同一天,重庆市气象局局长顾建峰受邀参加2019百度云智峰会,分享重庆智慧气象发展实践。“远古时,每逢大旱人们会祈雨,但这种行为是盲目的,传说中诸葛亮借东风,或许脑中已经有了某种大数据和云计算想法。”面对现场观众,他说,“人工智能帮助我们离开孤立的、隔离的、分散的轨道,把数据采集、分析加工、应用进行一体化整合,打造更聪明、更轻盈的智慧气象。”

"> 重庆建设智慧气象“四天”系统
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一次奔向时代潮流的“破壁行动”
重庆建设智慧气象“四天”系统
来源:中国气象报 日期:2019年09月16日07:51

  中国气象报记者 赵晓妮 任俊 张倩 周雯

  8月29日,2019中国国际智能产业博览会在重庆顺利收官。在这场被媒体评价为“未来已来”的博览会上,重庆市气象局智慧气象“四天”系统由去年的概念原型转为实体精彩亮相,跻身世界前沿科技应用之列。

  同一天,重庆市气象局局长顾建峰受邀参加2019百度云智峰会,分享重庆智慧气象发展实践。“远古时,每逢大旱人们会祈雨,但这种行为是盲目的,传说中诸葛亮借东风,或许脑中已经有了某种大数据和云计算想法。”面对现场观众,他说,“人工智能帮助我们离开孤立的、隔离的、分散的轨道,把数据采集、分析加工、应用进行一体化整合,打造更聪明、更轻盈的智慧气象。”

  未来的智慧气象是什么样子,以何种形态呈现?或许从重庆气象部门利用云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术的实践和探索中,可以管中窥豹。

  破壁者

  揭秘“四天”——现代气象对话传统预报

  要报准重庆8.24万平方公里的天气,并不容易。占比达76%的山地和大大小小的江河,给预报员做精准预报带来不少困难。

  今年6月26日,正逢重庆雨季,一道难题摆在了重庆市气象台首席预报员李强面前:一边是来自声名显赫的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)模式显示,重庆东北部和西北角雨量大;另一边是重庆市气象局的天资·智能天气预报系统显示,西部降雨偏弱、南部降雨偏强。哪一方的可靠性更高呢?经过仔细分析,结合个人预报经验,李强做出决断,对于这场降雨,他更加相信“天资”系统的预报结果。

  两天之后,即6月27日到28日,南部降雨实况确实偏强,“天资”支持了李强的判断。

  这并非偶然事件,实际上,李强的信任也不是盲目的。今年汛期,“天资”数次在灾害性天气预报预警服务中发挥作用。

  年轻的重庆市气象台预报员刘伯俊还记得:今年2月19日深夜,“天资”忽然预报酉阳、秀山等地将出现冰雹。彼时,这套系统刚投入使用仅一个月,加上当时地面温度仅为1℃。按照常规来说,此时怎么可能会出现冰雹?结果,当天23时,酉阳县气象局来电会商,当地果然出现小冰雹。这是“天资”第一次证明自己的实力。

  “天资”正是重庆智慧气象“四天”系统的组成部分。重庆市气象局为了推动云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术在气象业务中的应用,形成以数据为链条,观测自动、预报智能、服务智慧的新时代气象业务体系,提出了“跳出小气象、做实大气象”发展智慧气象的工作思路,其主要内容就是建设“四天”系统。

  所谓“四天”系统,即天枢·智能探测系统、天资·智能预报系统、知天·智慧服务系统、御天·智慧防灾系统。

  北斗七星的第一颗星叫天枢。重庆智慧气象的“第一颗星”就是天枢·智能探测系统。对接了8颗观测卫星、自建了4部多普勒雷达和2000多个地面观测站,与周边省份气象部门共享了10部多普勒雷达和近万个地面观测站的数据,重庆气象部门得以汇聚起远超想象的海量数据,将其放入“气象+大数据平台”和气象云资源中心的“容器”中运行使用。

  天资·智能预报系统在继续建设高分辨率数值预报系统的同时,引入人工智能的力量。相对传统预测技术,人工智能对预报预测的加持作用已经显现:重庆2019上半年的月温度预测评分提高16分,月降水预测评分提高6分;在对冰雹、雷暴大风、短时强降雨等强对流天气预报方面,人工智能对0-2小时20dBZ以上雷达回波预报准确率较传统预报方法提升40%,在今年几次典型的强对流天气过程中,冰雹、大风识别命中率达到100%。

  极具包容性的知天·智慧服务系统,不仅实现与旅游、交通、能源等行业密切对接,也能在为农服务方面开展更长远的工作。

  在曾经闻名全国的永川模式基础上,御天·智慧防灾系统更加便捷智能化。当前,重庆气象预警信息发布速度由每秒160条大幅提高到每秒3000条,可将预警信息发送给160万预警责任人,这在以前要2个多小时,现在只需要9分钟左右。

  当人工智能、大数据、云计算等技术与传统气象业务相融,变化的不仅仅是预报准确率这些数字,甚至是整个气象部门业务架构的革新。“依靠大数据、智能化等必须打破传统经典的方法,我们要有一种勇气,对业务技术、体制、流程、岗位设置等进行改革。过去都是按照经典的方法来走的,我们现在改用另外一种技术来走,用智能技术来走。”顾建峰说。

  

  江津区知天·智慧气象为农服务系统 图/任俊

  合作者

  开放与融入——跨部门跨领域合作

  发展智慧气象,建设“四天”系统,需要强大的技术力量作支持。

  重庆市气象局将眼光瞄向了互联网领域的巨头。该局与百度公司合作搭建气象云计算平台和智慧气象+大数据平台,建设完善“四天”系统,推进基于AI的智能预报研发;与阿里云、腾讯共推智慧气象创新发展。

  “我们运用百度自研AI深度学习平台百度飞桨,为智慧气象和智能预报提供技术和平台支撑。在大数据和云计算上,百度智能云提供公有云资源服务,协助气象数据上云,建立气象云资源中心,提升重庆的气象数据处理、计算、分析能力。”百度智能云资深架构师李红林说。

  “跳出小气象、做实大气象”的实践不仅停留在技术层面,更在跨部门合作领域往更深层次推进,气象工作也比以往更深广地楔入当地经济社会发展中。

  曾经,重庆永川模式被各地广泛效仿。多年过去,御天·智慧防灾系统不断完善市-区县-乡镇(街道)-村(居)-组-户六级一体化预警工作体系,已建成包括3539个预警终端、160余万短信用户、4.5万预警微信、2640余块电子显示屏、700万个电视机顶盒、6.6万个农村应急广播等在内的15类发布渠道。市气象局与12个市级部门、34个区县气象局与相关部门及乡镇(街道)签署了预警联动协议,建立了相关工作机制流程。

  “气象是防御灾害的源头,抓住这一点,对自然灾害防御管理、全面部署工作等具有重要意义。”重庆市应急管理局总工程师马彬与气象部门合作多年,他认为,在数据共享、信息交互服务、预警信息发布平台建设、提升万博Manbetx客户端下载减灾能力和风险防范意识等方面,气象正深度融入应急管理工作。在他看来,重庆气象灾害防御“从上到下延伸到乡镇村社,非常有特点和代表性,而且也有具体规范,是非常有活力的”。

  在这方面,璧山区七塘镇喜观村气象信息员蒋敏深有感触。在这个有406户村民的村子里,守住“御天”系统的最末端,就是守住防灾减灾的最前线。今年她因为天气紧张了两次,一次是6月5日收到大风蓝色预警,紧急组织人手帮助贫困户转移;一次是6月20日强降雨来临之前督促当地农业公司赶紧将停在河边的农机开到安全地方。因为明确了工作职责、制度、处置流程,加上多种气象预警接收传播手段,两次都平安无事。

  在璧山,防灾减灾工作已下沉到村(社区)级,全区15个镇(街)建立了预警工作站, 187个行政村(居)全部建立了预警联络站。随着璧山区气象局更新应用“四天”系统,防灾减灾成效将被继续巩固。

  受益者

  前景可期——真正的“智慧”取之于民用之于民

  8月,正是铜梁安居古镇居民享受宁谧的时候。在明清时代的民居或祠堂古庙外,老人们摇着蒲扇闲话家常,幼童在青石街上蹒跚学步。

  古镇西边,涪江与琼江静静交汇,去年“7·12”特大洪峰过境的痕迹已经难以寻觅。当时,根据气象预警,当地原计划7月12日18时之前完成人员转移,实际上在7月11日12时就完成了。

  在铜梁区气象局,局长刘飞从容打开铜梁智慧生态宜居及防灾减灾大数据平台,点击风险模块,在安居镇气象灾害风险管理图上进行淹没推演,还原去年洪水过境时安居最高水位达219米时的情景。

  这个利用了三维倾斜摄像、三维GIS平台、人工智能、5G通信、物联网等多项先进技术的平台,已集成14个部门的20类异构数据。“数据不被应用,就是死的数据;只有用到老百姓生活中去才有价值。”刘飞说。

  铜梁区大数据应用发展管理局局长周凡透露,该平台不仅代表铜梁区参加今年智博会,还将成为铜梁区建设智慧城市的顶层设计依据和重要组成部分。

  

  铜梁黄桷门“奇彩梦园”的生态气象观测站 图/任俊

  在江津,智园·全感全控式智慧农业气象平台,正是“知天”在精细化为农服务上的具体应用。由智园再划分为智感、智境、智策和智享四大板块,分别对应数据监测、设施遥控、决策服务和溯源跟踪四项主要功能。

  通过对农产品气候生长条件的评价和气候环境信息溯源,江津区气象局开展“硒有气质”气候品质认证和评价,为种植历史悠久的江津富硒青花椒办理了“气候身份证”。“今年青花椒投产200亩,长势很好,预计采收鲜椒33万斤,总收入可实现132万元以上。”凯扬公司负责人张春说。

  在巫山县委常委徐海波看来,气象大数据赋值后的脆李产业,收获的是实实在在的经济价值和影响长远的品牌价值。今年,多位气象和农业专家历时3个月,对巫山脆李关键生育期、果品品质数据、气象要素数据等进行分析论证,助力巫山脆李获评“2019年度中国气候(特优)好产品”。巫山县还将脆李推介会开到了北京、广州、上海等地。

  如今,在曲尺乡,家家户户种脆李。2019年,1.5万亩脆李进入丰产期,实现产量1.5万吨、产值2.4亿元。在火热建设的“巫山脆李”生态气象产业园,海量实时、动态、连续、客观和可靠的气象环境数据将源源不断传向县果业发展中心。该中心副主任黄明说:“气象配合度高,产业发展也将更加稳健。”

  【记者随笔】

  跳出围墙 探索更多可能

  2016年,经历数次沉浮后,随着Google人工智能AlphaGo轰动性地击败韩国棋手李世石,人工智能热潮再次涌起。那时,尽管还带着一些忧虑与恐慌,全社会都在热烈讨论人工智能、大数据、云计算可能在服务、医疗、卫生、交通等领域掀起的风暴。在气象部门,许多人也开始思考人工智能等新技术会带来些什么。但当时很多人可能想不到,仅仅过去三年,新技术在气象领域掀起的革新已经波及各方面。

  在“壮丽70年·奋斗新时代”走基层看气象大型主题采访活动重庆行中,如果不是记者站在那些巨大的蓝色屏幕之前,看到一个个跳动的数据、鲜活的应用场景,也很难相信:三年前的种种讨论,已从天马行空的设想变为触手可及的事实。

  新技术的迅猛发展已经把人类推向新时代的风口浪尖,如果墨守成规,必然会被淘汰,而且这个过程常常快得超乎想象。但换个角度看,尽管转瞬即逝,这又是个极为宝贵的机会——跳出传统、突破自我的机会。就像顾建峰在采访中说:“围在围墙里做气象不行,跳出围墙,才能把气象工作做得更好。”重庆市气象局建设智慧气象“四天”系统,也正是由这个思路出发探寻各种路径,包括引进百度等大企业的专业技术力量、与其他部门开展深度数据共享等,其体现的正是开放与融入。时代洪流中,气象部门的探索还在进行中,让我们拭目以待。

    (来源:《中国气象报》2019年9月16日一版 责任编辑:张林)



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