1、2013年10月 第34卷第10期計算機工程與設計COMPUTER ENG烈EERING AND DEsIGN基于云計算模型的氣象信息服務系統研究 王攀峰,張濤(北京航空氣象研究所,北京100085摘要:為高效整合分散在各地氣象臺和區域保障中心的計算、存儲、通信資源,解決航空氣象保障工作面臨的氣象資料 收集不便、數值預報時效性和分辨率不高的問題,提出了基于云計算模型的氣象信息服務系統框架。介紹了系統結構和功 能,并分3個層次描述了系統詳細設計,給出了核心服務組件的實現方案,結合航空氣象保障工作現狀對本系統進行了分 析。分析結果表明,基于云計算模型的氣象信息服務系統可有效解決航空氣象保障工作中存

2、在的問題。關鍵詞:云計算;數值預報;定制分發;氣象信息服務;航空氣象保障中圖法分類號:TP39文獻標識號:A 文章編號:1000一7024(2013103717一05Research on meteor0109ical information service systembased on cloud-computing modelWANG Pan-feng,ZHANG Tao(BeUing Aviation Meteorological InStitute,Beijing 100085,ChiTlaAbs蛔ct:There are Some problems in aviation rnete

3、orologicalsupportbusiness.It is difficult to collect meteorological inJomation,the t訪1eliness and reSolution of n啪erical forecastproducts is notligh enough Afr枷ework of the meteorological infomation seice system based on cloud-computing modelis proposed by which computing,storage姐d舢unication resourc

4、e scat ted amund regionaI support centers and observatories is efficiently integrated Firstly,the syStem structure and functionS are in troduced Seconfuy,the design of the system is detailed in three levels.Thirdly,the implementation of core service colllponents is describe正And lastly,the syStem is

5、amlyzed according to the actual situation of the a、riation wreather support business.The a nalysis results show that the meteorolp畫caliTlfo珊ation seice syst帆based on cloud computing nlodel can effectively solve the e】【isting problems in the aviation meteorological support business.Key wor凼:cloud-oom

6、putillg;n啪erical forecast;distribution on demand;meteomlo西cal iIlfor嘞tion service;aviation meteoro logical support0引 言航空活動涉及的地域范圍非常廣闊,航空氣象保障通 常需要大范圍的原始氣象資料和數值預報產品。盡管很多 地方建立了不同形式的氣象信息服務系統進行原始氣象資 料和數值預報產品的收集和下發,但是從全局看,航空氣 象保障的信息化建設的相對滯后,對分散在全國各地氣象 臺、區域保障中心的計算、存儲、通信資源的整合利用開 發不夠,還存在著原始資料收集、共享困難,區域數值預 報時

7、效性、分辨率不高等難題。因此,有必要研究如何基 于分散在各地氣象臺和區域保障中心的計算、存儲、通信 資源為氣象臺預報保障人員提供原始氣象資料收集分發、 數值預報產品生成下發等一整套信息服務的新技術。云計算模型口1能夠有效整合分布在不同地理位置上的 計算資源、存儲資源、通信資源和軟件資源,以web服務 形式為聯網用戶提供簡單易用的信息服務23。本文提出用 基于云計算模型的氣象信息服務系統解決上述問題,下面 首先介紹系統功能和詳細設計,然后給出核心服務的實 現方案。1系統設計1.1系統功能組成常用的航空氣象保障信息包括地面觀探測資料、天氣 雷達資料、衛星云圖資料等原始氣象資料和數值預報產品。收稿日

8、期:2013一01一08;修訂日期:2013-0310 3720 計算機工程與設計 2013年作業管理一時鐘同步MPI3ll預處理I l預處理l tl資料同化I l資料同化l善 善I主模式I l主模式lt l后期處理l I后期處理I服務器 服務器圖3數值預報系統組成本系統充分考慮了地域差異,針對各地的地形和地表 特征,各個區域數值預報系統采用優化的計算模式和輸入 參數,提高預報準確度。同時將當地氣象臺的地面觀探測 資料和天氣雷達資料經變分同化后輸入預報模式參與計算, 進一步提高模式分辨率。有些保障任務涉及的空域很大,跨域多個保障區域, 所需的數值預報產品應由多個區域預報產品融合而成。用 戶定制

9、信息時要指出需要哪些區域和氣象臺的原始氣象資 料和數值預報產品,需求分解模塊要向多個區域氣象中心 服務器發送數據訪問請求或起報計算請求。本系統各區域數值預報系統定期滾動起報,每隔一段 時間都要采用最新觀探測資料、天氣雷達資料和衛星云圖 資料進行模式計算。為協調不同服務器上的數據一致性,罕 墊l幸 將數據放入處理隊列二二二二二將數據放人轉發隊列我們在各數值預報系統上部署了時鐘同步軟件,保持全系 統時鐘統一。2.3氣象資料按需分發由于氣象保障工作的特點,任務開始之前需要收集任 務相關機場的地面觀探測資料、天氣雷達資料、衛星云圖 資料和數值預報產品。任務開始之后還要持續收集地面觀 探測資料、天氣雷達資料等對任務相關空域的天氣在任務保障過程中會自動發送給用戶。定制分發為 了 實 現 網 絡 內 的 定 制 分 發 , 系 統 內 采 用 了 特