摘要：為實(shí)現(xiàn)水文水情分中心冗余管理功能，達(dá)到精細(xì)化管理的目的。分析了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)、水情數(shù)據(jù)處理、相應(yīng)流量推算、值守人員管理等每個(gè)環(huán)節(jié)的冗余管理技術(shù)。對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，建立了質(zhì)量管理保障體系。冗余管理技術(shù)的應(yīng)用已在沙市水情分中心實(shí)踐應(yīng)用多年，應(yīng)用冗余管理技術(shù)使水情報(bào)汛每個(gè)環(huán)節(jié)都有一定的容災(zāi)能力，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)上合理可行、水文信息安全通暢、報(bào)汛質(zhì)量達(dá)到或優(yōu)于有關(guān)技術(shù)要求的目標(biāo)。

　　關(guān)鍵詞：冗余管理技術(shù);水情數(shù)據(jù)：水文信息;水文水情分中心;沙市

　　1 概 述

　　及時(shí)準(zhǔn)確地掌握水情信息對(duì)國(guó)家防汛抗旱、防災(zāi)減災(zāi)不可或缺。水文水情分中心(以下簡(jiǎn)稱“水情分中心”)作為所轄區(qū)域內(nèi)水文站點(diǎn)與上級(jí)水文情報(bào)預(yù)報(bào)中心水情信息的收集、貯存、處理、完善的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，必須確保水情信息完整、安全、及時(shí)、準(zhǔn)確地報(bào)送，滿足水情報(bào)汛漏、錯(cuò)報(bào)率≤1%，預(yù)報(bào)合格率≥75%。因此，水文水情分中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、水文信息數(shù)據(jù)庫(kù)、水文信息處理、相應(yīng)流量推算、值守人員管理等都要應(yīng)用冗余管理技術(shù)，使每個(gè)環(huán)節(jié)都有一定的容災(zāi)能力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)上合理可行、水文信息安全通暢的目的。

　　水情分中心由1 個(gè)或若干水情分中心，若干個(gè)中央報(bào)汛站或流域報(bào)汛站組成，圖1為水情中心水情數(shù)據(jù)傳輸與處理流程。

　　容錯(cuò)技術(shù)是指在系統(tǒng)部分硬件發(fā)生故障或部分軟件發(fā)生錯(cuò)誤的情況下，系統(tǒng)仍能正確執(zhí)行任務(wù)的能力。其實(shí)質(zhì)是利用“冗余”思想屏蔽故障影響，提高系統(tǒng)的可靠性[1]。水情分中心運(yùn)行管理時(shí)，要求能夠做到無(wú)論任何時(shí)刻，發(fā)生任何故障，均需保證水情報(bào)汛工作正常進(jìn)行。水情分中心工作與業(yè)務(wù)系統(tǒng)密不可分，火災(zāi)、地震等災(zāi)害和人為操作失誤、聯(lián)網(wǎng)攻擊等“災(zāi)難”一旦發(fā)生時(shí)，要盡快且完整地恢復(fù)正常的業(yè)務(wù)工作，減少災(zāi)難造成的損失。通過(guò)冗余管理技術(shù)，能較好地解決系統(tǒng)安全穩(wěn)定不間斷運(yùn)行的需求。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余管理為水情傳輸提供保障，數(shù)據(jù)庫(kù)冗余管理保證水情數(shù)據(jù)的安全，水情數(shù)據(jù)處理冗余管理、相應(yīng)流量推算冗余管理為水文實(shí)時(shí)報(bào)汛提供接口，值班冗余管理輔助水情中心日常工作正常運(yùn)行，圖2為冗余管理功能模塊。

　　在冗余管理功能模塊中，以災(zāi)備措施為基礎(chǔ)，將水情分中心硬件進(jìn)行災(zāi)備，以保證設(shè)備運(yùn)行正常;傳輸層包含網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑cGPRS信道、北斗信道等，為水情分中心信道冗余管理;表現(xiàn)層為數(shù)據(jù)的需求展示結(jié)果，即應(yīng)用系統(tǒng)冗余管理包括數(shù)據(jù)庫(kù)冗余管理、相應(yīng)流量推算冗余管理和值班冗余管理等。

　　2 水情分中心冗余管理

　　2.1 信息網(wǎng)絡(luò)

　　報(bào)汛要求水情分中心信息網(wǎng)絡(luò)必須24 h不間斷。水情分中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括：核心交換機(jī)、接入式交換機(jī)、防火墻、深信服VPN和路由器等。在實(shí)際工作中，人為失誤操作、電腦硬軟件損壞、病毒侵入、黑客攻擊以及天災(zāi)等因素都會(huì)造成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓以致數(shù)據(jù)丟失。水情分中心主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)冷熱備份，網(wǎng)絡(luò)線路實(shí)現(xiàn)雙路或者多路實(shí)時(shí)切換，圖3為水情分中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中有4條逐步報(bào)汛信道，主信道為移動(dòng)MSTP專線，備用信道包括電信MSTP專線、VPN和水利衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中核心交換機(jī)互為熱備份，能在不斷網(wǎng)的情況下自動(dòng)切換，到分局線路為移動(dòng)和聯(lián)通雙線路備份，服務(wù)器與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均設(shè)相同應(yīng)用系統(tǒng)備件。

　　對(duì)水情工作中信息網(wǎng)絡(luò)收集與轉(zhuǎn)發(fā)故障進(jìn)行總結(jié)，采用冗余管理技術(shù)對(duì)信息故障處理流程進(jìn)行梳理，以沙市水情分中心為例，建立水情分中心信息冗余管理圖。根據(jù)其信息冗余管理圖，分中心值班人員能夠快速解決信息傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)故障，圖4為水情分中心信息冗余管理圖。管理圖分解為以下情況：

　　(1)服務(wù)器損壞(數(shù)據(jù)存儲(chǔ))。①水情接收服務(wù)器損壞，直接切換到備用接收服務(wù)器;②水情交換/處理服務(wù)器損壞，切換到備用水情交換/處理服務(wù)器;③主數(shù)據(jù)庫(kù)切換備用數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　(2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備損壞(數(shù)據(jù)交換)。①防火墻損壞，直接切換備用防火墻;②核心交換機(jī)損壞，熱備份自動(dòng)切換;③核心路由器損壞，接入備用核心路由器。

　　(3)網(wǎng)絡(luò)線路故障(數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)發(fā))，提供4條備用線路(除無(wú)線mifi，其余自動(dòng)切換)。①M(fèi)STP鏈路故障(電信，移動(dòng));②VPN故障;③水利衛(wèi)星鏈路故障;④無(wú)線mifi操作。

　　(4)備用電源故障。①市電故障，自動(dòng)切換到UPS;②UPS故障，接入市電或者發(fā)電機(jī);③備用發(fā)電機(jī)操作。

　　2.2 水文信息數(shù)據(jù)庫(kù)

　　水文信息數(shù)據(jù)庫(kù)容災(zāi)是為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)完整性，其對(duì)于水情報(bào)汛工作極為重要。水情分中心數(shù)據(jù)庫(kù)容災(zāi)有兩種方式：①采用水情交換系統(tǒng)，將主數(shù)據(jù)庫(kù)連接到備用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)備份;②采用數(shù)據(jù)庫(kù)快照，復(fù)制定時(shí)備份主數(shù)據(jù)庫(kù)到專用存儲(chǔ)器。

　　越來(lái)越多有價(jià)值的關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)變?yōu)樗閿?shù)據(jù)，如果未及時(shí)有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)，損失將是無(wú)法估量的，數(shù)據(jù)庫(kù)冗余管理顯得尤為重要。數(shù)據(jù)冗余管理主要指數(shù)據(jù)備份技術(shù)，主要有快照備份、離線備份、異地存儲(chǔ)備份等[2]。為便于管理，自動(dòng)備份，水情分中心采用數(shù)據(jù)庫(kù)訂閱與水情交換的方式實(shí)現(xiàn)備份。水情數(shù)據(jù)冗余管理見(jiàn)圖5。

　　(1)主要備用方式：采用主數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布，備用數(shù)據(jù)庫(kù)訂閱的方式，對(duì)主數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行復(fù)制，保證水情數(shù)據(jù)的安全性。

　　(2)冗余備用方式：采用水情交換系統(tǒng)，在異地或者異服務(wù)器新建數(shù)據(jù)庫(kù)，將主數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換到備用數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)異地備份。

　　兩種方式實(shí)現(xiàn)以下備份策略：①每日01：00，啟動(dòng)數(shù)據(jù)備份服務(wù)機(jī)制，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到異機(jī)服務(wù)器上或進(jìn)行本地備份。②值班人員每日對(duì)備份機(jī)制進(jìn)行巡檢，檢查是否成功備份。每周測(cè)試驗(yàn)證備份數(shù)據(jù)的可用性。③定期對(duì)備份進(jìn)行刻盤，移交到檔案室保存。當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)災(zāi)難，將備份數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)即可，解決實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保護(hù)不能解決的人為誤操作、惡意操作等行為。

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