重大气象灾害服务效益评估系统设计与业务应用.doc

重大气象灾害服务效益评估系统设计与业务应用吴林荣罗慧鲁渊平程永进赵奎峰(陕西省气象局 ,西安 710015)摘要 分析了重大气象灾害服务效益评估的特点 ,构建了重大气象灾害服务效益评估模型 、评估指标和评估流程 ,从气象预报准确率评估 、预报服务覆盖率评估 、政府决策部门反馈措施评估 、服务效益综合评估报告等 4 个方面对 重大气象灾害效益进行综合评估 ,以 A sp . Net 为平台开发出了基于 B/ S (Bro w ser/ Server) 结构的重大气象灾害服务效益评估业务系统 。并以 2008 年低温 、雨雪 、冰冻灾害为例进行了业务应用评估 ,为公共气象服务中针对重大 气象灾害服务效益评估业务提供了工具 。关键词 气象灾害 效益评估 A sp . Net B/ S 结构次数的信息 ,计算高影响天气事件的风险概率 ,以及社会公众对不同高影响天气事件关注度风险水平和 关注人数 ; 扈海波等 ( 2008) 3 以 A H P 模型为基准对气象服务产品的社会经济效 益进 行了 定 量化 评 估 ,表明 FD P 产品在满足现有用户气象服务及奥运 气象服务需求上享有绝对的优势 ,并且指出现有天气预报产品需要进一步提高预报结果的时间和空间 分辨率以提高气象服务质量 ; 王新生等 ( 2007) 4 基于社会调查数据 ,分析了公众对气象服务效益的总 体评价 ,利用“支付意愿”调查估 算方 法 , 对 年付 费 额 、年节省费额以及声讯电话拨打次数进行分析 ,结果表明 ,在安徽省 ,公众每年愿意支付 11 . 7 亿元购 买天气预报 ,气象预报服务每年创造的效益占全省GD P 的 0 . 51 %左右 ;吕红等 (2007) 5 以中国财产保 险公司西安分公司 2005 年 510 月企业财产保险理赔案为例 ,分析了气象灾害对其经营环节的影响 ,指出暴雨 、大风 、雷电等灾害天气的预报 、预警服务 对保险业服务保障有巨大的市场发展潜力 。但这些研究大多都集中在对公众气象服务效益评估和对行业气象服务效益评估两个方面来进行 ,引言国民经济发展和社会进步与天气 、气候变化密切相关 ,准确 、及时 、到位的气象服务成为其中关键 的一环 ,科学而定量地评估气象信息服务所产生的 社会效益 ,是重要而有现实意义的工作 。从气象服 务的对象来看 ,通常可以分为公众气象服务 、专业气 象服务和决策气象服务等几个层面 ,对气象服务的 效益进行综合评估是指导进一步改进服务产品 ,提 高服务质量的重要依据 。1994 年以来中国气象局 有计划有组织地开展了系统的气象服务效益评估工 作 ,其中公众气象服务效益采用自愿付费法 、节省费 用法 、影子价格法 3 种方法 ,在社会抽样调查的基础 上 ,分别对公众气象 服务 经 济效 益作 出 定量 评估 。 行业气象服务经济效益评估采用德尔斐法 、影子价 格法 、个例综合分析法 3 种方法 ,对行业气象服务的 总经济 效 益 做 出 定 量 评 估 。罗 慧 等 ( 2007 ) 12 以2006 年女垒奥运测试调查问卷进行实证分析 ,综合 应用问卷调查取样 、深度访谈 、满意度模型构建和满 意度指数计算分析等定量和定 性研 究相 结合 的 方 法 ,定量测量气象部门产出和服务究竟在多大程度 上满足了奥组委等高端用户的需求 。同时 ,基于模 糊数学和信息扩散理论 ,把高影响天气事件作为气 象风险源 ,综合应用 12121 气象信息服务电话拨打而针对决策气象服务效益评估的研究还不多 610 。决策气象服务的效益主要体现在气象部门向政府决策部门提供了决策气象产品后 ,政府决策部门在多 大程度上采用了气象部门提供的信息 ,并根据这些中国气象局新技术推广项目 ( CMA T G2008 M53) 和 2008 年陕西省气象局重点项目资助作者简介 : 吴林荣 ,男 ,1975 出生 ,硕士 ,工程师 ,从事气象灾害评估及计算机应用开发 , Email : w uli nro ng 126 . co m收稿日期 : 2009 年 3 月 9 日 ;定稿日期 :2009 年 6 月 14 日信息采取了哪些应对措施 ,收到了怎样效果等 。当前气象部门提供给政府决策部门的气象信息除了一 些关乎全球气候变化 、能源 、环保 、经济等领域的决策服务材料外 ,很大一部分是针对某次重大灾害性天气过程的决策服务材料 ,其中对重大气象灾害性 天气过程的服务效益评估就成为决策气象服务效益 评估的一个重要方面 ,只要建立一定的评估模型和 评估流程 ,对其进行科学的服务效益评估是完全可行的 。设计和开发重大气象灾害服务效益评估网站管理系统 。因为 B/ S 模式突破了传统的文件共享模式 ,为网站管理 系 统 的 设 计 提 供 了 新 的 解 决 方 案 1117 。首先借 助 A SP 的 We b 应 用 程 序 , 用 户 只 需 通 过B ro w se r 软件连接后台数据库并完成相应操作 , 就 能实现网页的动态更新和维护 ,其次 B/ S 模式的网 站系统 ,客户端无需专用的软件 ,系统有较好的网络 扩展性 ,程序和数据的物理位置已经不再是重要问题 ,访问者所关心的只是网站的 U RL 地址 。 与传统 的 C/ S ( clie nt / syst e m ) 模 式 相 比 , B/ S结构把所有处理功能全部移植到了服务器端 ,用户 的请求通过浏览器发出 ,客户端只要能上网即可 ,没 有其他任何更高的要求 ,而所有的操作均在服务器端完成 ,无论是使用和数据库维护都比传统的 C/ S 模式更加经济方便 。而且采用 B/ S 结构能使维护 任务更加层次化 ,管理员负责服务器硬件日常管理 和 维 护 , 系 统 管 理 人 员 负 责 后 台 数 据 库 的 更 新 和维护 。根据系统要求设计了重大气象灾害服务效益评 估业务系统结构 ( 图 2 ) ,系统主要包括系统基本信 息 、历史评估查询 、评估报告制作及用户管理等 4 大 模块 ,其中评估报告制作又分为气象预报准确率评 估 ,气象服务信息多样性和覆盖率评估 ,决策部门的反馈 、响应和措施评估及生成决策气象服务效益综 合评估报告等子模块 ,它是该系统的核心部分 。1重大气象灾害服务效益评估系统设计与技术实现1 . 1 重大气象灾害服务效益评估模型建立重大气象灾害服务效益评估的评估对象是针对 某次重大灾害性天气过程的单一样本来进行 ,它与公众气象服务效益评估和行业气象服务效益评估的最大区别在于后两者的服务效益评估必须基于大量 的问卷调查统计样本来进行 。基于重大气象灾害服务效益评估的特殊性 ,将一次重大天气过程服务流程进行梳理 。评估中关注 的是对该次重大灾害性天气过 程的 预报 是否 准 确 (预报准确率评估指标) 、是否将预报服务信息发布 出去 (服务覆盖率评估指标) 、政府决策部门是否采 纳了气象部门提供的信息并采 取了 哪些 相应 措 施(决策部门的反馈 、响应与措施评估指标) 、本次服务 取得了 什 么 效 果 ( 服 务 效 益 评 估 报 告 等 资 料 和 数 据) 。因此要对一次重大气象灾害性天气过程进行 服务效益评估 ,可以建立如图 1 所示的评估模型来 简单描述 。图 1 重大气象灾害服务效益评估概念模型1 . 2重大气象灾害服务效益评估系统结构设计系统设计既要考虑重大气象灾害服务效益评估气象科技第 38 卷3961 . 3 系统功能详细设计与技术实现重大 气 象 灾 害 服 务 效 益 评 估 业 务 系 统 在Wi ndo w s ser ve r 2003 + IIS 5 . 0 + Acce ss 2000 + A sp . Net 2 . 0 环境下设计 ,所有功能在 I E 6 . 0 下测 试通过 ,系统界面如图 3 所示 ,现将各模块的详细功 能设计分述如下 。2系统的业务应用系统开发完成后 ,以 2008 年 1 月 10 31 日的低温 、雨雪 、冰冻天气气象服务过程为例进行了效益 评估分析 ,系统能较好地反映实际气象服务所发挥 出的社会效益 。1 月 10 日 ,我国出现了建国以来罕见的持续低 温 、雨雪 、冰冻天气 ,对贵州 、湖南 、湖北 、江西 、安徽等 19 个 省 ( 区 、市) 造 成严 重影 响 , 其 中 1 月 10 31 日 ,陕西省亦出现了持续 18 天的低温 、雨雪 、冰 冻灾害天气过程 ,对陕西交通运输 、电力 、设施农业 生产以及人民生活产生了严重影响 ,此次雨雪冰冻 灾害造成全省 10 个市 66 个县区 、185 万人受灾 ,紧急转移安置 1 . 04 万人 ,造成直接经济损失 4 . 57 亿 元 (数据来源 :陕西省民政厅) 。2 . 1 气象预报准确率评估对气象预报准确率的评估分两个方面 ,一是重 大天气过程预报准确率 ,二是预警 、预报和预警信号的发布时间提前量 ,这两项各占 20 分的分值 ,根据 与实况的对比 ,在系统中预先设计了每个主题不同 分值的对应子选项 ,例如对预警 、预报和预警信号的 发布时间提前量的 评定 , 预 先设 计 了 7 个子 选项 :与实况 相 比 , 未 提 前 或 提 前 0 0 . 5 h 发 布 , 得0 分 ; 提前 0 . 51 h 发布 ,得 6 分 ; 提前 13 h发布 ,得 8 分 ; 提前 36 h 发布 ,得 10 分 ; 提前612 h 发布 ,得 12 分 ; 提前 1224 h 发布 ,得 16分 ; 提前超过 24 h 发布 ,得 20 分 。对于本次过程 ,省台与全省各地市气象台均做 出了准确预报 ,预报的强度与落区与实况相比均比较吻合 , 因 此重 大 天气 过程 预 报准 确率 得 到 了 20分 ,灾害天气来临前一天下午 , 省台提前 12 24 h 发布了“重要天气报告”,因此预警 、预报和预警信号 的发布时间提前量得到了 16 分 。2 . 2 气象服务信息多样性和覆盖率评估对于气象服务信息多样性和覆盖率评估 ,在系 统中预先设计了“是否在第一时间向政府相关决策 部门提供服务”和“服务信息发布渠道多样性及到达 率”2 个方面来进行评估 ,每个方面占分值 20 分 ,其中“服务信息发布渠道多样性及到达率”又分为手机 短信 、12121 电话 、广播电台 、电视 、网站 、电子显示 屏 、报纸 、偏远乡村 气象 信 息送 达及 其 他等 9 个 方 面 。对于手机短信 、12121 电话及电子显示屏系统图 3 重大气象灾害服务效益评估业务系统界面系统基本信息模块主要实现站点地址设置 、站点说明 、版权信息等基本配置信息的设置功能 。 历史评估查询模块主要按照灾害天气发生时间列表查询对应过程的综合评估报告 ,每次过程生成 的报告存入数据库 ,以供查询 。评估报告制作模块主要完成一次评估过程 ,是系统最核心部分 ,包括 : 评估过程创建 ( 包括为何 种灾害性天气 、灾害程度 、造成影响 、过程起始时间 、 过程终止时间等) ; 重大气象灾害服务流程选项的 创建 (包含重大气象灾害服务中的各个环节评估题 目创建 、定性选项创建 、修改 、发布等) ; 选项分值自动计算 (包括服务各环节题目及题目选项分值设 计 、分值对应 、分值自动分配 、自动生成 、自动显示 、 各题目的总体分值统计等功能) ; 决策服务材料管 理 (包含针对本次重大灾害性天气过程服务中发布 的各类决策气象服务材料的添加 、显示 、查询 、统计等功能) ; 生成服务效益评估报告 ( 包含重大天气 过程结束后服务结果统计 、总体分值累计 、总体服务 效果评定 、总体评价报 (图) 表生成等) 。用户管理模块主要完成系统用户的管理 ( 包括 用户创建 、角色设置 、用户删除 、密钥设定 、权限分配等功能) 。 系统基本配置信息和数据库连接代码可以写入一个单独的文件 We b . Co nfi g ,以方便移植和修改 。还可以动态地输入过程持续期间的日发送量信息 ,根据这些信息系统会自动绘制出过程持续期间的流 量直方图 、曲线图等 ,这些图 、表也会成为最终效益评估报告的一部分 。图 4 显示了过程持续期间的手机短信日发送量和 12121 电话的日拨打量 ,从中可 以看出 ,无论是手机短信日发送量还是 12121 电话 日拨打量均呈现出 1213 日 、1920 日 、2627 日3 个时段为峰值 ,对照降雪实况发现这 3 个时段均是出现最强降雪的时段 ,说明手机短信日发送量和12121 电话日拨打量等指标很好地反映出灾害天气 实况信息发送的多样性和广泛性 。最后 ,通过对气象服务信息多样性和覆盖率评 估模块的综合评定 ,得出该模块的分值为 33 分 。图 4 2008 年 1 月 1031 日低温 、雨雪 、冰冻天气过程持续期间手机短信日发送量 (a) 和 12121 电话日拨打量 ( b)2 . 3 决策部门的反馈 、响应和措施评估系统设计包括 : 提供决策材料并收到政府领 导的批示或决策部门的转发文件 ,得 20 分 ; 提供决策材料但未收集到政府领导的批示或决策部门的转发文件 ,得 15 分 ; 未在第一时间向政府相关决 策部门提供服务但过程持续期间及时提供服务 ,得5 分 ; 未向政府相关决策部门提供服务 ,得 0 分等4 个选项 。对照实际的服务效果 ,本次提供的决策 服务材料均得到省长的批示 ,尤其是 1 月 10 日陕西 省气象台发布了“大到暴雪消息”后 ,省政府立即将 消息及省长批示传真至农业厅 、交通厅 、电力公司 、 地方电力公司 、陕西日报社 、电视台 、广播电台 、华商 报 、新华社等多家单位 ,各级部门在接到信息后都立即做出反应 ,迅速采取了各种应对措施 ,由于提前部 署 、措施得力 ,使本次决策气象服务的效益得到了最 大的体现 ,省民政部门最终发布的全省总经济损失 为 4 . 57 亿元 , 可以 说将 灾害 的 影响 程度 降到 了 最 低 ,因此决策部门的 反馈 、响 应 和措 施评 估得 到 了20 分 。在此模块中 ,还特别设计了本次过程中提供 的所有决策材料 、领导批示材料 、政府采取措施材料 以及相关的影视 、图片等珍贵资料的批量添加接口 , 可以将本次服务过程中的所有相关资料保存到数据分值 ,对于本次过程的综合评估得到了 89 分 ,在系统设计中限定 :若一次服务的综合分值低于 60 定为 服务效益一般 ,若一次服务的综合分值大于 60 分而小于 80 定为服务效益较好 ,若一次服务的综合分值大于 80 即为服务效益明显 。说明对本次低温 、雨 雪 、冰冻灾害天气过程的服务效益是非常明显的 。3结语(1) 重大气象灾害服务效益评估系统采用 B/ S结构和 先 进 的“. Net ”技 术 实 现 了 系 统 设 计 的 预 期目标 。(2) 系统采用 We b 方式调用 ,加快了系统浏览 速度 ,并预先设计了统一模版 ,确保了重大气象灾害服务效益评估系统的的整体协调性和稳定性 。(3) 重大气象灾害服务效益评估系统采用开放 源码和 We b 站点管理方式 ,便于系统移植和推广 。 (4) 通过对 2008 年 1 月 1031 日的低温 、雨 雪 、冰冻天气气象服务过程进行实例效益评估分析 ,系统较 准 确 地 反 映 了 实 际 气 象 服 务 所 发 挥 的 社 会效益 。(5) 重大气象灾害服务效益评估系统的开发为 开展重大气象灾害服务效益评估提供了较为客观的气象科技第 38 卷398效益评估研讨会文集. 2006 :3262380 . 10 戴有学 ,郭志芳 ,代淑媚 ,等. 气象服务经济效益的一种客观计 算方法J . 气象科技 ,2006 ,34 ( 6) :7412744 . 11 谷岩 ,郭庆. 数据仓库系统中逻辑建模的方法研究 J . 计算机 系统应用 ,2005 , ( 8) :42246 . 12 袁正腾 ,高进 ,向玉春 ,等. 基于. N E T 平台 B/ S 模式的人工影 响天气管理信息系统设计与实现 J . 气象科技 , 2008 , 36 ( 3 ) :3642368 . 13 王秀义. 基于 J DBC 的数据库连接池及实现 J . 计算机系统应 用 ,2005 , ( 4) :36239 . 14 杜义华 ,张亚. 网站信息管理发布系统设计与应用 J . 计算机 系统应用 ,2005 , ( 1) :9211 . 15 白光弼 ,景东侠 , 吴林荣. 气象信息网站建设要解决的几个问 题 J . 陕西气象 ,2005 , ( 5) :43245 . 16 吴林荣. 用 A SP 开发基于 B/ S 结构的网站管理系统 J . 陕西 气象 ,2006 , ( 6) :37240 . 17 吴林荣 ,景东侠 ,白光弼. 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