陳優寬,王永久,王曉君,劉彥秀,王連珍
(1.山東省氣象局,山東 濟南250031;2.山東省氣象服務中心,山東 濟南250031)
2018 年6 月9-10 日,上海合作組織成員國元首理事會第十八次會議(以下簡稱峰會)在山東青島成功舉辦,氣象部門順利完成峰會氣象服務,工作獲得肯定。重大活動氣象服務涉及觀測、預報、服務、社會管理等多個方面,是一個系統工程,統籌協調是成功的關鍵因素。系統是由一些互相關聯、相互影響、相互作用的組成部分所構成的具有某種功能的整體;系統科學是從事物的部分與整體、局部與全局以及層次關系的角度來研究客觀世界的[1]。
系統科學開展重大活動氣象保障服務面臨的基本問題是如何把比較籠統的初始服務要求逐步地變為各個任務參加者的具體工作,以及怎樣把這些工作最終綜合成一個技術上合理、經濟上合算、研制周期短、能協調運轉的實際系統,并使這個系統成為它所從屬的更大系統的有效組成部分[1]。為此,山東省氣象部門依照中國氣象局《重大活動氣象保障服務組織實施工作指南》(以下簡稱《指南》),從全局性、系統性角度籌劃峰會保障。
(1)信息的實質是消除不確定性[2]?;I備階段首要的工作是調查分析氣象服務需求。
(2)依據控制的4 個環節:敏感環節(負責監測和獲取受控對象和環境狀況的信息)、決策環節(負責處理有關信息,制定控制指令)、執行環節(根據決策環節作出的控制指令對對象實施控制的功能環節)、 中間轉換環節(處于決策環節和執行環節之間常常須有完成某種轉換任務的功能環節,成立專門的決策指揮機構、服務協調機構、預報服務團隊等,包括決策指揮層、運行調度層、業務執行層3 個層級,成立了峰會氣象保障中心,下設 5 個部、18 個組。
(3)在滿足既定限制條件的前提下,尋找一種控制規律u(t),使得所選定的性能指標達到最佳值,即為最優控制;據此確定籌備階段建設原則,即:整合利用氣象現代化建設成果,不搞大規模建設;根據服務需要查漏補缺,抓緊完成自動氣象站升級改造、峰會氣象服務平臺、信息系統安全等建設, 引進成熟技術補足技術短板,強化氣象服務團隊建設培訓等工作。
具體系統都由六個要素組成,包括:“人”是第一要素,物資技術、設備、財等3 個物類要素和任務指標、信息等2 個事類要素; 這六個要素都要滿足一定的制約,經營管理首先要認識這種制約(法律、行政、經濟等規律、技術條件),并從而能動地求得在制約下的系統的最優運轉[1]。 按照這個原則,通過制定1 項工作方案、8 項實施方案、若干工作流程、崗位職責等工作機制體系文件,完成了將任務分解到單位、到崗位、到具體人員、到具體時間節點。
中國氣象局抽調相關直屬單位、上海市局、河南省局等單位專家入駐青島;山東省氣象局調集了全省3 位國家級首席預報員、 首席服務專家,13 位正研級高工,71 位副研級高工和22 名博士共30 余家單位、200 余人參與峰會氣象保障服務,代表了氣象人才隊伍建設的最新成果。
從2013 年以來, 山東省氣象部門堅持把 “三三三一”10 項重點工作作為氣象現代化建設的總抓手,下大力氣培育特色領域、攻關核心技術、厚植業務基礎,形成的一大批預報、服務、科研積累。 比如,開發了1 公里高分辨率智能網格氣象預報平臺、 短臨監測預警平臺,實現短時強降水、雷雨大風等災害性天氣的自動識別與預警,能夠及時獲取并應用強對流、海霧、滸苔等衛星遙感產品,特別是在峰會保障中有效提升了海霧的監測預報能力。 利用數值預報模式制作精細化預報產品,每天發布7 天逐日預報、3 天逐6 小時預報和1 天逐小時預報等各種精細預報產品。開發的青島峰會格點編輯和預報產品生成與分發業務平臺, 能夠每天為峰會保障提供110 多份服務材料,極大提高了工作效率,成為峰會天氣預報的主要支撐平臺。 引進國家級觀測分析、客觀預報等系統,實現基于位置的分鐘級降水預報。
制約因素主要來源于沿海地區霧、 風和降雨的定點定時精細化預報難度大、 現有預報技術達不到服務要求;國外數值模式波動干擾預報員主觀預報。 保持定力、科學制作預報結論,使得國、省、市服務產品保持上下一致、前后一致且一直準確。
加密布設關鍵區域氣象觀測站點, 升級改造會場周邊8 個自動站、3 個海島站, 將青島市區氣象觀測密度細化到3 公里。 完成山東全省15 部天氣雷達、3 個海上浮標站和1611 個自動站巡檢, 檢定傳感器1230 件。開展風云2 號、高分4 號衛星加密觀測,率先使用風云4 號衛星遙感產品。 6 個?。ㄊ校? 個高空站開展了組網加密觀測。
制約因素主要是海上氣象監測能力不足。 通過雷達、衛星反演技術,強化海上氣象觀測。
通過中國氣象局、 峰會組委會撥款和山東省氣象部門自籌,基本滿足峰會氣象保障服務經費需要。
細致謀劃各項保障項目和服務流程,通過“訂單生產”產品保障元首活動、“組合套餐”產品保障共性服務、“互動服務”保障海上文藝演出、“跟進服務”進駐指揮中心和應急值守點。 制作了中、俄、英文電視氣象節目及服務產品,向交警等部門推送格點化氣象預報,保障演練和實戰工作。 組織開展了3 次全流程、全要素實戰演練和15 次專項演練,并認真總結、查漏補缺、完善流程。制約因素主要是服務需求有待細化。
在保障氣象部門內部信息暢通的同時, 將峰會氣象服務平臺通過專線接入指揮中心、指揮部,并派出預報員駐守一線服務。 開發了峰會專用手機APP,推送實時天氣實況、預報預警,覆蓋外交部、籌委會300 余人。峰會期間共提供決策服務產品3500 余份, 發送峰會保障短信9.6 萬余條。 同時采用傳真、微信、電話等多種方式將監測、預報信息第一時間發送到有關部門,有力保障了安保、演出、會務、環保、滸苔打撈、海域管控、交通、國家安全、民航、電力等工作。
制約因素主要是因信息敏感, 無法從公網傳輸部分文件,改由其他穩妥渠道傳送。
氣象部門組織同時編制了工作方案和 《上合組織青島峰會期間高影響天氣風險評估》, 深入分析6 月上旬青島逐日降水、風、霧等高影響天氣概率,得出了天氣疊加影響高達91%的累計概率 (高影響天氣包括霧44%、降雨 28%、大風 17%、霾 2%)。按照《指南》要求,氣象部門將人工影響天氣寫入工作方案、編制了《人工影響天氣作業實施方案》,組織專家論證并修改完善。
峰會組委會在不同時段采取了不同的分析、 決策方法。 根據不同事理問題的特性,決策分析常分為確定型、風險型、不確定型[2]。
4.2.1 確定型決策分析
確定型決策分析基本特征是:(1) 存在決策者希望達到的一個明確目標;(2)只有一個自然狀態,且是確定的;(3)存在可供決策者選擇的不少于兩個行動方案;(4)不同行動方案在確定狀態下的益損值可以計算出來[2]。
這樣做的理論依據在于: 在給定的限制條件下尋找達到預定目標的策略或方案,就是運籌。 運籌學局限于有良好結構的事理系統,問題相對簡單,可重復性較強,有明確的數學模型[2]:

經過研究,人工消霧技術不成熟、經費過于昂貴、結果不可控,因此項目不可用。
4.2.2 風險型決策分析
風險型決策:存在兩個或兩個以上的自然狀態、各以一定概率出現,決策者可以預先確定這些概率時,決策者采用決策樹等方法, 計算期望益損值及其最優化方案[2]。 氣候部門提出了人影作業方案及意見,人影作業雖有諸多條件限制,但風險可控。
4.2.3 不確定型決策分析
對自然狀態的發生概率無法預先估計, 在必須作出決策時,須采用不確定型決策。 這類問題的困難往往并不只是自然狀態的概率不能預先知道, 而是涉及復雜的事理關系,歸入事理學范疇解決較為有效[2]。
事理系統可以一般地表示為[2]:

辦事=運籌決策+實行,具有決定意義的是運籌。 主動性(非理想系統)決策理論,有四個基本范疇:形(資源,其量化形勢是變量),勢(形在運用中發揮效能的條件和程度),節(系統運行中的控制和策略運用的調節),策(策略、方案,數學上就是解、最優解)。 其中形和策是與理想系統決策理論共有的范疇, 勢和節是非理想系統決策理論獨有的范疇[2]。
籌委會決策確定開展人影作業, 成立峰會人工消減雨作業專項工作臨時領導小組、作業指揮組,統一指揮協調全省人影作業,緊急啟用人影實施方案。 3 天內協調2 架飛機順利轉場,安全實施了2 架次試驗飛行、2架次作業飛行、累計3 小時47 分的消減雨作業,創造了全國人影飛機跨區作業準備時間最短、 工作效率最高的全新紀錄。