面向氣象綜合觀測領域重點工程項目管理系統設計與應用研究

0 引言

重點工程建設是推動氣象現代化發展的核心驅動力，其規模和水平直接影響了氣象現代化的能力和核心競爭力。隨著全球氣候變化的加劇、國家重大戰略需求升級，以及人民生產生活對氣象服務依賴程度的不斷提高，作為氣象服務數據來源的氣象綜合觀測領域重點工程建設任務日益繁重。因此，迫切需要建立規范化、科學化、標準化、信息化的氣象重點工程管理手段。

然而，針對氣象綜合觀測領域的重點工程，精細化管理信息化平臺建設仍存在空白?；诖耍疚尼槍庀缶C合觀測領域重點工程數據異構性和多層級協同管理的特點，設計了中國氣象局海洋等重點工程項自管理系統，旨在為氣象領域項目管理提供新的實踐指導。

近年來，國內外學者在氣象重點工程管理領域開展了廣泛研究，通過數據治理和信息化技術，不斷提升項目管理效率[1]。例如，陽艷紅等[2-3]利用項自管理群思想開發了項自管理平臺，采用數據導入的方式進行項目管理。關敏等4利用風云三號氣象衛星地面應用系統工程，開展風云三號及國內外其他極軌遙感衛星的數據接收、處理、存檔和分發服務，保證了衛星工程的順利開展。此外，越來越多的研究開始關注重點工程項目的數字化管理[5-10] C

1氣象綜合觀測領域重點工程項目特點

氣象綜合觀測領域重點工程項目涉及多種高新技術設備，如S波段天氣雷達、C波段天氣雷達、X波段雙偏振天氣雷達、地基遙感垂直觀測系統、北斗探空觀測系統等。這些設備的研發、部署和運維具有高度的技術復雜性和專業性。同時，綜合觀測設備種類涵蓋地基、空基和天基觀測系統，協同形成立體化、多層次的觀測網絡。特別是近年來氣象部門承擔的氣象綜合觀測領域重點工程，觀測技術快速迭代和設備種類更加多樣化。建設任務覆蓋31個?。ㄗ灾螀^、直轄市）、4個計劃單列市和10余家國家級業務單位，并首次在全國范圍內大規模建設了一系列新型觀測設備。這些工程呈現出建設范圍廣、投資金額大、項目數量多、設備種類多、參建單位多的特點，使得氣象綜合觀測領域重點工程數據異構性較為突出。

不同項目的關鍵性階段和管理重點存在差異。例如，新建觀測設備項目的關鍵性階段主要包括選址、設備基礎建設、設備采購、設備生產和出廠發貨、設備安裝調試、試運行驗收及項目驗收等環節；而在已有觀測站新增觀測要素的項目，其關鍵性階段通常涵蓋設備采購、設備生產和出廠發貨、設備安裝調試、試運行驗收及項目驗收等環節。

不同設備的建設周期和管理方式也存在差異，同樣帶來了數據處理的異構性。例如，天氣雷達設備基礎建設周期因地域差異而有很大不同，建設周期可能從6個月到1年，甚至長達3年。對于這類項目，工程數據動態評估側重于項目進度、項目質量和工程應用。而對于新增觀測要素的項目，工程數據動態評估重點更多集中在建設質量和工程應用上。

氣象綜合觀測領域重點觀測項目的跨部門協同特征較為明顯。通常，國家級項目管理部門負責對全國項目進行全局監控和管理；省級項目管理部門負責對本省項目進行全局監控和管理，并組織關鍵節點的評審：項自建設單位負責具體實施建設。建設期涉及項目法人單位、設備供應商、基建承建方等多個單位，需實時工程數據支撐，以實現工程多層級協同管理。因此，全生命周期數據驅動的決策管理尤為重要。

2氣象綜合觀測領域重點工程項目管理系統建設目標

本研究針對氣象綜合觀測領域重點工程項目的獨特特征，創新性地將工程特征融入數據治理，設計了氣象工程數據生命周期模型，突破以往以單個項目為單位的管理模式。以單個項目、單個設備為顆粒度，細化了每個階段的管理流程，實現了重點工程質量控制、進度監控、資源優化、風險評估等精細化管理需求。以“統一謀劃、統一標準、統一部署、統一實施”為管理目標，設計開發了一套面向氣象綜合觀測領域的“規劃 + 立項 + 采購 + 實施 + 驗收 + 監督”全鏈條、一體化重點工程項目管理系統。該系統旨在提升工作效率、降低管理成本、完善管理體系，有效解決因工程數據非結構化、種類繁多、數量龐大、分布分散造成的工作效率低下等問題。系統采用國家級一級部署，“國省市縣”四級應用的模式，依托大數據、人工智能、機器學習、數據挖掘等先進技術，利用多手段、多形式的工程數據可視化分析方法，通過對工程數據的“CT”級掃描，實現對重點工程的智能化質量控制、進度監控、資源優化和風險評估等。

3 系統開發與設計

3.1 系統框架

系統基于項目管理的整合管理和生命周期管理思路，結合系統工程方法論的分層解耦思想，構建了以“1個系統” + “2個數據庫” + “2個體系” + “3個層級”的“1223型”總體系統框架（圖1），為氣象領域項目管理提供了新的管理模型和實踐指導。系統設計運用了定性和定量分析方法，組織專家赴全國31個省（自治區、直轄市）開展現場調研，通過定性分析提煉管理需求；基于2021—2022年426個項目的歷史工程數據進行定量分析，確定系統功能優先級。

系統應用層面向國家級項目管理人員、省級項目管理人員和項目建設單位人員不同用戶，可提供實時監控建設進度、規劃執行進展的功能，可實時發布消息、提醒待辦事項，并通過自定義報表實現周月報自動化生成，對投資、采購、支出、進度和評估進行自動化分析，為不同用戶提供決策數據支持。

系統業務層可實現業務流程和數據管理，涵蓋規劃、立項、采購、實施、驗收和監督管理環節，對實時數據、統計分析數據、檔案數據進行動態管理。

標準規范體系

圖1 總體框架圖

系統支撐層可提供硬件、網絡等基礎設施服務，利用MySQL和MongODB數據庫提供存儲、檢索、計算等管理服務。

該系統依托于氣象大數據云平臺統一建設，嚴格遵循集約化、統一化、標準化的原則，建立科學高效的業務體系架構。緊密貼合業務全生命周期流程和數據信息管理需求，實現了各功能模塊的深度融合與高效聯動，提升了業務系統整體協同能力和數據共享能力。

3.2 技術路線

采用前后端分離的架構設計，通過分層解耦技術路線，實現功能模塊間的低耦合高內聚，總體技術架構圖如圖2所示。

在業務展示層，基于Vue.js框架搭建響應式用戶界面，使用RequireJS實現自定義組件加載，使用ElementUI組件庫實現主體界面樣式，集成GISMaps組件庫完成地圖服務的可視化呈現，支持空間數據渲染、圖層疊加、坐標定位等核心地圖功能。

圖2 技術架構圖

在業務應用層，采用Spring + SpringBoot為基礎框架，結合MyBatis實現對象關系映射數據持久化操作，通過Jacob中間件實現與Windows平臺本地服務的深度集成。系統部署采用Nginx作為反向代理服務器，實現靜態資源分發、負載均衡和網頁的安全通信，保證高并發場景下的服務穩定性。

在數據計算層，通過Jacob組件調用接口，實現自動化報表內容導出功能。系統通過識別配置好的書簽位置獲取需要替換的數據標識符，調用MyBatis動態查詢數據庫，運用統計算法完成數據統計分析，從而實現月報一鍵生成功能。

在數據庫層，采用MySQL關系型數據庫管理結構化業務數據，并利用事務機制保障數據的一致性。同時，選用MongODB非關系型數據庫存儲各類文檔、圖片等非結構化數據，支持靈活的數據模型和水平擴展。

3.3 功能實現

按照系統需求，設計了規劃、立項、采購、實施、驗收、監督6個閉環業務功能模塊。系統通過對元數據進行實時統計分析，動態掌握投資支出、建設進度、考核評估等情況。根據業務實際使用情況，形成多種模型的結構化數據產品。在監督填報方面，系統通過自定義報表的形式，定期生成數據報表。同時，對項目全生命周期內的各類圖片、文檔、材料進行歸類管理，最終實現信息化的檔案管理。重點工程項目管理系統功能框架圖如圖3所示。

業務管理主要涵蓋6個階段。在規劃階段，系統實時顯示規劃實施進度和全國站網布局，涵蓋建設站點的經緯度信息表，動態為項目立項提供決策支撐。在立項階段，實現立項配置、可研報告、初步設計的管理，完成報告的上報和審核，同時實現項目法人單位信息、項目金額、項目建設內容等實施方案管理。在采購階段，實現招標、合同和支付的管理，動態掌握采購和資金執行進度。在實施階段，發布制度文件、填報建設進度、制訂監督檢查計劃，實現建設進度和質量的過程管理，并可一鍵自動生成周/月報告。在驗收階段，實現出廠驗收、貨物接收、現場驗收、合同驗收、業務驗收和竣工驗收6個階段的材料上報和審核，實現驗收數據動態管理，確保工程建設質量。在監督階段，實現發布監督計劃、上傳整改報告和發布預警提醒等功能，動態評估工程風險。

數據管理主要涵蓋3個方面。在實時數據方面，實現項目信息、質量信息、進度信息、資金信息實時顯示。在統計分析方面，實現對規劃投資、項目采購、資金支出、項目進度、項目風險和項目評估的統計分析?？砂凑詹煌ㄔO單位、不同項目、不同設備進行綜合統計分析，為管理決策提供數據支撐。在檔案數據方面，實現技術指導文件、監督文件、項目檔案材料的管理。

按照用戶需求，系統主要面向以下三類用戶：

（1）國家級項目管理部門。負責對全國范圍內的氣象綜合觀測工程項目進行全局監控和管理。具體包括：全面掌握規劃執行情況（如規劃執行進度、站網布局等）；投資信息管理（快速全面地掌握所有項目的投資金額、投資建設內容、項目建設情況、數據應用情況等）；在線審核與文檔管理（在線審核項目可研報告、實施方案、技術報告等文檔，確保項目方案的合規性和可行性）；監督檢查管理（發布監督檢查任務，查看監督檢查報告，并對檢查結果進行跟蹤管理，確保項目按計劃推進）；項目執行監控（實時跟蹤項目進度和質量檢查結果，生成進度和質量報告，并對進度滯后或不合格的項目進行預警提示）。

（2）省級項目管理部門。負責對本省范圍內的氣象綜合觀測工程項目進行管理和監控。具體包括：在站網布局中填報站址信息；項目查詢與統計（能夠查詢和統計某段時間內本省項目的投資金額、投資建設內容、項目建設情況、數據應用情況等）；在線審核與查看項目方案、報告等文檔，確保項目實施的規范性；監督檢查管理（能夠查閱監督檢查計劃和監督檢查報告，并對本省項目的檢查結果進行管理，確保項目質量和進度）；項目執行監控（實時跟蹤項目進度和質量檢查結果，生成進度和質量報告，并對進度滯后或不合格的項目進行預警提示）。

（3）項目建設單位。具體負責項目的實施和管理。具體包括：項目查詢與統計（能夠查詢和統計某段時間內本單位的項目投資金額、投資建設內容、項目建設情況、數據應用情況等）；項目信息填報（填報項目基本信息、建設進度、項目文檔等，確保項目信息的及時更新）；整改報告上報（根據監督檢查結果，填報并上報整改報告，確保問題及時整改）；實時掌握項目進度（在進度滯后時及時收到預警提示，以便采取相應措施加快進度）。

4 系統運行與應用情況

目前，該系統已在中國氣象局完成部署，并在全國31個?。ㄗ灾螀^、直轄市）氣象局、4個計劃單列市及10余家國家級業務單位開展了試運行，初步實現了氣象觀測站網工程、氣象雷達工程、氣象監測預警補短板工程、海洋氣象綜合保障二期工程等百億元重點工程的信息化管理。

系統已完成1542份可研報告、77份實施方案、338份招標文件、1078份合同文件、345份驗收報告的上報和審核，錄入站址信息17035條，實現了氣象觀測站網工程、氣象雷達工程、氣象監測預警補短板工程、海洋氣象綜合保障二期工程的報表管理，涵蓋22個表格、1278行統計數據和176項文本統計數據，并支持一鍵生成工程周報和月報。

系統與第三方接口交互、模塊化菜單、存儲方案均具有良好的擴展性，能夠滿足未來3～5年的業務需求。針對工程項目全流程業務中的結構化數據（如設備類型、數量、投資金額等），以及非結構化數據（如報告類、Excel數據表、建設圖片類、壓縮包驗收材料等），系統實現統一分庫、分類管理。例如，在可研管理中，支持同一個項目的所有建設單位的可研報告、投資估算表等同類數據的打包下載，有效解決了因工程數據非結構化、種類多、數量大、分布散造成的工作效率低下等問題。系統各配置項考慮了一定量的冗余，存儲空間也考慮了備份的存儲需求。

通過實現重點工程關鍵節點的質量控制、進度監控、資源優化和風險評估，該系統有效解決了項目多、周期長、管理成本高、信息采集難、進度不可控、共享度低等問題，實現了工程項目從立項到歸檔的一體化管理，顯著提升了全國氣象部門重點工程管理的工作效率。

5 結語

本文研究了面向氣象綜合觀測領域重點工程項目的管理方法，設計并開發了一套信息化系統，實現了“規劃 + 立項 + 采購 + 實施 + 驗收 + 監督”全鏈條、一體化的信息化管理。該系統實現了工程項目基礎信息的統一管理和數據共享，能夠實時為項目決策提供服務。后續研究將結合人工智能（AI）等先進技術，進一步探索重點工程項目智能化管理方法，以持續提高工程管理水平。

參考文獻

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[10］顧文靜，趙春燕，李娟．基于SpringMVC的高性能計算機監視管理系統設計與實現［J]．計算機應用與軟件，2017，34（10）：102-107.PMT

收稿日期：2025-03-17

作者簡介：

李楊（1977—），女，博士，正高級工程師，研究方向：綜合氣象觀測技術研究、重點工程項目管理技術。

梁麗（通信作者）（ ^1988-） ，女，高級工程師，研究方向：綜合氣象觀測技術研究、重點工程項目管理技術。

孫兆濱（ ^1981-） ，男，高級工程師，研究方向：海洋觀測技術研究、重點工程項目管理技術。

王緬（ ?1976-） ，女，博士，正高級工程師，研究方向：綜合氣象觀測技術研究、重點工程項目管理技術研究。

孫曉晴（1995一），女，工程師，研究方向：氣象觀測。

李禹（1998—），男，工程師，研究方向：工程管理。