浙江省市級(jí)氣象儀器檢定分所建設(shè)的實(shí)踐與效益評(píng)估

沈雪峰 周 福 羅 昶 吳 靜

(浙江省氣象局，浙江杭州310002)

0 引言

浙江省自2000年起已經(jīng)建立了1600多個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站(以下簡(jiǎn)稱“區(qū)域站”)，形成了一個(gè)龐大而復(fù)雜多類的地面氣象觀測(cè)網(wǎng)。區(qū)域站為氣象預(yù)報(bào)服務(wù)和災(zāi)害監(jiān)測(cè)提供了大量寶貴的實(shí)況資料。因此，區(qū)域站的運(yùn)行質(zhì)量、觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性成了決定觀測(cè)工作價(jià)值的關(guān)鍵因素。

作為在野外觀測(cè)的氣象儀器，區(qū)域站必然長(zhǎng)期受到惡劣環(huán)境的影響而降低測(cè)量性能。當(dāng)觀測(cè)儀器不能準(zhǔn)確測(cè)量氣象要素變量時(shí)，該觀測(cè)數(shù)據(jù)就毫無意義，甚至產(chǎn)生誤導(dǎo)。計(jì)量檢定是對(duì)觀測(cè)儀器測(cè)量性能的最有效認(rèn)定。針對(duì)氣象服務(wù)需求遞增、觀測(cè)設(shè)施劇增、質(zhì)量要求日增的實(shí)際情況，因地制宜地開展區(qū)域站的計(jì)量工作已迫在眉睫。在中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司與探測(cè)中心的關(guān)心與支持下，根據(jù)《綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃(2010—2015年)》關(guān)于“確保觀測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮觀測(cè)系統(tǒng)的效益”這一指導(dǎo)思想，浙江省氣象局自2010年起，啟動(dòng)“集約化保障”模式，在各市氣象局全面建立裝備保障機(jī)構(gòu)(信息網(wǎng)絡(luò)與裝備保障中心)，落實(shí)專兼職人員，實(shí)施裝備保障崗位培訓(xùn)考核準(zhǔn)入制，進(jìn)一步強(qiáng)化省、市、縣3級(jí)裝備保障體系建設(shè)。其中的重要舉措之一，就是在嘉興、金華、衢州試點(diǎn)建設(shè)市一級(jí)的氣象儀器檢定分所，推動(dòng)區(qū)域站維護(hù)保障工作質(zhì)量的提升。

1 試點(diǎn)建設(shè)與實(shí)踐情況

圖1 組織機(jī)構(gòu)

1.1 機(jī)構(gòu)建設(shè)

檢定分所隸屬于市局信息網(wǎng)絡(luò)與裝備保障中心，定位為“基于設(shè)備質(zhì)量檢查基礎(chǔ)上的一個(gè)集成的保障工作平臺(tái)”。目前已經(jīng)建立了相應(yīng)的計(jì)量標(biāo)校實(shí)驗(yàn)室，明確了市縣局的相應(yīng)職責(zé)和權(quán)限，在資源配置、經(jīng)費(fèi)支持、人員素質(zhì)、管理要求和技術(shù)水平方面基本達(dá)到了計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的規(guī)定要求。其在負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)所有區(qū)域站計(jì)量標(biāo)校工作的同時(shí)，還承擔(dān)區(qū)域站的日常維護(hù)、定期巡檢、故障撤換、現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室標(biāo)校、初級(jí)維修、設(shè)備采購與管理等工作，同時(shí)負(fù)責(zé)通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)監(jiān)控轄區(qū)區(qū)域站的運(yùn)行狀況，依故障程度，執(zhí)行應(yīng)急搶修等工作。組織體系如圖1所示。

1.2 隊(duì)伍建設(shè)

3個(gè)試點(diǎn)檢定分所均配置了一定的工作人員，并進(jìn)行了理論和操作培訓(xùn)(見表1)。是否具備標(biāo)校資格，需要通過省大探中心組織的考試考核。從表1中可看出，兼職人數(shù)約占70%。其中縣級(jí)均有1～2名兼職裝備保障人員支持標(biāo)校工作。有資質(zhì)人數(shù)占2/3。

表1 人員情況一覽表

1.3 設(shè)備建設(shè)

各檢定分所均采購了與其標(biāo)校項(xiàng)目相適應(yīng)的標(biāo)校設(shè)備，主要有溫度、濕度、氣壓、雨量和風(fēng)向風(fēng)速。這些設(shè)備與省級(jí)氣象儀器檢定所的區(qū)域站現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)設(shè)備性能一致，符合中國(guó)氣象局相關(guān)規(guī)定要求。各檢定分所可開展的標(biāo)校項(xiàng)目如表2所示。

表2 標(biāo)校項(xiàng)目表

各檢定分所標(biāo)校設(shè)備情況如表3所示。標(biāo)校設(shè)備在用率100%，完好率100%。

表3 標(biāo)校設(shè)備一覽表

1.4 備件配備

各檢定分所均配備了一定的備份儀器和設(shè)備，用于現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)的替換。如表4所示。

表4 備份情況一覽表

1.5 規(guī)范化與管理制度建設(shè)

目前檢定分所均按省局要求，結(jié)合實(shí)際情況，“市級(jí)為主，縣級(jí)為輔”開展標(biāo)校保障工作。各試點(diǎn)單位均建立了相應(yīng)的包括標(biāo)校方法、作業(yè)指導(dǎo)書、操作流程、標(biāo)校記錄與證書管理規(guī)定等在內(nèi)的管理體系文件，主要有:區(qū)域站計(jì)量管理流程及規(guī)章制度;區(qū)域站備品備件供應(yīng)管理流程及規(guī)章制度;區(qū)域站技術(shù)保障應(yīng)急響應(yīng)流程及規(guī)章制度;區(qū)域站汛期保障業(yè)務(wù)流程及規(guī)章制度;區(qū)域站汛前巡檢流程及規(guī)章制度等。這些文件對(duì)標(biāo)校工作的實(shí)施和質(zhì)量保證提供了支撐。

1.6 標(biāo)校工作進(jìn)展與實(shí)踐

截至2011年6月底，各檢定分所按原有計(jì)劃并結(jié)合汛前巡檢的實(shí)際需求，積極開展了區(qū)域站的標(biāo)校工作。實(shí)際工作結(jié)果如表5所示。

表5 標(biāo)校工作一覽表

圖2 故障與修理量示意

在標(biāo)校過程中，對(duì)區(qū)域站進(jìn)行了有效的維護(hù)保養(yǎng)和故障維修，確保正常運(yùn)行。故障和修理情況如圖2所示。

1.7 成本核算

檢定分所的運(yùn)行成本主要包括設(shè)備和備件的折舊、車輛交通費(fèi)用和差旅費(fèi)等，表6為運(yùn)行經(jīng)費(fèi)統(tǒng)計(jì)。

表6 運(yùn)行經(jīng)費(fèi)開支

從表中可看出，標(biāo)校(含修理)的運(yùn)行成本估計(jì)為3000元/站。

2 效益分析

2.1 改變了常規(guī)維護(hù)時(shí)“手摸目測(cè)”的定性檢查方式，定量掌握自動(dòng)氣象站運(yùn)行質(zhì)量

在浙江省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心的具體指導(dǎo)下，通過檢定分所的巡查和定量標(biāo)校，基本解決了區(qū)域站儀器設(shè)備超檢運(yùn)行的問題，同時(shí)對(duì)儀器設(shè)備在線性能和故障現(xiàn)象有了更全面的掌握。由于區(qū)域站缺少有效的維護(hù)和保養(yǎng)，故障現(xiàn)象日益增多，從已檢的189個(gè)站196套儀器設(shè)備標(biāo)校情況(圖3)分析可知:雨量傳感器故障或超差達(dá)39.3%，其中超差10% ～20%的占35%，超差20%以上的占65%;風(fēng)儀普遍存在啟動(dòng)風(fēng)速偏大現(xiàn)象，主要是因?yàn)檩S承磨損、風(fēng)杯軸變形;80%的濕度傳感器老化污損，高濕狀態(tài)下失效。此外還多見采集器故障、電池欠壓、通信模塊信號(hào)差、PV控制器故障等。這些故障通過標(biāo)校檢修，均予排除。

圖3 傳感器質(zhì)量情況

2.2 采取了巡檢修一體化作業(yè)的工作方式，切實(shí)提高保障工作效率和質(zhì)量

由于專兼職不一，3個(gè)市級(jí)檢定分所配備人員在3～8人不等。除定期標(biāo)校和汛期前的集中校準(zhǔn)(雨量)外，目前工作人員主要通過區(qū)域站質(zhì)量控制系統(tǒng)等對(duì)設(shè)備工況進(jìn)行監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，在0～24 h內(nèi)下站巡檢。下站時(shí)隨帶經(jīng)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)校后的區(qū)域站傳感器和采集器。對(duì)雨量傳感器通常采取現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校，發(fā)現(xiàn)故障更換原器件或整件更替，風(fēng)、溫、濕傳感器則替換后帶回實(shí)驗(yàn)室標(biāo)校并檢修。同時(shí)對(duì)全站儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、安裝檢查、場(chǎng)地整修等，構(gòu)成一次系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)。

2.3 優(yōu)化創(chuàng)新了觀測(cè)工作內(nèi)涵，推動(dòng)觀測(cè)人員向全網(wǎng)監(jiān)控和技術(shù)保障方向轉(zhuǎn)型

3個(gè)試點(diǎn)單位目前執(zhí)行的是市局統(tǒng)籌、縣局監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程，市縣氣象局所有當(dāng)班觀測(cè)人員擔(dān)任轄區(qū)內(nèi)觀測(cè)設(shè)備的責(zé)任監(jiān)控員。建立起了上下聯(lián)動(dòng)的監(jiān)控－報(bào)告－檢修－反饋機(jī)制。檢修人員均由原觀測(cè)人員經(jīng)培訓(xùn)轉(zhuǎn)崗或者兼職，具有專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和良好的職業(yè)操守，從事保障工作的質(zhì)量值得信賴。同時(shí)，兼職保障人員參與觀測(cè)值班，對(duì)全區(qū)域觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況具有連續(xù)的感性認(rèn)知，更善于發(fā)現(xiàn)和判斷故障。而觀測(cè)值班與野外巡檢工作兼顧，工作范圍的拓展提升了他們的技術(shù)本領(lǐng)，提高了業(yè)務(wù)骨干的工作貢獻(xiàn)。

3 幾點(diǎn)啟示

開展市級(jí)氣象儀器檢定分所的試點(diǎn)建設(shè)，初衷是解決區(qū)域自動(dòng)氣象站建成后儀器設(shè)備長(zhǎng)期得不到檢定的問題。但在實(shí)踐過程中，我們延展了其功能定位，取得了顯著的成效。通過這項(xiàng)工作，我們得到有益的啟示。

3.1 自動(dòng)氣象站迫切需要業(yè)務(wù)化的維護(hù)保障

由于自動(dòng)氣象站分布野外，工作條件相對(duì)惡劣，但其在氣象業(yè)務(wù)服務(wù)中特別是重大天氣過程中，卻發(fā)揮著非常重要的信息支撐作用。其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和決策服務(wù)的科學(xué)性。從浙江省檢定分所巡檢情況看，區(qū)域站帶病工作幾乎是常態(tài);從實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)看，區(qū)域站野值現(xiàn)象不在少數(shù)。當(dāng)區(qū)域站建設(shè)已經(jīng)成為觀測(cè)系統(tǒng)重要組成部分的時(shí)候，我們必須把建立業(yè)務(wù)化的區(qū)域站維護(hù)維修機(jī)制作為確保觀測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要抓手。

3.2 集約化保障是市縣級(jí)裝備保障體系建設(shè)有益探索

市縣級(jí)氣象部門人員少，工作頭緒多，不可能建立一支專業(yè)化的維護(hù)維修隊(duì)伍。要提高基層氣象裝備的技術(shù)支持、應(yīng)急排障工作質(zhì)量和效率，降低保障工作的經(jīng)濟(jì)、時(shí)間成本，需要因地制宜、創(chuàng)新方法。我們認(rèn)識(shí)到，整合省、市、縣各級(jí)氣象裝備部門的技術(shù)、地域資源優(yōu)勢(shì)，有機(jī)組合業(yè)務(wù)人員，集監(jiān)、測(cè)、巡、檢、修等多種職能于一體，建立調(diào)度靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、上下協(xié)同的運(yùn)作機(jī)制，是氣象探測(cè)大發(fā)展形勢(shì)下，建立完善基層裝備保障體系的有益、必要探索。

3.3 現(xiàn)階段區(qū)域站的保障應(yīng)輔以實(shí)用性的定量檢定

如果沒有檢定設(shè)備，監(jiān)控和維護(hù)工作做得再好，也只能定性地判斷儀器有無故障，難以發(fā)現(xiàn)區(qū)域站設(shè)備超差。中國(guó)氣象局領(lǐng)導(dǎo)多次強(qiáng)調(diào)，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)比沒有數(shù)據(jù)更加可怕。持有許可證的區(qū)域站安裝到氣象服務(wù)需要的地段，還只是解決了“有”和“沒有”的問題，運(yùn)行一定時(shí)間后“準(zhǔn)”還是“不準(zhǔn)”，必須通過標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)。對(duì)于以滿足服務(wù)需求為主要目的的區(qū)域站而言，不必機(jī)械地追求現(xiàn)階段尚不具備推廣條件的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)量檢定，而應(yīng)以解決實(shí)際問題為宗旨，大力推行“校準(zhǔn)”級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)衡器。

4 發(fā)展計(jì)劃與對(duì)策建議

4.1 下一階段發(fā)展計(jì)劃

總結(jié)前期建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，浙江省氣象局目前正在進(jìn)一步探索更深層次的集約化裝備保障機(jī)制，“檢定分所”正在討論中向前推進(jìn)，資源配置、經(jīng)費(fèi)支持、人員素質(zhì)、管理要求和技術(shù)水平方面不斷完善，各種規(guī)章制度和業(yè)務(wù)流程正在建立健全之中。計(jì)劃年內(nèi)將在全省鋪開建設(shè)，并利用2年左右的時(shí)間完成對(duì)所有自動(dòng)氣象站的標(biāo)校檢定。今后，巡查范圍還將向能見度儀等儀器設(shè)備延伸。

4.2 應(yīng)關(guān)注氣象儀器設(shè)備的計(jì)量體系普及

由于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備等級(jí)低、機(jī)構(gòu)資質(zhì)不具備等原因，檢定分所的主要工作只能局限于核查區(qū)域站的準(zhǔn)確性，尚難以納入我國(guó)計(jì)量體系中。事實(shí)上，標(biāo)校工作是質(zhì)量體系的重要組成部分，加強(qiáng)檢定能力建設(shè)對(duì)促進(jìn)裝備系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮現(xiàn)代化建設(shè)效益具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。應(yīng)關(guān)注檢定分所建設(shè)這一現(xiàn)象，加快建立和完善區(qū)域站保障體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)標(biāo)校工作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

4.3 應(yīng)關(guān)注保障隊(duì)伍建設(shè)

由于整個(gè)業(yè)務(wù)體系中尚沒有設(shè)立專職的標(biāo)校隊(duì)伍，人員大多身兼數(shù)職，任務(wù)十分繁重。特別是山區(qū)、野外工作條件較為惡劣。因缺少特定的激勵(lì)機(jī)制，對(duì)標(biāo)校工作的有序開展和標(biāo)校質(zhì)量構(gòu)成一定影響。建議盡快確認(rèn)裝備保障工作的業(yè)務(wù)定位，加強(qiáng)有關(guān)探測(cè)、計(jì)量、維修的技術(shù)培訓(xùn)和考核工作，開展各種形式的技術(shù)交流活動(dòng)，逐步形成隊(duì)伍穩(wěn)定、技術(shù)過硬的專職裝備保障隊(duì)伍，從而有效提高觀測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行水平。