我国“十五五”期间启动实施太空探源科学卫星计划，聚焦宇宙黑暗时代探测、太阳极区观测、系外行星巡天、极端天体物理等前沿科学领域，规划部署多颗技术试验卫星与科学探测卫星。随着卫星载荷分辨率与数据生成能力持续提升，星地数传速率已突破 1500Mbps，同时多型号卫星并行研制、分批发射、密集联试的任务态势，对地面数据处理系统的实时性、可靠性、可监视性提出了更高要求。
本文以探源专项相关实时数据处理任务为研究对象，结合数据处理流程及运行监视需求，对系统的总体架构、功能组成、信息交互方式和关键业务流程进行分析与设计。在系统设计过程中，综合考虑实时数据处理的时效性、运行状态监视的及时性、系统功能的可扩展性以及运行过程的可维护性，采用模块化的设计思路，将系统划分为数据接入与处理、任务状态管理、运行监视、异常信息管理和可视化展示等功能模块。各模块围绕统一的任务状态和运行信息开展协同工作，实现对数据处理任务及其运行过程的集中管理。
系统总体设计以实时数据处理流程为基础，以任务运行状态和关键运行指标为主要监视对象，通过对相关运行信息进行采集、整理、分析与展示，使用户能够了解数据处理任务的执行情况以及各处理环节的运行状态。在此基础上，系统通过合理划分功能模块和明确模块之间的信息交互关系，降低不同功能之间的耦合程度，为后续功能扩展、运行维护和系统优化提供基础。
首先，开展系统需求分析。结合探源专项实时数据处理任务的运行特点，对系统的功能需求和非功能需求进行梳理。功能需求主要包括数据处理任务信息管理、处理进度监视、运行状态展示、异常信息记录及查询等；非功能需求则主要涉及系统响应及时性、运行稳定性、数据准确性、可维护性和可扩展性等方面。通过明确系统的监视对象、状态信息和业务流程，为系统整体架构设计及后续功能实现提供依据。
其次，开展系统总体架构与功能模块设计。根据系统的业务需求，梳理数据处理过程中的主要组成部分及其相互关系，设计数据流转路径、运行信息采集方式和模块之间的交互机制。系统通过对数据处理任务及相关运行信息进行统一组织，为任务状态监视、运行情况展示和异常事件管理提供基础。通过模块化设计，使各功能模块能够围绕统一的业务流程协同运行，同时为后续增加新的数据处理任务、监视指标和业务功能预留扩展空间。
再次，开展实时数据处理与运行状态监视机制设计。针对实时数据处理任务在执行过程中可能出现的状态变化、处理延迟和异常情况，研究任务运行状态的组织与更新方式，明确不同处理阶段所需监视的信息及其展示方式。通过对任务状态、处理进度和关键运行指标进行集中管理，使系统能够较为直观地反映数据处理任务的执行情况。对于实际系统中能够采集的异常信息，可进一步设计异常记录、状态提示和信息查询机制，以帮助用户及时发现处理过程中的问题，并为后续故障定位提供参考。对于存在多个处理环节的任务，还可以根据实际需求建立处理环节与整体任务状态之间的关联关系，提高运行监视信息的完整性。
最后，开展系统功能验证与运行效果分析。围绕系统需求和主要功能，设计相应的测试场景，对数据处理任务状态展示、运行信息更新、异常信息记录以及各模块之间的协同工作情况进行验证。在具备真实测试环境和运行数据的条件下，可进一步从监视信息更新延迟、任务状态识别准确性、异常发现及时性、系统资源消耗以及连续运行稳定性等方面开展测试与分析。通过将测试结果与预先设定的需求指标进行对比，评估系统设计的合理性及其对探源专项实时数据处理任务的适用程度。
本文围绕探源专项实时数据处理任务的运行管理需求，开展了实时数据处理监视系统的需求分析、总体架构设计、功能模块划分及运行监视机制设计研究。研究从数据处理流程出发，将任务状态管理、运行信息监视、异常信息管理和可视化展示等功能纳入统一的设计框架，形成了面向实时数据处理任务的系统设计方案。该方案有助于提高数据处理任务运行信息的集中管理程度，增强处理过程的可观测性，并为运行异常的发现、分析和后续处理提供支持。后续研究可结合实际业务规模和运行环境，进一步完善监视指标体系、异常分析机制及性能优化方法，并通过更大规模、更长时间的运行测试，持续验证系统在复杂数据处理场景下的适用性与可靠性。

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