陳有利 沃偉峰 錢燕珍

(寧波市氣象臺，浙江 寧波 315012)

寧波市短臨業(yè)務(wù)平臺建設(shè)的思考*

陳有利 沃偉峰 錢燕珍

(寧波市氣象臺，浙江 寧波 315012)

短臨預(yù)報服務(wù)是氣象工作的短板，寧波市氣象臺把十三五期間寧波市氣象局建設(shè)市縣一體化業(yè)務(wù)平臺作為突破口，在認真調(diào)研學(xué)習(xí)先進地區(qū)先進做法的基礎(chǔ)上，結(jié)合本地實際情況，提出了加強基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鏈路建設(shè)、短臨技術(shù)引進和開發(fā)、統(tǒng)籌業(yè)務(wù)應(yīng)用功能建立可擴充業(yè)務(wù)平臺、充分結(jié)合終端用戶需求的業(yè)務(wù)拓展、及能滿足多資料監(jiān)控報警功能業(yè)務(wù)化和開發(fā)坐席的多功能平臺等建設(shè)思路，以期能承上啟下，高效地做好短臨預(yù)報服務(wù)。

短臨業(yè)務(wù)平臺；建設(shè)；思考

0 引 言

近年來在各方努力下，天氣預(yù)報的水平有明顯提高，但有些瓶頸始終沒有突破，如臨近強對流強降水預(yù)報、10 d以上的中長期預(yù)報、極端天氣氣候的預(yù)測等，這些方面預(yù)報水平提高不明顯，難以滿足政府和市民對天氣預(yù)報的需求。為了彌補短臨和中長期預(yù)報技術(shù)的研發(fā)能力偏弱，現(xiàn)有的各種預(yù)報系統(tǒng)過于分散、存在擴展性不高、流程不統(tǒng)一、服務(wù)能力弱等問題，十三五期間寧波市氣象局把短臨平臺建設(shè)作為突破點，通過建設(shè)市縣一體化綜合業(yè)務(wù)平臺，以提高短臨天氣預(yù)報服務(wù)所需的監(jiān)測、預(yù)報、制作、分發(fā)、聯(lián)動等功能，高效地完成短時強天氣的判斷、預(yù)報和快速服務(wù)到點的目標，以期在短臨天氣預(yù)報服務(wù)上有所突破。

短臨預(yù)報與傳統(tǒng)的天氣預(yù)報最大的區(qū)別是時效性和服務(wù)方式，從時效上來講對資料的采集，到報要求非常高，而且馬上能夠引起預(yù)報服務(wù)人員的注意。服務(wù)方式多樣，需要更迅速、更全面地切入到公眾的生活中。因此需重點關(guān)注數(shù)據(jù)環(huán)境建設(shè)、預(yù)報技術(shù)支撐、預(yù)報平臺支持、預(yù)報業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用服務(wù)等5個方面。

1 現(xiàn)狀、需求和定位分析

1.1 現(xiàn) 狀

寧波目前的業(yè)務(wù)平臺，沒有專門的短臨平臺，無法實現(xiàn)監(jiān)測、預(yù)報、分發(fā)服務(wù)產(chǎn)品業(yè)務(wù)化迅速實現(xiàn)的功能。目前寧波市氣象臺無論在數(shù)據(jù)、技術(shù)支持、平臺方面都有較大欠缺。主要問題具體體現(xiàn)在：

1)缺乏完整的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控體系，數(shù)據(jù)環(huán)境基本上只能做到市本級數(shù)據(jù)較為及時，即使如此，當自動站或者雷達出現(xiàn)問題時，也不能及時的反映到預(yù)報員平臺上。自動站方面，除了省臺提供的地面觀測軟件外，無法及時共享周邊地區(qū)的數(shù)據(jù)。觀測整體數(shù)據(jù)鏈路的時效性未做過優(yōu)化，基于基數(shù)據(jù)和自動站算法延時會比較久。

2)缺乏足夠的預(yù)報方法支持，當前臨近外推預(yù)報以省臺的網(wǎng)頁版系統(tǒng)為主，該系統(tǒng)主要提供雷達拼圖和單體外推功能，而SWAN未進入實際使用，因此能夠集成到業(yè)務(wù)環(huán)境中的短臨方法支持極為有限。寧波也沒有很好地發(fā)揮自己在短臨預(yù)報技術(shù)總結(jié)的作用，雖然有一些預(yù)報服務(wù)產(chǎn)品，熟悉的人也在應(yīng)用，但存在著使用面不廣、應(yīng)用不方便等問題，沒有把相關(guān)研發(fā)產(chǎn)品都放在一起，方便大家隨時研用。

3)制作平臺功能單一，僅僅是預(yù)警制作和錄入功能為主，不具備實況監(jiān)控，預(yù)警提醒，市縣一體的聯(lián)防聯(lián)動等能力。

4)決策服務(wù)支持偏弱，短臨體系無法提供給決策服務(wù)單位實時有效的天氣信息，僅僅局限于短信和預(yù)警信號這些傳統(tǒng)的內(nèi)容，這些渠道發(fā)送均較為緩慢，往往收到短信時，天氣已經(jīng)發(fā)生了一段時間。

5)作為市級單位的寧波預(yù)報員人數(shù)有限，目前還沒辦法單獨安排一個班，所以對平臺系統(tǒng)的集成高效有更高的要求。

總體來說，數(shù)據(jù)、方法、監(jiān)控和制作發(fā)布幾大環(huán)節(jié)均處于割裂狀態(tài)，亟需一個統(tǒng)一的平臺來實現(xiàn)短臨業(yè)務(wù)的一體化和流水線操作能力以及通過網(wǎng)絡(luò)共享信息的能力。

1.2 需 求

短臨預(yù)報的特點決定了整個業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)、技術(shù)支持、平臺、業(yè)務(wù)和服務(wù)是緊密結(jié)合的，并且短臨預(yù)報根本上是由終端用戶需求驅(qū)動的，需要根據(jù)實際需要去開展業(yè)務(wù)。整個業(yè)務(wù)鏈應(yīng)當是實時高效的，目前寧波市氣象臺在數(shù)據(jù)、技術(shù)支持、平臺方面都有較大欠缺，影響到業(yè)務(wù)和服務(wù)的開展。我們的建設(shè)目標應(yīng)當是建立實時的、穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)環(huán)境，為氣象臺和其他業(yè)務(wù)單位提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)；建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)思維的，能夠很好對接省臺指導(dǎo)預(yù)報的，市縣一體化業(yè)務(wù)平臺，具備分布式和耦合的可擴充體系，具備一定的業(yè)務(wù)擴充能力，具備科研和業(yè)務(wù)結(jié)合的能力；開展精細化、自動化的預(yù)報能力建設(shè)，有能力為大型活動和專業(yè)服務(wù)提供定時定點的預(yù)報；業(yè)務(wù)和服務(wù)上積極探討短臨相關(guān)的需求，借助互聯(lián)網(wǎng)，融入智慧城市建設(shè)。

1.3 定 位

作為市級單位，短臨平臺應(yīng)當能夠及時對接本市以及周邊縣市的數(shù)據(jù)，具備完善的實況監(jiān)控和提醒功能，對上實現(xiàn)省級短臨指導(dǎo)預(yù)報的實時接入和反饋，對下能夠連接屬地的各個區(qū)縣局，實現(xiàn)預(yù)警預(yù)報指導(dǎo)和一體化聯(lián)動功能。在決策服務(wù)上，能夠直接對接服務(wù)對象和相關(guān)的重點單位，利用網(wǎng)絡(luò)的特性，實現(xiàn)天氣實況和預(yù)警信息的實時聯(lián)動和流轉(zhuǎn)，使氣象臺真正作為市一級的天氣實況監(jiān)控和反饋的一線陣地，及時發(fā)布預(yù)警和天氣信息。

寧波氣象臺是市級單位，上有省氣象臺的業(yè)務(wù)指導(dǎo)和支撐，下有區(qū)縣氣象局需要指導(dǎo)和提醒，作為市級氣象單位，主要是承上啟下的作用，同時還有自己的預(yù)警預(yù)報責(zé)任范圍。如強回波出現(xiàn)，或可能東移發(fā)展影響時，目前省臺短臨基本上都有很及時的預(yù)警提醒，這可以很好地預(yù)防可能出現(xiàn)的漏報，省臺的提醒能夠起到雙保險的作用。那么這時寧波往往也會發(fā)現(xiàn)回波情況，市臺在省臺的提醒后，結(jié)合自己的分析，然后提醒區(qū)縣氣象局。目前來看省臺的提醒往往是定性的成份偏多，更加注重提醒功能。而作為市級氣象臺更需要給區(qū)縣氣象局定量的、更具體的預(yù)警預(yù)報指導(dǎo)，同時要結(jié)合服務(wù)的需求，還要做自己的預(yù)警工作，所以對平臺的需求既有分析技術(shù)層面的要求，更有操作簡便、快速通達完成服務(wù)的需求。

2 調(diào)研分析

2.1 調(diào)研學(xué)習(xí)

為了更好地解決目前業(yè)務(wù)平臺存在的問題和不足，開闊視野，學(xué)習(xí)先進的做法，寧波市氣象局、市氣象臺及鎮(zhèn)海、鄞州區(qū)局相關(guān)人員赴深圳和廣州對當?shù)氐臉I(yè)務(wù)平臺和技術(shù)支持進行了為期三天的調(diào)研，初步了解廣深兩地短臨預(yù)報平臺和短臨預(yù)報的技術(shù)開發(fā)，以及他們的先進經(jīng)驗。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1.1 重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境建設(shè)

廣東省氣象局作為華南地區(qū)區(qū)域氣象中心，這些年對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境的建設(shè)極為重視，廣東省亦是全國首個進行雷達同步觀測的省份，省局專門具有數(shù)據(jù)中心負責(zé)數(shù)據(jù)的采集，同時協(xié)作公司在開發(fā)大數(shù)據(jù)服務(wù)方面也積累了相當多的經(jīng)驗。深圳氣象臺和廣東省氣象臺，受益于完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)控方面均做的很好。深圳氣象臺在短臨預(yù)報的數(shù)據(jù)應(yīng)用包括雷達、自動站、衛(wèi)星云圖、閃電定位和其他一些非常規(guī)觀測數(shù)據(jù)，并且可以通過省局的數(shù)據(jù)中心獲得省內(nèi)的實時的其他天氣雷達和自動站的數(shù)據(jù)，時效性較好，同時能夠接受日本葵花8等高分辨率的氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

2.1.2 有較好的短臨預(yù)報的技術(shù)支持

包括臨近外推技術(shù)和基于模式的短時預(yù)報技術(shù)，主要提供預(yù)報員客觀預(yù)報參考產(chǎn)品，深圳氣象臺的主要客觀預(yù)報參考平臺是POUNDS系統(tǒng)，該系統(tǒng)后臺包括了雷達拼圖，自動站實況，云圖實況，強天氣外推，降水估測等臨近預(yù)報產(chǎn)品，前端以網(wǎng)頁形式提供預(yù)報員調(diào)用展示。該系統(tǒng)建設(shè)至今已有10余年，系統(tǒng)前端與以前相比變化不大，系統(tǒng)技術(shù)較為陳舊。近年來主要發(fā)展包括增加了部分新的客觀算法產(chǎn)品，集成新的觀測資料，和SWAN等系統(tǒng)提供的產(chǎn)品。深圳的臨近預(yù)報算法主要是依靠長期合作的公司開發(fā)，該系統(tǒng)目前主要的外推的方法以光流法為主，據(jù)公司介紹計劃中還將繼續(xù)改進添加算法，比如天氣分型等工作(其實也提了很長時間了)。

廣東省臺的短臨參考系統(tǒng)目前是SWIFT2.0系統(tǒng)，該系統(tǒng)從SWIFT1.0的本地版改版為網(wǎng)頁版，同時也集成了SWAN等其他產(chǎn)品，主流外推也采用了光流法。綜合看來廣東和深圳的預(yù)報技術(shù)整體依舊使用經(jīng)典算法，受香港SWIRLS研發(fā)影響，普遍使用光流法來做外推，而實際上臨近預(yù)報算法的改進目前國內(nèi)也整體處于一個瓶頸期間，光流外推實際上也并不是一個普適的算法。

短時預(yù)報主要靠數(shù)值模式支撐，由于深圳市具有相應(yīng)能力的超算，因此可以實現(xiàn)1 h一次的模式輸出，另外有小范圍的6 min一次的雷達數(shù)據(jù)同化輸出，同時深圳也有購買了歐洲中心定制的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品。廣東省臺的數(shù)值預(yù)報支撐同樣有1 h一次輸出的模式產(chǎn)品。短時預(yù)報方面未來主要還是需要依靠模式解決問題。

2.1.3 產(chǎn)品制作平臺較為集成

深圳的業(yè)務(wù)相對較為簡單，主要通過網(wǎng)頁方式來完成預(yù)報制作，使用POUNDS前端網(wǎng)頁提供預(yù)報員參考資料的查閱和分析，而預(yù)報制作是在分區(qū)預(yù)報系統(tǒng)中完成，分區(qū)預(yù)報制作主要編輯市轄各區(qū)的要素預(yù)報時序產(chǎn)品，也就是一個參考系統(tǒng)，一個制作系統(tǒng)的模式。相對深圳，廣東省局的業(yè)務(wù)更為繁重，包含了大量的專業(yè)服務(wù)，無法把全部業(yè)務(wù)完全切換到統(tǒng)一的平臺上，因此廣東省局的主要是平臺還是網(wǎng)頁加本地程序結(jié)合的方式，有多種產(chǎn)品制作平臺。而平臺應(yīng)用IT技術(shù)上，POUNDS由于開發(fā)時間較長，在WEB技術(shù)上近些年改進不多，相對來說，SWIFT2.0開發(fā)時間較短，會應(yīng)用到一些比較新的技術(shù)。

2.1.4 預(yù)報業(yè)務(wù)簡潔高效

在短臨預(yù)報的具體業(yè)務(wù)方面，深圳目前包括了預(yù)警發(fā)布，分區(qū)預(yù)報等業(yè)務(wù)，由于深圳的特殊性，沒有縣一級的氣象局，因此主要預(yù)報都是市一級完成，不存在市縣聯(lián)動等問題，業(yè)務(wù)模式反而簡單。其分區(qū)預(yù)報業(yè)務(wù)可提供1 h時間分辨率的預(yù)報產(chǎn)品，實際上每天人工修訂3次，同時系統(tǒng)自動后臺連續(xù)修訂。相比之下，廣東省臺的短臨業(yè)務(wù)較多，除了預(yù)警，很大一部分的專業(yè)性服務(wù)也被放在了短臨科。

2.1.5 應(yīng)用服務(wù)可圈可點

短臨預(yù)報的價值體現(xiàn)在應(yīng)用服務(wù)，海量的觀測數(shù)據(jù)、預(yù)報產(chǎn)品與用戶信息和需求的實時結(jié)合，在互聯(lián)網(wǎng)思維下，應(yīng)用不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和IT技術(shù)，會衍生出大量貼近生活的需求。深圳臺的預(yù)報產(chǎn)品中就包含上下班天氣等比較實用的產(chǎn)品。我們也看到深圳氣象臺除了常規(guī)的決策、公眾服務(wù)外，亦在關(guān)注研究第三方公司的氣象解決方案，理解公眾和行業(yè)對氣象的需求。同時在氣象科普上也做了大量工作，按排了專門的班，時刻回答市民的問題，為良好溝通創(chuàng)造了條件，有助于提高公眾的預(yù)報接受度和理解度。

2.2 分 析

綜上，深圳氣象臺和廣東省氣象臺在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分都做的比較扎實，廣東省級的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)共享在全國范圍內(nèi)也是較為領(lǐng)先的。而臨近預(yù)報技術(shù)和方法上受當前科研制約，整體變化不大，短時預(yù)報更側(cè)重快速更新的數(shù)值預(yù)報技術(shù)。從預(yù)報業(yè)務(wù)來分析，深圳的業(yè)務(wù)較為扁平，基本是市本級業(yè)務(wù)，而廣東省局的業(yè)務(wù)則更為繁重，包含了專業(yè)服務(wù)，地市級指導(dǎo)等工作。平臺建設(shè)方面，兩地的IT環(huán)境均較好，這是寧波所不具備的條件。而從另一方面看，深圳的平臺本身多年來升級的也并不多，并未用上更多的新技術(shù)，而且網(wǎng)頁平臺也并未有很好的規(guī)劃，存在業(yè)務(wù)增加，平臺過多的問題，這是我們平臺研發(fā)應(yīng)當盡力避免的問題。

同樣結(jié)合浙江省的短臨業(yè)務(wù)來看，省臺在數(shù)據(jù)方面相對市級具有明顯的優(yōu)勢，省級信息中心的定位要求決定了省級的數(shù)據(jù)一定是能夠在較好的時效范圍內(nèi)獲取并向省臺提供服務(wù)。同時省臺在短臨方面也開發(fā)了多個功能性的應(yīng)用，比如雷達拼圖外推，預(yù)警上報等頁面，從方法支持上來看，外推等功能具有一定的參考意義。但省級和市級的定位區(qū)別決定了省市間存在較大的差異，省級提供的外推一類的產(chǎn)品也較為有限，無法提供本地化的信息和參考，同時省臺的開發(fā)更多傾向于向開發(fā)公司提功能需求，而較少考慮信息技術(shù)方面的業(yè)務(wù)建設(shè)標準，總體省級的短臨相關(guān)體系處于功能各自分散，沒有統(tǒng)一的平臺載體，缺乏一致的技術(shù)標準的局面，長期也會存在業(yè)務(wù)平臺不斷增加的問題，并且忽視技術(shù)標準導(dǎo)致無法實現(xiàn)省市協(xié)同開發(fā)，建設(shè)統(tǒng)一平臺的需要。因此對于建設(shè)完整的市縣一體化短臨業(yè)務(wù)平臺而言，省級目前能夠提供的參考極為有限，業(yè)務(wù)流程建設(shè)方面均需本地自主解決，本地化的應(yīng)用和服務(wù)部分更應(yīng)具備市級特色，能夠緊密連接本地決策服務(wù)對象，實現(xiàn)信息互通互動能力，這些都是省級無法支持實現(xiàn)的內(nèi)容

3 結(jié) 語

結(jié)合當前十三五規(guī)劃中業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)，在更好承接省氣象臺短臨業(yè)務(wù)指導(dǎo)思考的基礎(chǔ)下，當前的設(shè)計方案對數(shù)據(jù)環(huán)境的初步建設(shè)和系統(tǒng)平臺可擴充性建設(shè)都有初步考慮，數(shù)據(jù)環(huán)境方面要求實現(xiàn)初步的服務(wù)方式的數(shù)據(jù)接口，并提供多種數(shù)據(jù)訪問方式。同時確認數(shù)據(jù)的時效性問題。系統(tǒng)平臺要求建立分布式的功能架構(gòu)，和公用的可擴充功能模塊，可隨著業(yè)務(wù)擴充具備一定能力的擴充性。具體需要加強5個方面工作。

1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鏈路的建設(shè)：建設(shè)市級數(shù)據(jù)共享平臺，包括多種數(shù)據(jù)形式，接口和服務(wù)。對市本級的自動站，雷達等數(shù)據(jù)到達平臺的時間做具體要求。整合其他手段的觀測數(shù)據(jù)，引入葵花8等高分辨率云圖數(shù)據(jù)。結(jié)合省里的CIMISS建設(shè)的情況，打通周邊市的數(shù)據(jù)共享。

2)短臨技術(shù)引進和開發(fā)：擴大基礎(chǔ)短臨產(chǎn)品的盤子，考慮引進一批業(yè)務(wù)使用的短臨系統(tǒng)(比如BJ-ANC等)，進行綜合集成，建設(shè)短臨產(chǎn)品綜合參考平臺。加強數(shù)值預(yù)報在短臨中的應(yīng)用，根據(jù)本地具體情況，嘗試一些模式方面的快速同化和快速更新應(yīng)用。建立短臨方面的技術(shù)小組，培養(yǎng)相關(guān)人才。結(jié)合高校開展預(yù)報人工智能的研發(fā)。

3)加強平臺建設(shè)：統(tǒng)籌業(yè)務(wù)應(yīng)用功能，建立可擴充的業(yè)務(wù)平臺，能夠體現(xiàn)市縣互聯(lián)互動的業(yè)務(wù)體系。避免業(yè)務(wù)越多平臺越多的情況出現(xiàn)。實現(xiàn)精細化和無縫化預(yù)報能力以及市縣一體化的互聯(lián)網(wǎng)模式平臺。平臺應(yīng)當能夠完成定點定時的短臨天氣預(yù)報產(chǎn)品制作，滿足日常和大型活動保障需求。

4)結(jié)合終端需求的業(yè)務(wù)拓展：短臨的生命線在于及時有效的預(yù)報，和傳統(tǒng)的預(yù)報按時預(yù)報不同，短臨更需要結(jié)合最終公眾和市場的應(yīng)用需求，在整合數(shù)據(jù)鏈路，平臺和技術(shù)研發(fā)的支持下，應(yīng)當從終端用戶需求來嘗試建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)和發(fā)布手段來滿足用戶需求，建立定點定時預(yù)報的技術(shù)儲備，可先空轉(zhuǎn)部分實驗性業(yè)務(wù)，以備將來滿足一些特殊的服務(wù)需要。

5)平臺硬件建設(shè)：當前寧波市臺的短臨業(yè)務(wù)基本從屬于傳統(tǒng)預(yù)報業(yè)務(wù)模式，缺乏多屏監(jiān)控，主動報警等手段，預(yù)報員更多是被動去等天氣發(fā)生，平臺的大屏幕更多的是一種展示效果，并未能輔助預(yù)報員去監(jiān)控分析天氣，因此建議在平臺改造的時候，增加相應(yīng)的硬件資源，滿足多資料監(jiān)控，報警的功能，包括業(yè)務(wù)和開發(fā)坐席，以便業(yè)務(wù)和科研能夠在實時環(huán)境中對接，并能真正支持可空轉(zhuǎn)的實驗性業(yè)務(wù)建設(shè)。

[1] 矯梅燕.探索公共氣象服務(wù)發(fā)展的體制機制創(chuàng)新[J].浙江氣象,2010,30(4):3-6.

[2] 王仕星，謝國權(quán)，馮國標.浙江省公共氣象服務(wù)業(yè)務(wù)平臺建設(shè)框架設(shè)計[J].浙江氣象,2009,30,增刊:1-6

[3] 李超，李蕊，劉胤田.市縣級公共氣象服務(wù)集約化業(yè)務(wù)平臺設(shè)計[J].氣象科技,2016,44(3):363-368.

[4] 許小鋒.強化氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警 提升應(yīng)急防災(zāi)避險能力—解讀《關(guān)于加強氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及信息發(fā)布工作的意見》[J].中國應(yīng)急管理，2011(8):50-52.

2017-04-02

*資助項目：寧波市氣象局十三五重點項目——寧波市縣域暴雨精細化系統(tǒng)暨市縣一體化平臺。