1、气象多轨道业务 与功能体系设计的软科学分析,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，
2、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
3、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
4、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。,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
5、、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、
6、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。,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
7、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。,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
8、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
9、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
10、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,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,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
11、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,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
12、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
13、之间开放呈现以下特点：,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
14、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：,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
15、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
16、：（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及时，反应不平衡问题。,三、气象多轨道业务与功能体系 的系统开放分析,3、按照业务轨道设计和功能体系设计的开放性比较（1）研究气象业务系统设计，其思维的开放性，按照业务轨道设计在总体上应当优于按照功能体系设计。（2）实施气象业务系统设计，其应用的开放性，按照功能体系设计在总体上应当优于按照业务轨道设计
17、；,三、气象多轨道业务与功能体系 的系统开放分析,（3）设计的目的在于应用，按照集约化原则，总体实施方案按照功能设计为宜，但应当吸收按照业务轨道设计的研究成果，当功能体系不能完全包括的其它内容，则应当直接应用其成果。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,控制是指受控制对象按人们的预定要求行事。控制论是关于在复杂的动力系统中控制的科学。它是研究技术装置、生物机体和人类社会组织等系统之中的控制和通信的一般规律。控制论，原意为掌舵术，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。控制是管理要素中不可或缺的一项功能。,四、 气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,设计气象多轨道业务与功
18、能体系构成的系统，必然要考虑系统控制问题，控制是保证现代气象系统有序建设和高效运行的根本保证。不仅实施系统建设要考虑控制，而且还需要考虑建成后的系统运行控制问题。,四、 气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,(一) 传统系统控制思路。传统的气象业务系统建立理论基础是劳动分工论和科层管理理论，组织内部分工精细，界限分明，每个工作人员只要做重复的工作，而无须顾及整个业务过程，甚至上下工序的情况测报、通信、填图、预报、发布、组织控制、信息控制。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,传统的控制模式强调职能，以往的业务体制变革和机构调整，常常是围绕职能而展开的。这样，容易造成管理人员依各自
19、专业组合在不同的职能部门之内,为了组织的有效运行，组织内是层层请示又层层监督, 形成金字塔式的逐级集中控制模式。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,传统的气象业务系统的这种控制方式，比较适应于传统的线性电信时代。单纯的业务轨道实施方案设计，比较容易选择这种控制模式。目前在区域级和省市级的多轨道业务运行控制（反馈）问题还需要深入研究。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,(二) 现代系统控制思想。现代气象业务系统控制模式则需要具备以下特征也可以是网络时代：（1）具备在系统内进行信息进程跟踪和反馈的跟踪机制，信息采集传递处理信度异常反馈；（2）提供产品单位之间的信息跟踪机制和
20、快速反应机制；,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,（3）解决同步共享问题；（4）快速响应用户需求的有效途径；（5）具备可以实现多级、多点、多方面运行协同问题。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,(三) 按功能设计系统的控制分析。如果按照功能体系设计由八条业务轨道组成的气象业务系统实施方案，以现代网络技术和信息技术为支撑，按照集约要求已经完全可以做到快速、低成本地实现气象系统信息集成，使系统内部的信息资源、异地信息资源、行业信息资源和外部相关信息资源实现同步共享，基本符合现代气象业务系统控制模式特征。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,按照功能体系设计现代业务
21、技术体制应当注意以下几点：（1）在方案设计中应当贯彻“集成的理念和实践”，尽量采取集中式的信息技术应用架构，统一管理各项业务和信息资源，并且高度重视信息系统应用集成，最大程度地发挥信息系统的作用。集成理念和实践，应当贯穿于从信息系统规划、产品的选择、系统实施到日常应用的全过程。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,（2）整合气象业务系统内部流程，提高协作效率。现在基本可以实现从探测现场到气象产品制作室为零距离，形成产品传送到服务现场也可以实现零距离。如果说目前还没有完全实现，那只是投入能力、组织实现能力和运行体制、机制问题。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,（3）气象信
22、息的有效传递、流程的高效执行、结果的充分可验证以及知识的有序积累。具备这样特征的信息系统和管理系统，是面向未来而最具有发展前途的系统。随着计算机和网络技术的日益成熟，一些在组织中的协作常态可以固化为软件形态的组织信息处理。由传统的人工控制转变为计算机自动控制；由组织机构协调控制转变为网络优选自动控制,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,气象部门作为一个信息处理部门，完成可按照网络时代信息流和信息控制来对其体制和机制进行创新，如大部分县市气象台（站）和少部分地市气象台可明确提出业务职能调整，即主要承担探测任务和应用气象服务任务。,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,（4）遵循
23、信息流和信息控制的基本原理。在纵向，八条业务轨道按照功能体系设计，应当跨越部门现行行政机构设置、行政运行制度和层级业务制度，减少层级、减少低效劳动重复、扩大信息和产品资源共享；国家、区域、省级、省内区片集约,四、气象多轨道业务与功能体系 的系统控制分析,在横向，八条业务轨道按照功能体系设计，除传统公共产品外，应当大力提升具有社会效用的专业化信息产品的开发和生产能力，应当使专业信息产品的开发和产生技术人员职业化、组织机构专业化、运行机制常态化。普通专家、专科专家,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,集约化，是指运用先进的管理理念和机制对各种生产要素进行持续改进和不断整合的过程。“集”
24、指归集，通过相应的机制集合人才、装备、技术、资金、信息、管理等生产要素，进行统一配置；,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,“约” 指在集合、统一配置生产要素的过程中，以节俭、调控、高效为价值取向，从而达到降低成本、高效管理，进而使系统形成集中的核心力量，获得可持续发展的优势。集约化是现代管理提高效率与效益的基本取向。,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,“集约化”被中国局列为期望通过气象业务技术体制改革实现的目标。比较按照业务轨道和按照功能体系设计现代气象业务技术体制，从实践操作分析，以功能体系为主，吸收按照业务轨道设计的研究成果来组织和设计现代气象业务技术体制，可能更易
25、于实现“集约化”的目标。其理由有三：,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,（一）两种不同的集合路线，决定了按照功能体系设计的集约优于按照业务轨道设计。前者为断面集合，具有空间和时间相对集中的优势，后者为纵向集合，较前者不具有空间和时间相对集中的优势。这已经成为大家的共识。,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,（二）两种不同的资源组合，一般来讲断面集合的专业组织化程度优于纵向集合，例如把网络维护人员既可以分散到各业务单位，也可以集中起来为各单位提供保障，从理论上讲专业组织化后者应当优于前者（当然还要取决于实际工作中运行机制）。,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,（
26、三）两组不同的子系统运行比较，一般来讲，按照功能体系设计的不同轨道业务的相容性可能要好一些，如观测体系（八条轨道都需要）。这样各子系统的资源共享程度一般也会高于后者，更符合集约原则。,五、气象多轨道业务与功能体系 的系统集约分析,（四）两种不同的分类集合方法，在实施过程中，按照功能体系设计吸收按照业务轨道设计的研究成果，更适应于气象事业发展历史进程，并兼顾了现行业务和行政管理制度，比较便于组织和实施。如管理机构设置选择、工作机构的设置选择,结论： 1、按轨道和体系两种思路都是对同一对象（现代气象业务系统）采取的不同分类研究方法，两者统一于现代气象业务系统 2、用两种思路研究气象业务系统设计，有
27、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，是非常必要，其研究成果可以起到互补和互相参考的作用。 3、区域级和省级应当在中国气象局指导下，结合自身实际在设计实施中，正确处业务轨道与功能体系的关系，特别需要“突出需求、突出特色、突出重点”推进业务技术体制改革。,地基,天基,空基,相关,特种,资料产品,原创产品,延伸产品,独立产品,独,决策产品,公众产品,专业产品,集约化的数据库,独立产品,三级 决策 用户,公众 用户,专业 用户,网络综合界面与分类界面,电 视 气 象 服 务,电 话 气 象 服 务,短 信 气 象 服 务,报 纸 气 象 服 务,人 工 影 响 天 气,防 雷 技 术 服 务,城 市 、 相 关 行 业,反馈,反馈,上游和 相关信息产品,专、普外网服务公共产品、授权产品,面向社会公众服务,省级六大体系构成图,科技创新体系 人才培养教育体系,谢谢!,谢谢,
