CN110020968A - 一种面向水文气象的通用产品服务构建系统及集成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向水文气象的通用产品服务构建系统及集成方法，包括步骤A、调用水文气象产品的各类系统；步骤B、负载均衡服务器，涉及到负载均衡策略；步骤C、静态资源服务器，涉及到静态资源配置；步骤D、水文气象产品处理服务器，涉及到应用拆分及高可用性；步骤E、水文气象产品处理日志数据库；步骤F、水文气象产品日志统计分析程序。该方法将所有水文气象类产品，采用分布式服务器+面向服务的集成方式，先将各类产品生成程序部署在多个服务器上，再集成为统一的服务，对外提供一个接口。当业务系统需要应用某类产品时，只需调用统一的服务接口，做到“一次生成，多次使用”。
Description
技术领域
本发明涉及一种产品服务构建系统及集成方法，具体为一种面向水文气象的通用产品服务构建系统及集成方法，属于水文气象应用技术领域。
背景技术
目前现有的水文气象类产品处理程序包括实况1小时、8时至今、逐日滚动等离散数据的处理，ECMWF、NCEP、WRF等网格数据的处理，卫星云图、遥感监测、天气雷达等栅格数据的加工。处理成果包括矢量、图片等多种类型，处理的产品多达85种。随着水文气象研究领域的不断深入，产品的成果及类别还会不断扩充。
现有的系统在应用这些产品时，采用各自独立生成的方式，这导致了相同产品的重复生成，对服务器资源是一种浪费。如老版长江流域预报调度系统(以下简称预报系统)是VB语言编写的BS系统，数据库服务器为SQL SERVER，长江流域水资源管理预报系统(以下简称水资源系统)是C#语言编写的BS系统，数据库服务器为MY SQL,两个系统分别由两个开发小组负责。这两个系统都有卫星云图数据的加工展示功能，当用户需要在水资源系统中查询2019年1月1号8时的卫星云图产品时，由于两个系统采用各自独立加工的方式，即使在预报系统中已处理过该产品，水资源系统仍需处理后才可展示产品，而不能直接调用预报系统中已有的成果。
同时产品的标准未定义，在不同系统中存在规范不统一、成果不一致的问题。如实况1小时等值面产品在预报系统中的的雨量等级为0,1,2,4,6,8,10,20,50，对应9个区间填充颜色RGB值为(210,255,190)，(166,240,146)，(61,162,1)，(99,181,249)，(0,3,252)，(0,114,75)，(255,0,246)，(231,74,1)，(109,2,0)，笼罩面积单位为万平方公里，保留两位小数，产品命名方式为“RAIN_流域名称_起始时间_结束时间.png”，其中流域名称为中文，起始和结束时间格式为yyyyMMddHHmm，如2019年1月1号8时金沙江流域实况1小时的产品名称为“RAIN_金沙江流域_201901010700_201901010800.png”；相同产品在水资源系统中的雨量等级为0,10,25,50,100,250，对应6个区间填充颜色RGB值为(166,242,142)，(37,140,48)，(97,184,255)，(0,0,225)，(250,0,250)，(136,0,21)，笼罩面积单位为平方公里，取整，产品命名方式为“流域名称起始时间结束时间.jpg”，其中流域名称为中文首字母大写，起始和结束时间格式为yyyyMMddHH，不含分钟，如2019年1月1号8时金沙江流域实况1小时的产品名称为“JSJLY20190101072019010108.jpg”。由于两个产品的标准不统一，即使生成相同时间的产品也会在范围、配色、笼罩面积及命名方式上存在明显差异。
当增加或更新一类产品时，所有业务系统都需要修改。如当需要在ECMWF模式产品现有图片成果的基础上增加矢量生成及展示功能时，不仅需要在预报系统中增加ECMWF网格数据处理生成矢量及矢量渲染展示的VB代码，还需要在水资源系统中增加相同数据的矢量处理及展示的C#代码；两个系统基于的数据库不同，在数据库查询、数据格式处理上也有差异，因此，针对上述问题提出一种面向水文气象的通用产品服务构建系统及集成方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种面向水文气象的通用产品服务构建系统及集成方法，采用分布式服务器+面向服务的集成方式，先将各类产品生成程序部署在多个服务器上，再集成为统一的服务，对外提供一个接口。当业务系统需要应用某类产品时，只需调用统一的服务接口，做到“一次生成，多次使用”。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种面向水文气象的通用产品服务构建系统，包括系统1、系统2和系统3，所述系统1、系统2和系统3连接Nginx服务器，且所述Nginx服务器连接Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器；所述Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器均通过静态映射/返回产品连接程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器，且所述程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器均连接日志数据库，且所述日志数据库连接日志统计分析程序。
一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，具体包括以下步骤：
步骤A、调用水文气象产品的各类系统；
步骤B、负载均衡服务器，涉及到负载均衡策略；
步骤C、静态资源服务器，涉及到静态资源配置；
步骤D、水文气象产品处理服务器，涉及到应用拆分及高可用性；
步骤E、水文气象产品处理日志数据库；
步骤F、水文气象产品日志统计分析程序。
优选的，所述步骤A中，调用水文气象产品的各类系统为需要展示水文气象产品的各类业务系统，向步骤B请求需求。
优选的，所述步骤B中，Nginx作为反向代理服务器，对步骤C中的多台Tomcat服务器实现负载均衡，将来自步骤A中的各类业务系统的用户请求转发给不同服务器。
优选的，所述步骤C为tomcat服务器配置静态资源，把水文气象产品的实际路径映射成一个web工程，这些产品相当于在web路径下，用户即可访问。
优选的，所述步骤D为具体处理各类水文气象产品的服务器，涉及到应用拆分及高可用性，具体如下：
(1)首先是对业务进行水平拆分，根据各类产品的相关度、重要性和生成时间分类；
(2)其次是高可用性，水文气象类产品为每日预报的基础和依据，高可用性在此显得尤为重要，本方法先建立VMware vSphere集群，利用VMware vSphere的HA和DRS策略保证产品处理的连续性和成果数据的安全性，再将各大类产品处理程序部署在集群中，DRS采用全自动模式，由DRS确定在不同主机之间分发虚拟机的最佳方式，并自动将虚拟机迁移到最合适的主机上。
优选的，所述步骤D中，HA设置为启动主机和虚拟机监控，当监控到集群中有主机意外故障时，可自动在其它主机启动故障主机上之前承载的虚拟机，当监控到虚拟机故障时，对其进行重置防止处理程序故障和操作系统崩溃。
优选的，所述步骤E中，日志数据库用来存储步骤D中处理程序运行时的状态日志，供步骤F日志统计分析程序调用，因产品种类多，且多个程序都在处理不同类产品，本方法对日志做了标准化的规范。
优选的，为了方便步骤F程序的统计分析，步骤D多个程序的日志格式统一，以数据库表的形式写入，表包含流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型，涵盖了所有水文气象产品处理过程中包含的信息，日志根据处理状态分为三个等级，成功、失败和正在处理，对应数据库表中状态列CSTATE，以便于步骤F程序根据不同状态进行统计分析；为了快速查找定位过滤某一类日志记录，在数据库表的设计中应用了染色功能，表中前四个字段可以唯一确定某类产品中具体日期对应的成果，错误类型字段可以记录当产品生成失败时错误的原因，步骤D的程序根据不同类别产品在处理时可能出现的错误进行了分类，当程序处理出现错误时，将具体错误对应的编号写入日志记录表中，再根据错误编号内容对应表即可了解具体错误类型。
优选的，所述步骤F为日志统计分析程序，该程序为自动化统计分析程序，可按不同时间类型为用户提供产品处理状态分析图表，包括各类产品的处理成功率、失败率统计、失败原因分布，根据统计分析结果，可总结错误原因，进一步优化程序，为了避免长期运行后，日志记录表中记录条数过多，统计分析程序增加了回滚功能，当表中记录条数达到指定值时，程序根据用户需求将符合条件的记录转移到日志记录备份表CON_CPJS_BAK中，需求包括根据流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型进行转移。
本发明的有益效果是：该方法将所有水文气象类产品，采用分布式服务器+面向服务的集成方式，先将各类产品生成程序部署在多个服务器上，再集成为统一的服务，对外提供一个接口。当业务系统需要应用某类产品时，只需调用统一的服务接口，做到“一次生成，多次使用”。分布式服务器保证了产品生成的负载均衡，产品扩展或更新只会影响某个服务器，这提高了程序的可靠性。面向服务的集成方式将产品生成细节封装，对外提供了统一标准的接口，为各类业务系统提供便捷规范化的产品服务。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明CON_CPJS表结构图；
图3为本发明日志记录表；
图4为本发明错误编号内容对应表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1所示，一种面向水文气象的通用产品服务构建系统，包括系统1、系统2和系统3，所述系统1、系统2和系统3连接Nginx服务器，且所述Nginx服务器连接Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器；所述Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器均通过静态映射/返回产品连接程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器，且所述程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器均连接日志数据库，且所述日志数据库连接日志统计分析程序。
一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，具体包括以下步骤：
步骤A、调用水文气象产品的各类系统；
步骤B、负载均衡服务器，涉及到负载均衡策略；
步骤C、静态资源服务器，涉及到静态资源配置；
步骤D、水文气象产品处理服务器，涉及到应用拆分及高可用性；
步骤E、水文气象产品处理日志数据库；
步骤F、水文气象产品日志统计分析程序，其中，步骤E、F涉及到日志服务。
所述步骤A中，调用水文气象产品的各类系统为需要展示水文气象产品的各类业务系统，向步骤B请求需求。目前已投入使用的系统包括长江防汛预报调度系统、长江流域水库群信息共享平台、西南诸河水情信息共享系统、汉江水资源预报调度系统及金沙江中游预报调度系统五个。这五类系统面向的用户群体有所不同，同时单个系统的用户数量平均在1000个左右，当遇到业务系统使用高峰期时，单台服务器难以承受如此压力。
所述步骤B中，Nginx作为反向代理服务器，对步骤C中的多台Tomcat服务器实现负载均衡，将来自步骤A中的各类业务系统的用户请求转发给不同服务器。
方法在upstream模块中定义了后端服务器列表，如下所示，模块内的server即为服务器列表。
本方法采用的负载均衡策略为轮询策略，原因为1、多台Tomcat服务器硬件配置相当；2、水文气象产品为无状态服务，无需确保相同的客户端请求发送到同一台服务器；3、水文气象产品在步骤D已处理成直接可展示的成品，业务系统只需调用符合条件的产品进行展示，不会有复杂的计算操作，请求占用时间短。
所述步骤C为tomcat服务器配置静态资源，把水文气象产品的实际路径映射成一个web工程，这些产品相当于在web路径下，用户即可访问。
ECMWF产品的静态资源映射配置信息如下所示。
<Context path＝"/moshichanpin"reloadable＝"false"docBase＝"Z:\Forecast"></Context>
所述步骤D为具体处理各类水文气象产品的服务器，涉及到应用拆分及高可用性，具体如下：
(1)首先是对业务进行水平拆分，根据各类产品的相关度、重要性和生成时间分类；
(2)其次是高可用性，水文气象类产品为每日预报的基础和依据，高可用性在此显得尤为重要，本方法先建立VMware vSphere集群，利用VMware vSphere的HA和DRS策略保证产品处理的连续性和成果数据的安全性，再将各大类产品处理程序部署在集群中，DRS采用全自动模式，由DRS确定在不同主机之间分发虚拟机的最佳方式，并自动将虚拟机迁移到最合适的主机上。
所述步骤D中，HA设置为启动主机和虚拟机监控，当监控到集群中有主机意外故障时，可自动在其它主机上启动故障主机之前承载的虚拟机，当监控到虚拟机故障时，对其进行重置防止处理程序故障和操作系统崩溃。
所述步骤E中，日志数据库用来存储步骤D中处理程序运行时的状态日志，供步骤F日志统计分析程序调用，因产品种类多，且多个程序都在处理不同类产品，本方法对日志做了标准化的规范。
为了方便步骤F程序的统计分析，步骤D多个程序的日志格式统一，以数据库表的形式写入，表包含流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型，涵盖了所有水文气象产品处理过程中包含的信息。
CON_CPJS表结构如图2所示。
日志根据处理状态分为三个等级，成功、失败和正在处理，对应数据库表中状态列CSTATE，以便于步骤F程序根据不同状态进行统计分析。
为了快速查找定位过滤某一类日志记录，在数据库表的设计中应用了染色功能，表中前四个字段可以唯一确定某类产品中具体日期对应的成果，错误类型字段可以记录当产品生成失败时错误的原因，步骤D的程序根据不同类别产品在处理时可能出现的错误进行了分类，当程序处理出现错误时，将具体错误对应的编号写入日志记录表中，再根据错误编号内容对应表即可了解具体错误类型。
如下图3、4，步骤D程序在生成雅砻江水系短期预报图时失败，根据CON_CPJS表中CERROR字段的内容“ERR16-1”，结合错误编号内容对应表CON_CWLX可以了解到生成失败的原因是因为短期预报数据未入库，从而快速定位问题。
所述步骤F为日志统计分析程序，该程序为自动化统计分析程序，可按不同时间类型为用户提供产品处理状态分析图表，包括各类产品的处理成功率、失败率统计、失败原因分布，根据统计分析结果，可总结错误原因，进一步优化程序。
为了避免长期运行后，日志记录表中记录条数过多，统计分析程序增加了回滚功能。当表中记录条数达到指定值时，程序根据用户需求将符合条件的记录转移到日志记录备份表CON_CPJS_BAK中。需求包括根据流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型进行转移，如用户可通过设置处理结束时间为2019年1月1号将2019年以前的所有记录转移到备份表中。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种面向水文气象的通用产品服务构建系统，其特征在于：包括系统1、系统2和系统3，所述系统1、系统2和系统3连接Nginx服务器，且所述Nginx服务器连接Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器；
所述Tomcat1服务器、Tomcat2服务器、Tomcat3服务器均通过静态映射/返回产品连接程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器，且所述程序1服务器、程序2服务器、程序3服务器、程序4服务器均连接日志数据库，且所述日志数据库连接日志统计分析程序。
2.一种根据权利要求1所述的面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤A、调用水文气象产品的各类系统；
步骤B、负载均衡服务器，涉及到负载均衡策略；
步骤C、静态资源服务器，涉及到静态资源配置；
步骤D、水文气象产品处理服务器，涉及到应用拆分及高可用性；
步骤E、水文气象产品处理日志数据库；
步骤F、水文气象产品日志统计分析程序。
3.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤A中，调用水文气象产品的各类系统为需要展示水文气象产品的各类业务系统，向步骤B请求需求。
4.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤B中，Nginx作为反向代理服务器，对步骤C中的多台Tomcat服务器实现负载均衡，将来自步骤A中的各类业务系统的用户请求转发给不同服务器。
5.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤C为tomcat服务器配置静态资源，把水文气象产品的实际路径映射成一个web工程，这些产品相当于在web路径下，用户即可访问。
6.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤D为具体处理各类水文气象产品的服务器，涉及到应用拆分及高可用性，具体如下：
(1)首先是对业务进行水平拆分，根据各类产品的相关度、重要性和生成时间分类；
(2)其次是高可用性，水文气象类产品为每日预报的基础和依据，高可用性在此显得尤为重要，本方法先建立VMware vSphere集群，利用VMware vSphere的HA和DRS策略保证产品处理的连续性和成果数据的安全性，再将各大类产品处理程序部署在集群中，DRS采用全自动模式，由DRS确定在不同主机之间分发虚拟机的最佳方式，并自动将虚拟机迁移到最合适的主机上。
7.根据权利要求6所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤D中，HA设置为启动主机和虚拟机监控，当监控到集群中有主机意外故障时，可自动在其它主机上启动故障主机之前承载的虚拟机，当监控到虚拟机故障时，对其进行重置防止处理程序故障和操作系统崩溃。
8.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤E中，日志数据库用来存储步骤D中处理程序运行时的状态日志，供步骤F日志统计分析程序调用，因产品种类多，且多个程序都在处理不同类产品，本方法对日志做了标准化的规范。
9.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：为了方便步骤F程序的统计分析，步骤D多个程序的日志格式统一，以数据库表的形式写入，表包含流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型，涵盖了所有水文气象产品处理过程中包含的信息，日志根据处理状态分为三个等级，成功、失败和正在处理，对应数据库表中状态列CSTATE，以便于步骤F程序根据不同状态进行统计分析；为了快速查找定位过滤某一类日志记录，在数据库表的设计中应用了染色功能，表中前四个字段可以唯一确定某类产品中具体日期对应的成果，错误类型字段可以记录当产品生成失败时错误的原因，步骤D的程序根据不同类别产品在处理时可能出现的错误进行了分类，当程序处理出现错误时，将具体错误对应的编号写入日志记录表中，再根据错误编号内容对应表即可了解具体错误类型。
10.根据权利要求2所述的一种面向水文气象的通用产品服务构建系统的集成方法，其特征在于：所述步骤F为日志统计分析程序，该程序为自动化统计分析程序，可按不同时间类型为用户提供产品处理状态分析图表，包括各类产品的处理成功率、失败率统计、失败原因分布，根据统计分析结果，可总结错误原因，进一步优化程序，为了避免长期运行后，日志记录表中记录条数过多，统计分析程序增加了回滚功能，当表中记录条数达到指定值时，程序根据用户需求将符合条件的记录转移到日志记录备份表CON_CPJS_BAK中，需求包括根据流域名称、产品类型、产品起止时间、处理结束时间、状态及错误类型进行转移。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190716 |
|
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