1、第 2 1 卷 6 期 2 0 1 0年 1 2月應 用 氣 象 學 報 J OURNALOFAP PL I ED M ETEOROL OGI CAL S CI E NCEVo 1 ． 2 1，N o ． 6De c e m b e r2 0 1 0L D M 軟件 在氣 象數 據 交換 中的應 用 艾 艷 ”楊 根 錄 魏 延 濤”王 敏D武鵬””( 河南省氣象信息 中心 ， 鄭 州 4 5 0 0 0 3 )( 國家氣象信息

2、中心 ， 北京 1 0 0 0 8 1 )摘 要 目前運行 的國內氣象通信系統(tǒng)存在著交換平臺( 操作 系統(tǒng) 平臺) 不統(tǒng)一 、 數據接 口不統(tǒng)一 、 數據交換 軟件不統(tǒng) 一 等問題 ， 導致每新增一類投入業(yè) 務使用 的觀測資料 ， 從 資料采集 、 資料傳 輸、 資料傳 輸監(jiān)視 到資料應用等 都 自成 一 體 ， 給 通 信 傳 輸管 理帶 來 很 大 不 便 。L D M ( L o c a lD a t aMa n a g e r

3、 ) 軟 件 作 為 底 層 通信 傳 輸 和 管 理 系 統(tǒng) ， 可 實 現 上 述 三者的統(tǒng)一。通過對 目前國內氣象通信系統(tǒng)存 在的傳輸軟件不統(tǒng)一 、 文件數 目多時造成擁塞 和文 件優(yōu)先級無法保 證 問題的分析 ， 對 L DM 軟件靈 活和有效 的數據分發(fā)功能及用戶可配置的、 支持分布式 的處理和事件驅動的特點進 行 了介紹 ， 并 以建立的基于 L D M 的實時氣象資料分發(fā)服務 系統(tǒng)為研究和試驗 原型 ， 對 L D M 軟

4、件及 目前 國內氣象 通信系統(tǒng)軟件進行對 比分析 ， 結果表明 ： 采用 L D M 軟件可以提高傳輸業(yè)務 的整體 工作質量 ， 解決 目前 國內氣象通 信 系統(tǒng) 存 在 的 問 題 ， 即 L DM 軟 件較 適 用 于 我 國氣 象 數 據交 換 業(yè) 務 。關 鍵詞 ：L D M ； 氣 象 數 據 ； 事 件 驅 動 ； 分 發(fā) 服 務 引言 隨著 我 國氣 象 觀測 系 統(tǒng) 建設 的不 斷 深入 ， 新 增 觀測資料 種類越 來

5、 越 多 ， 由于缺 乏 統(tǒng)一 的規(guī) 劃 和頂 層設計 ， 導致 每 一 類 觀 測 資 料 從 數 據 收 集 、 數 據 傳 輸 、 傳輸 監(jiān)視 到 資料 應 用都 白成 體 系 ， 如 自動 氣 象 站 、 區(qū)域 自動站 、 閃 電定位 和 自動 土 壤水 份觀 測數 據 等 ， 這些 觀測數據 的收集 、 傳輸 和監(jiān) 視都 不能 統(tǒng)一 到 一 個平 臺 。數據 傳 輸 和傳 輸 監(jiān) 視 手段 不 統(tǒng) 一 ， 給 通 信傳輸 帶來

6、 了很 大不便 。Un i d a t a的 L D M ( L o c a lD a t aMa n a g e r ) 是一 套 集選 擇 、 獲取 、 管理 和分發(fā)任 意數據 產 品等 功能 為一 體 的軟件 系統(tǒng) ， 該 系統(tǒng) 以事 件驅動 數據 分發(fā) ， 這 就意 味著 進入該 系統(tǒng) 的任 何數 據都能通 過數 據產 品隊列 盡 可能快地 得到處 理『 1 ] 。該 軟件 在 國際上 一些 發(fā)達 國家 中應 用 較 為廣 泛

7、， 如 美 國 Un i d a t a的 I DD( I n —t e r n e tD a t aD i s t r i b u t i o n ) 項 目等 ； 在 業(yè)務 方 面 ， 美 國 全 國的雷 達資料 都是 通過 L DM 傳輸 到美 國 國家天 氣 局 ( NWS ) ； 在 國 際 間數 據 傳 輸 交換 方 面 ， 該 軟件 在世界氣 象 組 織 ( WMO) 的 TI G GE項 目中 被 用 于 幾大數 據 中

8、心之 間 的數 據傳輸 。鑒 于該 系統(tǒng) 在 國際 氣象 數據 交 換[ 2i i ] 中的廣 泛應 用 ， 為 探 索 其 在 國內 氣象 數據 交換_ 1中的應 用前 景 ， 進 行 了一 系列 的研 究 和試驗 ， 并 且 在 河 南 省 建 立 了基 于 L DM 的 實 時 氣 象資料 分發(fā)服 務系統(tǒng) 。文 中對該 系統(tǒng) 的設 計 和實 現進行 了簡要論 述 ， 并對 試用結 果 進行 了分 析 ， 結 果 表明 ： 使 用

9、L DM 軟件 可 將 數 據 交 換 統(tǒng) 一 在 一 個 平 臺上進行 ， 從而 有 效地 保 證 了數 據 交 換 的 及 時性 和 可靠性 。因此 ， 該 軟件 在 我 國氣象 數 據 交 換 中有 良 好 的應 用前景 。1國內氣 象 通 信 系 統(tǒng)存 在 的 問題 目前運 行 的國 內氣象 通信 系統(tǒng) 軟件是 由國家氣 象信 息 中心統(tǒng)一安 裝部署 的 ， 基 本沿 用 了原 9 2 1 0工 程 的技術 架構和方 法 。其

10、特點是 采用 UNI X系統(tǒng)下 文 件處理 的各種方 法 ， 對 文件級 的數 據進 行交 換 、 處 理 和分發(fā) ， 以 目錄結 構 劃 分不 同 的工 作 區(qū) 和不 同的 數 據類型 分別進行 處理 ， 具有優(yōu) 先級 控 制 ； 根 據文 件 和站點節(jié) 目表對 數 據 的應 收 和 發(fā)送 進 行 控 制 ， 可 以 進 行 自動 補調缺 失數據 。運行 至今 所發(fā) 現 的主要 弱 點包括 ： ① 采用 輪 詢 的 方式 進 行 文

11、件 處 理 ， 在 文 件 數多 時會造成 擁堵 ； ② 采 用單 線 程方 式 進行 文件 收 *河南省氣象局氣象科學技術研究項 目“ 基于 L DM 的實時氣象資料推送服務系統(tǒng)” ( Z 2 0 0 9 0 1 4 ) 資助 。2 0 0 9 — 0 82 4收 到 ， 2 0 1 0 — 0 8 ～ 1 8收 到再 改 稿 。7 6 4應 用 氣 象 學 報 應用前 景 ， 河 南 省 氣 象 信 息 中心 建 立 了 基 于 L

12、 D M 的實時 氣象 資 料 分 發(fā) 服 務 系 統(tǒng) ， 對 L DM 軟 件 的 通 信傳輸 功能進 行試 用 。3 ． 1 資料分 發(fā)服務 系統(tǒng) 3 ． 1 ． 1 系統(tǒng)設 計 目的 目前 ， 河南 省 氣 象信 息 中心 對 用 戶提 供 實 時 氣 象資料 的服務 方 式 有 兩種 ： f t p和 虛盤 映 射 ， 由用 戶 主動到河南 省氣 象信息 中心 服務器 調取 所需 要 的實 時資料 。這 兩 種 服 務 方 式

13、對 時 效 性 要 求 不 高 的資 料 ， 尚可滿 足用戶 需 求 ， 但 對 于 新 一代 雷 達 P UP產 品等( 每 6mi n1 次 ) 時效性 比較強 的資料 ， 因 調取方 式 的差異 ， 有些用 戶 往 往 在很 長時 間 之 后 才 可 以得 到 資料 ， 在 有重要 天氣過 程時 ， 會影 響用 戶對 該 類資 料 的使用 。同 時 當地 市 氣 象 局 的 D VB - S系統(tǒng) 不 能 完整 接收 到資料 時 ，

14、 往 往 不能 及時 獲 取 所需 的 資料 提 供給 預報員 。為 了提高各 級用 戶對 實 時氣象 資料 的使用效 率 ， 改 變 以 往用 戶 從 河 南 省氣 象 信 息 中心 調取 資料 的傳統(tǒng) 方式 ， 由主 動調取 改 為 自動獲 取 ， 同 時 為 了解 決 地 市氣 象 局 在 D VB — S系 統(tǒng) 出現 故 障 而 無 法快速 獲取 實 時 資料 的 問題 ， 河 南 省 氣 象 信 息 中 心 采用 L D M

15、軟 件 ， 根據 需 求 ， 將實 時 資料 以河 南 省 氣 象信息 中心 向各地 市 級 用 戶推 送 ， 實 現 實 時 資 料 的 主動分發(fā) 服務n。3 ． 1 ． 2系 統(tǒng)結構 基 于 L D M 的 實 時 氣 象 資 料 分 發(fā) 服 務 系 統(tǒng) 結 構 _ 1] 如 圖 l 所示 。河南 省氣 象信 息 中心 的 L D M 服 務器通 過 局 域 網絡 和 廣 域 網絡 S DH( S y n c h r o n o u

16、 sDi g i t a lHi e r a r c h y ) 線路將 實時氣 象 資料 分發(fā) 到各 個 客戶端 。 實現 實時 資料 的主動分 發(fā)服 務 。地市L D M客戶端 地 市L D M客戶端 圖 1實 時 資 料 分 發(fā) 服 務 系統(tǒng) 結 構 圖Fi g ． 1Th es t r u c t u r eo fd a t ad i s t r i b u t i o ns e r v i c es y s t e m 3

17、． 1 ． 3 實時資料 分發(fā)時 效要求 資料 分 發(fā) 的時效 規(guī) 定 ： 新一 代 天氣 雷 達 資料 于 省級氣象 信息 中心 收到雷達 站傳上 來 的雷達產 品后 5r ai n內分 發(fā) 到 用 戶 端 ； 其 他 資 料 ( 區(qū)域 自動 站 資 料 、 衛(wèi)星 云 圖、 數 值 預報 產 品 等 ) 于省 級 氣 象 信息 中心收到 資料后最 遲 1 0mi n分發(fā) 到用戶 端 。3 ． 1 ． 4 服務器 平 臺表 1列 出了河

18、南省 氣象信 息 中心服 務器 和客戶 端服務器 平 臺的操作 系統(tǒng) 、 應用軟 件 、 網絡 協(xié)議 及開 發(fā)工具具體情況。表 l河 南 省氣 象信 息 中心 服 務 器 和 客 戶端 服 務 器 平 臺 T a b l e1T h ef l a to fs e r v e ra n dc l i e n ti nHe n a nPr ov i n c i a lM e t e o r ol o g i c a lI nf o r ma