气象工程项目一体化系统应用研究*

摘要：气象工程项目建设投资规模逐年增加，但仍缺乏统一的管理，信息化手段薄弱。为了做好气象工程项目全生命周期管理工作，强化项目管理信息化系统建设，根据气象工程项目特点，围绕多部门、多项目的业务流程和管理流程，以大数据、云计算、“互联网+”等技术应用为手段，在需求分析的基础上对建设目标、总体架构、技术路线和系统设计进行分析，构建满足投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价管理资源需求的项目全生命周期业务管理和辅助决策支撑分系统，为气象工程项目管理信息化的未来发展提供方向。

关键词：气象工程；项目管理；一体化平台；信息化

0引言

近年来，我国高度重视以信息化推进国家治理体系和治理能力现代化，强调要加快推进电子政务，打通信息壁垒，构建全流程一体化在线服务平台。随着我国信息化建设的不断加速，信息化管理已经成为未来各行各业的发展趋势。鲁升敏等[1]根据基建工程从设计、采购、建造到投产的全过程一体化信息管理技术思路，设计了电力基建工程项目管理信息系统，改进和规范了电力工程项目管理；王海学等[2]以南水北调中线天津段曹庄泵站工程为背景，设计并开发了以工作流无缝流转和信息资源无缝共享为目标的无缝隙项目管理信息系统；胡可等[3]设计了基于BIM网络技术的建筑工程项目管理信息系统，实现建筑工程项目管理信息的可视化显示、共享、查询；郭磊等[4]结合水利工程项目管理的特点对某项目管理信息系统的业务功能及流程进行二次开发，实现了水利工程项目全生命周期的管理。

近年来，我国气象工程项目建设逐渐向现代化、信息化转变，气象工程项目现代化建设速度加快。然而，不同于其他行业，气象工程项目是政府投资的非经营性工程项目，其管理模式和工程特点与其他行业有所不同。气象工程项目管理主要采用职能式的管理模式，该模式分工明确、执行力强，但存在工作过程标准化不足、项目管理专业性不强、监管困难等问题[5]。

当前，气象部门每年的工程投资规模巨大，分布在全国各单位，极大地增加了管理的难度。气象部门目前使用的财政部、发展和改革委的各个信息系统与气象部门自身系统衔接有限，一定程度上存在信息孤岛，不利于工程项目的全生命周期管理。气象部门仅有部分项目办公室开发了针对各个工程项目的平台，如山洪工程项目管理轻量级大数据分析平台[67]，其主要是对收集的所有项目单位分年度建设项目数据进行分析及展示；气象卫星工程开发了应用系统和项目管理平台，并实现了与计财业务系统的对接[89]；气象局某单位开发了综合管理信息系统，主要用来进行项目合同、项目信息管理等。然而，气象部门各项目办公室开发的项目管理平台信息较为单一，主要集中在实施阶段信息统计、数据分析，缺少项目全生命周期业务管理的气象工程项目一体化平台。因此，本文以气象部门已经颁布的相关文件为基础，建设满足投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价多方面管理资源需求的项目全生命周期业务管理和辅助决策支撑分系统，旨在提高气象管理协同能力和数据共享能力。

1气象工程项目一体化系统的需求分析

11对气象工程项目一体化系统的功能需求

本项目平台主要功能为气象工程项目业务管理和数据管理。

（1）业务管理功能。开发一套气象工程项目一体化平台，支撑全国气象各部门工程项目管理。在管理过程上涵盖规划文本库、可研审批、初设审批、投资下达、监督检查、竣工验收、项目评价等阶段业务，实现主体业务与计划、团队等要素在线管理。驱动各级单位全面支撑建设项目管理，纵向上实现各类项目精准管控，资源高效调配；横向上支撑跨区域高效协同。

（2）数据管理功能。构建一套围绕气象建设项目的数据治理体系，从组织架构、管理制度、操作规范、IT应用技术、绩效考核支持等多个维度对气象局建设项目的数据模型、数据架构、数据质量、数据安全、数据生命周期等各方面进行全面梳理、建设及持续改进。

从组成本项目的项目全生命周期业务管理分系统、辅助决策分系统和数据库的功能来看，项目全生命周期业务管理分系统主要实现审批流程及信息汇总，包括工程申报前期文件信息、立项评估信息、预算信息、投资计划下达信息；实现建设单位信息上报及内部管理，包括本单位项目前期文件信息、立项评估信息、招标采购计划及实际执行信息、财务核算信息、业务建设信息、绩效评价信息、后评价信息等。辅助决策分系统主要实现发展规划院及相关第三方机构信息收集和分析，包括项目前期文件信息、立项评估信息、招标采购计划及实际执行信息、财务核算信息、业务建设信息、绩效评价与后评价信息等，为气象部门科学决策提供支撑。数据库可为项目全生命周期业务管理分系统、辅助决策分系统提供数据支撑。

12对气象工程项目一体化系统的界面需求

（1）统一界面集成需求。需要提供应用集成框架组件，支持应用系统功能操作界面的统一展示，还需要支持展现形式的个性化定制、内容管理、检索和信息分类、交互协作等功能。此外，根据实际的集成需求，需要实现其他界面集成工作，如集成外部的信息资源和统一的待办列表；还需要考虑未来实现移动终端设备的集成后其与操作界面的适配性。

（2）涉及实际应用的使用界面均采用简体中文的需求。

（3）用户界面友好性的需求。要考虑界面的简捷性，与业务流程相符。

（4）易学习性的需求。对于一般操作人员而言，要考虑学习使用的难度。

（5）易操作性的需求。要考虑操作的难易程度，对主要或常用功能提供快捷方式。

（6）各模块界面风格一致性的需求。要考虑界面风格和操作是否一致。

（7）联机帮助丰富性的需求。要考察联机帮助的准确性、全面性，以及在关键操作时使用联机帮助的方便性。

2气象工程项目一体化系统的开发与设计

21气象工程项目一体化系统建设目标

依据《气象部门基本建设管理办法》《中国气象局重点工程建设项目管理办法》《气象信息化发展规划（2018—2022年）》等相关文件，按照“大数据、大平台、大系统”建设理念，围绕多部门、多项目的业务流程和管理流程，以面向决策、面向管理、面向需求为建设思路，以进一步规范气象工程项目管理、提升投资决策水平、完善监督管理手段、提高建设资产监督管理能力和管理效率为目标，以大数据、云计算、“互联网+”等技术应用为手段，建设满足投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价多方面管理资源需求的项目全生命周期业务管理和辅助决策支撑分系统，实现多管理应用的互联互通和有机整合，提高气象管理协同能力和数据共享能力，为管理决策提供科学依据。

22系统架构及技术路线

221系统总体架构

本项目依托国家级基础设施资源，充分利用云计算、大数据、“互联网+”等技术应用手段，统一建设、集中部署，构建“1个数据库+2个体系+3个层级”的总体架构，且满足投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价多方面工程项目管理资源需求的项目全生命周期业务管理和辅助决策支撑分系统，实现多管理应用的互联互通和有机整合，提高气象管理协同能力和数据共享能力。一体化平台总体架构图如图1所示。

本项目依托的外部数据来源包括财政部预算系统、财政部政府采购计划管理系统、财政部政府采购交易平台、财政部决算系统、财政部内控系统、国家发展和改革委重大项目库及国家发展和改革委投资在线监管平台；内部数据来源包括气象部门计财业务系统、气象部门集中采购系统和气象部门政务系统。将上述各系统数据输入至本项目所建项目全生命周期业务管理分系统，并通过辅助决策支撑分系统进行分析加工，辅助决策支撑分系统通过数据资源池提供各类数据，并通过数据仓库为相关用户提供常态化报表、一张图展示、风险预警等。与其他系统接口示意图如图2所示。

222技术路线

平台技术架构包含业务技术架构与基础IT技术架构两部分。业务技术架构分为源数据层、数据接入层、数据存储与管理层、中间服务层、访问控制层及用户层[10]。源数据层描述了内部、外部系统接入要求，以及数据库文件、文本文件或服务接口形式的技术实现；数据接入层主要分为填报类接入及ETL接入，填报类接入通过业务系统执行完成，ETL接入则通过ETL技术组件对源数据进行抽取、转换与加载，通过质量检查、调度控制等技术要求进入数据存储与管理层；数据存储与管理层实现结构化数据存储与非结构化数据存储，其中音视频、PDF等文件通过hadoop大数据平台进行存储和访问，传统结构化数据通过数据仓库进行数据存储与维度建模；中间服务层包括数据的多类应用服务方式，如离线数据访问、实时数据访问、统计、挖掘等；访问控制层及用户层最终通过统一认证管理方式进行访问控制。基础IT架构主要解决业务技术架构中对元数据、数据质量、数据标准及系统的监控、运行、安全策略管理等。

为保证本平台开发技术的先进性和稳定性，本项目采用以下关键技术路线：

（1）基于J2EE技术及三层结构开发本平台整体技术体系，并采用Browser/WebServer/DataBaseServer的三层结构进行应用系统的开发。B/S/D三层结构具有数据与应用逻辑分离的特征。

（2）采用组件式开发技术框架实现本平台的快速开发，将应用软件分解成为一个个独立的单元，将软件开发的过程转变成为类似于“搭积木”的搭建过程。通过组装不同的软件组件单元来实现软件的集成，为实现面向服务（SOA）提供基础。

（3）以面向服务（SOA）架构为基础搭建本项目管理平台，通过多AIB1WjuOIqsDund3dwSumQ==层次的整合技术和方法，使建设单位更专注于本平台业务逻辑的开发，而无须过多考虑各层次资源整合、交换（数据、应用等）的问题，可以保证系统应用资源的可重用和灵活性。

23系统设计

在业务逻辑上由项目全生命周期业务管理分系统和辅助决策分系统及数据库三个部分组成（图2）。其中，项目全生命周期业务管理分系统主要为中国气象局工程项目管理提供科学决策支撑，包括投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价6个子系统；辅助决策支撑分系统主要包括领导驾驶舱和智库平台两个子系统；数据库包括基础数据库、应用数据库和管理信息库。

231项目全生命周期业务管理分系统

项目全生命周期业务管理分系统主要实现气象工程项目管理及信息汇总，包括项目申报前期文件信息、立项评估信息、预算信息、投资计划下达信息；实现建设单位信息上报及内部管理，包括投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价6个子系统。

（1）投资决策子系统。实现规划、项目谋划、项目建议书及可行性研究报告管理功能，包含规划管理模块、项目谋划管理模块、项目建议书管理模块、可行性研究报告管理模块。

（2）工程设计子系统。实现初步设计、实施方案设计及施工图设计管理功能，包含初步设计管理模块、实施方案设计管理模块、施工图设计管理模块。

（3）建设准备子系统。实现项目库、投资计划下达、政府采购计划、招标采购及合同签订、建设条件管理功能，包含项目库管理模块、预算管理模块、采购计划管理模块、招标采购及合同签订管理模块、建设条件管理模块。

（4）工程实施子系统。实现进度、质量、资金管理，建设内容调整，初步设计变更，中期年度绩效评价，财务/项目检查管理功能；包含进度、质量、资金管理模块，建设内容调整管理模块，初步设计变更管理模块，中期年度绩效评价管理模块，财务/项目检查管理模块。

（5）竣工验收子系统。实现业务验收、财务验收、档案验收、竣工验收及归档管理功能，包含业务验收管理模块、财务验收管理模块、档案验收管理模块、竣工验收管理模块和归档管理模块。

（6）绩效评价与后评价子系统。实现绩效评价、项目运行及后评价管理功能，包含绩效评价管理模块、项目运行及后评价管理模块。

232辅助决策支撑分系统

辅助决策支撑分系统主要实现信息收集、分析和展示，为气象部门科学决策提供参考依据，主要包括领导驾驶舱和智库平台子系统。

（1）领导驾驶舱。通过数据资源池提供的各类数据，为各级领导及相关用户提供可视化的常态化报表、项目风险预警等图表展示服务，包括综合查询、统计分析、常态化报表、一张图展示、风险预警5个模块。

（2）智库平台。实现对政策、法规、制度、论文、报告等文献的信息收集、信息存储，建立相关“库”资源及开发工具平台，为前期工作提供技术支撑，包括专家信息管理、智库在线咨询、智库文档管理三个模块。

233数据库

按照标准化、集约化的总体要求，对气象工程项目一体化平台的所有数据资源进行梳理、归纳、统计和分析，统筹数据资源和数据库设计，与大数据云平台数据库进行衔接。

气象工程项目一体化平台数据库逻辑结构示意图如图3所示。其设计为三大类数据库，分别为基础数据库、应用数据库、管理信息库，其中，基础数据库包括规划文本数据库、设计文本数据库、评估文本数据库、专家人才储备库、工具平台库；应用数据库包括历史分析库、项目管理个例库、常态化报表库、一张图数据库；管理信息库包括资产信息库和监控信息库。

24一体化系统的初步实现

系统初步开发设计了原型系统，包括气象工程项目全生命周期管理平台，首页整体展示了项目的汇总信息，包括：资金执行情况、中央投资下达情况、重大工程项目实施进展情况、项目预警情况、项目预算执行进度等，可清晰查看该单位项目的整体情况。另外，职能司首页增加了待办事项功能，能清晰查看所需处理事项，并快速跳转至相应流程，进行事项处理（如审批、审定、下达投资计划等）。

领导驾驶舱系统首页中间部分以我国地图为底图展示各地的项目情况，自动轮转各地的项目相关信息，包括中央投资项目、地方投资项目。页面左右两侧展示项目投资、资金执行、重点项目日常监管、重点工程项目实施进展、重大项目进展，以滚动形式展示重大项目进展信息。

3气象工程项目管理信息化的发展建议

近年来，我国逐步建立了一整套既与国际接轨又符合我国国情的工程建设项目管理体系，各行各业都在加快建设各领域的项目管理信息系统，并逐渐从单项目管理发展为多项目管理[4]。但目前应用信息化技术对工程项目进行主动和有效管理的水平仍然较低，无法保障项目建设的规范推进和项目过程资料的有效收集与分析。因此，对本文气象工程项目管理信息化发展建议如下：

（1）建立一体化项目管理信息系统。目前，气象部门各单位都在使用各自的项目管理信息系统，信息分散在各个项目办公室，甚至分散在全国各省市，信息过于碎片化，使不同项目的数据及项目各阶段的数据难以实现交换和共享。应以数据为中心，基于统一软件架构和组件库，采用系统工程方法统筹设计、持续迭代气象业务软件，建立气象工程项目全生命周期业务管理的一体化平台，加强各领域业务间的衔接与互动，实现技术和知识的持续积累，增强业务发展的整体性和协同性。

（2）统一规划组件建设。为避免气象业务系统建设出现低水平重复现象，提高气象业务软件的开发质量，应通过统一规划建设平台通用组件，促进气象业务软件的集约化，形成以定制化、轻量化、多样化的应用软件为主体的气象业务软件生态，并逐步实现统一规划设计、严格技术标准、组件众创共享、功能高效迭代的气象业务软件发展范式，进一步增强气象业务软件自主可控能力。

（3）与其他信息技术相结合。通过视频监控技术，实时显示工程现场实施情况，及时发现实施阶段存在的问题，并在验收时作为视频资料留存；开发手机应用APP，随时随地查看项目报表、方案等，实现流程自动提醒、在线审批，方便管理人员对项目的掌控和跟踪。

（5）培养工程项目管理信息化专业人员。因气象部门的专业性，参与气象工程项目管理的人员基本都是气象专业出身的人员，缺乏项目管理和信息化专业出身的人员。软件系统开发的负责人对气象工程项目管理的流程、要素、过程不熟悉，导致开发出来的信息系统缺乏整体性，全局考虑不周。因此，需要培养既懂气象又懂信息化的综合性人才，以提高气象工程项目管理的信息化水平。

4结语

气象工程项目一体化系统集成了成熟的现代项目管理方法。本文介绍的项目通过项目全生命周期业务管理分系统、辅助决策支撑分系统建设和数据整合，实现了投资决策、工程设计、建设准备、工程实施、竣工验收、绩效评价与后评价管理资源的信息化处理，以及多管理应用的互联互通和有机整合，提高了气象工程项目管理协同能力和数据共享能力，为管理决策提供了科学依据，为气象现代化打下了坚实的基础；通过完善监督管理手段，提高了建设项目监督管理能力和管理效率，以管理能力提升促进了气象预报与气象服务能力的提高，为社会提供了权威、丰富、精细化的气象信息，减少了气象灾害的损失；促进了云计算、大数据、“互联网+”等技术在气象部门工程信息管理应用方面的纵深发展，有效推进了气象部门管理信息化的全面发展。

参考文献

[1]鲁升敏，王晓蓉，张雯睿，等电力基建工程项目管理信息系统的总体设计[J]物联网技术，2013，3（3）：5558

[2]王学海，王朝阳，李敏，等水利工程项目管理信息系统开发与应用[J]项目管理技术，2014，12（2）：101105

[3]胡可，吴煜祺基于BIM网络技术的建筑工程项目管理信息系统设计[J]现代电子技术，2021，44（10）：7781

[4]郭磊，崔争，李慧敏，等水利工程项目管理信息系统应用研究[J]工程管理学报，2019，33（1）：106111

[5]王胜杰，纪翠玲，王晓煜基于霍尔三维结构的气象工程建设标准体系构建研究[J]标准科学，2020，553（6）：5358

[6]阳艳红，王玉彬重大气象工程项目群风险管理研究与实现——以山洪地质灾害防治气象保障工程为例[J]项目管理技术，2019，17（4）：7276

[7]阳艳红，王玉彬基于大数据的气象工程项目群管理方法体系研究及实现——以山洪地质灾害防治气象保障工程为例[J]项目管理技术，2020，18（3）：8085

[8]卢乃锰，董超华，杨忠东，等我国新一代极轨气象卫星（风云三号）工程地面应用系统[J]中国工程科学，2012，14（9）：1019

[9]关敏，屈兴之风云三号气象卫星地面应用系统工程管理实践[J]项目管理技术，2022，20（4）：101105

[10]于桓飞，宋立松，程海洋基于河长制的河道保护管理系统设计与实施[J]排灌机械工程学报，2016，34（7）：608614

收稿日期：20240426

作者简介：

谭娟（1985—），女，高级工程师，研究方向：气象工程全过程咨询。

张诗歌（通信作者）（1998—），女，助理工程师，研究方向：项目管理。

陈飘（1995—），女，工程师，研究方向：项目管理。

刘宁（1982—），女，高级工程师，研究方向：财务管理。

周勇（1972—），男，高级工程师，研究方向：信息系统、深度学习。

罗勇（1989—），男，博士，副教授，研究方向：信息系统、信号处理、系统集成。

*基金项目：中国气象局青年创新团队人才支持计划（CMA2023QN18）；中国气象局软科学研究重点项目“新形势下气象部门重大工程监管重点问题研究”（2023ZDIANXM12）。