莆田市縣氣象業務集約化平臺設計分析

胡 兵 林 釩 陳藝芳

(福建省莆田市氣象局,福建 莆田 351100)

0 引言

為了適應基層研究型業務發展，2019年莆田市氣象局啟動市縣兩級預報業務集約化管理，實現預報預警統一監控、統一預警、統一服務。但是，隨著業務集約的深入，發現原有業務平臺無法支撐集約化業務的發展，導致集約化業務雖然達到了“減人”的目的，但尚未達到預期的“高效”。因此，迫切需要建立一個業務平臺來滿足新的市縣業務集約工作流程。

近年來，全國各地在業務集約化理念的牽引下，圍繞本地預報預警服務需求，建立了諸多業務平臺。例如，酒泉市氣象臺、榆林市氣象臺開發完成了天氣預報業務平臺，規范了天氣預報業務集約化工作流程[1-2]。倪敏莉等[3]、王培濤等[4]建立了產品制作平臺，實現了多種產品一鍵加工制作和一鍵多渠道發布。莆田市氣象局學習并借鑒了各地業務平臺的優點，總結、探索出了一套適用于莆田市縣預報業務集約的工作流程，并將其融入到業務平臺的設計和實現，以切實提升預報預警服務效率。

1 平臺需求分析和總體設計

1.1 需求分析

緊扣莆田市縣預報業務集約的實際情況，平臺主要需要實現4個功能：

①產品制作“自啟動”。平臺需要有效整合市縣兩級的預報預警服務需求，融合氣象觀測實況數據和格點(或站點)預報產品，制定一套可信息化的報警指標，實現滾動跟蹤，自動啟動多區域預報預警產品制作提醒。

②產品“批量”生產。為提升產品制作的智能化，平臺需要根據同一種災害天氣或同一類服務專題，設計多區域聯動的預報預警產品模板，融入預報經驗，制定一套文字產品轉化規則，實現預報預警文字客觀產品多區域關聯生成，并最大化地貼近最終的主觀產品。

③產品“批量”發布。在產品生成后，一份產品多渠道一鍵發布的現狀已不能滿足快速發布的需求，因此，平臺需要設計一套多份產品多渠道一鍵發布的業務流程，既方便配置，又能提高發布效率。

④制作“全流程”跟蹤。為進一步做好預報預警服務工作，平臺需要對產品的報警、制作和發布進行更為詳細的留痕跟蹤，便于分類分區域的產品信息查詢、統計和總結。

1.2 總體設計

平臺采用B/S架構，應用JAVA技術，通過WebService服務的方式完成平臺對外的整合和服務，關注平臺及功能模塊的可擴展性、可移植性、易升級性。采用SOA架構進行設計、開發和部署，由下至上分別由硬件基礎設施層、數據及產品層、產品加工及應用層構成。系統提供以服務為導向，插件式、組裝式的體系結構，通過統一的協議(網絡協議、應用協議、行業協議)和規范接入現有業務平臺。后端基于spring boot、Mybatis等主流的J2EE應用開發框架，以組件化開發模式進行應用構建，并以Restful API方式為前端提供服務；前端采用Vue.js、Openlayers等主流、成熟的Java Script框架進行展示層的開發；在平臺易用性、友好性等方面，借助Web2.0和Ajax技術，實現平臺的完美展現和交互。平臺總體架構設計如圖1所示。

圖1 平臺總體架構設計

2 平臺相關規則設計

2.1 “自啟動”監控報警指標設計

監控報警對象分為預警信號和決策氣象服務產品兩大類，指標數據來源于自動觀測站數據和福建省智能網格預報產品(格點和站點)。

預警信號監控報警的對象為《福建省氣象災害預警信號發布與傳播辦法》[5](以下簡稱《辦法》)中在莆田行政區域內常見的、可量化的9類氣象災害，包括臺風、暴雨、降溫、大風、高溫、雷電、冰雹、霜凍、大霧，報警指標使用《辦法》中各類氣象災害不同顏色等級的預警標準。因此，預警信號監控報警除預報達到預警標準的報警外，還需對實況達到預警標準且預報還將持續的情況進行報警。同時，預警信號監控報警還根據不同氣象災害的類別和顏色等級進行預警時效內的更新發布、解除的提醒。

決策氣象服務產品監控報警的對象主要有暴雨、高溫、大風、寒潮(或冷空氣)、大霧等5類災害性天氣。根據莆田市氣象局印發的《莆田市預報預警服務工作手冊》規定，以災害天氣類型為單元，分重要天氣報告、短時強天氣報告、直通氣象信息服務、重要氣象信息專報4類決策氣象服務產品進行報警指標設計，指標設計的關鍵字段包括預報時效、報警閾值、站點范圍、發布產品類型。其中，市級報警指標含暴雨12個(如表1)、高溫5個、大風2個、寒潮(或冷空氣)4個、大霧1個，共計24個；各縣級與市級指標匹配。

表1 市級暴雨決策氣象服務產品監控報警指標

2.2 預報預警文字產品轉化規則設計

平臺共設計了15類市級預報預警產品模板，包括重要天氣預警報告(5類)，重要氣象信息專報(8類)、下周天氣(1類)、氣象信息服務專題(1類)，每類均分別與各縣級的產品模板對應，市縣共計105個產品模板。根據每個產品模板的文字內容需求，本著“能自動讀取加工的就不要手動輸入”的原則，凝練總結了不同模板中常態化的文字描述語句，最大限度地讓自動轉化的客觀文字產品貼近最終的主觀產品。例如市級《下周天氣》決策氣象服務產品中的“本周天氣”欄目，設計了降水、最大小時雨強、最大日降水、日最低氣溫、日最高氣溫、沿海風力、內陸風力、最大風力等8個轉化規則。此外，市級客觀文字產品生成的同時，相關聯的縣級客觀產品也將根據所轄區域的天氣信息生成相應的客觀文字產品，實現“批量”生產。文字產品同時生成Word、PDF兩種版本。

2.3 “批量”發布流程設計

市縣兩級根據各自的15個預報產品模板，分別對短信、傳真、郵件、FTP、微信等發布渠道分組細化，而后逐一進行關聯。為了便于發布渠道信息的更新，平臺設計了一個信息篩選、建組的后臺管理平臺，可以根據發布渠道的關鍵字段快速地完成小組構建。比如，短信群眾包含有姓名、聯系方式、縣區、鄉鎮、村、單位、聯系電話等信息，若想生成荔城區暴雨重要天氣預警報告短信發布群時，只需篩選出縣區字段為荔城區的記錄，點擊建組即可。同時，平臺提供選定多個服務產品同時發布的功能，實現“批量”發布。

3 平臺功能模塊的設計與實現

根據對平臺的需求分析，進行平臺功能模塊的搭建。具體內容包括：任務提醒(含重要保障任務、決策氣象服務、氣象災害預警3個方面)，市縣兩級決策氣象服務產品聯動制作，縣級預警信號關聯制作，多產品一鍵式發布，預報預警服務工作手冊，常用業務平臺鏈接，系統管理(含重要保障任務、工作手冊、值班信息、發布途徑等)。模塊功能結構如圖2所示。

因服務流程跟蹤需要，平臺在值班信息管理中設計了用戶角色管理，用戶需根據當日的值班角色進行相應的用戶登陸。

3.1 我的工作臺

該模塊是用戶登陸后的首頁面，主要功能是實現工作流程化。

(1)工作任務提醒。提醒的對象有三類：第一，對重大社會活動等臨時服務任務進行不定期跟蹤提醒；第二，根據決策氣象服務產品監控報警規則，逐時滾動跟蹤、及時提醒，提醒信息包括達到的報警規則內容、啟動的決策氣象服務產品類型、服務區域等；第三，根據預警信號監控報警規則，逐時滾動跟蹤、及時提醒，提醒信息包括達到的報警規則內容、首發(或更新、或解除)、解除預警信號類型、服務區域等。

平臺報警功能包括聲音報警、彈出報警和短信報警3種形式；在界面上點擊報警信息可直接進入決策氣象服務制作界面或氣象災害預警制作界面；根據報警信息制作完成相應的決策氣象服務產品或氣象災害預警信號后，服務記錄將與相應的報警信息立即關聯，在產品預報時效內，針對同一報警指標平臺將自動不再重復報警。

(2)預報預警服務工作手冊。該功能是將《莆田市預報預警服務工作手冊》電子化，用于查詢工作職責、值班流程、各類業務規范、應急處置等，便于更新完善，也有利于流程可視化。

(3)常用業務平臺鏈接。將B/S架構、日常運用的業務系統鏈接到桌面，以便業務平臺集中管理，提供人性化操作界面。

3.2 決策氣象服務

該模塊可實現市縣級共計105個決策氣象服務產品模板的關聯制作和一鍵式發布。

(1)產品關聯制作。進入決策氣象服務主界面后，可根據需要選擇各級不同產品模板，每個模板將自動讀取實況數據及格點(或站點)預報信息，按照預報預警產品文字轉化規則自動轉化成客觀文字產品，界面化顯示以供用戶進行二次訂正。此外，還提供了降水、溫度、大風預報組圖作為參考，浮框顯示，實現參考圖、文字產品制作同框，提升可操作性，增強體驗感。每份決策氣象服務產品定稿后，將自動保存成Word、PDF兩種文件格式，在決策氣象服務主界面還可對文件進行預覽、下載、編輯和刪除的操作。

以市級《下周天氣》制作為例，“本周天氣”欄目的實況信息是平臺自動從實況數據中鎖定統計時間段，根據表2的文字轉化規則，形成客觀文字產品：本周我市多雨，最大周累計雨量××毫米，××日降水最為明顯，最大日雨量××毫米。若小時雨強達到30mm以上，增加描述最大雨強信息；若有冷空氣影響，周內日最低氣溫變化超過幅度≥6℃、沿海陣風≥8級，增加描述降溫和沿海大風情況。同時，在“下周天氣預報”欄目中，為了不切換界面而便捷地描述天氣，平臺在右上角提供了一個功能鍵，可浮框彈出制作參考信息，包括降水、風、最高氣溫、最低氣溫預報圖組。最后，完成市級《下周天氣》制作后，此份報告每個欄目的文字內容都將作為浮框參考信息之一，列入縣級《下周天氣》的對應欄目。

(2)一鍵式發布。各級決策氣象服務產品定稿后進入發布任務列表，每份決策氣象服務產品可根據已在后臺關聯好的發布途徑直接一鍵分發，也可對單份產品進行發布配置修改后再一鍵分發，但此處發布配置的修改是臨時的，不會改變后臺的發布配置信息。

3.3 氣象災害預警

根據《辦法》規定，預警信號模板是固定的，由預警圖標、內容、防御指南共同組成。在福建省實施預警信號發布屬地化后，此模塊主要功能是實現預警信號的關聯制作。當用戶完成第一份預警信號的制作后，通過 “自動生成各區預警信號”功能，選定其他預警縣區，即可“批量”生成相應縣區的同級別預警信號，簽發單位、簽發人、發布時間、發布單位等信息自動與縣區關聯更新，并以Word的格式顯示，便于二次修訂。該模塊同樣提供了多產品一鍵式發布功能，操作方法與決策氣象服務模塊一致。

3.4 系統管理

系統管理模塊包含了重要服務保障任務管理、工作手冊管理、值班信息、發布途徑管理4個部分。

(1)重要服務保障任務管理是針對臨時保障服務任務而設計的，可在任務列表中設置任務名稱、開始時間、結束時間、提醒時間(即制作頻率)、任務內容(即決策氣象服務產品類別)等信息，設置啟動后，將在“我的工作臺”主界面中出現重要服務保障任務流程跟蹤，實現任務提醒。

(2)工作手冊管理采用章節式管理方式，以樹形結構設計，可通過增加、刪除、修改樹形節點以達到完善手冊章節的目的。

(3)值班信息與現有的其他業務平臺對接，實現一套值班表格多平臺導入使用，并可隨意增減崗位角色。

(4)發布途徑管理分為兩層。第一層是發布途徑信息管理，即對短信、傳真、郵件、FTP進行群組設計和信息填充；第二層是發布途徑關聯管理，即以決策氣象服務產品和預警信號模板為單元，對每個模板進行發布群組關聯。

4 結論

莆田市縣氣象業務平臺滿足了預報業務集約化需求，實現了以下4個建設目標，大大提升了市、縣兩級的預報預警服務工作效率，具有很好的應用和推廣意義。

①工作流程化。平臺設計了“自啟動”監控報警指標，并通過后臺管理和計算，自動跟蹤提醒決策氣象服務產品和預警信號的制作節點，使業務流程更加標準化。

②工作規范化。通過設計市縣兩級共105個產品模板，平臺自動生成排版格式，實現按統一標準對同類產品進行規范化管理。

③工作智能化。平臺根據設計的預報預警文字產品轉化規則，自動獲取數據，自動加工形成客觀文字產品，且實現產品制作過程、參考圖表同框顯示，大大提升了工作效率。

④工作協同化。市級決策氣象服務產品制作完成后，可自動關聯生成相應縣級同類產品，并實現市縣兩級多份產品的一鍵式發布，市縣服務協同性明顯增強。