气象多轨道业务

湖北省气象局姜海如二00七年五月二十四日在业务技术体制改革中，中国气象局提出了“多轨道、集约化、研究型、开放式”的改革方向。那么，改革方向如何在组织设计多轨道业务和功能体系实施方案中得到具体体现和落实，这是事关新阶段区域和省级气象事业发展的一个重大软科学课题。一、探讨的目的二、系统组合分析三、系统开放分析四、系统控制分析五、系统集约分析一、探讨的目的经过近两年的业务技术体制改革，在中国气象局的指导下，区域级、省级气象部门对多轨道业务和功能体系的建设正在深入推进。但是，在新型业务系统的建立过程中，如何认识多轨道业务和功能体系的关系，是一个非常现实的问题。一、探讨的目的目前，在区域和省级有两种设计操作方法：一是按业务体系设计方案。即按业务流程[观测探测、信息保障、预报预测、公共服务]和科技、人才支撑分为六大体系，在每一个体系中以多轨道业务为内涵；二是按多轨道业务设计方案。即按八条业务轨道设计构成系系统，把以上六大体系的内容按环节分解到各业务轨道之中进行设计。一、探讨的目的那么，这两种操作方法有什么区别与联系，在实践中应当如何选择？这里拟从软科学角度进行分析与探讨，以供区域和省级在业务技术体制改革的实践中参考。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析系统，是指由若干相互联系和相互作用的要素（或子系统，下同）组成的具有特定功能的统一整体，其中要素是构成系统的组成单元。这里要素组合的形式、结构、层次、机制等对相同的系统而言可能有多种选择，由此系统所呈现的功能、效率、效果和前途也会千差万别。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（一）按多轨道业务构成子系统（二）按功能体系设计子系统（三）多轨道业务与功能体系的集合关系二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析气象多轨道业务与功能体系构成是一个十分庞大的系统，其构成的层面要素和层级关系十分复杂，因此有必要应用系统原理对其组合进行分析。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（一）按多轨道业务构成子系统业务技术体制改革提出了建设八条业务轨道问题。如果以业务轨道构成子系统，那么气象业务系统就可以划为八个子系统构成，其构成子系统和总系统分别为下图一至八、九，每个子系统都包括有探测、信息处理、预测预报、服务产品要素和人才、技术、科研保障要素构成。预警预报平台数据处理平台人才、技术、科研支持监测预警预报服务监测信息服务产品（工程）技术服务一至八轨道构成系统二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析按业务轨道设计：每一个业务子系统的主体要素在时间序列上是一种先后的线性关系，在空间结构上是一种距离的线性关系。八个业务子系统的主体要素（探测、预测预报、信息技术支持、服务产品）的大部分在空间结构和时间序列上具有重合性。显然，系统设计思路有两种以上的选择，一种选择为八条轨道分别设计，一种选择为八条轨道进行集合设计。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析从研究的视角分析，两种设计思路是对同一对象（气象业务系统）的两种不同的研究路线，从认识的意义看，分业务轨道设计在以下方面可能优于集合设计：（1）垂直维度的专业化程度提高；（2）业务轨道的针对性加强；（3）纵向维度的思路非常清晰；（4）有利于强化轨道业务拓展。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析但是，设计研究与设计实施既有区别又有联系，如果按照每一个轨道业务子系统设计研究方案组织实施，在实践中可能呈现出以下不足:（1）同层面集约化程度较低；（2）按轨道建设管理与协调的运行成本会明显增加，其管理机构和工作机构设置交叉较难避免；（3）人才、技术、装备、科研等支持系统，分散保障将会呈现供给保障严重不足，其投入与产出比较效益也难以成比例增长；（4）总系统的控制与协调机制将进一步复杂化，甚至可能影响系统有序运行。我国气象、地震、水文、天文等事业部门的设立就是这种情况。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析鉴于以上原因，设计八条轨道业务系统的实施方案，许多专家明确提出了应当按照集约化原则进行集合设计。因此，在多轨道业务实施方案设计中选择了图九的思路。建立多轨道业务一体化观测平台信息综合处理：数值模式等天气气候农业生态气候变化大气成分人影雷电空间天气公共服务平台集约化设计思路图九二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析这一思路主要把八条轨道的探测和信息处理部分进行了集合设计。目前综合观测体系建设基本覆盖了八条轨道的内容，其空间结构、子系统要素配置还应进一步优化。但是，八条轨道业务的主体要素如何进行集合设计，特别是同层级和不同层级之间的结构关系与机制，其思路还有待进一步清晰。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（二）按功能体系设计子系统在业务技术体制改革推进中，进一步提出了要建立一体化观测体系、信息与技术支持体系、预报预测体系、公共气象服务体系、科技创新体系、人才培养教育体系。如果以功能体系设计子系统，那么气象业务系统就为六个子系统构成（如下图），其每个子系统都包括有八个轨道业务发展的新需求。公共气象服务体系信息与支持体系预报预测体系科技创新体系天气气候气候变化大气成份人影雷电生态与农业空间天气一体化观测体系天气气候气候变化大气成份人影雷电生态与农业空间天气人才培养教育体系按功能设计的优点：（1）有利于实现探测、信息、技术支持功能集约；预测预报功能相对集约；公共服务功能按出口的特殊性和发展的阶段性集约。（2）有利于避免系统管理机构、工作机构在职能上的交叉与重复，以提高协同和运行效率。（3）有利于提高功能的实现专业化程度，其人才和技术支持按环节形成专业化的队伍（如中国与欧洲治陶，中国为多专家构成流水作业、欧洲为一专家从头至尾）[业务轨道专家、功能体系专家]。（4）有利于突出重点业务轨道，有利于建设实施的时空协调。按功能设计的不足：（1）由于轨道业务的非均衡性，较弱的业务轨道发展容易被抑制，其前期培植阶段发展比较困难；（2）部分业务轨道的延伸不可能完全被功能体系所包括，如气象技术类、气象工程类服务、气象科研类的部分需求，这部分的发展可能被边缘化，或发展受到抑制；（3）受功能思维的影响，不同功能之间的人员容易受功能体系的局限，对其它功能体系关注度不高、或者不容易熟悉，上下游产品适用问题（如观测、通信、预报三者人员之间）；（4）网络技术支持的功能体系与话路报路技术支持下的功能体系设计有很大区别，由于气象业务发展规划长期都是按功能体系设计的，基层容易受旧思想影响。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（三）多轨道业务与功能体系的集合关系一般认为，业务轨道与功能体系之间的关系错综复杂，特别在区域和省级基层气象部门认识有的还比较模糊，在设计实施方案中轨道与体系的逻辑关系不够清晰。但用系统观点来看，两者的关系其实不复杂，轨道是从线面对现代气象业务系统进行划分的认识方法；体系是从断面对现代气象业务系统进行划分的认识方法。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析两种方法都是对同一对象（现代气象业务系统）采取的不同分类研究和认识方法，两者统一于现代气象业务系统。同时，用两种方法研究气象业务系统，有利于在设计实施现代气象业务系统中考虑问题更全面、更深刻、更科学。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（1）一条轨道业务与六大体系的关系探测信息处理预测预报公共服务科技创新教育培训二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析（2）一体系与八条轨道业务的关系天气气候气候变化生态与农业气象大气成分人工影响天气雷电空间天气二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析综合（1）、（2），进一步说明现代气象业务技术体制既可以按照轨道业务进行方案设计，也可以按照功能体系方案设计；一条轨道可以构成一个子系统，一个体系也可构成一个子系统。它们构成了对现代气象业务系统进行研究和认识的两条思维路线。二、气象多轨道业务与功能体系的系统组合分析分析角度业务轨道功能体系断面构成构成内容（实、列举）（内容可增减）表现形式（体、归纳）（相对稳定性）结构与功能不同的体系可能具有不同功能，同一体系的结构不同对功能的影响则有不确定性；八条业务轨道是对体系功能的增加，既不是结构本身，也不属于结构优化。结论：在实践中不宜简地认识业务轨道与功能体系之间的关系。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析任何发展的系统都应当是一个开放的系统，其开放不仅在于系统与外部的开放，还在于系统内部子系统的相互开放，现代气象事业系统也是如此。1、按照业务轨道设计实施的开放性分析2、按照功能体系设计实施的开放性分析三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析现代气象事业系统不是一个封闭静止的系统，它在发展运动的过程中，将不断地与系统之外进行信息、技术和物质的交流与交换，国际和国内的一切与气象现代化相关的先进科学、技术装备和管理思想应当源源不断地输入现代气象系统，并在气象系统内部各子系统渗透，其落后的技术、装备和管理思想不断地被系统优化所淘汰。因此，气象现代化系统发展显示出勃勃生机。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析但是，一个系统的开放功能与效率，在系统外部一定的情况下，起决定作用的是系统内部。气象多轨道业务与功能体系的系统设计构成方式，会直接影响气象系统的开放与效率。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析1、按照业务轨道设计实施的开放性分析由业务轨道构成子系统，子系统与子系统之间开放呈现以下特点：公共服务体系其它子系统预警预报平台数据处理平台人才、技术、科研支持监测预警预报服务监测信息服务产品（工程）技术服务需求与提供三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析有利方面：（1）各子系统纵面开放的专业化程度、开放的清晰度和开放的关注度均会明显提高；（2）各子系统的独立开放比较易于组织；（3）各子系统单开放的响应效果容易检验。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析不利方面：（1）子系统之间的开放出口和入口节点成倍增加，实际上增加了总系统开放的组织难度；（2）各子系统在气象系统中的地位实际上是有优先级别的，如按业务轨道作子系统设计实施则优先级别可能体现不充分；（3）以距离线性和时间序列构成子系统，总系统各环节开放的响应速度和实施中的专业化指导可能会受到影响；三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析（4）由于子系统仍然需要通过层级为节点平台而实现，各层级的开放往往难以步调一致，开放不平衡、不协调的现象可能增加。（5）由于子系统之间的相对分隔，开放成果在子系统之间的共享响应时间可能延长。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析2、按照功能体系设计实施的开放性分析按功能体系构成子系统，子系统与子系统之间开放呈现以下特点：科技、人才平台信息共享平台（运行、保障）气候天气大气成分生态气象农业与公共服务子系气象信息共享子系统探测子系统预测预报子系统统三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析有利方面：（1）八条轨道业务被分解成为子系统的构成要素，子系统断面专业化程度提高，使子系统之间的开放简化为要素增减[观测项目增加]，因此子系统开放操作比较便捷，只要下游有需求，上游就可以及时响应通过开放增加要素，而提供新需求；三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析（2）子系统之间呈现为上下游关系，在子系统的一个节点开放，就可以在全系统中引起连续响应，有利于提高开放效率和效益；（3）子系统的责任比较明确，任务比较专业，功能的专业化程度提高，各环节的开放均表现子系统的要素增减；三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析（4）由于子系统空间的相对集中，子系统内部和子系统之间的联系机制比较容易建立，便于组织管理，易于提高系统开放效率。（5）由于功能体系的集约，有利于节约开放成本，极大地提高开放效益。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析不利方面：（1）由于子系统的优先级别不同，容易造成对部分子系统开放重视不够；较次的子系统发展壮大有一定难度，甚至容易被忽略。三、气象多轨道业务与功能体系的系统开放分析（2）开放取得的效益渗透于各子系统，检验起来有较大难度；（3）新要素的进入会引起新功能连续反应，由于系统庞大，各子系统有时会出现反应不