莆田市县气象业务集约化平台设计分析

胡 兵 林 钒 陈艺芳

(福建省莆田市气象局,福建 莆田 351100)

0 引言

为了适应基层研究型业务发展，2019年莆田市气象局启动市县两级预报业务集约化管理，实现预报预警统一监控、统一预警、统一服务。但是，随着业务集约的深入，发现原有业务平台无法支撑集约化业务的发展，导致集约化业务虽然达到了“减人”的目的，但尚未达到预期的“高效”。因此，迫切需要建立一个业务平台来满足新的市县业务集约工作流程。

近年来，全国各地在业务集约化理念的牵引下，围绕本地预报预警服务需求，建立了诸多业务平台。例如，酒泉市气象台、榆林市气象台开发完成了天气预报业务平台，规范了天气预报业务集约化工作流程[1-2]。倪敏莉等[3]、王培涛等[4]建立了产品制作平台，实现了多种产品一键加工制作和一键多渠道发布。莆田市气象局学习并借鉴了各地业务平台的优点，总结、探索出了一套适用于莆田市县预报业务集约的工作流程，并将其融入到业务平台的设计和实现，以切实提升预报预警服务效率。

1 平台需求分析和总体设计

1.1 需求分析

紧扣莆田市县预报业务集约的实际情况，平台主要需要实现4个功能：

①产品制作“自启动”。平台需要有效整合市县两级的预报预警服务需求，融合气象观测实况数据和格点(或站点)预报产品，制定一套可信息化的报警指标，实现滚动跟踪，自动启动多区域预报预警产品制作提醒。

②产品“批量”生产。为提升产品制作的智能化，平台需要根据同一种灾害天气或同一类服务专题，设计多区域联动的预报预警产品模板，融入预报经验，制定一套文字产品转化规则，实现预报预警文字客观产品多区域关联生成，并最大化地贴近最终的主观产品。

③产品“批量”发布。在产品生成后，一份产品多渠道一键发布的现状已不能满足快速发布的需求，因此，平台需要设计一套多份产品多渠道一键发布的业务流程，既方便配置，又能提高发布效率。

④制作“全流程”跟踪。为进一步做好预报预警服务工作，平台需要对产品的报警、制作和发布进行更为详细的留痕跟踪，便于分类分区域的产品信息查询、统计和总结。

1.2 总体设计

平台采用B/S架构，应用JAVA技术，通过WebService服务的方式完成平台对外的整合和服务，关注平台及功能模块的可扩展性、可移植性、易升级性。采用SOA架构进行设计、开发和部署，由下至上分别由硬件基础设施层、数据及产品层、产品加工及应用层构成。系统提供以服务为导向，插件式、组装式的体系结构，通过统一的协议(网络协议、应用协议、行业协议)和规范接入现有业务平台。后端基于spring boot、Mybatis等主流的J2EE应用开发框架，以组件化开发模式进行应用构建，并以Restful API方式为前端提供服务；前端采用Vue.js、Openlayers等主流、成熟的Java Script框架进行展示层的开发；在平台易用性、友好性等方面，借助Web2.0和Ajax技术，实现平台的完美展现和交互。平台总体架构设计如图1所示。

图1 平台总体架构设计

2 平台相关规则设计

2.1 “自启动”监控报警指标设计

监控报警对象分为预警信号和决策气象服务产品两大类，指标数据来源于自动观测站数据和福建省智能网格预报产品(格点和站点)。

预警信号监控报警的对象为《福建省气象灾害预警信号发布与传播办法》[5](以下简称《办法》)中在莆田行政区域内常见的、可量化的9类气象灾害，包括台风、暴雨、降温、大风、高温、雷电、冰雹、霜冻、大雾，报警指标使用《办法》中各类气象灾害不同颜色等级的预警标准。因此，预警信号监控报警除预报达到预警标准的报警外，还需对实况达到预警标准且预报还将持续的情况进行报警。同时，预警信号监控报警还根据不同气象灾害的类别和颜色等级进行预警时效内的更新发布、解除的提醒。

决策气象服务产品监控报警的对象主要有暴雨、高温、大风、寒潮(或冷空气)、大雾等5类灾害性天气。根据莆田市气象局印发的《莆田市预报预警服务工作手册》规定，以灾害天气类型为单元，分重要天气报告、短时强天气报告、直通气象信息服务、重要气象信息专报4类决策气象服务产品进行报警指标设计，指标设计的关键字段包括预报时效、报警阈值、站点范围、发布产品类型。其中，市级报警指标含暴雨12个(如表1)、高温5个、大风2个、寒潮(或冷空气)4个、大雾1个，共计24个；各县级与市级指标匹配。

表1 市级暴雨决策气象服务产品监控报警指标

2.2 预报预警文字产品转化规则设计

平台共设计了15类市级预报预警产品模板，包括重要天气预警报告(5类)，重要气象信息专报(8类)、下周天气(1类)、气象信息服务专题(1类)，每类均分别与各县级的产品模板对应，市县共计105个产品模板。根据每个产品模板的文字内容需求，本着“能自动读取加工的就不要手动输入”的原则，凝练总结了不同模板中常态化的文字描述语句，最大限度地让自动转化的客观文字产品贴近最终的主观产品。例如市级《下周天气》决策气象服务产品中的“本周天气”栏目，设计了降水、最大小时雨强、最大日降水、日最低气温、日最高气温、沿海风力、内陆风力、最大风力等8个转化规则。此外，市级客观文字产品生成的同时，相关联的县级客观产品也将根据所辖区域的天气信息生成相应的客观文字产品，实现“批量”生产。文字产品同时生成Word、PDF两种版本。

2.3 “批量”发布流程设计

市县两级根据各自的15个预报产品模板，分别对短信、传真、邮件、FTP、微信等发布渠道分组细化，而后逐一进行关联。为了便于发布渠道信息的更新，平台设计了一个信息筛选、建组的后台管理平台，可以根据发布渠道的关键字段快速地完成小组构建。比如，短信群众包含有姓名、联系方式、县区、乡镇、村、单位、联系电话等信息，若想生成荔城区暴雨重要天气预警报告短信发布群时，只需筛选出县区字段为荔城区的记录，点击建组即可。同时，平台提供选定多个服务产品同时发布的功能，实现“批量”发布。

3 平台功能模块的设计与实现

根据对平台的需求分析，进行平台功能模块的搭建。具体内容包括：任务提醒(含重要保障任务、决策气象服务、气象灾害预警3个方面)，市县两级决策气象服务产品联动制作，县级预警信号关联制作，多产品一键式发布，预报预警服务工作手册，常用业务平台链接，系统管理(含重要保障任务、工作手册、值班信息、发布途径等)。模块功能结构如图2所示。

因服务流程跟踪需要，平台在值班信息管理中设计了用户角色管理，用户需根据当日的值班角色进行相应的用户登陆。

3.1 我的工作台

该模块是用户登陆后的首页面，主要功能是实现工作流程化。

(1)工作任务提醒。提醒的对象有三类：第一，对重大社会活动等临时服务任务进行不定期跟踪提醒；第二，根据决策气象服务产品监控报警规则，逐时滚动跟踪、及时提醒，提醒信息包括达到的报警规则内容、启动的决策气象服务产品类型、服务区域等；第三，根据预警信号监控报警规则，逐时滚动跟踪、及时提醒，提醒信息包括达到的报警规则内容、首发(或更新、或解除)、解除预警信号类型、服务区域等。

平台报警功能包括声音报警、弹出报警和短信报警3种形式；在界面上点击报警信息可直接进入决策气象服务制作界面或气象灾害预警制作界面；根据报警信息制作完成相应的决策气象服务产品或气象灾害预警信号后，服务记录将与相应的报警信息立即关联，在产品预报时效内，针对同一报警指标平台将自动不再重复报警。

(2)预报预警服务工作手册。该功能是将《莆田市预报预警服务工作手册》电子化，用于查询工作职责、值班流程、各类业务规范、应急处置等，便于更新完善，也有利于流程可视化。

(3)常用业务平台链接。将B/S架构、日常运用的业务系统链接到桌面，以便业务平台集中管理，提供人性化操作界面。

3.2 决策气象服务

该模块可实现市县级共计105个决策气象服务产品模板的关联制作和一键式发布。

(1)产品关联制作。进入决策气象服务主界面后，可根据需要选择各级不同产品模板，每个模板将自动读取实况数据及格点(或站点)预报信息，按照预报预警产品文字转化规则自动转化成客观文字产品，界面化显示以供用户进行二次订正。此外，还提供了降水、温度、大风预报组图作为参考，浮框显示，实现参考图、文字产品制作同框，提升可操作性，增强体验感。每份决策气象服务产品定稿后，将自动保存成Word、PDF两种文件格式，在决策气象服务主界面还可对文件进行预览、下载、编辑和删除的操作。

以市级《下周天气》制作为例，“本周天气”栏目的实况信息是平台自动从实况数据中锁定统计时间段，根据表2的文字转化规则，形成客观文字产品：本周我市多雨，最大周累计雨量××毫米，××日降水最为明显，最大日雨量××毫米。若小时雨强达到30mm以上，增加描述最大雨强信息；若有冷空气影响，周内日最低气温变化超过幅度≥6℃、沿海阵风≥8级，增加描述降温和沿海大风情况。同时，在“下周天气预报”栏目中，为了不切换界面而便捷地描述天气，平台在右上角提供了一个功能键，可浮框弹出制作参考信息，包括降水、风、最高气温、最低气温预报图组。最后，完成市级《下周天气》制作后，此份报告每个栏目的文字内容都将作为浮框参考信息之一，列入县级《下周天气》的对应栏目。

(2)一键式发布。各级决策气象服务产品定稿后进入发布任务列表，每份决策气象服务产品可根据已在后台关联好的发布途径直接一键分发，也可对单份产品进行发布配置修改后再一键分发，但此处发布配置的修改是临时的，不会改变后台的发布配置信息。

3.3 气象灾害预警

根据《办法》规定，预警信号模板是固定的，由预警图标、内容、防御指南共同组成。在福建省实施预警信号发布属地化后，此模块主要功能是实现预警信号的关联制作。当用户完成第一份预警信号的制作后，通过 “自动生成各区预警信号”功能，选定其他预警县区，即可“批量”生成相应县区的同级别预警信号，签发单位、签发人、发布时间、发布单位等信息自动与县区关联更新，并以Word的格式显示，便于二次修订。该模块同样提供了多产品一键式发布功能，操作方法与决策气象服务模块一致。

3.4 系统管理

系统管理模块包含了重要服务保障任务管理、工作手册管理、值班信息、发布途径管理4个部分。

(1)重要服务保障任务管理是针对临时保障服务任务而设计的，可在任务列表中设置任务名称、开始时间、结束时间、提醒时间(即制作频率)、任务内容(即决策气象服务产品类别)等信息，设置启动后，将在“我的工作台”主界面中出现重要服务保障任务流程跟踪，实现任务提醒。

(2)工作手册管理采用章节式管理方式，以树形结构设计，可通过增加、删除、修改树形节点以达到完善手册章节的目的。

(3)值班信息与现有的其他业务平台对接，实现一套值班表格多平台导入使用，并可随意增减岗位角色。

(4)发布途径管理分为两层。第一层是发布途径信息管理，即对短信、传真、邮件、FTP进行群组设计和信息填充；第二层是发布途径关联管理，即以决策气象服务产品和预警信号模板为单元，对每个模板进行发布群组关联。

4 结论

莆田市县气象业务平台满足了预报业务集约化需求，实现了以下4个建设目标，大大提升了市、县两级的预报预警服务工作效率，具有很好的应用和推广意义。

①工作流程化。平台设计了“自启动”监控报警指标，并通过后台管理和计算，自动跟踪提醒决策气象服务产品和预警信号的制作节点，使业务流程更加标准化。

②工作规范化。通过设计市县两级共105个产品模板，平台自动生成排版格式，实现按统一标准对同类产品进行规范化管理。

③工作智能化。平台根据设计的预报预警文字产品转化规则，自动获取数据，自动加工形成客观文字产品，且实现产品制作过程、参考图表同框显示，大大提升了工作效率。

④工作协同化。市级决策气象服务产品制作完成后，可自动关联生成相应县级同类产品，并实现市县两级多份产品的一键式发布，市县服务协同性明显增强。