基于层次分析法(AHP)的气象云资源使用效能评估方法研究

随着新一轮信息革命浪潮的到来,构建融合计算、存储、网络的一体化云资源系统因建设成本低、使用效能高、业务可靠性强、系统运维便捷等优势,已逐步取代传统服务器,云资源技术应用得到飞速发展。目前业界对云资源技术架构方面研究较为深入,但针对用户后期运维管理,尤其对资源使用效能评估方法还缺乏系统科学的研究,文章以某省级气象云资源为例,由于气象业务复杂,单纯依靠云资源监控数据无法科学准确评估出用户对资源实际使用的效能情况,导致系统管理员决策用户资源增配、减配缺乏理论依据。针对这类问题,文章引入AHP层次分析法,建立效能评估数学模型,提出一种对资源使用效能评估排序的方法,进一步提升云资源管控科学化、规范化水平。

气象云计算虚拟仿真实验教学研究与探索

针对高层次气象创新人才培养目标,南京信息工程大学气象云计算课程依托国家级大气科学与气象信息虚拟仿真实验教学中心,完善共建共享机制,以"业务引领、科学规划、资源共享、持续发展"为建设思路。气象云计算虚拟仿真实验教学内容包括虚拟桌面云管理与应用、虚拟服务器集群进行气象数据计算、服务器和存储虚拟化实现分布式天气预报服务和气象业务数据云存储及应用,取得较好的实验教学效果。

气象云建设的研究与思考

气象云建设是气象信息化上新台阶的必由之路,加强气象云建设是气象现代化的重要内容之一。根据气象信息化的现状与需求,提出了气象云建设的四条原则,即满足各种气象业务服务和管理需求、有利于提高气象预报预测准确率、集约高效和数据共享的原则。在此基础上,提出了气象云的设计思路:气象云应包括云存储、云计算和云服务,云存储为云计算提供支撑,云存储、云计算为云服务提供支撑。最后,对气象云建设中的数据获取途径进行了概括:一是国外气象数据,二是国内气象观测数据,三是国内加工的产品。

陕西省气象云管理平台简介

从组织管理职责、总体架构、技术路线等方面介绍陕西省气象云管理平台如何实现,从主要功能、平台应用等方面介绍陕西省气象云管理平台如何使用,从而实现全省基础资源的集中管理、动态分配、自助申请,并支撑数据处理、分析、交换、管理和各业务支撑系统等多种不同的系统。

基于BP神经网络的气象云资源调度系统

人工调度气象云资源会造成资源浪费。本文设计一种基于BP神经网络的气象云资源调度系统。该系统使用BP神经网络学习虚拟机负载历史数据,并对其进行预测;基于预测的虚拟机负载,设计一种面向多类资源的虚拟机非增排序策略;使用首次适应算法对排序后的虚拟机进行云资源调度。该系统在江西省气象云平台中进行了实验和功能验证。

基于Zabbix的省级气象云监控运维系统

气象云已经成为省级气象业务的重要运行环境,传统的集群监视技术既无法对虚拟机和云应用进行监视,也无法对发生的故障进行告警及自动化处理,当前江西省气象云监控运维面临着巨大挑战.本文基于Zabbix开源系统设计了一种气象云监控运维系统.该系统能够监视物理基础设施层、虚拟化层、应用层.该系统能够将气象云故障通过告警的方式推送给值班人员,并且会自动对常见的故障场景进行应急恢复处理.经过部署测试,该系统运行稳定,极大提高了值班人员的运维效率.

贵州省气象云计算平台的研究与设计

通过对基础硬件资源、网络资源池、计算资源池以及存储资源池进行重新规划和设计,采用虚拟化技术,建立统一的云计算平台,做到在气象服务需求量增加的同时,不用增加信息化建设成本的投入,保持原有基础架构,逐步实现资源与业务平台的统一化管理,建成贵州气象云。

基于虚拟化技术的吉林市气象云平台设计

针对吉林市气象局业务发展中遇到的IT运维难题,结合业务发展和实际工作情况,通过与传统服务器的运维、存储和管理等方式的对比,分析虚拟化技术的各项功能和特点的优势,从而提出了吉林市气象云平台的整体设计方案,此方案显著提高了业务服务器的可用性,加强了IT运维的可管理性,增加了未来业务发展的可拓展性,极大降低了气象信息业务运行成本。

基于分数维与灰度梯度共生矩阵的气象云图识别(Ⅰ)——分数维对纹理复杂度和粗糙度的描述

气象卫星云图的识别主要集中在图像纹理分析上，图像纹理除了包括灰度信息外，还包含了结构信息。应用７０年代由曼德尔勃罗特（Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ）提出的分数维的概念，对图像纹理进行的分析表明，分数维是图像纹理的复杂度与粗糙度的变量。作者将Ｓａｒｋａｒ和Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ的分数维计算方法应用于纹理分形特征的计算，取得了较好的效果。

面向多等级应用的气象云资源调度方法研究

气象云平台是集约支撑气象业务发展基础资源平台,如何合理调度气象云平台的基础资源已成为气象业务稳定运行的关键。由于不同等级气象应用在汛期和日常具有特殊支撑需求,以及部分功能组件对气象云平台的物理服务器有约束要求,现有调度算法难以被直接应用。为此,该文对问题建模,设计目标函数分别评价气象云平台的资源利用水平和对重要核心业务的支撑情况,基于物理服务器与功能组件之间的约束关系,将问题建模成一个多约束多目标优化问题。然后,设计一种改进蛙跳算法的气象云资源调度方法求解模型,该方法利用适应度函数来综合评价模型目标,并重新定义蛙跳算子,利用局部最优交叉操作和最优青蛙变异策略来迭代搜索最优资源调度方案。最后,通过实验验证了该方法的效果。

大连气象云平台设计

立足解决大连市气象局数据中心面临的IT运维管理难题,结合大连市气象局的实际业务应用情况,讨论了构建气象云平台的必要性和实际意义。通过分析云平台的整体设计部分分层讨论了各部分功能及特点,并对比分析传统数据中心服务器及存储管理方式,发现气象云平台能够极大地降低IT中心TCO(总体拥有成本)、提高运营效率和提高服务水平,且实现了对旧硬件和操作系统的投资保护。

Docker容器技术在省级气象云服务中的应用

针对传统虚拟化技术无法快速响应用户需求和资源利用率较低的问题,提出了基于容器技术,将XuguServer、Redis、Kafka、RabbitMQ和PostgresSQL等中间件嵌入Docker容器,搭建省级气象云服务平台,实现中间件的快速创建、动态扩展和稳定服务。基于搭建的省级气象云服务平台,利用气象预报和服务中最常用的中国地面逐小时数据,对云服务实例进行性能分析,实验结果表明基于容器的中间件云服务在搭建速度、扩展性和资源利用率等方面均具有明显优势,能够满足业务和科研的应用需求。

气象应用业务融入气象大数据云平台的设计

针对现有气象应用不能直接融入气象大数据平台的现状,该文采用“云+端”融入的方法,对气象应用的数据存储、产品加工、业务监控、应用接口以及应用端进行改造设计,使现有气象应用业务能够快速接入气象大数据云平台。该设计在湖北气象业务进行应用,避免了因气象业务智能化建设而造成的重复建设和资源浪费,有利于推动气象业务智能化发展,为今后气象应用改造提供了参考。

气象大数据云平台仿真环境容器调度性能优化研究

为实现2025年气象关键核心技术自主可控的目标,气象大数据云平台(简称天擎)建立了基于海光X86服务器和麒麟操作系统的仿真环境。在仿真平台运行中发现,基于容器技术的产品加工与流水线子系统容器调度性能较差,不能满足用户融入算法的时效要求。针对此问题,本文采用对比分析法,选取天擎仿真环境和业务环境的3种CPU芯片服务器和3种操作系统为研究对象,设计了一系列组合对比测试用例,找到了影响容器调度性能的关键因素—操作系统内核,并进一步分析了操作系统内核设置对系统实时性和吞吐量的影响以及适用的业务场景。最后给出了麒麟操作系统内核调整方法,通过调整内核设置,容器调度性能大幅提高,满足了产品加工系统的时效要求,为实现天擎的关键核心技术自主可控奠定基础。

基于气象大数据云平台的监控告警应用研究

由于已有气象数据监控系统的业务流程不适用最新的业务发展,结合我省实际气象信息化业务需求,研究和分析气象数据传输的业务流程,采用Model+View+Controller(MVC)开发模式,使用作业调度Quartz、多线程Smart Thread Pool等技术框架,基于气象大数据云平台升级现有气象数据监控告警系统,实现我省常规气象数据的实时监控告警。目前,该系统已投入业务运行,各功能模块运行稳定,可高效地帮助一线值班人员发现数据异常问题,提高了我省气象数据的监控告警能力。

基于气象大数据云平台的政务区数据同步技术研究

随着气象大数据的快速发展和山东数字强省建设的深入推进,气象数据在地方政府的发展和决策制定中发挥着越来越重要的作用。为了满足政府数据应用的需求,提出一种基于气象大数据云平台的高效、安全、可靠的数据同步方案,以实现政务区的数据同步,提升气象数据服务能力和信息化水平。依据气象数据的类型和特点,将其划分为一般结构化数据、特色结构化数据和非结构化数据三类,针对每类数据提出了相应的同步技术方案,构建了针对政务区数据同步的综合解决方案,并以山东省气象数据为例进行了实验分析。结果表明,所提方案具备高度可行性、有效性和安全性,可为政府决策提供强有力的数据支撑。

基于气象大数据云平台的数据访问实现方法

随着气象观测系统的不断发展,气象数据类型、数量日益增长。气象大数据云平台支持大数据汇聚交换、产品加工、共享服务和挖掘分析,实现了气象数据的高效服务。通过介绍基于气象大数据云平台的Rest数据访问方式、脚本数据访问方式和文件目录数据访问方式的参数配置和具体应用,可以使气象工作人员对气象大数据云平台有更深入的了解,并自主高效获取数据,最大程度地发挥气象数据效能。

气象大数据云平台的网络安全防护体系设计

针对气象大数据云平台存在的网络安全现状需求,设计一种基于持续自适应风险与信任评估、安全责任共担模式的安全防护体系,以保护气象大数据云平台为对象,围绕安全管理、安全技术和安全运营开展覆盖决策规划、纵深防御、监测预警、安全响应和安全评价5个阶段的安全防护,全面保障气象大数据云平台的安全运行,为今后气象云平台网络安全防护提供一种新思路和新模式.

地面自动气象站数据流式处理设计与实现

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息;消息确认采用手工确认的方式,将数据解码组件锚定数据接入组件,实现每条数据的可靠处理;数据解码时进行字节校验和时间检查等,过滤异常数据;应用批量加定时的发送策略,解决海量监控信息发送气象综合业务实时监控系统(天镜)的问题;集群部署时保留部分剩余资源,有效应对单节点异常。应用效果表明:国家气象站小时数据的服务时效由全国综合气象信息共享系统(CIMISS)的175 s提高至天擎的78 s,约6×10^(4)个区域气象站小时数据的服务时效由CIMISS的5 min提高至天警的2 min,实况分析系统将数据源切换至天擎后,相同时间检索可获取的站点数量较CIMISS增加1倍。2021年12月基于Storm的流式处理与天擎一同在国省业务化运行,实现了长期稳定运行,为MICAPS4、SWAN2.0、实况分析系统等用户提供高效稳定的地面自动气象站数据。

基于容器调度技术的气象产品加工系统应用研究

随着研究型业务的快速发展,业务和科研人员急需一种在不降低计算效率、充分利用计算资源情况下支持可独立运行、高可用、高并发、个性化研发环境、快速部署移植的新技术支撑气象业务和科研发展。针对该需求对容器技术在产品加工系统(DPL)中的应用进行分析研究,研究表明Docker容器从系统逻辑层面可实现研发环境的个性化、作业执行的独立性和算法的高效快速移植,并在业务执行完后释放资源,保障资源的充分共享利用,同时采用基于容器的分布式架构Kubernetes技术实现容器的高并发和负载均衡调度,满足气象产品固定时间高并发执行的需求,且执行效率相对物理机集群并无降低,该技术可应用于国家级和省级气象产品加工系统(DPL)中常规气象产品业务和科研算法的调度运行。