用和数据库服务器：2-4 颗Xeon 2GHz CPU ，16-32G 内存，双千兆网卡。

根据业务需要部署LINUX 和WINDOWS 操作系统。

2）存储服务系统：存储容量至少20T。

3）2-4 台Web 及应用服务器：1-2颗Xeon 2GHz CPU ，8-16G内存，双千兆网卡。

根据业务需要部署LINUX 和WINDOWS 操作系统。

2.2.2软件环境1）操作系统：采用异构平台，不同服务器根据实际情况采用LINUX 或WINDOWS 操作系统，客户机采用WINDOWS 操作系统。

2）程序设计语言：LINUX 系统配置JAVA、标准C、C++等程序设计语言与相应的开发工具；WINDOWS 平台配置.NET、VC++、JAVA 等程序设计语言与相应的开发工具。

3）数据库系统及联机分析系统：Oracle 数据库软件产品，从产品的数据容量、稳定性、可靠性、分布式计算等方面均有着同类产品较强的优势，还支持数据仓库、数据挖掘以及联机分析等高级分析功能。

2.2.3研制方法要求严格按照《计算机软件工程规范国家标准》的软件工程化方法进行。

2.3 性能需求考虑性能要求及软件质量要求，保障正常的监测分析服务业务处理逻辑流程，能够最大限度的利用系统的CPU、内存、磁盘资源。

在发生故障时能够尽快恢复系统，保证系统长期、稳定、安全运行。

2.3.1性能要求本软件系统的主要性能要求如下：1）响应时间：非指明要求，指系统对各种用户操作反映的处理时间。

本地查询，系统对用户操作的反映能力原则上不超过0.5 秒；远程查询，应该在1 秒内做出反应；长时间操作需要有进度条指示。

2）平均无故障时间：平均无故障工作时间是衡量系统可靠性的重要指标，要求平均无故障工作时间不低于1000 小时。

2.3.2稳定性与可靠性气象信息共享门户系统是一个重要的业务系统，在软硬件的设计实现上要考虑系统长期运行的稳定性和可靠性。

软件在运行期间，针对任何一个重要操作，都必须具有判断错误的能力，必要时可以进行恢复性操作，否则要发出报警消息，以便于人工干预。

系统部署上线后，系统将进入长期业务运行状态。

因此，无论是计算机硬件系统还是软件系统都必须具有较高的可靠性和故障后快速恢复的能力。

具体要求如下：1）应用软件开发应严格遵循软件工程国、局标的开发、测试和集成规范，制定合理的数据处理、监测服务产品生成和质量检验的调度接口，进行资料质量和产品质量控制，采用作业自动恢复和作业人工补做等措施；2）在支撑平台可靠性的保证下，关键高可用业务系统在3 分钟内恢复运行状态。

2.3.3安全性气象信息共享门户系统不仅是国家气象中心（中央气象台）重要的业务系统，同时又对外提供服务，因此必须具备必要的安全运行措施。

除了在系统上考虑安全性外（如内外网隔离、防火墙等），系统也应提供基于角色（例如：系统管理员、操作员、高级用户、一般用户等）的安全控制策略。

主要包含两个方面的内容：1）业务系统的安全保证性。

即系统的软件成份不会由于自身的故障或失效导致应用系统的其它部分相继失效甚至崩溃的特性（如不正常地持续占用大量CPU、内存、I/O 等计算机资源，导致系统的其它部分无法运行）。

制定完整的故障隔离、规避和恢复策略，确保全系统业务软件运行的正常与安全；2）访问的安全保证性，防止外界或内部用户的非法或恶意访问系统。

为此，必须从访问级别上严格控制不同用户的权限，避免用户越权使用或非法使用系统资源，甚至控制系统操作权力，造成全体系统运行能力下降甚至崩溃。

2.3.4可扩展性和易维护性气象信息共享门户系统的建设是一项长期任务，因此系统应具有较好的可扩展性，便于今后的扩充和改造。

除了要求系统本身具有良好的维护性外，还应当拥有离线的维护环境，以便在不影响正常业务的情况下进行软件的维护工作。

2.3.5易用性气象信息共享门户系统是面向各类应用的业务软件，为适应不同专业用户的要求，软件应该具备方便、友好的操作界面。

此外，部分功能软件自动运行，无需人工干预，运行操作人员仅在系统报警提示的情况下，进行必要的人工干预和故障维修。

所有的故障状态和信息都应自动记录和存储，便于事后的故障对策分析。

3系统解决方案3.1 系统总体设计国家气象中心气象信息共享门户系统提出系统总体建设框架，在结合气象中心业务的实际情况，特别是采取“建立以流程为驱动，以消息通信和服务为中心的业务协同管理”的软件建设思想与实现技术路线情况下，系统总体架构设计对初设提出的总体建设框架进行了具体落实，形成系统总体架构。

（如下图所示）图 2.3.5-1系统总结设计国家气象中心气象信息共享门户系统总体架构正是由于遵循了“建立以流程为驱动，以消息通信和服务为中心的业务协同管理”的方法论和实现路线，由统一业务标准规范和业务驱动机制，由数据资源、业务流程和业务功能的统一规划，由业务模型的开放性和技术无关性，从而保证了整个系统的整体性、集成性应用，保证了互联互通、共建共享，保证了整体框架下业务应用的长远发展和进步，保证了“在立足实际需要，利用现代信息技术和科学管理手段，形成整体性、集成性的互联互通、共建共享应用方面跨上新台阶的同时，为今后的建设和发展开拓广阔的空间”目标的实现，这是国家气象中心气象信息共享门户系统总体架构设计的主要出发点和依据。

3.2 系统功能结构图 2.3.5-1系统功能结构国家气象中心气象信息共享门户系统包括认证与授权管理、业务流程管理、产品制作及管理、用户行为追踪、共享门户及网站六部分构成。

具体描述如下：认证与授权管理分系统包括机构管理、人员管理、基础信息、单点登录、系统日志等功能。

业务流程管理包括流程建模、流程监控、流程分析、监控预警及调度作业；产品制作及管理分系统包括元数据管理、产品归档、产品目录、产品同步、产品传输、数据服务及功能升级。

用户行为追踪分系统包括日志信息采集、日志信息分析、日志信息统计及日志信息查询。

共享门户分系统包括产品长序列、会商支持、站点管理、内容管理、数据服务及全文检索。

网络化气象产品展示包括全新预报天气子网站、专业频道包括海洋频道、台风频道、产品频道。

3.3 系统技术层次架构图 2.3.5-1技术架构整个信息门户系统的技术层次架构分为五个层次，从上至下依次是：展现、服务管理、开发部署平台、数据库和第三方系统，其中安全层贯穿于整个系统层次（见软件构架示意图）。

1.数据库和第三方系统包含了产品共享门户系统所要集成的数据和信息源，这些源包括数据库、MICAPS、MESIS、MIWAPS、MSPEG和NCL。

产品共享系统从这些数据源获取数据进行数据分析，并与之进行交互。

2.开发部署平台：整个产品共享门户系统基于J2EE进行开发，并部署于Oracle的Weblogic Application Server应用服务器系统。

•J2EE：J2EE是一种利用Java平台来解决企业应用方案的开发、部署和管理相关复杂问题的体系结构。

J2EE由于其开放性获得了大量的应用，是当前最主流和应用最广泛的企业应用技术，其最突出的特点表现在其的高稳定性、可靠性和平台无关性。

3.服务管理：在产品共享门户系统和其所要集成的系统之间搭建一个服务管理层，由服务管理层实现门户请求的远程路由和调用。

服务管理的职责在于将第三方系统对外暴露的接口以服务的形式进行打包并进行管理，同时对门户调用暴露出这些编排后的服务。