1、國家氣象中心氣象信息共學門戶系統技術方案1 項目概況隨著國家氣象中心天氣預報業務精細化水平的發展，預報產品不斷豐富，對外輻射能力不斷增強?，F有業務流程中存在的業務系統部署多，業務系統之間彼此獨立， 數據到產品缺乏統一的管理系統，協調能力不足等問題，已無法滿足當前快速發展的現代化天氣業務的需求。氣象信息共享門戶將在國家氣象中心現有業務基礎上建立完善業務流轉與控制體系，優化中心的預報服務業務流程，提高數據流轉和產品利用效率，減少預報服務過程中的人為干預，降低中間環節的復雜度與出錯率，增強預報服務協同能力，推進預報和服務業務系統的建設應用，促進天氣監視、預報及決策服務平臺專業化發展，為國家氣象中心現

2、代天氣發展及服務能力提升打下良好基礎。同時將建立業務系統規范和數據規范，建立標準化的數據和服務，對預報員、服務人員和業務管理人員身份、權限進行數字化的管理， 對國家氣象中心主要預報、服務業務系統的運行、數據流轉狀態等實現實時監視， 實現對整個中心業務系統的數據銜接與流轉控制，實現對預報員身份信息、準入系統信息、業務監控信息、產品流轉狀態、任務調度等所有實時信息的顯示和統計分析，實現預報產品和服務產品的分發控制，并增強國家氣象中心互聯網展示氣象產品的水平。2 業務需求分析2.1 業務現狀分析國家氣象中心是全國天氣預報的國家級中心，也是世界氣象組織亞洲區域氣象中心、核污染擴散緊急響應中心，其前身中

3、央氣象臺，成立于1950 年 3 月 1日。 50 多年來，國家氣象中心有了巨大發展。國家氣象中心的氣象服務包括為黨中央、 國務院和有關政府部門制訂指導國民經濟發展、組織指揮防災減災科學決策所需氣象信息的決策氣象服務，通過電視、廣播、報紙、網站等媒介為公眾提供公益氣象服務，向國家重點工程、企事業單位趨利避害組織生產所需的專業氣象服務，為全國省級氣象部門提供指導性氣象服務。國家氣象中心建立了針對臺風、暴雨、寒潮、高溫、沙塵暴、大霧等各類災害性天氣的預報警報系統，開展了 0-3 天的定量降水預報，4-7 天逐日要素滾動預報，10-30 天的延伸期預報；基本形成了警報信息服務、決策氣象服務、專業氣象

4、服務和專項氣象服務等構成的氣象服務體系。國家氣象中心業務系統由氣象數據平臺、氣象業務平臺、氣象產品加工平臺及氣象數據服務平臺組成氣象數據平臺是國家氣象中心實時業務的核心平臺，由MICAP激據系統、決策服務庫、氣象專題庫、氣象個例庫及預報產品庫等組成。其中MICAP激據系統包括大院業務單位及省級業務部門傳輸的實況、衛星、 雷達、 災情等氣象資料，以及國家氣象中心預報臺室制作的各種落區預報及服務產品。氣象業務平臺是國家氣象中心核心業務系統，由MICAPS（統及各類以MICAP效基礎的專業平臺：短時臨近 SWAN臺，短期預報平臺，中期延伸期預 報平臺， 臺風預報平臺、海洋預報平臺、農氣預報平臺及中央

5、氣象臺文字發布系統等組成。氣象產品加工平臺是國家氣象中心決策服務及對外服務所需的支撐平臺。主要包括MESIS以及自動出圖系統MSPGS國家氣象中心預報產品基本都是通過這 兩個平臺進行加工出圖，對外服務。氣象數據服務平臺是國家氣象中心數據服務平臺，主要承擔預報數據、預報圖像的內部流轉及對外發布，保證數據一致性、權威性。2.2 技術要求2.2.1 硬件環境氣象信息共享門戶系統采用分布式體系結構，多機構成群集系統，并實現負載均衡調度。已購置并未來投入應用的主要硬件環境如下：1） 2 臺應用和數據庫服務器：2-4 顆 Xeon 2GHzCPU， 16-32G 內存，雙千兆網卡。根據業務需要部署 LIN

6、UX和WINDOWS作系統。2）存儲服務系統：存儲容量至少20T。3） 2-4臺Web及應用服務器：1-2顆Xeon 2GHz CPU, 8-16G內存，雙千 兆網卡。根據業務需要部署 LINUX和WINDOWS作系統。2.2.2 軟件環境1） 操作系統：采用異構平臺，不同服務器根據實際情況采用LINUX 或 WINDOWS操作系統，客戶機采用 WINDOWS作系統。2）程序設計語言：LINUX系統配置JAVA標準C、C+將程序設計語言與相 應的開發工具；WINDOWS臺配置.NET、VC+ JAVA等程序設計語言與相應的 開發工具。3）數據庫系統及聯機分析系統：Oracle 數據庫軟件產品，

7、從產品的數據容量、穩定性、可靠性、分布式計算等方面均有著同類產品較強的優勢，還支持數據倉庫、數據挖掘以及聯機分析等高級分析功能。2.2.3 研制方法要求嚴格按照計算機軟件工程規范國家標準的軟件工程化方法進行。2.3 性能需求考慮性能要求及軟件質量要求，保障正常的監測分析服務業務處理邏輯流程，能夠最大限度的利用系統的 CPU內存、磁盤資源。在發生故障時能夠盡快恢復系統，保證系統長期、穩定、安全運行。2.3.1 性能要求本軟件系統的主要性能要求如下：1）響應時間：非指明要求，指系統對各種用戶操作反映的處理時間。本地查詢， 系統對用戶操作的反映能力原則上不超過0.5 秒； 遠程查詢，應該在 1 秒內

8、做出反應；長時間操作需要有進度條指示。2）平均無故障時間：平均無故障工作時間是衡量系統可靠性的重要指標，要求平均無故障工作時間不低于1000 小時。2.3.2 穩定性與可靠性氣象信息共享門戶系統是一個重要的業務系統，在軟硬件的設計實現上要考慮系統長期運行的穩定性和可靠性。軟件在運行期間，針對任何一個重要操作，都必須具有判斷錯誤的能力，必要時可以進行恢復性操作，否則要發出報警消息，以便于人工干預。系統部署上線后，系統將進入長期業務運行狀態。因此，無論是計算機硬件系統還是軟件系統都必須具有較高的可靠性和故障后快速恢復的能力。具體要求如下：1）應用軟件開發應嚴格遵循軟件工程國、局標的開發、測試和集成

9、規范，制定合理的數據處理、監測服務產品生成和質量檢驗的調度接口，進行資料質量和產品質量控制，采用作業自動恢復和作業人工補做等措施；2）在支撐平臺可靠性的保證下，關鍵高可用業務系統在3 分鐘內恢復運行狀態。2.3.3 安全性氣象信息共享門戶系統不僅是國家氣象中心（中央氣象臺）重要的業務系統，同時又對外提供服務，因此必須具備必要的安全運行措施。除了在系統上考慮安全性外（如內外網隔離、防火墻等），系統也應提供基于角色（例如：系統管理員、操作員、高級用戶、一般用戶等）的安全控制策略。主要包含兩個方面的內容：1）業務系統的安全保證性。即系統的軟件成份不會由于自身的故障或失效導致應用系統的其它部分相繼失效

10、甚至崩潰的特性（如不正常地持續占用大量CPU內存、I/O等計算機資源，導致系統的其它部分無法運行）。制定完整的故 障隔離、規避和恢復策略，確保全系統業務軟件運行的正常與安全；2）訪問的安全保證性，防止外界或內部用戶的非法或惡意訪問系統。為此，必須從訪問級別上嚴格控制不同用戶的權限，避免用戶越權使用或非法使用系統資源，甚至控制系統操作權力，造成全體系統運行能力下降甚至崩潰。2.3.4 可擴展性和易維護性氣象信息共享門戶系統的建設是一項長期任務，因此系統應具有較好的可擴展性， 便于今后的擴充和改造。除了要求系統本身具有良好的維護性外，還應當擁有離線的維護環境，以便在不影響正常業務的情況下進行軟件的

11、維護工作。2.3.5 易用性氣象信息共享門戶系統是面向各類應用的業務軟件，為適應不同專業用戶的要求，軟件應該具備方便、友好的操作界面。此外，部分功能軟件自動運行，無需人工干預，運行操作人員僅在系統報警提示的情況下，進行必要的人工干預和故障維修。所有的故障狀態和信息都應自動記錄和存儲，便于事后的故障對策分析。3 系統解決方案3.1 系統總體設計國家氣象中心氣象信息共享門戶系統提出系統總體建設框架，在結合氣象中心業務的實際情況，特別是采取“ 建立以流程為驅動，以消息通信和服務為中心的業務協同管理” 的軟件建設思想與實現技術路線情況下，系統總體架構設計對初設提出的總體建設框架進行了具體落實，形成系統

12、總體架構。（如下圖所示）格安保體息全障系安聿管理軻取.；- 安至葡御XJ國家氣象中心氣象信息共享門戶系統1111a' , , 一.4-；餐示層 C 六晶加工干景）產理理丁一泰 ）（如M薛亭于景仁 ）（WWtW的際于崇.:.冷任善 ）C，穌置咪.現物j用戶什力用好.立】（尸.片.，海息（十性.夏丁 運管體行理系（同戶.餐）"用戶MJE與授國管理$00*）（: 你恨看厚 ,：.； 粗犀青周 （6語膏*iC*H澧隔收餐附用氣T眸漳曰慎產U段基礎平臺支撐%地即嚏支撐或”基洲月洛南眄主機設鬻營理運行管理 二 事荒次理 )( 網第管理標秫和規范體系圖2.3.5-1系統總結設計國家氣象中心

13、氣象信息共享門戶系統總體架構正是由于遵循了 “建立以流程為驅動，以消息通信和服務為中心的業務協同管理 ”的方法論和實現路線，由 統一業務標準規范和業務驅動機制，由數據資源、業務流程和業務功能的統一規 劃，由業務模型的開放性和技術無關性， 從而保證了整個系統的整體性、 集成性 應用，保證了互聯互通、共建共享，保證了整體框架下業務應用的長遠發展和進 步，保證了 “在立足實際需要，利用現代信息技術和科學管理手段，形成整體 性、集成性的互聯互通、共建共享應用方面跨上新臺階的同時，為今后的建設和發展開拓廣闊的空間”目標的實現，這是國家氣象中心氣象信息共享門戶系統 總體架構設計的主要出發點和依據。3.2

14、系統功能結構國家氣象中心氣象信息產品共享門戶系統族管科生兌整家曲度作立產M傳播國家氣象中心氣象信息產品共亨門戶系統架構系統服務支攆圖2.3.5-1系統功能結構國家氣象中心氣象信息共享門戶系統包括認證與授權管理、業務流程管理、產品制作及管理、用戶行為追蹤、共享門戶及網站六部分構成。具體描述如下：認證與授權管理分系統包括機構管理、人員管理、基礎信息、單點登錄、系 統日志等功能。業務流程管理包括流程建模、流程監控、流程分析、監控預警及調度作業；產品制作及管理分系統包括元數據管理、產品歸檔、產品目錄、產品同步、 產品傳輸、數據服務及功能升級。用戶行為追蹤分系統包括日志信息采集、日志信息分析、日志信息統

15、計及日 志信息查詢。共享門戶分系統包括產品長序列、會商支持、站點管理、內容管理、數據服務及全文檢索網絡化氣象產品展示包括全新預報天氣子網站、專業頻道包括海洋頻道、臺 風頻道、產品頻道。3.3 系統技術層次架構AJAX展現層Portal ServerWSSESAD服務管理開發部署平臺數據庫 和第三 方系統定制Pcrtgl 尸BPELJ安全J2EE圖2.3.5-1技術架構6d整個信息門戶系統的技術層次架構分為五個層次，從上至下依次是：展現、 服務管理、開發部署平臺、數據庫和第三方系統，其中安全層貫穿于整個系統層 次（見軟件構架示意圖）。1 .數據庫和第三方系統包含了產品共享門戶系統所要集成的數據和

16、信息源， 這些源包括數據庫、MICAPS MESIS MIWAPS MSPEG和NCL產品共 享系統從這些數據源獲取數據進行數據分析，并與之進行交互。2 .開發部署平臺：整個產品共享門戶系統基于J2EE進行開發，并部署于Oracle 的 Weblogic Application Server應用服務器系統。? J2EE J2E觀一種利用Java平臺來解決企業應用方案的開發、 部署和管理相關復雜問題的體系結構。J2EE由于其開放性獲得了大量的 應用， 是當前最主流和應用最廣泛的企業應用技術，其最突出的特點表現在其的高穩定性、可靠性和平臺無關性。3 . 服務管理：在產品共享門戶系統和其所要集成的系

17、統之間搭建一個服務管理層， 由服務管理層實現門戶請求的遠程路由和調用。服務管理的職責在于將第三方系統對外暴露的接口以服務的形式進行打包并進行管理，同時對門戶調用暴露出這些編排后的服務。服務管理層的設計遵循業界廣為認可的面向服務架構（SOQ的思想。具有很強的可維護性及可拓展性。采 用的技術包括 Restful Web Service WS BPELH及傳統的EJB? WS： WS 是傳統的系統整合方案，也是當前應用最為廣泛和成熟的遠程調用技術，具基于SOAPB議傳遞數據和 WSDL規范定義服務。? BPEL BPEL是在WS基礎上實現對 Web服務進行編排的技術，同時它將編排好的服務作為一個整體

18、封裝為一個新的Web 流程服務。? Restful Web Service Restful Web Service是輕量級的系統整合解決 方案，其將服務作為資源，URL作為資源的地址和標識，直接通過 HTTPB議傳遞數據，數據通訊格式可以是JSON&可以是XML,實 現非常簡潔和靈活。? EJB對于分布式解決方案來說，EJB是一種重量級的技術，但是隨 著EJB3的發布，這種情況得到了一定的改變。主流應用服務器都 對EJB®供良好的支持。4 .展現：使用Oracle Weblogic Portal Serve祚為門戶服務系統，根據業務定 制符合JSR168（及JSR268規范的Portlet,以及采用第三方提供的特定 Portleto使用