第3期㊀气象水文海洋仪器㊀㊀N o .32018年9月㊀M e t e o r o l o g i c a l ,H y d r o l o gi c a l a n d M a r i n e I n s t r u m e n t s ㊀㊀S e p.2018收稿日期:2017G06G23.基金项目:山洪地质灾害防治气象保障工程项目和中国气象局关键技术集成与应用项目(C MA G J 2014Z 18)资助.作者简介:李峰(1974),男,博士,高级工程师.主要从事气象探测技术与装备运行监控研究工作.气象综合观测系统运行监控业务信息化评估李㊀峰(中国气象局气象探测中心,北京100081)摘㊀要:文章基于气象综合观测系统运行监控平台,从业务的工作㊁流程和管理三方面对运行监控业务信息化的能力和水平进行了评估.根据评估内容,给出了业务各环节的信息功能实现度和满足度定性评价,经定义转化成定量值,以便于对信息化建设年度变化的分析,更加准确客观地对评估业务信息化建设进行探索和研究.关键词:气象观测;运行监控;业务信息化;评估中图分类号:P 411㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1006G009X (2018)03G0109G07E v a l u a t i o no no p e r a t i o nm o n i t o r i n g bu s i n e s s i n f o r m a t i z a t i o no f m e t e o r o l o g i c a l i n t e g r a t e do b s e r v a t i o n s ys t e m L i F e n g(M e t e o r o l o g i c a l O b s e r v a t i o nC e n t e r ,C M A ,B e i j i n g 100081)A b s t r a c t :B a s e d o n t h e o p e r a t i o n a l m o n i t o r i n g p l a t f o r m o f m e t e o r o l o g i c a li n t e gr a t e d o b s e r v a t i o n s y s t e m ,t h i s p a p e re v a l u a t e s t h ea b i l i t y a n d l e v e l o fo p e r a t i o n m o n i t o r i n g bu s i n e s s i n f o r m a t i z a t i o n i n t h ef o l l o w i n g t h r e e a s p e c t s o f o p e r a t i o n a l w o r k ,p r o c e s s e s a n d m a n a g e m e n t .A c c o r d i n g t o t h e e v a l u a t i o nc o n t e n t ,t h e q u a l i t a t i v ee v a l u a t i o nt o w a r d sr e a l i z a t i o n a n d s a t i s f a c t i o n d e g r e ei n e v e r ys e g m e n t s o fm e s s a g e f u n c t i o n i s g i v e no u t .T h e n ,c o n v e r t i t i n t o q u a n t i t a t i v e v a l u e s a c c o r d i n g to s o m e d e f i n i t i o na n dr e g u l a t i o n ,i no r d e rt of a c i l i t a t et h ea n n u a lv a r i a t i o na n a l y s i so n m o n i t o r i n g bu s i n e s s i n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o n ,a n d m o r ea c c u r a t e l y a n d o b j e c t i v e l y e x p l o r i n g a n ds t u d y i n g b u s i n e s s i n f o r m a t i z a t i o ne v a l u a t i o n .K e y wo r d s :m e t e o r o l o g i c a l o b s e r v a t i o n ;o p e r a t i o nm o n i t o r i n g ;b u s i n e s s i n f o r m a t i z a t i o n ;e v a l u a t i o n 0㊀引㊀言自20世纪后期,计算机和通讯网络迅速发展,大规模进入人类社会生产活动中,各行业的工作方式发生了革命性转变.信息化㊁自动化成为解放人类生产力,提高工作效率,促进科技进步的最重要的技术和手段,人类也由此从 工业社会 进入 信息社会 阶段[1G2].针对这一社会特征,为了评估国家和社会的发展水平,从20世纪90年代,国内外逐渐开展信息化评估理论研究,并组织了大量对国家㊁社会㊁行业的信息化程度和水平的评定评估研究.早期数十年,科学家们提出了多种信息化评估的方法和指标以图定量化对国家信息基础结果和信息利用能力进行评估[3].进入21世纪后,随着行业分化和发展,更多针对行业信息化发展水平的评估工作被研究,包括教育㊁医疗㊁图书㊁档案㊁交通㊁电力㊁水利㊁国防等,以及国家㊁社会㊁城市等整体发展水平[4G10].现代科技观念越来越清晰的认气象水文海洋仪器S e p.2018识到,信息化是现代社会文明与进步㊁国家实力反映的一项重要指标.通过信息化评估,可以科学客观的反映国家㊁社会以及各行业的现代化水平和技术能力,更准确地了解生产㊁技术㊁社会管理领域的缺陷和瓶颈.因此,对各行业和领域进行科学准确的信息化评估十分重要.气象自诞生就是一门信息科学,与数据㊁信息密不可分.现在气象业务更是建立在海量数据㊁信息基础上,并且随着业务分工和流程不断细化,气象工作必须更加依赖和发展信息技术和信息系统.2015年,中国气象局发布了«气象信息化行动方案(2015-2016)»[11],提出以 互联网+ 理念推进气象与国家发展战略㊁社会经济发展㊁百姓衣食住行深度融合,赋予现代气象 智慧 的新特征.并具体提出以C I M I S S为核心整合气象业务和业务系统,构建业务应用生态.沈文海[12]分析了 当前气象信息化所处阶段的特征及主要内涵 ,指出气象信息化经历了资源配置阶段㊁技术应用阶段,基本解决了以通信㊁计算和存储为主要内容的I T资源问题,基于互联网㊁计算机㊁移动通信㊁数据库㊁G I S㊁多媒体等技术设备建立和开发了大量的业务信息系统,支撑和促进气象业务不断发展.气象探测是整个气象业务的基础,气象装备运行监控是气象探测领域的一项重要业务,其目的是保障全国观测系统和站网稳定运行,实时监控和检查观测数据质量,跟踪和指导台站观测设备的维修保障,调度装备供应和台站信息管理.近年来,气象探测业务的发展也极大地促进和依赖信息系统与信息技术为基础的业务系统建设,其中,综合气象运行监控系统(A S OM)就是为保障全国气象探测设备稳定运行和观测质量为目的的业务平台[13],自2010年A S OM1.0投入业务运行以来,承担了观测设备的远程监控㊁维修保障㊁数据检查㊁装备供应和站网管理等功能,在保证气象探测业务发展中发挥了重要的信息化作用.2016年,A S OM2.0[14]的建成,更加丰富和完善了装备运行监控所承担的各项业务功能,功能更加完备,技术更加先进,效率更加明显,也标志着气象探测装备运行保障业务的信息化水平进一步提高.但是,如何评价和评定运行监控这项气象探测领域保障业务信息化水平,并通过评估发现业务信息化建设中存在的缺陷和瓶颈,这也是现代化气象业务发展所面临的新课题.文章参考其他行业的信息化评估思路和方法,针对运行监控保障业务的实际情况,根据有关目标规划,设立评估目标和内容,采用定性与定量相结合的方法,对照业务工作中的各个作业环节,评估其从传统人工操作向电子化㊁自动化转变的能力和水平,客观评定运行监控业务的信息化发展情况,了解我国气象装备运行保障业务信息化进程,并对存在的问题进行梳理,为未来的发展和建设提供参考与指导.1㊀业务评估对象为了反映中国气象综合观测系统运行监控业务信息化水平,根据现有观测系统构成和业务布局,文章评估内容主要包括3个方面:业务工作信息化㊁业务流程信息化和业务管理信息化.见图1所示.图1㊀气象综合观测系统运行监控业务信息化评估内容树状结构图业务工作信息化是指现阶段国家级运行监控日常业务工作中所涉及的各个环节㊁各种作业和操作利用网络㊁通信㊁计算机㊁数据库㊁软件功能实现电子化㊁程序化㊁自动化的能力和水平.至2016年底,国家级运行监控日常业务主要包括观测设备运行监控㊁观测数据检查㊁监控信息服务㊁设备运行和质量评估㊁观测系统专项检查㊁观测站网管理等6个方面.而业务工作信息化评估就是分析评定上述6个业务实现从传统的人工向电子化㊁自动化转变的能力和水平,而反映各项业务的信息化水平由更多更为具体的内容所构成.业务流程信息化主要包括气象观测数据流程信息化和运行监控业务作业流转信息化,它反映了运行监控业务各环节之间流转㊁承接㊁处理的自动化㊁电子化水平.其中,数据流程信息化是指台站设备是否实现观测数据㊁设备信息㊁观测信息的自动采集㊁传输到各级业务节点,以及在各节点处理㊁加工的再生数据是否能够自动分发到其他业务链条.作011第3期李峰:气象综合观测系统运行监控业务信息化评估业流转信息化是指各业务节点按照职责和规范处理产生的结果㊁决定或意见㊁消息等信息能否按照规定在相互之间进行自动传递㊁交互和反馈.业务管理信息化是指依据管理职责对各节点的业务进行指导㊁处理㊁决策的电子化㊁自动化能力和水平,主要是指业务管理信息的交互与反馈的信息化能力.目前运行监控业务中管理信息的处理主要存在3种方式:1)通过A S OM系统进行自动的业务管理信息流转,上传下达,各级业务人员接收处理;2)通过电话热线问询㊁交流;3)通过第三方软件交流.2㊀评估方法和指标根据业务和信息系统建设的特点,对运行监控业务信息化评估,文章采用定性和定量相结合的方法实现.例如,运行监控业务中观测设备运行监控信息化采用评定全国观测系统和设备的可监控率作为指标,通过业务化的观测设备数据在A S OM2.0系统中实现远程在线监控的数量比可定量评估,而设备远程在线监控的实现能力和水平,则需要通过实际业务操作中业务人员的评价给出.具体而言,前者评估指标包括设备种类监控率和设备数量监控率两项,可以通过监控系统设备监控数量定量计算.后者根据运行监控系统的功能项业务化实现率,以及业务人员的使用感受,给出分级评定:好(即满足业务需求,满意度80~100%);较好(基本满足业务需求,满意度60~80%);一般(基本具备该项功能,但难以业务使用,满意度40~60%);较差(不具备功能,满意度0~40%).而对于 观测数据检查 ㊁ 监控信息服务 ㊁ 设备运行和质量评估 ㊁ 观测系统专项检查 ㊁ 观测站网管理 等业务信息化可以类似给出定性评定.同样,对于业务流程信息化和业务管理信息化,也采用定性评定方法.最后,文章将通过定性转换成定量值,综合计算各项信息化评估结果的平均值,对于运行监控业务整体信息化程度给出了一个综合评价指标 业务综合信息化率 .3㊀信息化评估3.1㊀观测系统运行监控率依据«综合气象观测业务发展规划(2016-2020年)»,到2020年我国气象观测系统的构成总体目标主要可以分为6大类,15种.文章分析的对象是卫星观测以外的观测系统共计14种,具体种类见表1所示.表1㊀2020年我国气象观测系统构成系统大类地面观测海面观测高空观测天气雷达飞机观测卫星观测观测系统种类自动气象站大气成分站土壤水分站雷电监测站农业观测海岛自动浮标气象站船舶站探空站风廓线雷达飞机观测铁塔观测G N S S/M E T观测站新一代天气雷达各类要素传感器各类载荷探测器㊀㊀因此,观测系统运行监控率指标分为两种:一种是观测系统种类监控率=已实现远程在线监控的观测系统种类/在网的观测系统种类数;另一种是观测设备监控率A i=每一类系统已实现远程在线监控的观测设备数量/该类观测系统在网设备数,则观测系统设备运行监控率=各类观测系统设备监控率均值=ðn l=1A n.2016年,综合气象运行监控系统A S OM2.0完成业务建设,实现了10种观测设备的在线监控功能,因此,对照表1观测系统种类监控率达到了66%.而10种观测系统中每一种设备的监控覆盖率也取得明显提高,以天气雷达为例,2016年,全国已建好业务在网天气雷达数量为180部,全部实现在线监控,雷达监控覆盖率达到了100%,国家级自动站达到99.8%,G N S S/M e t为74%,而风廓线雷达网刚开始业务化运行试点,入网监控率仅有52%,全部观测系统设备运行监控率统计结果平均达到了78.2%.3.2㊀在线监控能力信息化除了设备实现在线监控覆盖率外,运行监控业务的信息化还体现在设备在线监控的效率和能力㊁装备保障信息获取率㊁装备供应管理信息化㊁评估业务信息化能力和水平上.设备在线监控信息化能力主要由设备自身是否能够提供必要的运行信息和状态信息决定,但111气象水文海洋仪器S e p.2018也需要一些技术方法和手段.那么,在线监控能力信息化评估的主要内容包括设备是否实现和怎样实现在线运行监控的技术手段,具体的元素包括数据监控㊁状态监控㊁预警信号㊁报警定位等.根据A S OM 2.0功能,2016年各类设备在线监控实现信息化内容及测评结果如表2所示.表2㊀2016年各类观测系统设备运行在线监控信息化测评结果天气雷达探空系统地面自动站土壤水分站雷电探测系统G N S S /M e t风廓线雷达大气颗粒物状态信息较好一般较差较差一般一般一般较差状态分类较好较好较好较好较好较好较好一般报警信号较好较好较好较好较好较好较好一般故障定位较好一般一般一般较好一般较好一般数据到报监控好好好好好好好较好数据质量检查一般较好较好较好一般较好较好一般综合定量结果78%70%65%60%70%70%75%50%㊀㊀注:评估结果分为四等: 好 表示信息化水平满意度90~100%; 较好 为70~90%; 一般 为50~70%; 差 为0~50%,下同.3.3㊀装备保障和供应管理信息化装备保障信息化内容包括台站保障业务单是否实现自动生成,业务表单信息填报是否实现电子化,业务表单管理㊁保障信息上报和分发是否实现自动在线处理.另外,对于保障业务实施过程和技术支持是否实现了网络化㊁信息化和自动化.由于现阶段各类设备和业务建设程度不同,其信息化水平和能力也不尽相同,表3给出了2016年底天气雷达保障业务信息化评估结果.表3㊀2016年天气雷达装备维修保障业务信息化评估评估内容保障信息采集保障业务实施评估项业务表单设计与自动生成业务表单信息填报业务表单管理保障信息上报与分发保障工作的在线组织与管理在线诊断在线维修远程支持满意度好好好好较好一般差一般综合定量结果90%90%90%95%70%50%20%50%㊀㊀按照天气雷达保障业务信息化评估内容和方法,综合8项测评结果,其装备保障信息化水平约为70%.类似地,其他观测系统的评估结果分别为:探空系统约达到50%;地面自动站70%;土壤水分和G N S S /M e t 系统约为50%;雷电探测系统为60%;风廓线雷达65%;而大气颗粒物观测网仅仅只有30%.装备供应管理内容主要包括目前在实际装备供应保障中涉及到的有关业务环节是否在业务软件系统(A S OM 2.0)中实现电子化㊁自动化的功能,以及实际应用效果.其中,具体业务内容包括采购计划(编制㊁汇总㊁查询㊁统计)㊁调度管理(入库㊁出库㊁库存㊁查询㊁跟踪㊁状态分析)是否实现电子化和功能操作等,表4给出了目前天气雷达装备供应业务信息化管理的评估结果.表4㊀2016年天气雷达装备供应管理信息化功能评估内容采购计划装备管理业务项编制汇总查询统计入库出库库存跟踪查询分析满意度好好好好好好好较好较好一般综合定量结果90%90%90%90%90%90%90%70%70%70%㊀㊀参照天气雷达装备供应管理业务信息化评估内容和方法,综合平均各项结果,各类观测系统的评估结果如表5所示.表5㊀2016年各类观测系统装备供应管理业务信息化功能评估结果观测系统天气雷达探空系统地面自动站土壤水分站雷电探测系统G N S S /M e t 风廓线雷达大气颗粒物评估结果85%70%80%50%60%50%65%50%211第3期李峰:气象综合观测系统运行监控业务信息化评估3.4㊀观测系统运行评估业务信息化观测系统设备运行能力评估是全国观测系统运行监控业务的一项重要内容,每月每年定期开展并向全国各省气象装备保障部门和业务管理部门发布评估报告,用以指导观测设备的维护和技术升级.为了科学有效地开展观测系统运行评估业务必须研制相关的评估指标并实现工程化和自动化运行,并且能够以各种形式输出测评结果.根据该项业务的评估目的,表6给出了我国天气雷达系统运行能力评估的信息化内容.表6㊀2016年观测系统综合评估指标及业务化内容评估内容可靠性维修性保障性业务性经济性评估指标系统可用性业务可用性评估无故障时间故障次数数据报到率数据可用性特殊停机统计平均故障修复时间平均维护时间平均保障延误时间平均备件延误时间平均故障持续时间常规维护填报率故障报告填报率表单填报规范性同次维护多次停机停机无维护表单无测评结果好好好好好较好好好好一般一般好好好较好较好一般较差综合定量结果909090901007090909050309090908070600㊀㊀根据天气雷达运行评估的信息化能力各项评测结果,综合平均其结果约为75%.类似地,其他观测系统的运行评估业务的信息化水平结果见表7所示,结果显示,目前除了天气雷达和地面自动站运行评估的能力相对较好外,其他系统评估业务的信息化能力需要很大的提高.表7㊀2016年各类观测系统设备运行评估业务信息化能力评估结果观测系统天气雷达探空系统地面自动站土壤水分站雷电探测系统G N S S/M e t风廓线雷达大气颗粒物综合定量结果75%60%70%40%40%30%40%30%3.5㊀运行监控服务信息化运行监控业务的重要任务就是及时发现观测系统中存在的问题,并及时为各级业务和管理部门提供服务.运行监控业务的实时性和目标性,要求所承担的服务形式信息化能力要具备较高的水平.2016年,基于A S OM2.0建设,基本上实现了10个观测系统的运行状态的实时监控服务㊁观测数据和产品自动生成和发布㊁数据质量分析和评估等,这些结果都可以通过A S OM2.0系统及时提供图文数据服务,并且已经在日常工作中发挥了重要作用.但运行监控业务服务信息化总体上处在一个起步阶段,由于观测系统种类很多,服务需求不断增长,要求越来越高,因此,在服务信息化方面存在较大的发展空间.表8给出了各类观测系统运行监控业务服务信息化内容评估结果.表8㊀2016年观测系统运行监控业务服务信息化评估结果信息化实现内容状态图时序图统计图基本要素产品气象报警服务运行评估结果信息发布多源资料比对质控分析结果平均值天气雷达90%90%85%80%85%90%80%70%70%82%探空系统80%85%70%70%70%80%70%50%60%71%地面自动站85%90%80%90%80%90%80%70%80%83%土壤水分站70%80%70%80%70%75%70%60%60%71%雷电探测系统75%80%65%80%70%80%80%50%50%70%风廓线雷达70%80%70%80%75%75%70%60%70%72%G N S S/M E T50%60%50%60%60%60%65%50%50%56%颗粒物观测30%50%50%50%50%50%60%30%40%46%311气象水文海洋仪器S e p.20183.6㊀业务流程信息化业务流程信息化主要包括气象观测数据流程信息化,运行监控业务作业流转流程信息化.观测数据流程信息化主要依托气象专网实现台站设备端的数据㊁信息采集,经省级信息中心向国家级业务部门传输㊁分发㊁存储㊁应用,目前整个流程基本实现自动化.监控业务作业信息流转主要利用A S OM2.0系统,建立国省两级业务信息的实时交互,将运行监控业务的每个环节处理生产的信息及时流转到下一个环节和用户,这一过程基本上都是通过A S OM系统实现,信息化程度依赖于前述每个业务环节信息化的建设水平.总体来看,按照目前运行监控业务职责和日常任务,通过业务系统功能开发,各项业务流转流程信息化基本能够满足业务需求,但在装备保障业务方面,受限于现在的业务系统功能和气象内网的通讯体系架构,还不能完全满足现代化需求.因此,需要进一步梳理业务,通过流程再造和双向通讯技术升级,实现下行监控指令的传递和反馈.3.7㊀业务管理信息化业务管理信息化目前主要通过3种方式实现:1)A S OM2.0系统自动信息流转,上传下达,各级业务人员接收处理;2)通过电话热线问询㊁交流;3)通过第三方软件交流,如微信㊁Q Q群.据统计,全年通过A S OM系统实现管理信息流转占70%,包括设备运行状态报警,装备维修保障活动进展㊁调度和督查,观测数据质量控制结果交互,站网信息变更等.通过电话热线的交流占25%,主要包括台站观测设备状态和数据质量检查㊁台站设备维修进展问询㊁业务表单的异常处理等.第三方软件交流占5%,主要信息内容包括业务系统的异常处理及功能咨询㊁业务产品的查询和异常处理㊁业务技术的交流等.从整体评估来看,业务管理信息化水平一般,与业务密切相关的内容信息化能力实现的较好,但在一些需要人力参与处理的方面信息化能力还需要加强建设.4㊀近5年业务信息化水平的变化按照前述的评估方法和评估内容,图2给出2011~2016年运行监控业务有关的信息化建设水平的变化.如图2所示,对于目前主要的观测系统,天气雷达由于前期基础较好,在设备信息化㊁监控信息化㊁保障信息化㊁装备管理信息化㊁评估业务信息化㊁监控服务信息化㊁管理信息化等7个方面,取得了一定进步,总体从2011年65%提高到2016年的82%.地面自动站由于设备升级改造在设备信息化方面取得了较大进步,通过增加运行状态信息的采集和监控,总体信息化水平从不足50%提高到80%左右.探空系统㊁土壤水分㊁雷电探测系统也有不同程度的改进,分别从50%㊁40%㊁50%提高到75%㊁60%㊁75%左右.从图3评估结果来看,运行监控业务总体信息化水平从2011年不足50%提高到2016年的70%,而其中对于观测设备种类和观测设备数量的可监控率实现上来看进步比较明显,这也反映了在十二五期间,我国气象观测系统建设取得了明显的进步和效果.图2㊀5类主要气象观测系统2011~2016年运行监控业务7项方面信息化建设的变化(每格中的数据D-D,前一数据为2011的指标,后一数据为2016年的指标)图3㊀气象观测系统及运行监控业务总体信息化水平2011~2016年的逐年变化5㊀结束语大力推进信息化建设是国家发展战略,对于各行各业,信息化建设水平决定了其在同行业中的地位和前途,互联网+㊁大数据㊁云计算㊁智慧智能化都是现代化科技的产物,也是推进科技进一步进步的力量.值得注意的是,在信息化建设的同时,还需要同步研究信息化发展水平的评估技术和方法,用以准确客观地评定行业乃至整个社会信息化所处的阶段,存在的缺陷,这已经作为一门学科在全球范围经过了几十年的发展.目前,作为信息化学科一部分,信息化评估已经形成了411第3期李峰:气象综合观测系统运行监控业务信息化评估较系统的理论和方法,但因为信息化的复杂性和特殊性,很难将普遍方法和技术指标完全准确地适用于日益细化的社会分工和行业中去.气象综合观测系统运行监控业务本身是一项信息工作,必须依赖先进的信息技术,处理各种业务信息和数据.但是,为了有效地实现业务目标和信息化建设目标,首先需要我们将所有的业务㊁业务流程面向需求和观测系统架构梳理清晰,将所有的人工业务转化成信息元素,通过网络㊁计算㊁分析㊁数据库㊁图像技术来实现.运行监控业务信息化水平取决于观测设备本身的信息化能力㊁通讯网络的架构和通讯技术㊁业务环节信息化设计和实现技术,以及数据分析㊁数据库架构和管理技术等.对运行监控业务信息化水平的评估以目前的技术和条件,很难给出定量的结果,因为我们缺乏对信息化客观的描述,也缺乏对信息化目标的定量定义,对业务本身的发展程度也不能定量化,根本原因是这些事物都是在不断发展变化的.文章从目前运行监控所承担的任务,以及实现日常业务所采用的技术手段,来评估整体业务信息化以及某类观测系统监控业务所具备的信息化能力,根本上来说还是定性评估,通过业务人员评价定义转化成定量指标,以便于我们更清楚目前所处的发展水平,并能够通过年度变化来认识业务信息化发展的历程和进步.从这些结果来看,经过十二五期间的建设,作为观测系统一项重要业务运行监控在信息化建设方面确实取得了一定的进步,但通过分析,也清楚地发现在气象观测设备本身㊁网络双向通讯技术㊁业务流程构建㊁业务作业信息化设计和实现㊁业务管理信息化设计方面都还存在很大的缺陷,这是未来业务信息化建设必须解决的关键环节和核心问题.当然,正如前面所述,对于如何更加准确客观地评估业务信息化建设和能力水平,文章仅仅提供了一种探索,让更多学者关注该领域的研究,也是文章一项重要目的,这需要更多的探索和研究.参考文献:[1]马克 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