基于PDCA 循環的氣象臺站標準化建設應用與實踐

李育慧，鄭棟棟，李育喬

1.漳州市龍文區氣象局，福建漳州 363007；2.漳州市氣象局，福建漳州 363000

以更高的標準推動氣象事業高質量發展，構建一套完善的氣象觀測質量管理體系，成為推動氣象現代化進程的關鍵。通過采取有力措施，完善氣象觀測質量管理體系，以期達到更高的管理、技術、服務及工作效率[1]。例如：陜西省大氣探測技術保障中心積極推行ISO 9001質量管理體系，以確保氣象設備的質量和安全，并嚴格執行從計劃到實施、從采購到驗收、從入庫到出庫、從維護到維修的各個環節，以確保氣象設備管理的有序運行[2-3]。

上海市氣象局在原有綜合觀測業務質量管理體系文件的基礎上編制了地面觀測標準化作業指導書，進一步規范并優化了地面觀測自動化業務流程，明顯提高了業務質量[4]。通過引入ISO 9001質量管理體系的PDCA循環模型，可以有效地控制地面氣象觀測自動化臺站的整個建設過程，從而實現科學、規范、全面的管理。

以漳州市氣象局為例，該局采用PDCA循環方法，實施智能供配電系統的建設及區域站的升級改造，取得了顯著成果，以此為基層氣象臺站標準化建設管理提供有益參考。

1 資料與方法

1.1 使用資料

福建省氣象局的氣象觀測質量管理體系文件是研究的主要依據，包括《氣象觀測質量管理手冊》、作業指導書和程序文件等。該體系文件對三大過程的實際應用作出了具體指導和規定，即業務過程、支持過程和管理過程。

1.2 質量管理體系的定義

質量定義出自ISO 9000—2015和ISO 9001—2015標準，指“客體的一組固有特性滿足要求的程度”；而“關于質量方面的管理”稱為質量管理；標準還指出，質量管理體系包括“組織確定其目標以及為獲得期望的結果確定其過程和所需資源的活動”，即質量目標及為實現質量目標所采取的方法、措施。

1.3 PDCA循環

PDCA循環是一種以階梯式、循環性的、可持續的、可操作的質量管理模式，旨在全面實現業務質量的提高，以達到更高標準，并且能夠有效地予以執行[5-6]。通過PDCA循環，可以將質量管理體系的各個環節有效地結合起來，包括策劃(P)、實施(D)、檢查(C)和處置(A)4個過程，以確保質量管理體系的有效運行。4個過程并非只停留在表面，而是以一種持續的方式重復，每次循環都會解決一些問題，從而推動業務質量的提高。而那些尚未解決的問題則會被引導至更高的層次，以便實現最終的目標[7]。

2 計劃組織

依據福建省氣象局《氣象觀測質量管理手冊》，圍繞地面氣象觀測自動化臺站標準化建設的全過程，建立了一套完善的管理機制，包括管理架構和范圍的確定、管理組織架構的建立，以及職責和權限的規定等，以保證其有效運行。地面氣象觀測自動化臺站標準化建設的具體過程包括觀測場地建設、設備網絡布局建設、供配電建設、環境監控建設和信息監控建設等環節，其分別需要制定相應的建設標準和管理制度。為確保臺站標準化建設順利進行，需要根據不同的過程環節制定適當的操作標準和流程，如標準化建設指導技術方案、智能儀器設備技術要求、一體化安全監控設計方案、供配電系統設計、網絡布局設計等。

3 實施過程

管理人員和具體操作人員是組織之本，操作人員或相關業務人員結合當地觀測業務實際，嚴格按照建設標準、流程和要求進行建設或改造。此外，除了要求外部服務提供方擁有豐富的工作經驗，他們還應該具有專業的知識和技能，發揮自身的潛力。在市級管理部門的組織和指導下，基層氣象臺站按照地面氣象觀測自動化臺站標準化控制流程有序開展相關工作，并對外供方的產品和服務質量進行監督管理(圖1)。必要時，可以采用試點臺站先行開展，再逐步全面推進，以更好地實施臺站標準化建設，實現高質量、高標準的自動化觀測場和業務平臺的統一。

圖1 地面氣象觀測自動化臺站標準化控制流程

為確保臺站標準化建設的順利實施，應嚴格控制其質量，保證項目的可持續性，包括方案的可行性、采購的合理性、進度執行的有效性、現場施工的安全性、技術使用的規范性、數據的可用性、資料的完整性，以及各個環節的風險防控和安全隱患排查的質量控制等。此外，還需要尤為關注儀器設備的安全、可靠、穩定運行，重視容易出現故障和質量問題的部分。

4 檢查過程

實施階段結束后，進入檢查階段，對觀測場地建設、設備網絡布局、供配電建設、環境監控和信息監控建設的實施全過程進行檢查和質量控制。

4.1 觀測場地建設檢查

按照《地面氣象觀測場規范化建設圖冊(修訂)》《地面氣象觀測場(室)防雷技術規范》《新增國家地面天氣站建設及升級改造技術要求(2017年版)》以及《福建省地面氣象觀測自動化臺站標準化建設指導技術方案》，對觀測場標準化情況進行檢查。檢查儀器設備布局、觀測場內地溝、蓋板、圍欄、標志牌等基礎設施建設是否符合規范要求；線路布局、部分機箱(如主采集器雙面柜、地溫分采雙面柜等)是否按設計要求進行優化；防雷檢測結果是否達標；觀測場是否整體規范、美觀等。

4.2 設備網絡布局檢查

檢查內容包括臺站綜合集成控制器端口、網絡設備IP是否按要求統一設計使用；臺站通信終端、交換機是否規范化連接；端口及線纜是否粘貼標簽并清晰可見；網絡拓撲圖及基本網絡帶寬情況等。

4.3 供配電建設檢查

設計電源安全智能管理系統，實現觀測場市電安全配送。電源智能切換、電源遠程監測與控制等。測試設備安全、穩定性能；檢查市電、柴油發電機是否正常；檢查和詢問業務人員對系統操作的熟練程度以及應急工作流程等。

4.4 環境監控建設檢查

在觀測場、機房等關鍵場所安裝監控設備，查看視頻畫面是否清晰、流暢，數據采集、查詢、網絡傳輸是否正常，檢查和詢問值班人員平臺管理情況、業務運行環境變化處置和記錄情況等。

4.5 信息監控建設檢查

從傳感器、采集設備、電源開始，到通信鏈路，再到后端的數據存儲管理系統，形成統一的、完整的信息化智能監控體系。利用該體系進行狀態數據和環境監控數據統一管理，主要包括觀測場環境安全監控、電子圍欄、供電系統的安全與管理等，以及數據質量控制、通信鏈路監控、傳感器及設備監控等。檢查有關各個環節是否符合體系標準建設要求。

5 處理過程

經過認真審查和多方溝通，最終形成一份臺站標準化建設書面檢查報告，內容主要包括亮點推廣、建議性改進清單和不符合項。要求對不符合項作出詳細解釋，并提出具體的改進建議；修訂更新不適應現有業務的規章制度、業務流程、操作規范或作業指導書。

此外，為提升臺站管理和業務人員質量管理素質和能力，應組織多種形式的學習和培訓，以實現學習的持續性和工作方式的改進。應建立臺站標準化建設檔案庫，定期進行更新和維護。總之，臺站標準化建設是一個長期的過程，需要不斷地完善和優化。只有充分了解臺站運營情況和發展趨勢，結合實際問題制定合理的標準體系和實施方案，才能夠真正地實現臺站標準化建設的目標。

6 PDCA應用實踐個例

PDCA循環是氣象觀測業務穩定、高效運行應遵循的重要指導理念和方法，在臺站標準化建設中取得了明顯成效。以漳州市氣象局在智能供配電系統建設和區域站升級改造中的應用實踐為例進行闡述。

6.1 智能供配電系統建設

智能供配電系統是漳州市氣象局為適應地面氣象觀測自動化，解決氣象觀測場常年用電安全問題，按照地面氣象觀測自動化臺站標準化建設的要求，精心設計研發的，已投入業務使用，并逐步推廣。智能供配電系統包括觀測場高壓安全配送電系統、嵌入式電源安全智能管理系統(圖2)。

圖2 智能供配電系統整體構造

智能供配電系統建設嚴格按照氣象觀測質量管理體系要求，貫穿PDCA循環管理核心理念。從源頭問題(用電安全)入手，經過多方論證、考察，制定了完整、可行的建設方案和質控指標，研發了一套智能電源管理系統。由于采用高壓浮地送電方式，具備阻斷瞬時高壓脈沖、通道串擾等作用，可以最大限度地保障觀測設備及人員安全(圖3)。系統建成后，以漳州本站為試點，進行試運行，根據“P-D-C-A”循環模式不斷進行調試和優化，嚴格把控各個環節，更好地滿足無人值守業務的需求，實現市電、后備電源、油機的自動切換，電源的遠程監測及控制等，運行穩定可靠，進一步推進地面氣象觀測站供電標準化建設，還獲得了實用新型專利。在運行、推廣過程中，發現部分電源數據、設備工作狀態等信息不能對接數據監控平臺，以及存在人員培訓等問題，在后期推進中將繼續按照“P-DC-A”循環模式解決以上問題。

圖3 室外220 V閉環總線配送原理

6.2 區域站升級改造

在漳州市氣象局對全市115個老舊區域自動氣象站進行升級改造(換型)期間，啟用便攜式自動站進行數據采集、傳輸，以此解決因設備換型改造導致數據長時間缺測的問題。在區域站升級改造(換型)現場實施環節，對獲取到的信息進行質量分析，根據收集到信息進行監控，確保升級改造過程中區域站傳輸數據正常(圖4)。漳州市氣象局嚴格執行PDCA循環管理的標準，實現從方案流程制定、現場實施、數據傳輸監控、傳感器更換、直到升級改造完成的全過程周期的信息與過程管理，有效提高區域自動站數據及時率和準確率。

圖4 設備升級改造工作應急流程圖

7 結束語

通過PDCA循環，可以有效解決氣象臺站標準化建設中可能影響業務質量的問題，而對于尚未解決或新發現的問題，將采取更有效的措施解決，即進入新的、更高層次的PDCA循環。每次循環都會帶來新的挑戰和機遇。通過4個階段的循環模式，能夠更好地應對實際變化，并不斷改進和創新，從而增強臺站業務運行的規范性和可持續性，實現氣象觀測質量的標準化管理。

漳州市氣象局運用PDCA循環模式進行氣象臺站標準化建設，通過對氣象臺站標準化建設過程中出現的問題開展識別、評估、制定解決方案以及監控反饋等工作，最終實現了氣象臺站標準化建設的目標。