沈文海:“頂層設計”推動氣象系統集約化發展


2013-12-16 10:58:13   出處:中國信息化周報   作者:洪蕾   
針對氣象行業信息化建設“局部有效,整體”的狀況,2012年國家氣象信息中心開始設計全國氣象信息網絡的整體規劃,希望實現全行業信息化建設的有序高效發展。

  【《中國信息化周報》信息主管欄目專稿】“上世紀70年代,那棟樓可是魏公村這一帶最壯觀的,也是無數人翹首渴盼的理想工作單位。”順著他手指方向,一棟6層高白色樓體看似平淡無奇。“但它卻容納著氣象中心最早引入的3臺巨型計算機,很是時髦了一陣子。”爽朗的笑聲中,感受到沈文海作為氣象信息化從無到有親歷者的自豪與滿足。

  “1854年克里木戰爭時期,英法艦隊遭遇黑海風暴失事,第一次開始關注研究天文氣象資料,并深刻認識到準確預測天氣,不僅有利于行軍作戰,也對工農業生產有極大益處。”我們的采訪話題從追溯天氣預報誕生的歷史淵源開始,自然而然轉入信息化進程作用于氣象學科帶來的跌宕起伏的新變化。“信息技術無法替代氣象科學,但由于技術的突破和有效應用的確解決了氣象業務發展中的某些困境,如處理能力、處理技術等。”

  對于氣象信息化,沈文海這樣解讀:“它是充分利用信息技術,有效解決氣象學科和氣象業務發展過程中不斷涌現的問題和需求,促進氣象學科和業務的高效、持續、健康發展的工作進程。”而如何釋放信息技術作為推進氣象事業發展的鮮活生產力,正是沈文海就職單位國家氣象信息中心的核心工作。

  作為改革開放后首批進入氣象界的氣象人,沈文海1982年畢業于上海復旦大學數學系后,一直從事氣象領域工作,先后就職于中國氣象科學研究院、國家氣候中心、國家氣象中心等單位,現任國家氣象信息中心副總工程師兼任信息中心科委會主任。

  從業30余年,沈文海積累了豐富閱歷,形成了信息化戰略思考的全局觀。“信息中心不能把IT與氣象業務分開看,要發揮出IT更重要的作用來。IT一定要與業務真正結合起來,才能最大程度地發揮作用。”這是沈文海多年氣象信息化工作的體會。

  “過程中也存在一些問題,目前氣象信息化發展最大的難點是理念問題。氣象信息化亟待進一步深入,由技術和操作層面上升到管理層面,扭轉目前整體無序的建設狀態。”沈文海坦言:“對于求解的方式,我更愿意做一個幕僚角色。因為我不是振臂一呼、應者云集的人,我只會為信息化決策者出謀劃策,給出自己的建議。”

  信息技術助力氣象事業

  50多年前,氣象觀測資料的獲取得依靠通訊隊收發摩爾斯電碼,天氣形勢圖需要專業繪圖員手工繪制。現在,現代化通信技術實現了氣象資料信息的高速實時傳輸,豐富的數據資源和計算資源使制作出更精準的氣象數據產品成為可能。

  中國信息化周報:氣象信息中心是中國氣象局專門從事信息化建設的司局級單位,請您介紹一下中心的職能板塊和業務工作。

  沈文海:國家氣象信息中心承擔著國家級氣象基礎信息、計算機、骨干網絡和通信資源的運行、管理、維護、建設及服務等工作。與北京高性能計算機應用中心一個機構、兩塊牌子。

  中心的業務工作有四個核心部分。一是承擔氣象通信任務,負責國家級局域網、氣象通信廣域網、衛星廣播系統等業務系統建設、運行;負責全國應急通信系統建設、運行、應急通信協調與技術保障。二是負責世界氣象組織北京全球信息系統中心的建設、運行,進行全球地球環境數據交換。三是負責國家級高性能計算系統建設、運行和用戶技術支持。四是負責氣象資料質量控制、評估方法以及數據產品加工處理算法的研究,制作各類基礎資料集和數據產品。此外,還涉及一些具體的氣象信息技術服務工作。

  中心目前有六大核心業務機構:運行監控室、高性能計算室、通信臺、資料服務室、系統工程室、業務與園區電訊保障室以及后期新建的氣象數據研究室。

  中國信息化周報:國家氣象信息中心處于我國氣象業務系統的核心,IT應用在現代化建設的進程中扮演了重要的角色,能否介紹一下國家氣象中心目前的信息化應用成果?

  沈文海:第一個具有里程碑意義的氣象信息系統是BQS(北京氣象系統)。當時,我們引入了三臺日本巨型計算機及整套通訊軟件。BQS系統建成后,第一次實現了中國和國際氣象觀測資料的實時相互交換,同時也實現了國家和省級氣象局的信息通信。

  氣象信息化發展的第二個標志性工程,是1992年國家批準實施的9210工程。該工程全稱為氣象衛星通信系統,建設目標是通過通信衛星數字通訊頻道實現全國觀測站觀測資料的實時收集和下發,該方式徹底改變了傳統的通訊方式,打通了國內所有氣象觀測信息瓶頸,實現國內信息實時傳輸和收集、共享,這也讓我國的天氣預報工作,真正實現了實時化。

  第三個影響深遠的信息化舉措是引入超級計算機——cray,主要用于數值預報的計算。氣象科學中的一門重要學科“天氣動力學”告訴我們,可以通過一組非線性偏微分方程組來描述大氣狀態。實際上,數值預報就是用數值方法求解這個偏微分方程組,觀測資料就是求解這個偏微分方程組時的邊界值和初始值。由于計算環境的改善,我國數值天氣預報得以發展。

  與此同時,支撐業務應用的重要軟件系統也相繼建立起來。其中,由氣象中心開發的氣象信息交互式預報系統(MICACS系統)目前已成為氣象預報員的專用平臺,能實現天氣圖的自動繪制、多種觀測資料的圖形/圖像顯示和疊加以及天氣預報圖的人機交互式制作,這也標志著信息技術與氣象業務實現了更加緊密與深入的結合。

  中國信息化周報:天氣預報精確性是我們所關心的,可以說是最大的需求,國家氣象信息中心在保障天氣預報的準確性方面采用了哪些信息化手段來支持?

  沈文海:一般來說,天氣預報當然是預報員的專職。作為信息技術手段來說,我們主要從幾個方面來進行支撐。一是實時觀測資料準確、及時、完整地提供,主要通過信息系統建設,如通信系統、數據庫系統、數據處理系統,以及數據分發系統等來實現;第二個是對于數值預報所用的高性能計算機的維護,為高性能計算機運行提供所需要的計算資源和存儲資源的服務。

  集約化整合強健業務系統

  在缺乏整體規劃的背景下,職能部門、業務單位間缺乏溝通,悶頭自我發展成為常態,造成的結果是氣象業務信息化“干弱枝肥”。合理的做法是強身健體,構建起一個經過通盤設計規劃后,資源配置合理、流程簡約、功能完備的精干業務體系。

  中國信息化周報:2013年是落實“十二五”規劃工作目標的關鍵一年,現階段,氣象信息化建設有何突破性進展?

  沈文海:回答這個問題前,我想簡單描述下氣象信息化發展的階段性特征。20世紀80年代開始,氣象部門進行了系統性的信息化基礎建設。通信系統方面有BQS系統、VAX系統等,業務平臺有MICAPS等,這一階段以基礎建設為主。

  進入21世紀,氣象觀測系統借助大氣監測自動化系統工程得以迅速發展,基本實現了國家級基準站、基本站的觀測自動化。與此同時,由于國家和社會對氣象服務提出的新要求,2008年前后,一大批具有明確服務對象和服務要求的氣象業務系統陸續建立起來。這一階段,氣象信息化是以業務系統大發展、信息技術大范圍作用于氣象業務為主。

  針對全行業信息化建設“局部有效,整體無序”的狀況,2012年國家氣象信息中心也開始設計全國氣象信息網絡的整體規劃,希望通過系統的整合、流程的優化,實現全行業信息化建設的有序高效發展,逐步消除低水平重復建設和資源浪費等負面現象;使氣象業務系統的肌體逐漸強健起來,敏捷起來。這是中心今后一段時間的主要工作內容之一。

  目前,氣象信息資源集約化整合的第一步是搭建國家和省級氣象業務運行的數據環境以及虛擬化計算資源池和存儲資源池,把散布在各業務單位的業務系統逐步遷移到這些資源池中來,實現業務系統基礎平臺資源的高效利用和專業化維護。

  中國信息化周報:您提到氣象系統兩類IT部門并存的局面,其歷史原因有哪些?您覺得目前還有哪些因素會影響氣象信息化未來發展?

  沈文海:國家氣象信息中心成立的時間較晚,是在2001年國家級業務單位整合過程中由中國氣象局下屬幾個業務單位中多個與計算機相關的處室合并而成的,如氣象中心下的資料室、通訊臺、計算機室,以及氣候中心下的資料室與計算機室等。2004年該中心獨立出來,并賦予向中國氣象局國家級業務單位提供專業信息技術服務的首要職責。該中心于2005年升格為司局級單位。因此國家氣象信息中心的年齡還不到10歲。

  與此同時,大部分氣象專業業務單位都保留著自己的IT部門,負責本單位的IT服務工作。這些IT部門直接接觸本單位的氣象業務,了解實際需求,并能夠運用信息技術有針對性地解決本單位的實際問題,在很大程度上彌補了國家氣象信息中心在直接支持一線業務方面能力方面的不足。當然,也正是由于這些IT部門的存在,以及對本單位業務需求的有效支持,導致國家氣象信息中心在應用系統及應用軟件方面的發展和作為受到了抑制,主要的工作被局限在基礎資源和基礎應用類的服務方面。

  信息化工作遇到的最難問題實際上是理念問題。如何理解信息技術在氣象行業當中的作用,仁者見仁,智者見智。現在的一種普遍的說法,稱IT是氣象業務的支撐系統,但我個人認為把信息技術定位成支撐系統,可能會有問題。因為第一,“支撐系統”意味著將信息技術剝離于氣象業務之外,將其視為實現氣象業務的手段和方法,沒有意識到兩者之間的“魚水關系”,如果將氣象業務比作魚,那么信息技術就是水,離開水的魚是無法存活的。第二,支撐系統固然意味著基礎,但也同時意味著“被動”和“靜止”,沒有意識到信息技術做為當今最為活躍的生產力,對氣象業務所產生的推動作用——數值預報業務就是一個典型的例證。這種理念上存在的問題,可能正是近年來氣象業務信息化始終徘徊在“氣象業務計算機化”這一“初級階段”的原因所在。

  此外,在規劃層面,缺少總體的業務架構規劃和IT架構規劃;在操作層面,缺少擁有相當執行權力的、依據總體規劃通盤協調調度氣象部門信息化建設的領導部門。這些都是影響氣象業務信息化健康深入發展的不可忽視的因素。

  中國信息化周報:針對上述問題,信息中心采取哪些應對措施?

  沈文海:“信息島網”造成了系統復雜度成倍增長,帶來了人力、物力等運行成本的不斷攀升,遲滯了氣象業務的發展。因此,適時對“信息島網”進行整合,使業務系統整體簡潔化,信息流程最優化,勢在必行。

  因此,我們希望把各氣象業務單位低水平、重復性的IT運維工作收攏至氣象信息中心,由信息中心的專職維護人員對系統進行專業維護,讓專業人員做專業工作。各業務單位的IT部門由于比我們更接近一線業務,在了解業務需求上更有優勢,因此可以將更多精力放在業務功能的增強、完善和開發方面。

  為信息化獻策的“幕僚”

  我不是那種統帥型的人物。在工作中,我更多地是充當著“幕僚”角色,為信息化發展出謀劃策,真正做決策的還是中心領導。對于信息化工作中的矛盾和爭議,如果你能說服我,我會全盤接受。反之,我會堅持自己的原則和觀點。

  中國信息化周報:您如何看待云計算?如何真正將云計算應用落實到氣象信息化建設和應用中?

  沈文海:云計算從技術層面上沒有大的問題;關鍵是是否值得應用和如何應用,尤其是在經過數十年建設,目前基礎設施已相當完備的情況下。“是否值得應用”問題主要取決于服務范圍和效果以及安全性問題的真正有效解決。

  就氣象部門而言,計算資源的使用分高性能計算和通用計算兩大類。高性能計算主要用于數值天氣預報業務及科研工作,云計算模式不可能繼續提高其運算效率,只可能在高性能計算資源的管理調度方面有所作為。至于氣象部門的“通用計算”領域,可以期待,云計算當有比“高性能計算領域”更大的作為空間,但也面臨著如何實現“投資保護”以及“是否值得應用”的問題。

  目前氣象部門“信息島網”導致氣象業務信息化無序和多頭管理,對云計算實施帶來了很大困難。我們也曾作過設想,在氣象部門國家一級的層面上實現云計算,可以分幾步走:第一步提供設備托管服務;第二步提供系統托管服務;第三步在設備和系統托管的前提下,依托項目建設,逐步實現系統資源的充分整合——所有這一切,都是圍繞一個目標:投資保護。有鑒于其中問題的復雜性,一旦實施起來,將是一個十分漫長而痛苦的過程。也正因為如此,我們才要認真反復權衡這樣做是否值得。

  中國信息化周報:您目前作為中心副總工程師兼任科委會主任,涉及管理方面的工作,您認為管理崗位需具備哪些軟硬技能和素質?

  沈文海:我是1982年年初到氣象局的,從剛開始確實是在從事技術工作,技術工作一直做到90年代中后期,后來是趕鴨子上架,做起了管理工作。

  對于某項崗位而言,除了知識背景外,還需要一定的個人稟賦,個人覺得我并不很適合做管理者角色,至少不是那種統帥型的人物。在工作中,我更多地是愿意充當著“幕僚”角色,為信息化發展出謀劃策,真正做決策的還是中心領導。

  個人認為,我的性格相對柔弱一些,在國家級單位要做好管理工作,需要一些個人性格上的優勢。首先,這個人需要熱情飽滿,其次,應當具備個人魅力和個人感召力。這些都不能從書本中得來,而是個人天生或多年歷練鍛造的素質。

  除此之外,一些知識的積累也很必要,因為我也看到過一些有領導潛質的人,或者說是具有一定個人魅力的人,也有感召力,很有熱情同時也很堅韌,但由于本身所具備知識結構的欠缺,效果也不太好。

  知識結構方面,首先,除了專業的知識,現代管理知識必須要全面了解,其次,需要經過自己頭腦分析,去粗存精,去偽存真,這樣可以發現,有些適合于本單位,有些未必適合,照搬肯定不行。

  記者手記:

  一戰時期法國戰時總理克雷孟梭曾經說過:“戰爭太重要了,不可以交給將軍們。”周宏仁先生將其引申演繹為:“信息化太重要了,不可以交給技術專家們。”

  沈文海還原了這句話的本意:“對于一個部門而言,信息化進程極其重要,應當由熟悉業務、明確發展方向、具有統攬全局能力的領導集體或組織負責統領,必須跳出技術思維的局限,基于整體,從目的出發,從問題入手。”

  技術專家由于自身條件所限,往往難以站在全行業高度發展事業,因而難以擔負起統領本行業或部門信息化的重任。“而在氣象部門,氣象業務信息化確實沒有‘交給技術專家’,而是‘交給了一大群彼此很少往來的處長和科長’。雖然很好地解決了每個業務單位的具體業務需求,但也直接導致了氣象業務信息化的‘整體無序’。”這些痛陳氣象信息化現存問題及氣象信息中心體制受限的觀點和文字,發表在沈文海的博客及中國氣象局刊物《氣象科技進展》上。

  大半輩子跟氣象打交道的沈文海將自己定位成“幕僚”角色,不愿振臂高呼,勇于自揭其短。在我看來,正是他的這些“抱怨”成為了氣象信息化未來發展的助推劑。無論是“大運維模式”的提出,還是“集約化整合氣象系統”的分步實施,沒有信息中心專業IT團隊對氣象業務系統運行維護工作的思考,及對氣象信息業務系統持續改進的建議,氣象業務系統就不會化繁為簡,消冗就精,而氣象信息化也不會從踟躕困頓中跳脫出來,成為“做強氣象”的主要途徑之一。


責任編輯:lyn

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