MICAPS 4.0 全國(guó)業(yè)務(wù)化版本推出（上）：攜大數(shù)據(jù)應(yīng)用 重磅來(lái)襲

　　中國(guó)氣象報(bào)記者黃彬 趙曉妮

　　MICAPS，即現(xiàn)代化人機(jī)交互氣象信息處理和天氣預(yù)報(bào)制作系統(tǒng)，系中國(guó)氣象部門(mén)氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)和數(shù)值預(yù)報(bào)、站點(diǎn)實(shí)況等產(chǎn)品綜合應(yīng)用最強(qiáng)有力的業(yè)務(wù)技術(shù)支撐平臺(tái)。自1995年起至今，它已經(jīng)歷過(guò)4個(gè)版本的嬗變。相比先前使用的系統(tǒng)，5月30日正式在全國(guó)氣象部門(mén)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的MICAPS4.0有何創(chuàng)新之處？

　　MICAPS4.0啟動(dòng)畫(huà)面。高嵩供圖

　　MICAPS4.0中的衛(wèi)星紅外云圖與細(xì)網(wǎng)格風(fēng)場(chǎng)疊加圖。高嵩供圖

　　MICAPS4.0中的動(dòng)態(tài)衛(wèi)星云圖。高嵩供圖

　　面對(duì)迫切需求 突破勢(shì)在必行

　　“4年前我們就已經(jīng)處于氣象海量數(shù)據(jù)的時(shí)代，當(dāng)時(shí)的MICAPS第三版(MICAPS3)亟待解決的兩大核心技術(shù)難題，就在于預(yù)報(bào)員使用平臺(tái)的體驗(yàn)性能和預(yù)報(bào)員拿到數(shù)據(jù)的高時(shí)效性方面。”國(guó)家氣象中心MICAPS4.0開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)高性能服務(wù)器端首席架構(gòu)師王若曈說(shuō)。

　　自2010年開(kāi)始，MICAPS3面對(duì)的數(shù)據(jù)規(guī)模陡增，服務(wù)器端加工處理數(shù)據(jù)能力已經(jīng)跟不上數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度，這個(gè)問(wèn)題在隨后幾年一直長(zhǎng)期凸顯。

　　現(xiàn)在，氣象數(shù)據(jù)的總量十分龐大，有時(shí)舊的數(shù)據(jù)還沒(méi)有完全瀏覽，新的數(shù)據(jù)就已“撲面而來(lái)”，這樣會(huì)直接造成部分?jǐn)?shù)據(jù)很長(zhǎng)時(shí)間都不會(huì)被使用，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)價(jià)值損失。如何在MICAPS的開(kāi)發(fā)和完善中進(jìn)一步深挖氣象大數(shù)據(jù)，使預(yù)報(bào)員在短時(shí)間內(nèi)瀏覽更多的數(shù)據(jù)，將氣象數(shù)據(jù)保值甚至增值也成為重要課題之一。

　　環(huán)顧全球，自MICAPS1.0系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，世界范圍內(nèi)的氣象部門(mén)幾乎都是采用文件來(lái)存儲(chǔ)氣象數(shù)據(jù)。但原生文件系統(tǒng)在面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有難以逾越的瓶頸——當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到千萬(wàn)數(shù)量級(jí)規(guī)模時(shí)，操作系統(tǒng)就會(huì)撐不住數(shù)據(jù)帶來(lái)的壓力，預(yù)報(bào)員在使用過(guò)程中不可避免會(huì)感到卡頓。

　　此外，MICPAS3在功能上也有不少不足之處。比如預(yù)報(bào)員瀏覽數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行操作的便捷度需要提高，系統(tǒng)的圖形渲染引擎需要優(yōu)化甚至重構(gòu)等。

　　“總而言之，MICPAS3在客戶(hù)端、服務(wù)器端以及中間的網(wǎng)絡(luò)連接部分體現(xiàn)出的問(wèn)題，正是大數(shù)據(jù)時(shí)代天氣預(yù)報(bào)平臺(tái)發(fā)展過(guò)程中必須突破的障礙，所以跨層優(yōu)化的MICAPS4.0開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。”王若曈說(shuō)。

　　雖然有外部團(tuán)隊(duì)參與開(kāi)發(fā)，但不管是客戶(hù)端還是MICAPS4.0服務(wù)器的核心技術(shù)，都是由國(guó)家氣象中心MICAPS團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)或合作研發(fā)的。針對(duì)用戶(hù)需求調(diào)研，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)、對(duì)比、選型，核心模塊實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試以及就產(chǎn)品模塊與預(yù)報(bào)員溝通……這一系列工作都是MICAPS4.0研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主進(jìn)行的。這也使得研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)貫通的跨層優(yōu)化，把握系統(tǒng)的整體方向，更有針對(duì)性地對(duì)其架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而更好地滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

　　MICAPS4.0中的黃淮地區(qū)1小時(shí)降水自動(dòng)站數(shù)據(jù)和地形疊加圖。高嵩供圖

　　突出技術(shù)革新 引領(lǐng)新版起航

　　相比前幾代系統(tǒng)，MICAPS4.0第一次使用純數(shù)據(jù)庫(kù)徹底取代傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

　　“這一點(diǎn)在世界范圍的氣象數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域內(nèi)都是首創(chuàng)性成果。”王若曈說(shuō)。美國(guó)的AWIPS也用到了數(shù)據(jù)庫(kù)，但僅僅是存儲(chǔ)氣象數(shù)據(jù)索引，數(shù)據(jù)內(nèi)容還是保存在文件系統(tǒng)中，所以?xún)H能解決一部分性能問(wèn)題，并不能完全突破文件系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)瓶頸。

　　而MICAPS4.0采取的非關(guān)系型分布式數(shù)據(jù)庫(kù)則不同，相當(dāng)于為氣象實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量身打造了一套集群存儲(chǔ)系統(tǒng)。這套存儲(chǔ)系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)MICAPS用戶(hù)的使用習(xí)慣而深度優(yōu)化定制的，讀寫(xiě)性能優(yōu)異，從上億個(gè)數(shù)據(jù)中檢索一個(gè)用時(shí)僅為幾毫秒。相比于原來(lái)耗時(shí)4秒至5秒的表現(xiàn)，若將數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)延遲等因素綜合考慮，總體性能也得到極大提升。

　　MICAPS4.0與MICAPS3.0對(duì)比。

　　MICAPS4.0第一次使用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)取代集中式文件系統(tǒng)。

　　原先的數(shù)據(jù)僅僅是存儲(chǔ)在一個(gè)磁盤(pán)陣列中，而且數(shù)據(jù)只存儲(chǔ)一份。王若曈舉例說(shuō)：“如果有一百個(gè)預(yù)報(bào)員同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)這一塊磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)，這臺(tái)機(jī)器就要面對(duì)一百份壓力。當(dāng)這臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，所有的預(yù)報(bào)員就都不能訪(fǎng)問(wèn)其中的數(shù)據(jù)，會(huì)造成業(yè)務(wù)上的停機(jī)。”而采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)則可以有效地避免這個(gè)問(wèn)題。“假設(shè)我把每種數(shù)據(jù)都存成三個(gè)副本放到十臺(tái)機(jī)器里面，這時(shí)預(yù)報(bào)員訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的壓力就會(huì)均衡地分散到所有節(jié)點(diǎn)上去。”他補(bǔ)充道，在系統(tǒng)需要維護(hù)時(shí)，可以停機(jī)其中一臺(tái)，其他的仍然可以繼續(xù)工作。

　　除了分布式集群存儲(chǔ)，MICAPS 4.0服務(wù)器端的第二大法寶是采用了海量數(shù)據(jù)的分布式流式計(jì)算技術(shù)，就是在數(shù)據(jù)流動(dòng)的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。

　　MICAPS4.0的分布式流式前處理系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)秒級(jí)計(jì)算、毫秒級(jí)寫(xiě)入，使預(yù)報(bào)員需要的全部數(shù)據(jù)達(dá)到“產(chǎn)生即可見(jiàn)”的效果。“原先，數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到能被預(yù)報(bào)員看到需要幾小時(shí)；現(xiàn)在幾分鐘甚至幾秒鐘就能看到，而且還是建立在數(shù)據(jù)量是原先幾十倍甚至上百倍的基礎(chǔ)上。”王若曈說(shuō)。

　　此外，早在MICAPS4.0項(xiàng)目啟動(dòng)初期，“對(duì)用戶(hù)行為進(jìn)行徹底分析”便成了當(dāng)時(shí)研發(fā)的首要任務(wù)。而“特定技術(shù)為了滿(mǎn)足特定需求”的理念也是決定MICAPS4.0技術(shù)選型的關(guān)鍵。

　　在這樣的開(kāi)發(fā)思路引導(dǎo)下，MICAPS4.0版本最大化地保留了MICAPS1/2/3版的所有界面設(shè)計(jì)與操作方式，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)預(yù)報(bào)員直接參與MICAPS4.0的操作和界面設(shè)計(jì)，同時(shí)在項(xiàng)目的各個(gè)開(kāi)發(fā)階段都與預(yù)報(bào)員及時(shí)溝通，請(qǐng)多名預(yù)報(bào)員對(duì)平臺(tái)進(jìn)行反復(fù)操作。除此之外，MICAPS4.0開(kāi)發(fā)組也認(rèn)真梳理來(lái)自不同方向的用戶(hù)需求：為了減輕省/市級(jí)MICAPS平臺(tái)維護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，MICAPS4.0開(kāi)發(fā)了“在線(xiàn)升級(jí)”功能；為了減輕預(yù)報(bào)員長(zhǎng)時(shí)間使用平臺(tái)后造成的視覺(jué)疲勞，同時(shí)兼顧會(huì)商PPT出圖的需求，MICAPS4.0專(zhuān)門(mén)提供了“會(huì)商模式”與“預(yù)報(bào)模式”兩套配色方案；為了能支持預(yù)報(bào)員更快捷使用系統(tǒng)，MICAPS4.0為預(yù)報(bào)員量身打造了很多鍵盤(pán)快捷方式以及產(chǎn)品輸出方式等。可以說(shuō)，MICAPS4.0的任何細(xì)微變化都來(lái)自于需求。

MICAPS4.0中細(xì)網(wǎng)格10米風(fēng)動(dòng)態(tài)流線(xiàn)圖。高嵩供圖

　　眾創(chuàng)與集約化 貫穿開(kāi)發(fā)始終

　　MICAPS4.0取得突破性創(chuàng)新，與開(kāi)發(fā)模式中滲透著眾創(chuàng)合作和集約化思想密不可分。

　　“早在2007年MICAPS3正式發(fā)布之時(shí)，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)就提出了一個(gè)想法，即可以讓用戶(hù)在系統(tǒng)上進(jìn)行定制模塊、擴(kuò)展開(kāi)發(fā)。”國(guó)家氣象中心MICAPS4.0開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)客戶(hù)端核心開(kāi)發(fā)人員高嵩說(shuō)，“我們希望讓專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)業(yè)的事，所以盡可能把開(kāi)發(fā)的門(mén)檻降到最低。對(duì)于一個(gè)具備開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)的用戶(hù)，我們會(huì)專(zhuān)門(mén)為其提供開(kāi)發(fā)環(huán)境，讓他得以擴(kuò)展開(kāi)發(fā)一些功能比較齊全的模塊。”

　　目前，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一個(gè)類(lèi)似“APP商店”的功能，可以讓用戶(hù)把自主開(kāi)發(fā)的成果放到MICAPS系統(tǒng)的“APP商店”中，方便有同樣需求的人將其下載到自己的MICAPS系統(tǒng)平臺(tái)中，便于其他用戶(hù)在別人開(kāi)發(fā)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和反饋回傳。高嵩認(rèn)為，這樣的良性循環(huán)可以促進(jìn)MICAPS生態(tài)環(huán)境建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)人人參與、共建和眾創(chuàng)。

　　除了鼓勵(lì)用戶(hù)積極參與自主開(kāi)發(fā)外，強(qiáng)化與數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)＜业暮献饕彩潜妱?chuàng)的思路之一。如果把一個(gè)系統(tǒng)比作木桶，那么它的最短板將決定其性能。高嵩說(shuō)：“我們吸引不同領(lǐng)域的專(zhuān)家來(lái)共同完成這個(gè)‘木桶’，力爭(zhēng)把每一塊木板做到最好。”

　　與清華大學(xué)、國(guó)家氣象信息中心在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上的應(yīng)用合作就印證了這一點(diǎn)。雙方的合作不是簡(jiǎn)單的加法，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)從清華大學(xué)專(zhuān)家身上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，并自主編寫(xiě)核心數(shù)據(jù)代碼；清華大學(xué)專(zhuān)家也需要對(duì)氣象數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行深入理解后，才能進(jìn)行深度合作。在最初合作的三個(gè)月里，雙方并沒(méi)有急于推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)展，而是加深了解，認(rèn)真吃透了用戶(hù)需求，對(duì)雙方后續(xù)深度合作產(chǎn)生了事半功倍的影響。

　　同時(shí)，在MICAPS4.0的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在眾創(chuàng)研發(fā)的同時(shí)，也提倡集約化的思想。高嵩表示，集約化思想一方面體現(xiàn)在平臺(tái)功能的集約上，即系統(tǒng)已有的功能將便捷地提供給用戶(hù)使用，不需要用戶(hù)再浪費(fèi)更多的時(shí)間和精力去開(kāi)發(fā)重復(fù)內(nèi)容；另一方面體現(xiàn)在數(shù)據(jù)環(huán)境的集約化上。

　　數(shù)據(jù)的多次重復(fù)性存儲(chǔ)看起來(lái)很雜亂，也會(huì)造成數(shù)據(jù)不一致，MICAPS3的文件服務(wù)器就存在這種問(wèn)題。但當(dāng)系統(tǒng)性能提升時(shí)，就能一定程度上解決數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)的問(wèn)題，從而促進(jìn)了整體數(shù)據(jù)環(huán)境的集約。

　　為了成功實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙跨層優(yōu)化的軟件工程組織，自2014年8月以來(lái)，國(guó)家氣象中心就與國(guó)家氣象信息中心成立了聯(lián)合工作組，積極推進(jìn)CIMISS（全國(guó)綜合氣象信息共享平臺(tái)）與MICAPS系統(tǒng)的融合工作。同時(shí)，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)借助局校合作平臺(tái)，積極引入清華大學(xué)技術(shù)力量，對(duì)CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境進(jìn)行能力擴(kuò)建，解決了數(shù)據(jù)讀取效率和資料服務(wù)時(shí)效等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，有效提升了CIMISS整體性能，滿(mǎn)足了對(duì)MICAPS4.0的直接數(shù)據(jù)支撐需求。三方良好的深度合作也成為局校合作的典范案例。

　　MICAPS 4.0 全國(guó)業(yè)務(wù)化版本推出（下）：集眾人之智 成預(yù)報(bào)員之“器”

　　中國(guó)氣象報(bào)記者趙曉妮 黃彬 通訊員柳秀婷

　　5月23日，參加全國(guó)MICAPS4.0培訓(xùn)的預(yù)報(bào)員準(zhǔn)時(shí)抵京。迎接他們的，是最新的MICAPS4.0全國(guó)版本。

　　經(jīng)過(guò)一年半的測(cè)試運(yùn)行，MICAPS4.0系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，保持了便捷的操控界面、很高的讀寫(xiě)性能、可靠的數(shù)據(jù)正確性、良好的可擴(kuò)展性及可維護(hù)性，達(dá)到了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。5月30日，MICAPS4.0全國(guó)版本正式推出。

　　MICAPS4.0中的GRAPES相對(duì)濕度預(yù)報(bào)。高嵩供圖

　　利劍出鞘：MICAPS就是預(yù)報(bào)員的“器”

　　“工欲善其事，必先利其器，預(yù)報(bào)員做預(yù)報(bào)，工具好，對(duì)理清預(yù)報(bào)思路、理順流程和提高效率都會(huì)有很大的幫助，MICAPS就是我們預(yù)報(bào)員的‘器’。”中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員孫軍在MICAPS4.0開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成立之初就作為第一批用戶(hù)參與其中，積極提出問(wèn)題和修改意見(jiàn)。

　　作為一名老預(yù)報(bào)員，他深感過(guò)去20年里，MICAPS系統(tǒng)從第一代發(fā)展到第四代，現(xiàn)代化人機(jī)交互氣象信息處理和天氣預(yù)報(bào)制作系統(tǒng)給氣象預(yù)報(bào)方式帶來(lái)了巨大的改變。

　　在MICAPS出現(xiàn)以前，預(yù)報(bào)員做預(yù)報(bào)的時(shí)候，需要在一張紙上畫(huà)出天氣圖，瀏覽數(shù)據(jù)和進(jìn)行預(yù)報(bào)的效率非常低。而MICAPS將天氣預(yù)報(bào)從紙上制作變?yōu)殡娮又谱鳎蟛糠诸A(yù)報(bào)員只要在MICAPS終端上輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可直接在電腦上繪制天氣圖。

　　“這極大縮短了時(shí)間，提高了效率。”國(guó)家氣象中心MICAPS4.0開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)客戶(hù)端核心開(kāi)發(fā)人員高嵩說(shuō)，“同時(shí)，MICAPS也推進(jìn)了預(yù)報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)化，更便于數(shù)據(jù)共享。”

　　于2013年啟動(dòng)研發(fā)的MICAPS4.0，歷經(jīng)了“千錘百煉”的測(cè)試。自2015年1月8日起，MICAPS4.0客戶(hù)端中央氣象臺(tái)測(cè)試版先后在中央氣象臺(tái)的短期、中期、環(huán)境預(yù)報(bào)中心、強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)中心、臺(tái)風(fēng)海洋預(yù)報(bào)中心等多個(gè)預(yù)報(bào)崗位進(jìn)行了安裝試用。今年2月1日，中央氣象臺(tái)正式亮出這柄“利劍”，MICAPS4.0版本全面進(jìn)入業(yè)務(wù)應(yīng)用。

　　“我們收到非常多的用戶(hù)反饋，主流反饋是MICAPS4.0比MICAPS3.0快得多，原來(lái)有些保守的預(yù)報(bào)員擔(dān)心新鮮事物有不完善的地方，現(xiàn)在也消除了疑慮。另外，很多預(yù)報(bào)產(chǎn)品都在MICAPS4.0上傳遞，逐漸把一批人‘拽’到系統(tǒng)中。”國(guó)家氣象中心MICAPS4.0開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)高性能服務(wù)器端首席架構(gòu)師王若曈告訴記者。

　　同時(shí)，自去年11月底面向各省（自治區(qū)、直轄市）開(kāi)展推廣測(cè)試，MICAPS4.0在天氣圖分析繪制、定量降水預(yù)報(bào)圖制作、早間天氣會(huì)商、氣象災(zāi)害保障服務(wù)、臺(tái)風(fēng)專(zhuān)題會(huì)商中逐漸顯示出強(qiáng)大的能力。

　　“目前，軟件已經(jīng)比較成熟。去年做了測(cè)試版后，收集到很多反饋意見(jiàn)，在更加了解預(yù)報(bào)員關(guān)注點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了再梳理和開(kāi)發(fā)，5月30日，MICAPS4.0全國(guó)版本正式推出。”高嵩告訴記者。

　　MICAPS4.0中的細(xì)網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)圖（左），自動(dòng)站溫度等值線(xiàn)分析圖（右）。高嵩供圖

　　驚喜不斷：更綠色、更快捷、更穩(wěn)定

　　去年11月底，武漢中心氣象臺(tái)預(yù)報(bào)員董良鵬在結(jié)束MICAPS4.0培訓(xùn)回到湖北后，便十分期待這個(gè)系統(tǒng)推廣開(kāi)來(lái)。

　　由于MICAPS4.0是綠色軟件，不需要復(fù)雜的安裝過(guò)程，解壓縮即可運(yùn)行且免配置，董良鵬在安裝使用系統(tǒng)時(shí)，并未遇到任何困難。

　　“所有客戶(hù)端的配置基本上是按照預(yù)報(bào)員最舒服的方式設(shè)置好的，需要頻繁修改的功能可以通過(guò)用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)，需要個(gè)性化的一次性修改的功能放到比較便捷修改的配置文件里面，需要深度修改的高級(jí)功能也放在系統(tǒng)級(jí)的配置文件里進(jìn)行。用戶(hù)可根據(jù)習(xí)慣調(diào)整，比前幾版更便捷。”王若曈解釋說(shuō)，“運(yùn)行軟件后，不需要進(jìn)行任何配置就可以查看數(shù)據(jù)，不需要掛載任何文件服務(wù)器。”

　　熟悉的用戶(hù)界面也幫助預(yù)報(bào)員迅速?gòu)腗ICAPS3.0轉(zhuǎn)換到MICAPS4.0。高嵩告訴記者：“很多預(yù)報(bào)員在大學(xué)學(xué)習(xí)天氣分析的時(shí)候就在用MICAPS，鼠標(biāo)移動(dòng)到哪個(gè)位置應(yīng)該出現(xiàn)什么結(jié)果，甚至某個(gè)交互符號(hào)應(yīng)該出現(xiàn)在面板某個(gè)位置，已經(jīng)養(yǎng)成一定的習(xí)慣。我們保持了系統(tǒng)的延續(xù)性，當(dāng)預(yù)報(bào)員打開(kāi)界面以后，在新穎的體驗(yàn)之外，對(duì)每個(gè)操作功能又非常熟悉，更易于接受，也減少了培訓(xùn)成本。”

　　MICAPS4.0給預(yù)報(bào)員帶來(lái)的更大驚喜是其更快的速度。該系統(tǒng)包含分布式實(shí)時(shí)流式解析系統(tǒng)、分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)兩大子系統(tǒng)。其中，實(shí)時(shí)解析系統(tǒng)直連原始數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)，分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)直連MICAPS4.0客戶(hù)端。自2015年1月20日運(yùn)行至今，實(shí)時(shí)解析系統(tǒng)保證了對(duì)于原始數(shù)據(jù)的高效解析與寫(xiě)入，單個(gè)數(shù)據(jù)平均解析與寫(xiě)入時(shí)間小于1秒鐘；分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了MICAPS4.0客戶(hù)端的高性能訪(fǎng)問(wèn)，單個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)平均查詢(xún)時(shí)間小于20毫秒。

　　“以前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是文件式的，文件特別多，調(diào)取文件的時(shí)候顯示速度比較慢，現(xiàn)在在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行重大改變，使用效率更高，顯示更流暢，用戶(hù)體驗(yàn)更好。”孫軍說(shuō)出自己的切身感受。

　　實(shí)際上，MICAPS4.0不是單純的“表面功夫”，而是從后臺(tái)到前端都進(jìn)行了升級(jí)，面對(duì)部分突發(fā)情況下的自我修復(fù)能力以及系統(tǒng)本身的健壯性也有很大提升。中國(guó)氣象局以及去年12月引進(jìn)MICAPS4.0的湖北省氣象局，做過(guò)不少“暴力”測(cè)試，比如直接把一臺(tái)服務(wù)器關(guān)掉，從5臺(tái)服務(wù)器變成4臺(tái)持續(xù)運(yùn)行；把5臺(tái)服務(wù)器內(nèi)部連接的兩臺(tái)交換機(jī)其中一臺(tái)網(wǎng)線(xiàn)拔掉，只用一臺(tái)交換機(jī)工作；把5臺(tái)交換機(jī)電源都抽出來(lái)一塊；把硬盤(pán)抽出來(lái)一塊——結(jié)果是，系統(tǒng)運(yùn)行正常。如今，MICAPS4.0系統(tǒng)已經(jīng)在湖北省、市、縣三級(jí)推廣開(kāi)來(lái)。

　　MICAPS4.0顯然已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和系統(tǒng)穩(wěn)定性。王若曈打了個(gè)比方：“飛機(jī)有4個(gè)引擎，如果一個(gè)引擎壞了，其他3個(gè)引擎工作仍然可以保證續(xù)航甚至續(xù)航很長(zhǎng)時(shí)間直到達(dá)到更換引擎的條件。MICAPS4.0從大到小的每個(gè)軟硬件都是按照這種方式來(lái)設(shè)計(jì)的。”

　　良性互動(dòng)：集聚眾人智慧和能量

　　MICAPS4.0反饋QQ群每天都在閃動(dòng)——任何人提出問(wèn)題，很快就有人來(lái)答疑解惑。

　　這一方面表明這個(gè)群的活躍度非常高；另一方面也說(shuō)明用戶(hù)對(duì)MICAPS4.0充滿(mǎn)期待。“誰(shuí)有問(wèn)題都會(huì)去問(wèn)，所有人都很愿意回答。”高嵩說(shuō)，這也是眾創(chuàng)的一種形式。

　　“該系統(tǒng)抓住了技術(shù)前沿，將數(shù)據(jù)綜合表現(xiàn)出來(lái)，非常靈活。”武漢中心氣象臺(tái)預(yù)報(bào)員祝嬴認(rèn)為，“系統(tǒng)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)預(yù)報(bào)員需求做了很多工作。”

　　由于氣象數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常需要開(kāi)發(fā)新的解碼器，并在不停機(jī)的情況下動(dòng)態(tài)加載，實(shí)時(shí)解析系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了該需求。因此，在試運(yùn)行過(guò)程中已實(shí)現(xiàn)了解析能力的熱擴(kuò)充以及配置管理功能的熱加載。

　　高嵩說(shuō)，希望未來(lái)能通過(guò)一定的評(píng)定或獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制激勵(lì)大家把自己的應(yīng)用放到系統(tǒng)中，讓大家參與進(jìn)來(lái)，依托MICAPS4.0和氣象云來(lái)解決問(wèn)題。

　　其實(shí)，系統(tǒng)與預(yù)報(bào)員的積極互動(dòng)早在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中就體現(xiàn)出來(lái)。比如，在實(shí)時(shí)解析系統(tǒng)及分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)生成的正確性上投入了極高的人力成本，每一個(gè)模式數(shù)據(jù)、衛(wèi)星雷達(dá)和實(shí)況數(shù)據(jù)的解析、產(chǎn)品生成，全部由若干資深預(yù)報(bào)員完成正確性檢查、單位調(diào)整以及等值線(xiàn)設(shè)定等工作，并且至少再由另外一名資深預(yù)報(bào)員完成交叉驗(yàn)證，確保每一個(gè)數(shù)值的正確性。

　　王若曈舉例說(shuō)：“模式數(shù)據(jù)需要顯示等值線(xiàn)，等值線(xiàn)有起始值、終止值和等差數(shù)列的步長(zhǎng)值，每一種物理量的起始值、終止值和等差數(shù)列的步長(zhǎng)值設(shè)置都是不一致的，現(xiàn)在所有模式約2000多個(gè)物理量加層次的數(shù)值全部由預(yù)報(bào)員逐一手工配置，并保證拖到系統(tǒng)里顯示美觀(guān)，保證數(shù)據(jù)單位的絕對(duì)正確性。”

　　在良性互動(dòng)中，系統(tǒng)功能得到不斷完善。目前，MICAPS4.0已經(jīng)具備了數(shù)據(jù)綜合可視化、預(yù)報(bào)交互制作、產(chǎn)品發(fā)布、自動(dòng)化動(dòng)畫(huà)、監(jiān)視性的資料滾動(dòng)等功能。在未來(lái)，系統(tǒng)功能還會(huì)進(jìn)一步完善。“現(xiàn)在功能雖然比較多，具體到某些功能可能還會(huì)有進(jìn)一步改進(jìn)的空間，比如模式探空、集合預(yù)報(bào)使用等。”孫軍期待著，“在智能化方面，將來(lái)MICAPS4.0把預(yù)報(bào)員的思想放進(jìn)去，想預(yù)報(bào)員所想，做預(yù)報(bào)員所做，將預(yù)報(bào)流程用更加智能化的方法體現(xiàn)出來(lái)，比如現(xiàn)在比較流行的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或許就是一個(gè)可以探索的方向。”

　　MICAPS4.0正是大數(shù)據(jù)時(shí)代的產(chǎn)物。“我們看到的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)有不少成功案例，但還有成千上萬(wàn)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的失敗被忽視，這些系統(tǒng)通常剛剛經(jīng)歷項(xiàng)目初期熱鬧的炒作階段，因?yàn)椴粔驀?yán)謹(jǐn)、不夠扎實(shí)而曇花一現(xiàn)，一兩年后就被歷史淘汰了。”王若曈說(shuō)，“我們更希望并且要保證，作為解決氣象大數(shù)據(jù)的典范平臺(tái)以及中國(guó)氣象局和國(guó)家氣象中心的旗艦產(chǎn)品，MICAPS4.0能真正成為歷史所存下來(lái)的較少的部分優(yōu)秀系統(tǒng)之一。”