背后的力量 | 华云数据赋能民航局空管局创新转型 用云计算加快智慧气象建设

落尘夜阑

　　随着云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展以及在各行各业的应用，整个社会正在步入智能时代，气象工作也逐步呈现出“智慧化”特征。国家气象发展“十三五”规划中明确指出，要建成以智慧气象为重要标志的气象现代化。

　　目前，众多机构已经开始逐渐加快推进新时代气象现代化建设，运用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等现代信息技术，搭建气象云计算平台和智慧气象平台，满足气象需求，提供更精准和个性化的服务。中国民航总局空中交通管理局(简称民航局空管局)就是其中之一。

　　加快智慧气象建设

　　民航局空管局是民航局管理全国空中交通服务、民用航空通信、导航、监视、航空气象、航行情报的职能机构。中国民航空管系统现行行业管理体制为民航局空管局、地区空管局、空管分局(站)三级管理；运行组织形式基本是区域管制、进近管制、机场管制为主线的三级空中交通服务体系。

　　近年来随着业务的发展，民航局空管局以新时代中国特色社会主义思想为指导，认真学习新时代民航强国建设中“四强空管”建设的有关内涵以及民航局空管局智慧气象建设的有关要求，创新空管气象发展思路，已经达成了加快建设空管智慧气象发展的共识。

　　智慧气象是通过新技术的深入应用，将多维气象图形、图像产品（雷达、云图、闪电定位、天气图等）跟机场的进离场程序、航线等叠加在一起，把对飞行有影响的恶劣天气直观化体现在航路上，极大地提高管制员对危险天气的应对水平，机场航空气象服务的专业性、应用性、智慧性也将得到进一步提升。依托气象科学技术进步，使气象系统成为一个具备自我感知、判断、分析、选择、行动、创新和自适应能力的系统，让气象业务、服务、管理活动全过程充满智慧。

　　民航局空管局方面表示，智慧气象的建设将直接影响不正常天气下民航运行效率的提升和大流量飞行的减少。气象中心工程项目通过建设气象信息与服务系统、天气雷达资料共享平台等航空气象业务系统，为民航运行决策提供全面、及时、有效的气象支持。民航情报管理中心工程建成后，将提高航空情报数据质量，拓展航空情报服务渠道，实现我国民航首个机载数据处理中心功能。

　　目前，民航局空管局急需建设包括全国1核心（北京）+7个大区中心（中南空管局：广州，华东空管局：上海， 华北空管局：北京， 西北空管局：西安， 东北空管局：沈阳， 西南空管局：成都，新疆空管局：乌鲁木齐）的业务平台支撑。由于该平台是提供服务的生产系统级别云平台，因此，民航局空管局对平台的可靠性和业务可用性以及对产品成熟度、资质、技术和运维能力都有着极高要求，具体如下：

　　规模大，地域广：涉及服务器、存储设备、网络设备近六百多台，其中五百多台计算存储服务器，分布在八个地域。

　　非标准，严规划：除标准版化硬件设备外，云平台要对接其他品牌的传统存储设备，同时根据客观条件给出满足性能和业务可用性的规划方案。

　　自主可控：除交付软件产品并构建云平台外，还要求对现行开发、运维能力的移植。

　　搭建智慧气象私有云平台

　　华云数据是中国领先的云计算服务商，在云计算、大数据能领域有着领先的技术和丰富的实践经验，助力众多党、政、军及企业用户数字化转型，实现创新发展。

　　针对民航局空管局方面的建设需求，华云数据经过前期的充分沟通了解，为民航局空管局搭建智慧气象私有云平台，整体平台主要分为基础设施层、数据层、支撑层、应用层和表示层五大部分。总体结构设计充分考虑了系统的整体性、可用性、稳定性、成熟性、灵活性和开放性要求，采用了云平台、虚拟化、微服务架构、分布式系统、组件化设计和GIS展示融合等关键技术，体现了安全性、可扩展性、可管理性、用户界面友好性和高性能等特点。

　　华云数据表示，民航局空管局核心业务区、数据交换区、7大地区空管局气象中心节点较少，信息服务区节点数较多。为了节约利用每个节点资源，我们一方面采用融合部署，最大化利用物理节点资源，同时实现计算资源池高可用。另一方面，采用分布式部署云平台+自动化运维平台，减少融合部署对宿主机的性能影响，降低故障排查难度。

　　华云数据为智慧气象提供云计算服务平台软件能够支持计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、业务连续性、快照、资源监控；IaaS资源管理（云主机，云硬盘，虚拟网络，负载均衡，防火墙，虚拟路由等）；资源管理、用户管理、项目管理等；黑白名单等安全功能；大屏展示等定制化功能。

　　华云数据表示，在存储方面，平台支持多存储模型，能够在满足低延迟、高性能的存储要求（ FC-SAN ）的同时，满足易扩展、高性价比、高安全性的存储需求（分布式块存储），并可根据上层业务类型的要求配置不同的底层存储策略，方便用户在存储架构不变的前提下，构建兼具高性能和优异横向可扩展能力的高可靠云计算存储系统。

　　在网络方面，平台支持灵活高性能网络。在不使用SDN或硬SDN的情况下实现VLAN类型的华云私有云和物理群集网络互通，打通异构环境下的网络孤岛。支持 IPv4 和 IPv6 双栈网络，无论用户请求或目标地址处于 IPv4 还是 IPv6 网络，双栈网络都能轻松访问，两种协议互不影响，帮助用户打通 IPv6 孤岛和 IPv4 局域网限制。同时，无需额外设备，网络环境完美支持 IPv4和IPv6，轻松应对网络需求，也无需改造后端服务即可支持IPv6，无后端二次开发成本。

　　

　　在安全方面，平台提供有效的安全机制，能够对物理资源，包括物理服务器、网络设备的访问进行认证、授权和审计。并针对用户提供统一的基于 Keystone认证，强密码验证，防止恶意登陆，也能按需要支持对接 AD 和 LDAP 扩展认证方式。同时，为了保障云主机系统安全，所有镜像需要做安全优化，提供密钥登录机制等；而为了保证云平台网络安全，支持云平台用户的 VPC 网络，提供虚拟防火墙，云平台要求管理、业务、存储三网VLAN隔离。

　　开启智慧气象服务新篇章

　　智慧气象私有云平台建设完工后，将有效支撑“气象业务系统”提升各类气象资料采集质控、多源数据融合、主题数据集构建、挖掘统计分析和统一数据服务能力，实现全国天气雷达资料组网共享，实现各类气象数据全生命周期管理，为民航气象业务和生产运行提供灵活、高效、可定制的气象信息共享及融合服务，为流量管理与协同决策提供及时有效的气象服务支持。

　　华云数据表示，智慧气象私有云平台拥有国际先进水平，能够满足气象业务系统中多类型数据存储要求以及强大的计算资源弹性需求，同时为为基于性能的导航乃至航空器四维航迹的运行提供支持。

　　此外，智慧气象私有云平台水平扩展得益于其合理的分布式架构。计算、存储容量和性能都可以弹性水平扩展，而且扩展后的Rack空间、计算、容量和性能是可预估的，能极大地帮助用户选择最合适的软硬件解决方案，只需要简单添置节点来扩容就能满足业务增长的需求。

　　最重要的是，随着技术的演进，智慧气象私有云平台将有利于支撑大数据平台及深度学习平台使用机器学习、数据挖据技术进行理论与实际业务结合的探索实践。并且有助于智慧气象模式在未来的全国航空领域（空管气象、航空公司、机场等）尤其是中小机场及通航服务领域，进行大范围推广，成为向公路气象、农业气象发展的基石，为将来全行业气象数据采集存储应用运营奠定基础。

　　华云数据做到了有力支撑民航气象各业务系统安全、可靠、稳定的运行，7*24小时不间断提供按需的优质资源服，同时具备灵活性高、成本低、可拓展性强、降低运维难度等，满足业务的快速发展与模式创新。并完成多中心建设任务，支撑民航气象业务系统完成民航中心、地区中心、台站三级多用户高并发实时海量数据存储传输共享计算服务。

　　民航局空管局方面表示，华云数据助力我们智慧化升级转型，实现更加准确、个性化的预测，并且有效挖掘气象数据的价值，拓展气象服务领域，让气象算得快、测得准、服务好。

　　气象服务事关国计民生，在全球气候变暖、极端天气多发的大背景下，经济生活中的不少行业如农业、交通、旅游、销售、保险等，无一例外与天气的变化息息相关。随之而来的则是各个行业和业务场景对于个性化气象服务的巨大需求。

　　华云数据有着丰富的行业实践经验，服务覆盖政府金融、国防军工、教育医疗、能源电力、交通运输等十几个行业。同时华云数据还积极响应国家号召，联合行业伙伴，打造开放共享、共生共赢国产化产业生态，满足用户安全可靠需求。

　　随着华云数据与民航局空管局合作的深入，未来必将不断拓宽气象服务领域，实现与各行业智慧融合的公共气象服务，在加快智慧气象建设的同时，减少自然灾害带来的业务影响，建立完善的自然信息安全壁垒。