氣象工程項目一體化系統應用研究*

摘要：氣象工程項目建設投資規模逐年增加，但仍缺乏統一的管理，信息化手段薄弱。為了做好氣象工程項目全生命周期管理工作，強化項目管理信息化系統建設，根據氣象工程項目特點，圍繞多部門、多項目的業務流程和管理流程，以大數據、云計算、“互聯網+”等技術應用為手段，在需求分析的基礎上對建設目標、總體架構、技術路線和系統設計進行分析，構建滿足投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價管理資源需求的項目全生命周期業務管理和輔助決策支撐分系統，為氣象工程項目管理信息化的未來發展提供方向。

關鍵詞：氣象工程；項目管理；一體化平臺；信息化

0引言

近年來，我國高度重視以信息化推進國家治理體系和治理能力現代化，強調要加快推進電子政務，打通信息壁壘，構建全流程一體化在線服務平臺。隨著我國信息化建設的不斷加速，信息化管理已經成為未來各行各業的發展趨勢。魯升敏等[1]根據基建工程從設計、采購、建造到投產的全過程一體化信息管理技術思路，設計了電力基建工程項目管理信息系統，改進和規范了電力工程項目管理；王海學等[2]以南水北調中線天津段曹莊泵站工程為背景，設計并開發了以工作流無縫流轉和信息資源無縫共享為目標的無縫隙項目管理信息系統；胡可等[3]設計了基于BIM網絡技術的建筑工程項目管理信息系統，實現建筑工程項目管理信息的可視化顯示、共享、查詢；郭磊等[4]結合水利工程項目管理的特點對某項目管理信息系統的業務功能及流程進行二次開發，實現了水利工程項目全生命周期的管理。

近年來，我國氣象工程項目建設逐漸向現代化、信息化轉變，氣象工程項目現代化建設速度加快。然而，不同于其他行業，氣象工程項目是政府投資的非經營性工程項目，其管理模式和工程特點與其他行業有所不同。氣象工程項目管理主要采用職能式的管理模式，該模式分工明確、執行力強，但存在工作過程標準化不足、項目管理專業性不強、監管困難等問題[5]。

當前，氣象部門每年的工程投資規模巨大，分布在全國各單位，極大地增加了管理的難度。氣象部門目前使用的財政部、發展和改革委的各個信息系統與氣象部門自身系統銜接有限，一定程度上存在信息孤島，不利于工程項目的全生命周期管理。氣象部門僅有部分項目辦公室開發了針對各個工程項目的平臺，如山洪工程項目管理輕量級大數據分析平臺[67]，其主要是對收集的所有項目單位分年度建設項目數據進行分析及展示；氣象衛星工程開發了應用系統和項目管理平臺，并實現了與計財業務系統的對接[89]；氣象局某單位開發了綜合管理信息系統，主要用來進行項目合同、項目信息管理等。然而，氣象部門各項目辦公室開發的項目管理平臺信息較為單一，主要集中在實施階段信息統計、數據分析，缺少項目全生命周期業務管理的氣象工程項目一體化平臺。因此，本文以氣象部門已經頒布的相關文件為基礎，建設滿足投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價多方面管理資源需求的項目全生命周期業務管理和輔助決策支撐分系統，旨在提高氣象管理協同能力和數據共享能力。

1氣象工程項目一體化系統的需求分析

11對氣象工程項目一體化系統的功能需求

本項目平臺主要功能為氣象工程項目業務管理和數據管理。

（1）業務管理功能。開發一套氣象工程項目一體化平臺，支撐全國氣象各部門工程項目管理。在管理過程上涵蓋規劃文本庫、可研審批、初設審批、投資下達、監督檢查、竣工驗收、項目評價等階段業務，實現主體業務與計劃、團隊等要素在線管理。驅動各級單位全面支撐建設項目管理，縱向上實現各類項目精準管控，資源高效調配；橫向上支撐跨區域高效協同。

（2）數據管理功能。構建一套圍繞氣象建設項目的數據治理體系，從組織架構、管理制度、操作規范、IT應用技術、績效考核支持等多個維度對氣象局建設項目的數據模型、數據架構、數據質量、數據安全、數據生命周期等各方面進行全面梳理、建設及持續改進。

從組成本項目的項目全生命周期業務管理分系統、輔助決策分系統和數據庫的功能來看，項目全生命周期業務管理分系統主要實現審批流程及信息匯總，包括工程申報前期文件信息、立項評估信息、預算信息、投資計劃下達信息；實現建設單位信息上報及內部管理，包括本單位項目前期文件信息、立項評估信息、招標采購計劃及實際執行信息、財務核算信息、業務建設信息、績效評價信息、后評價信息等。輔助決策分系統主要實現發展規劃院及相關第三方機構信息收集和分析，包括項目前期文件信息、立項評估信息、招標采購計劃及實際執行信息、財務核算信息、業務建設信息、績效評價與后評價信息等，為氣象部門科學決策提供支撐。數據庫可為項目全生命周期業務管理分系統、輔助決策分系統提供數據支撐。

12對氣象工程項目一體化系統的界面需求

（1）統一界面集成需求。需要提供應用集成框架組件，支持應用系統功能操作界面的統一展示，還需要支持展現形式的個性化定制、內容管理、檢索和信息分類、交互協作等功能。此外，根據實際的集成需求，需要實現其他界面集成工作，如集成外部的信息資源和統一的待辦列表；還需要考慮未來實現移動終端設備的集成后其與操作界面的適配性。

（2）涉及實際應用的使用界面均采用簡體中文的需求。

（3）用戶界面友好性的需求。要考慮界面的簡捷性，與業務流程相符。

（4）易學習性的需求。對于一般操作人員而言，要考慮學習使用的難度。

（5）易操作性的需求。要考慮操作的難易程度，對主要或常用功能提供快捷方式。

（6）各模塊界面風格一致性的需求。要考慮界面風格和操作是否一致。

（7）聯機幫助豐富性的需求。要考察聯機幫助的準確性、全面性，以及在關鍵操作時使用聯機幫助的方便性。

2氣象工程項目一體化系統的開發與設計

21氣象工程項目一體化系統建設目標

依據《氣象部門基本建設管理辦法》《中國氣象局重點工程建設項目管理辦法》《氣象信息化發展規劃（2018—2022年）》等相關文件，按照“大數據、大平臺、大系統”建設理念，圍繞多部門、多項目的業務流程和管理流程，以面向決策、面向管理、面向需求為建設思路，以進一步規范氣象工程項目管理、提升投資決策水平、完善監督管理手段、提高建設資產監督管理能力和管理效率為目標，以大數據、云計算、“互聯網+”等技術應用為手段，建設滿足投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價多方面管理資源需求的項目全生命周期業務管理和輔助決策支撐分系統，實現多管理應用的互聯互通和有機整合，提高氣象管理協同能力和數據共享能力，為管理決策提供科學依據。

22系統架構及技術路線

221系統總體架構

本項目依托國家級基礎設施資源，充分利用云計算、大數據、“互聯網+”等技術應用手段，統一建設、集中部署，構建“1個數據庫+2個體系+3個層級”的總體架構，且滿足投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價多方面工程項目管理資源需求的項目全生命周期業務管理和輔助決策支撐分系統，實現多管理應用的互聯互通和有機整合，提高氣象管理協同能力和數據共享能力。一體化平臺總體架構圖如圖1所示。

本項目依托的外部數據來源包括財政部預算系統、財政部政府采購計劃管理系統、財政部政府采購交易平臺、財政部決算系統、財政部內控系統、國家發展和改革委重大項目庫及國家發展和改革委投資在線監管平臺；內部數據來源包括氣象部門計財業務系統、氣象部門集中采購系統和氣象部門政務系統。將上述各系統數據輸入至本項目所建項目全生命周期業務管理分系統，并通過輔助決策支撐分系統進行分析加工，輔助決策支撐分系統通過數據資源池提供各類數據，并通過數據倉庫為相關用戶提供常態化報表、一張圖展示、風險預警等。與其他系統接口示意圖如圖2所示。

222技術路線

平臺技術架構包含業務技術架構與基礎IT技術架構兩部分。業務技術架構分為源數據層、數據接入層、數據存儲與管理層、中間服務層、訪問控制層及用戶層[10]。源數據層描述了內部、外部系統接入要求，以及數據庫文件、文本文件或服務接口形式的技術實現；數據接入層主要分為填報類接入及ETL接入，填報類接入通過業務系統執行完成，ETL接入則通過ETL技術組件對源數據進行抽取、轉換與加載，通過質量檢查、調度控制等技術要求進入數據存儲與管理層；數據存儲與管理層實現結構化數據存儲與非結構化數據存儲，其中音視頻、PDF等文件通過hadoop大數據平臺進行存儲和訪問，傳統結構化數據通過數據倉庫進行數據存儲與維度建模；中間服務層包括數據的多類應用服務方式，如離線數據訪問、實時數據訪問、統計、挖掘等；訪問控制層及用戶層最終通過統一認證管理方式進行訪問控制。基礎IT架構主要解決業務技術架構中對元數據、數據質量、數據標準及系統的監控、運行、安全策略管理等。

為保證本平臺開發技術的先進性和穩定性，本項目采用以下關鍵技術路線：

（1）基于J2EE技術及三層結構開發本平臺整體技術體系，并采用Browser/WebServer/DataBaseServer的三層結構進行應用系統的開發。B/S/D三層結構具有數據與應用邏輯分離的特征。

（2）采用組件式開發技術框架實現本平臺的快速開發，將應用軟件分解成為一個個獨立的單元，將軟件開發的過程轉變成為類似于“搭積木”的搭建過程。通過組裝不同的軟件組件單元來實現軟件的集成，為實現面向服務（SOA）提供基礎。

（3）以面向服務（SOA）架構為基礎搭建本項目管理平臺，通過多AIB1WjuOIqsDund3dwSumQ==層次的整合技術和方法，使建設單位更專注于本平臺業務邏輯的開發，而無須過多考慮各層次資源整合、交換（數據、應用等）的問題，可以保證系統應用資源的可重用和靈活性。

23系統設計

在業務邏輯上由項目全生命周期業務管理分系統和輔助決策分系統及數據庫三個部分組成（圖2）。其中，項目全生命周期業務管理分系統主要為中國氣象局工程項目管理提供科學決策支撐，包括投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價6個子系統；輔助決策支撐分系統主要包括領導駕駛艙和智庫平臺兩個子系統；數據庫包括基礎數據庫、應用數據庫和管理信息庫。

231項目全生命周期業務管理分系統

項目全生命周期業務管理分系統主要實現氣象工程項目管理及信息匯總，包括項目申報前期文件信息、立項評估信息、預算信息、投資計劃下達信息；實現建設單位信息上報及內部管理，包括投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價6個子系統。

（1）投資決策子系統。實現規劃、項目謀劃、項目建議書及可行性研究報告管理功能，包含規劃管理模塊、項目謀劃管理模塊、項目建議書管理模塊、可行性研究報告管理模塊。

（2）工程設計子系統。實現初步設計、實施方案設計及施工圖設計管理功能，包含初步設計管理模塊、實施方案設計管理模塊、施工圖設計管理模塊。

（3）建設準備子系統。實現項目庫、投資計劃下達、政府采購計劃、招標采購及合同簽訂、建設條件管理功能，包含項目庫管理模塊、預算管理模塊、采購計劃管理模塊、招標采購及合同簽訂管理模塊、建設條件管理模塊。

（4）工程實施子系統。實現進度、質量、資金管理，建設內容調整，初步設計變更，中期年度績效評價，財務/項目檢查管理功能；包含進度、質量、資金管理模塊，建設內容調整管理模塊，初步設計變更管理模塊，中期年度績效評價管理模塊，財務/項目檢查管理模塊。

（5）竣工驗收子系統。實現業務驗收、財務驗收、檔案驗收、竣工驗收及歸檔管理功能，包含業務驗收管理模塊、財務驗收管理模塊、檔案驗收管理模塊、竣工驗收管理模塊和歸檔管理模塊。

（6）績效評價與后評價子系統。實現績效評價、項目運行及后評價管理功能，包含績效評價管理模塊、項目運行及后評價管理模塊。

232輔助決策支撐分系統

輔助決策支撐分系統主要實現信息收集、分析和展示，為氣象部門科學決策提供參考依據，主要包括領導駕駛艙和智庫平臺子系統。

（1）領導駕駛艙。通過數據資源池提供的各類數據，為各級領導及相關用戶提供可視化的常態化報表、項目風險預警等圖表展示服務，包括綜合查詢、統計分析、常態化報表、一張圖展示、風險預警5個模塊。

（2）智庫平臺。實現對政策、法規、制度、論文、報告等文獻的信息收集、信息存儲，建立相關“庫”資源及開發工具平臺，為前期工作提供技術支撐，包括專家信息管理、智庫在線咨詢、智庫文檔管理三個模塊。

233數據庫

按照標準化、集約化的總體要求，對氣象工程項目一體化平臺的所有數據資源進行梳理、歸納、統計和分析，統籌數據資源和數據庫設計，與大數據云平臺數據庫進行銜接。

氣象工程項目一體化平臺數據庫邏輯結構示意圖如圖3所示。其設計為三大類數據庫，分別為基礎數據庫、應用數據庫、管理信息庫，其中，基礎數據庫包括規劃文本數據庫、設計文本數據庫、評估文本數據庫、專家人才儲備庫、工具平臺庫；應用數據庫包括歷史分析庫、項目管理個例庫、常態化報表庫、一張圖數據庫；管理信息庫包括資產信息庫和監控信息庫。

24一體化系統的初步實現

系統初步開發設計了原型系統，包括氣象工程項目全生命周期管理平臺，首頁整體展示了項目的匯總信息，包括：資金執行情況、中央投資下達情況、重大工程項目實施進展情況、項目預警情況、項目預算執行進度等，可清晰查看該單位項目的整體情況。另外，職能司首頁增加了待辦事項功能，能清晰查看所需處理事項，并快速跳轉至相應流程，進行事項處理（如審批、審定、下達投資計劃等）。

領導駕駛艙系統首頁中間部分以我國地圖為底圖展示各地的項目情況，自動輪轉各地的項目相關信息，包括中央投資項目、地方投資項目。頁面左右兩側展示項目投資、資金執行、重點項目日常監管、重點工程項目實施進展、重大項目進展，以滾動形式展示重大項目進展信息。

3氣象工程項目管理信息化的發展建議

近年來，我國逐步建立了一整套既與國際接軌又符合我國國情的工程建設項目管理體系，各行各業都在加快建設各領域的項目管理信息系統，并逐漸從單項目管理發展為多項目管理[4]。但目前應用信息化技術對工程項目進行主動和有效管理的水平仍然較低，無法保障項目建設的規范推進和項目過程資料的有效收集與分析。因此，對本文氣象工程項目管理信息化發展建議如下：

（1）建立一體化項目管理信息系統。目前，氣象部門各單位都在使用各自的項目管理信息系統，信息分散在各個項目辦公室，甚至分散在全國各省市，信息過于碎片化，使不同項目的數據及項目各階段的數據難以實現交換和共享。應以數據為中心，基于統一軟件架構和組件庫，采用系統工程方法統籌設計、持續迭代氣象業務軟件，建立氣象工程項目全生命周期業務管理的一體化平臺，加強各領域業務間的銜接與互動，實現技術和知識的持續積累，增強業務發展的整體性和協同性。

（2）統一規劃組件建設。為避免氣象業務系統建設出現低水平重復現象，提高氣象業務軟件的開發質量，應通過統一規劃建設平臺通用組件，促進氣象業務軟件的集約化，形成以定制化、輕量化、多樣化的應用軟件為主體的氣象業務軟件生態，并逐步實現統一規劃設計、嚴格技術標準、組件眾創共享、功能高效迭代的氣象業務軟件發展范式，進一步增強氣象業務軟件自主可控能力。

（3）與其他信息技術相結合。通過視頻監控技術，實時顯示工程現場實施情況，及時發現實施階段存在的問題，并在驗收時作為視頻資料留存；開發手機應用APP，隨時隨地查看項目報表、方案等，實現流程自動提醒、在線審批，方便管理人員對項目的掌控和跟蹤。

（5）培養工程項目管理信息化專業人員。因氣象部門的專業性，參與氣象工程項目管理的人員基本都是氣象專業出身的人員，缺乏項目管理和信息化專業出身的人員。軟件系統開發的負責人對氣象工程項目管理的流程、要素、過程不熟悉，導致開發出來的信息系統缺乏整體性，全局考慮不周。因此，需要培養既懂氣象又懂信息化的綜合性人才，以提高氣象工程項目管理的信息化水平。

4結語

氣象工程項目一體化系統集成了成熟的現代項目管理方法。本文介紹的項目通過項目全生命周期業務管理分系統、輔助決策支撐分系統建設和數據整合，實現了投資決策、工程設計、建設準備、工程實施、竣工驗收、績效評價與后評價管理資源的信息化處理，以及多管理應用的互聯互通和有機整合，提高了氣象工程項目管理協同能力和數據共享能力，為管理決策提供了科學依據，為氣象現代化打下了堅實的基礎；通過完善監督管理手段，提高了建設項目監督管理能力和管理效率，以管理能力提升促進了氣象預報與氣象服務能力的提高，為社會提供了權威、豐富、精細化的氣象信息，減少了氣象災害的損失；促進了云計算、大數據、“互聯網+”等技術在氣象部門工程信息管理應用方面的縱深發展，有效推進了氣象部門管理信息化的全面發展。

參考文獻

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[10]于桓飛，宋立松，程海洋基于河長制的河道保護管理系統設計與實施[J]排灌機械工程學報，2016，34（7）：608614

收稿日期：20240426

作者簡介：

譚娟（1985—），女，高級工程師，研究方向：氣象工程全過程咨詢。

張詩歌（通信作者）（1998—），女，助理工程師，研究方向：項目管理。

陳飄（1995—），女，工程師，研究方向：項目管理。

劉寧（1982—），女，高級工程師，研究方向：財務管理。

周勇（1972—），男，高級工程師，研究方向：信息系統、深度學習。

羅勇（1989—），男，博士，副教授，研究方向：信息系統、信號處理、系統集成。

*基金項目：中國氣象局青年創新團隊人才支持計劃（CMA2023QN18）；中國氣象局軟科學研究重點項目“新形勢下氣象部門重大工程監管重點問題研究”（2023ZDIANXM12）。