[發明專利]用于氣象預報計算系統WRF的Web服務封裝方法以及系統

有效

• 申請號: 201310263421.9
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103309675B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 苗春葆;馬少杰;曹振南;李斌;趙明坤;侯雪峰;何滄平;田相桂;楊亮;易成;曹征;姜金良;沈杰;胡耀國;范娟
• 申請（專利權）人: 曙光信息產業（北京）有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，更具體地，涉及一種用于中尺度數值氣象預報計算系統WRF的Web服務封裝方法以及Web服務封裝系統。

背景技術

中尺度氣象是現代氣象科學中發展迅速的一個重要分支，它所研究的大氣中尺度運動，關系到區域重要災害性天氣的發現和預防。其中的一方面是通過中尺度數值模式，對中尺度天氣過程進行深入的模擬研究和預報試驗。隨著近年來計算機技術的迅速發展，中尺度數值模式已日趨成熟。中尺度數值氣象預報模式有許多，例如WRF計算系統（Mesoscale?Model5）是目前國內外應用較為廣泛的模式。

中尺度數值氣象預報模式WRF是在上一代MM5模式上發展起來的新一代中尺度模式，是Weather?Research?Forecasting?model的簡稱。WRF模式系統是由許多美國研究部門及大學的科學家共同參與進行開發研究的新一代中尺度預報模式和同化系統。WRF模式系統將成為改進從云尺度到天氣尺度等不同尺度重要天氣特征預報精度的工具，重點考慮1～10公里的水平網格。該模式具備高擴展性，是當前氣象預報系統中最常用的模式。

用WRF進行海洋數值模擬的計算量一般較大，因此需要在高性能計算集群上進行并行計算。在現在有的操作方式中，用戶通常需要使用遠程字符終端連接到高性能計算集群系統，并在命令行環境下執行一系列操作才能完成這一數值模擬過程，一般包含如下幾個流程：

準備WRF的可執行文件及其需要的數據文件。這些文件通常需要放置在集群的全局共享存儲中，用戶一般使用FTP、SFTP等工具向集群上傳這些文件，在大多數情況下，用戶還需要用文本編輯工具對這些文件進行修改。

如果計算集群系統上有作業調度器，則用戶需要使用文本編輯器編寫一個腳本文件，其中填寫需要申請的計算資源數量，以及運行WRF程序的命令，然后使用作業調度命令提交作業。如果沒有作業調度器，則用戶需要將運行WRF程序的進程數以及在哪些節點上運行等信息通過命令行參數的方式傳遞給MPI的進程啟動器，如mpirun、mpiexec等。通過MPI的進程啟動器啟動WRF程序來進行并行計算。

程序運行完成后，使用FTP、SFTP等工具下載結果文件到用戶本地計算機查看計算結果。

現有運行WRF計算程序的方法存在以下缺陷：

（1）使用難度大。想要順利完成WRF程序的計算任務，用戶往往需要非常熟悉很多計專業的計算機知識和工具，如Linux操作系統基本操作、Shell腳本語言、常用的文本編輯和字符處理工具、MPI環境的使用、作業調度軟件的使用等等。

（2）執行效率低。想要順利提交一個WRF程序的計算任務，需要執行多個流程，需要在命令行環境執行復雜繁瑣的操作，從而導致并行計算任務的提交費時費力，效率低下。

（3）出錯概率大。對于大部分普通用戶來說，在命令行環境執行復雜繁瑣的操作，出現人為操作失誤的概率很大。特別是對于操作流程不熟悉的用戶，在執行的各個環節均容易遇到問題。

（4）安全風險高。傳統的操作方法需要對普通用戶開放命令行終端訪問權限，對于高性能計算集群的管理員來說，對普通用戶開放命令行終端存在安全性的風險。用戶的誤操作可能會影響系統的穩定運行，黑客也有可能趁虛而入。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種降低用戶對中尺度數值氣象預報計算系統WRF提交作業的Web封裝方法以及Web封裝系統。

本發明的技術方案是這樣實現的：

在一方面，提供了一種用于中尺度數值氣象預報計算系統WRF的Web服務封裝方法，包括：

通過Web服務界面接收與任務相關的信息；

根據所接收到的與任務相關的信息由腳本生成器提取有用信息并生成作業腳本文件；

將所生成的作業腳本文件提交給計算集群系統；

所述計算集群系統根據所述作業腳本文件調用所述中尺度數值氣象預報計算系統WRF來執行相應的作業。

在可選實施例中，在通過Web服務界面接收與任務相關的信息的步驟之前，所述Web封裝方法還包括：根據接收到的應用請求獲取對應的應用配置文件；以及，根據所述應用配置文件以及所述中尺度數值氣象預報計算系統WRF的運行情況生成相對應的Web服務界面。