辽宁省气象网络计算应用系统的设计与实现

针对辽宁省气象部门计算资源整合、共享和管理的需求,提出了一个省级气象网络计算应用系统的设计方案。利用网格计算技术,建立一个辽宁省级高性能计算资源整合与管理平台,希望实现省级气象系统内资源充分共享,从而提高现有资源的利用率和地方预报业务的深入开展。设计方案分为用户接口、网格管理、高性能计算机本地管理等层次。对于异构计算资源的整合需要,提出了全局一致的集中式用户管理、元调度作业管理器方案,并根据业务需求,进行了系统实现。该系统为辽宁省天气数值预报业务提供了及时、有效的支持保障作用。

气象计算资源管理系统设计

为有效管理国家气象中心高性能计算系统的计算资源,提出一种气象计算资源管理系统。用银行账户的设计思想表示计算资源与用户的关系,以账户资金量化描述资源使用量,以账户的消费充值等事务处理描述用户对计算资源的使用行为,通过数据库技术实现计算资源的记账、分配与统计等管理功能。应用结果表明,该系统能对计算资源进行实时、精细粒度的管理。

科学计算网格环境信息服务扩展研究

为了更好地支持科学计算网格中资源共享的需求,在分析现有网格信息服务技术局限的基础上,根据科学计算程序资源的特点,提出了"服务组-物理服务"、"顾问服务"的思路来解决存在的问题。作为对现有信息服务技术的扩展增强,设计了一个三层服务信息组织架构和资源服务信息中心方案。试验结果表明,该设计方案可行,管理开销在合理范围内,较好地满足了构建科学计算网格环境的需要。

一个精细粒度实时计算资源管理系统

由于相应业务系统软件的缺乏,国家级气象高性能计算机的资源管理措施落后于能力建设的发展。对此,该文提出了一个精细粒度实时计算资源管理系统。系统设计紧密围绕着目前竞争最为激烈的计算资源,采用资源虚拟单元GCU作为资源使用的计量单位,屏蔽了不同高性能计算机系统的体系结构差异,实现了计算资源细粒度的统一量化统计。系统可分为用户接口层、资源管理层、HPC系统层等3个层次,根据与网格平台软件不同结合方式以两种方式运行。在国家气象信息中心完成了系统的研发、部署和试验运行,根据试验运行的部分数据进行了用户单位和用户个人的计算资源使用的统计分析。目前,计算资源管理系统成果已成功应用到国家级气象高性能计算机计算资源的业务管理工作中。

基于并行计算的气溶胶定量遥感反演模型实现

为了加快气溶胶光学厚度(AOD)反演计算速度,基于SYNTAM串行算法,提出了循环分块划分和聚合通信的策略,利用消息传递模型,在中国气象局的IBM Cluster 1600高性能计算机系统上,并行实现了从MODIS双星(TERRA和AQUA)卫星数据反演AOD。试验结果表明该方法大大减少了计算时间,与地面太阳光度计实测AOD数据进行对比验证,发现所有站点处的AOD反演相对误差小于22%,表明这种并行方法可以满足高精度监测空气质量要求。

计算作业网格执行环境的分析、设计与应用

针对网格环境下科学计算遗产程序执行涉及到的关键问题进行了分析和设计,提出了一个基于固有计算执行环境+网格运行支持扩展的计算作业网格执行环境,以支持在网格环境下调用执行科学程序,并将其应用到了科学计算遗产程序包装成的网格服务运行中。计算作业网格执行环境很好地满足了传统科学计算遗产程序在网格环境下共享后的运行管理的需要,具有广泛的适用性和参考价值。

构建面向共享的计算平台——LDM和SIMDAT

LDM(Local Data Manager)是一组用于数据产品获取、管理和分发的应用程序集。SIMDAT是一个数据网格项目。气象领域方面的研发目前由DWD(德国气象局)、ECMWF(欧洲中期天气预报中心)、MeteoFrance(法国气象局)和UKMO(英国气象局)组成的联合工作组共同完成,旨在为分布的数据建立统一的平台视图,从而使数据被安全、稳定和方便地访问和使用。通过对这两项技术的介绍和分析并结合LDM实际应用的经验,对怎样合理构建面向共享服务的计算机系统和实现网络数据交换共享时二者的适用范围提出参考建议。

数据中心基础设施规划设计与节能效益分析

概述总结了数据中心规划设计中的六大系统以及基础设施方面的设计流程,重点通过一个国外数据中心建设案例分析了其在建筑、电气、能源和空间四个方面的节能方案以及由此带来的经济效益。另外,通过建立一个工程模型,详细对比分析了采用四种不同的冷却系统建设方案在1～10年产生的不同总运维成本,并且简要分析了一些其他节能因素以及由此带来的经济效益。

结合实时数据库元数据管理软件谈Java程序设计

国家级气象资料存储检索系统的实时库是一个存储管理气象资料的大型关系型数据库,数据库创建时首先将所有元数据表建好,通过检索元数据表中的数据来完成对数据表和索引的创建工作,因此需要开发一套有效的管理元数据的软件,实现对元数据表的管理和创建,并能使用元数据创建数据库表和索引。元数据管理软件是基于J2EE架构设计和实现的,运行环境使用IBM Websphere Application Server,用户操作界面为jsp页面,客户端只需要有浏览器即可使用。文章主要结合元数据管理软件阐述有关Java程序设计的一些思想。

基于卫星云图的云分类研究

各种类型云的辐射特性以及分布情况,对大气收支平衡以及天气气候都有重大影响,对云进行正确分类是遥感领域的重要应用和研究热点。文章基于对卫星云图进行自动准确识别和分类研究的前提,通过介绍几种特征提取和选择方法,以及介绍无监督、有监督和神经网络3类云分类研究常用分类方法,对国内外近几十年来所做的卫星云图分类研究进行综述介绍。并简要介绍了云分类结果的评价方法,对分类研究的结果进行定性讨论。

NMIC场地环境监控系统建设的实现与探索

为缓解国家气象信息中心对环境基础设施运行管理落后的压力,通过采用IP组网、B/S分布模式的模块化结构,建立起了新的基础设施监控系统。新系统按照机房的物理分区和设备分区,配置了两台嵌入式服务器,现场输入输出设备及通信接口设备采用星型结构,通过I/O模块组合完成与被监控设备的匹配。该系统不仅为新增神威4000A机组的环境基础设施提供了管理,也为实施机房环境分析和能效评定提供了基础数据。

三次谐波对配电系统的危害及抑制措施

为了更好地降低或消除供电系统中的三次谐波,保障供电系统的安全运行,针对三次谐波对供配电系统的影响越来越严重的现状,以国家气象信息中心供配电系统为研究对象,采用理论分析与实际测量相结合的方法,对三次谐波的危害及抑制措施进行了研究。指出了三次谐波产生的原因,分析了三次谐波引起的5种主要危害,并以此为依据,提出了降低或消除三次谐波的6种不同方法。通过对降低或消除三次谐波不同方法进行分析、对比,结合实践的检验,通过在配电系统接近负荷的位置安装D-Yn接法隔离变压器,可以最有效地抑制三次谐波产生的各种危害,明显改善供电系统的供电质量和配电系统及设备的安全运行,是行之有效的三次谐波抑制措施。

基于元任务的网格调度算法综述

网格作为一种新的分布式异构计算平台,其目的是要实现Internet范围内的资源共享和协同计算。网格任务调度作为网格计算的核心技术,其算法性能的优劣对系统整体运行效率有重要的影响。对现有的基于元任务的网格任务调度算法,包括传统的网格任务调度算法和启发式智能网格任务调度算法进行了分析和总结,最后对网格任务调度的主要发展方向和研究中存在的问题进行了阐述。

空调系统负载的调查与分析

国家气象信息中心三层HPC机房内空调系统由14台90KW冷量的机房专用空调构成，该机房自2004年投入使用，随着空调使用年限的增加和机房后期设备的增加，现如今空调系统负载压力很大。本文对目前机房内空调系统的实际运行和负载情况、空调系统的整体冗余情况、单台空调机组的制冷能力余量以及影响这些数据的主要因素做了相关统计和数据分析，以定量掌握目前HPC机房空调系统的负载情况，更好的保障HPC机房的安全稳定运行。