基于PDCA 循环的气象台站标准化建设应用与实践

李育慧，郑栋栋，李育乔

1.漳州市龙文区气象局，福建漳州 363007；2.漳州市气象局，福建漳州 363000

以更高的标准推动气象事业高质量发展，构建一套完善的气象观测质量管理体系，成为推动气象现代化进程的关键。通过采取有力措施，完善气象观测质量管理体系，以期达到更高的管理、技术、服务及工作效率[1]。例如：陕西省大气探测技术保障中心积极推行ISO 9001质量管理体系，以确保气象设备的质量和安全，并严格执行从计划到实施、从采购到验收、从入库到出库、从维护到维修的各个环节，以确保气象设备管理的有序运行[2-3]。

上海市气象局在原有综合观测业务质量管理体系文件的基础上编制了地面观测标准化作业指导书，进一步规范并优化了地面观测自动化业务流程，明显提高了业务质量[4]。通过引入ISO 9001质量管理体系的PDCA循环模型，可以有效地控制地面气象观测自动化台站的整个建设过程，从而实现科学、规范、全面的管理。

以漳州市气象局为例，该局采用PDCA循环方法，实施智能供配电系统的建设及区域站的升级改造，取得了显著成果，以此为基层气象台站标准化建设管理提供有益参考。

1 资料与方法

1.1 使用资料

福建省气象局的气象观测质量管理体系文件是研究的主要依据，包括《气象观测质量管理手册》、作业指导书和程序文件等。该体系文件对三大过程的实际应用作出了具体指导和规定，即业务过程、支持过程和管理过程。

1.2 质量管理体系的定义

质量定义出自ISO 9000—2015和ISO 9001—2015标准，指“客体的一组固有特性满足要求的程度”；而“关于质量方面的管理”称为质量管理；标准还指出，质量管理体系包括“组织确定其目标以及为获得期望的结果确定其过程和所需资源的活动”，即质量目标及为实现质量目标所采取的方法、措施。

1.3 PDCA循环

PDCA循环是一种以阶梯式、循环性的、可持续的、可操作的质量管理模式，旨在全面实现业务质量的提高，以达到更高标准，并且能够有效地予以执行[5-6]。通过PDCA循环，可以将质量管理体系的各个环节有效地结合起来，包括策划(P)、实施(D)、检查(C)和处置(A)4个过程，以确保质量管理体系的有效运行。4个过程并非只停留在表面，而是以一种持续的方式重复，每次循环都会解决一些问题，从而推动业务质量的提高。而那些尚未解决的问题则会被引导至更高的层次，以便实现最终的目标[7]。

2 计划组织

依据福建省气象局《气象观测质量管理手册》，围绕地面气象观测自动化台站标准化建设的全过程，建立了一套完善的管理机制，包括管理架构和范围的确定、管理组织架构的建立，以及职责和权限的规定等，以保证其有效运行。地面气象观测自动化台站标准化建设的具体过程包括观测场地建设、设备网络布局建设、供配电建设、环境监控建设和信息监控建设等环节，其分别需要制定相应的建设标准和管理制度。为确保台站标准化建设顺利进行，需要根据不同的过程环节制定适当的操作标准和流程，如标准化建设指导技术方案、智能仪器设备技术要求、一体化安全监控设计方案、供配电系统设计、网络布局设计等。

3 实施过程

管理人员和具体操作人员是组织之本，操作人员或相关业务人员结合当地观测业务实际，严格按照建设标准、流程和要求进行建设或改造。此外，除了要求外部服务提供方拥有丰富的工作经验，他们还应该具有专业的知识和技能，发挥自身的潜力。在市级管理部门的组织和指导下，基层气象台站按照地面气象观测自动化台站标准化控制流程有序开展相关工作，并对外供方的产品和服务质量进行监督管理(图1)。必要时，可以采用试点台站先行开展，再逐步全面推进，以更好地实施台站标准化建设，实现高质量、高标准的自动化观测场和业务平台的统一。

图1 地面气象观测自动化台站标准化控制流程

为确保台站标准化建设的顺利实施，应严格控制其质量，保证项目的可持续性，包括方案的可行性、采购的合理性、进度执行的有效性、现场施工的安全性、技术使用的规范性、数据的可用性、资料的完整性，以及各个环节的风险防控和安全隐患排查的质量控制等。此外，还需要尤为关注仪器设备的安全、可靠、稳定运行，重视容易出现故障和质量问题的部分。

4 检查过程

实施阶段结束后，进入检查阶段，对观测场地建设、设备网络布局、供配电建设、环境监控和信息监控建设的实施全过程进行检查和质量控制。

4.1 观测场地建设检查

按照《地面气象观测场规范化建设图册(修订)》《地面气象观测场(室)防雷技术规范》《新增国家地面天气站建设及升级改造技术要求(2017年版)》以及《福建省地面气象观测自动化台站标准化建设指导技术方案》，对观测场标准化情况进行检查。检查仪器设备布局、观测场内地沟、盖板、围栏、标志牌等基础设施建设是否符合规范要求；线路布局、部分机箱(如主采集器双面柜、地温分采双面柜等)是否按设计要求进行优化；防雷检测结果是否达标；观测场是否整体规范、美观等。

4.2 设备网络布局检查

检查内容包括台站综合集成控制器端口、网络设备IP是否按要求统一设计使用；台站通信终端、交换机是否规范化连接；端口及线缆是否粘贴标签并清晰可见；网络拓扑图及基本网络带宽情况等。

4.3 供配电建设检查

设计电源安全智能管理系统，实现观测场市电安全配送。电源智能切换、电源远程监测与控制等。测试设备安全、稳定性能；检查市电、柴油发电机是否正常；检查和询问业务人员对系统操作的熟练程度以及应急工作流程等。

4.4 环境监控建设检查

在观测场、机房等关键场所安装监控设备，查看视频画面是否清晰、流畅，数据采集、查询、网络传输是否正常，检查和询问值班人员平台管理情况、业务运行环境变化处置和记录情况等。

4.5 信息监控建设检查

从传感器、采集设备、电源开始，到通信链路，再到后端的数据存储管理系统，形成统一的、完整的信息化智能监控体系。利用该体系进行状态数据和环境监控数据统一管理，主要包括观测场环境安全监控、电子围栏、供电系统的安全与管理等，以及数据质量控制、通信链路监控、传感器及设备监控等。检查有关各个环节是否符合体系标准建设要求。

5 处理过程

经过认真审查和多方沟通，最终形成一份台站标准化建设书面检查报告，内容主要包括亮点推广、建议性改进清单和不符合项。要求对不符合项作出详细解释，并提出具体的改进建议；修订更新不适应现有业务的规章制度、业务流程、操作规范或作业指导书。

此外，为提升台站管理和业务人员质量管理素质和能力，应组织多种形式的学习和培训，以实现学习的持续性和工作方式的改进。应建立台站标准化建设档案库，定期进行更新和维护。总之，台站标准化建设是一个长期的过程，需要不断地完善和优化。只有充分了解台站运营情况和发展趋势，结合实际问题制定合理的标准体系和实施方案，才能够真正地实现台站标准化建设的目标。

6 PDCA应用实践个例

PDCA循环是气象观测业务稳定、高效运行应遵循的重要指导理念和方法，在台站标准化建设中取得了明显成效。以漳州市气象局在智能供配电系统建设和区域站升级改造中的应用实践为例进行阐述。

6.1 智能供配电系统建设

智能供配电系统是漳州市气象局为适应地面气象观测自动化，解决气象观测场常年用电安全问题，按照地面气象观测自动化台站标准化建设的要求，精心设计研发的，已投入业务使用，并逐步推广。智能供配电系统包括观测场高压安全配送电系统、嵌入式电源安全智能管理系统(图2)。

图2 智能供配电系统整体构造

智能供配电系统建设严格按照气象观测质量管理体系要求，贯穿PDCA循环管理核心理念。从源头问题(用电安全)入手，经过多方论证、考察，制定了完整、可行的建设方案和质控指标，研发了一套智能电源管理系统。由于采用高压浮地送电方式，具备阻断瞬时高压脉冲、通道串扰等作用，可以最大限度地保障观测设备及人员安全(图3)。系统建成后，以漳州本站为试点，进行试运行，根据“P-D-C-A”循环模式不断进行调试和优化，严格把控各个环节，更好地满足无人值守业务的需求，实现市电、后备电源、油机的自动切换，电源的远程监测及控制等，运行稳定可靠，进一步推进地面气象观测站供电标准化建设，还获得了实用新型专利。在运行、推广过程中，发现部分电源数据、设备工作状态等信息不能对接数据监控平台，以及存在人员培训等问题，在后期推进中将继续按照“P-DC-A”循环模式解决以上问题。

图3 室外220 V闭环总线配送原理

6.2 区域站升级改造

在漳州市气象局对全市115个老旧区域自动气象站进行升级改造(换型)期间，启用便携式自动站进行数据采集、传输，以此解决因设备换型改造导致数据长时间缺测的问题。在区域站升级改造(换型)现场实施环节，对获取到的信息进行质量分析，根据收集到信息进行监控，确保升级改造过程中区域站传输数据正常(图4)。漳州市气象局严格执行PDCA循环管理的标准，实现从方案流程制定、现场实施、数据传输监控、传感器更换、直到升级改造完成的全过程周期的信息与过程管理，有效提高区域自动站数据及时率和准确率。

图4 设备升级改造工作应急流程图

7 结束语

通过PDCA循环，可以有效解决气象台站标准化建设中可能影响业务质量的问题，而对于尚未解决或新发现的问题，将采取更有效的措施解决，即进入新的、更高层次的PDCA循环。每次循环都会带来新的挑战和机遇。通过4个阶段的循环模式，能够更好地应对实际变化，并不断改进和创新，从而增强台站业务运行的规范性和可持续性，实现气象观测质量的标准化管理。

漳州市气象局运用PDCA循环模式进行气象台站标准化建设，通过对气象台站标准化建设过程中出现的问题开展识别、评估、制定解决方案以及监控反馈等工作，最终实现了气象台站标准化建设的目标。