CliWare System

Система CliWare

Система CliWare представляет собой программно технологический комплекс, ориентированный на решение задач по управлению гидрометеорологической информацией на различных уровнях ее обработки и представления. Комплекс реализован в виде базового модуля, на основе которого можно строить различные технологии по обработке гидрометеорологической информации, получения различных климатических характеристик и доведения информации до потребителя. Комплекс базируется исключительно на Web технологиях, что позволяет его использовать как в сетях Интранет, так и в сетях Интернет. При этом решаются четыре основные задачи: ввод гидрометеорологической информации в систему, получение различных климатических характеристик, ведение базы данных гидрометеорологической информации и метаданных, а также доведение информации до потребителей. Система ориентирована на применение в областных центрах по гидрометеорологии, управлениях по гидрометеорологии, научно исследовательских организациях. Модульная структура системы позволяет настраивать ее на конкретные потребности и может быть использована как для обеспечения информационных потребностей предприятия, так и представления дозированной информации в Интернет. Средства защиты позволяют устанавливать различные права для пользователей по управлению данными и ограничивать доступ к информации для различных пользователей.

Система позволяет работать с различными видами гидрометеорологической информации.

синоптические данные;
судовые синоптические данные;
аэрологические данные;
данные климат;
океанографические данные бати, тесак, буй.

данные метеорологических станций и постов;
гидрологические данные.

данные суточные, декадных и месячные выводов;
многолетние средние и экстремальные характеристики;

Климатические характеристики могут быть получены как самой системой, так загружены из внешних источников.

данные паспортов станций, история станций;
сведения о имеющейся информации;
сведения о полноте данных;
сведения о рейсах судов;
любые метаданные пользователя.

            Оборудование и коммерческое программное обеспечение
            В зависимости от задач потребителя система может быть реализована с использованием различных вычислительных платформ и системного программного обеспечения. При необходимости можно обойтись исключительно свободно распространяемым программным обеспечением, что может существенно снизить затраты на создание технологий по управлению данными. Минимальная по стоимости конфигурация включает в себя одну персональную ЭВМ типа Pentium III, с тактовой частотой около 500 м. герц, оперативной памятью 250 м. байт, дисковой памятью 10 г. байт и сетевой картой. Операционная система - Linux, система управления данными SapDb, сервер приложений Jboss, Web сервер - Tomcat, язык программирования и среда выполнения Java 2 от Sun Microsystem. Все программное обеспечение является свободно распространяемым. Таким образом затраты составят менее одной тысячи долларов США. Программное обеспечение системы CliWare является также свободно распространяемым среди организаций Росгидромета и гидрометеослужб - стран членов Всемирной Метеорологической Организации. Свободно распространяемое системное программное обеспечение может быть при необходимости заменено коммерческим. В качестве операционной системы может быть использована система Windows NT 4 или Windows 2000. Для управления данными большого размера может быть использована СУБД Oracle. Для сервера приложений и Web сервера могут быть использованы сервера: Oracle Application server, Borland Enterprise Server, AppServer Edition, Weblogic, а также другие сервера, поддерживающие технологию EJB. Для повешения производительности сервера могут быть размещены на различных ЭВМ.

            Архитектура системы
            Система реализована на основе многоуровневой архитектуры и включает в себя следующие серверы:

сервер баз данных на основе реляционной СУБД;
сервер приложений на основе технологии EJB и стандарте J2EE;
динамический Web сервер на основе технологии Servlet;
клиентское программное обеспечение на основе браузеров Интернет и пользовательских приложений.

Программирование системы выполнено на языке Java и система является переносимой на различные платформы, которые поддерживают язык Java 2. Тестирование системы проведено на платформах Windows NT, Windows 2000 pro, Linux Slackware.

            Сервер баз данных
            Для хранения гидрометеорологической информации и метаданных использована реляционная СУБД. Система использует исключительно стандартный набор команд для взаимодействия с сервером баз данных и не зависит от используемой СУБД. Ограничением являются возможности СУБД по обеспечению безопасности данных и разграничению доступа к информации для различных пользователей. Если это не является важным, то круг используемых СУБД может быть существенно расширен. Система протестирована с использованием СУБД Oracle и SapDb, которые рекомендуются для применения. Состав базы данных является совершенно свободным и пользователи могут создавать собственные таблицы для хранения гидрометеорологической информации и метаданных. После их регистрации система может работать с этими данными для выполнения всех операций. Система поставляется с набором системных таблиц, заранее отконфигурированным для таблиц гидрометеорологической информации и метаданных.

            Сервер приложений
            Программирование сервера приложений выполнено на языке Java по технологии J2EE. Сервер приложений реализован в виде набора сервисов выполняющих те или иные функции по управлению гидрометеорологической информацией и метаданными. При необходимости сервисы взаимодействуют между собой.

сервис обработки запросов на гидрометеорологическую информацию, который обеспечивает выборку гидрометеорологической информации из базы данных и выполнение расчетов по 3,5 тысяч гидрометеорологических характеристик на основе информации базы данных;
сервис записи гидрометеорологической информации в базу данных;
сервис обработки запросов на метаданные, который обеспечивает выборку метаданных по условиям запроса;
сервис записи метаданных в базу данных;
сервис почтовой службы, обеспечивающий обработку входящей электронной почты с запросами на информацию и с загружаемыми данными в базу, рассылку электронной почты с данными, сформированными по расписанию;
планировщик задач, обеспечивающий выполнение задач по расписанию для обслуживания потребителей и выполнения задач управления системой;
сервис формирования пользовательских документов и графических изображений.

Сервер приложений взаимодействует с внешними приложениями по протоколу RMI с использованием для передачи гидрометеорологической информации языка MeteoXML и для передачи метаданных языка RDF. Языком запросов является для гидрометеорологической информации язык MeteoSql и для запросов метаданных - RDFSql.

            Web сервер
            Web сервер реализован на основе технологии Servlet и JSP и состоит из двух независимых компонентов. Один компонент обеспечивает преобразование протокола RMI сервера приложений в протокол HTTP, используя технологию Servlet. При этом сохраняются те же языки запросов и передачи информации. Этот компонент предназначен для взаимодействия с пользовательскими приложениями по протоколу HTTP, а также для взаимодействия систем, построенных на базе CliWare между собой. Второй компонент реализован по технологии JSP и реализует взаимодействие с пользователями системы на основе языка HTML. Этот компонент взаимодействует с пользователем системы через браузер, формирует запросы к серверу приложений на соответствующем языке и на основе полученных документов в виде MeteoXML формирует пользовательские документы в виде HTML страниц. Конфигурация Web сервера позволяет определить правила авторизации пользователей, которая в дальнейшем используется сервером приложений и сервером баз данных.

            Ввод гидрометеорологической информации в систему
            Для решения прикладных задач необходимо загрузить в базу данных системы различную климатическую информацию. Система позволяет осуществлять загрузку данных из различных источников, используя несколько технологий.
            1. Загрузка данных средствами СУБД.
Наиболее быстрый способ загрузки данных большого объема. Данных должны быть представлены в табличном текстовом виде.
            2. Загрузка данных с использованием специализированных пользовательских приложений.
Позволяет осуществить загрузку данных из архивов Росгидромета в форматах TMC, TMCC, TMCM, TMM1, Восход и др., а также из форматов системы КЛИКОМ. Для пополнения базы данных текущими данными может быть использовано программное обеспечение, упомянутое выше, а также загрузка данных из блочного кода системы Персона. Для удаленной загрузки данных в базу в системе предусмотрена загрузка по электронной почте и с использованием браузера. Задача ввода данных с клавиатуры позволяет заносить информацию в формы ввода с последующим контролем и сохранением информации в базе данных или в файле. Для ввода оперативной информации реализована подсистема обработки информации в кодах КН и FM. Подсистема позволяет вести обработку оперативной информации с каналов связи в реальном масштабе времени с записью информации непосредственно в СУБД, а также обработку этой информации из файлов данных.

            Получение климатических характеристик
            Система обеспечивает выборку данных из базы данных и расчеты различных климатических характеристик. Выходные данные могут быть представлены в виде HTML документа, электронного письма с данными или файла данных. Для взаимодействия с системой используется протокол HTTP или SMTP. Выходные данные представляются в виде таблиц, графиков, массивов данных или XML документов на языке MeteoXML.

            Метаданные
            Для управления системой широко используется подсистема управления метаданными, которая реализована в общем виде и позволяет ее использовать для собственных нужд пользователя. Подсистема реализована на основе языка Resource Description Framework (RDF), который поддерживает работу с метаданными в любого вида. Для хранения метаданных используются стандартные таблицы системы управления данных. При этом наименование таблиц и их состав совершенно свободны. Таблица с метаданными должна быть зарегистрирована в системе. После регистрации система обеспечивает доступ к метаданным по адресу URL.

            Ссылки на свободно распространяемое программное обеспечение
           СУБД SapDb - http://www.sapdb.org/
           Сервер приложений Jboss - http://www.jboss.org/
           Web сервер Tomcat - http://jakarta.apache.org/tomcat/
           Java 2 Sun Microsystems - http://developer.java.sun.com/developer/
           SVG графика - http://www.adobe.com/svg/viewer/install/main.html
           ГИС - http://geotools.sourceforge.net/