省气象台值班预报员利用智能电网预报平台对河北省0-10天智能电网气象要素进行预报。省气象台供图

□记者王鲁丹

“为什么天气预报总是不准确？” 你是否也有过这样的疑问。

预报是晴天，结果下雨了，预报是下雨智慧气象，但雨没有来。 如今，智能电网天气预报使这些现象成为了过去。 无论您身在何处，只要您在手机上打开该应用程序，就可以通过卫星定位显示您所在位置的最新天气预报。 此类天气预报可以提供精确的天气服务，例如降雨量、风力、温度、湿度、云量和能见度。 你可以清楚地知道自己在哪里，“20分钟后有小雨，50分钟后雨停”。

智能电网预测如何工作？ “智慧天气”未来将如何发展？ 记者走访河北省气象局相关专家，揭开了对公众来说还有些神秘的“智慧天气”的面纱。

为什么现在天气预报越来越准确了？

天气预报经历了从定性和描述性预测到数字化和网格化预测的演变。

“以河北为例，原来的天气预报只是用不同气象观测站某一点的气温和降水量来代表整个地区的天气状况。”中短期预报高级工程师孙云河北省气象台相关负责人表示，由于气象监测站分布不均，无法准确监测所有地点的天气情况。

随着天气预报的发展，精细预报业务中引入了“网格预报”的概念。

“通过网格预报的发展，我省的天气不再由多个站点反映。” 孙云介绍，目前，河北省责任区有65万个网格点，每个网格的时空分辨率为0-72小时，即1小时、1公里； 4-10天为3小时5公里； 2小时短效是每10分钟滚动更新一次，形成0-10天的无缝网格天气预报。 “你在哪个格子，你就可以获取该格子的天气情况。” 孙云说道。

如何更直观地理解网格天气预报？

“可以这样类比，就像地球上的经纬度网格一样，我们把中国以及每个城市所在的区域分解成很多5公里×5公里，甚至1公里×1公里的网格，公众生活在这样一个网格中。在每个网格中。” 孙云表示，每个网格的天气情况都不同，网格预报就是对每个网格以网格点为单位给出预报意见，做到最大限度的精细化。

说起来容易，但智能电网预测的技术研究并不容易。

“智能电网预测的基础来自于真实的电网点，观测数据的来源可谓众多。” 孙云说，仅以降水数据为例，有地面观测、卫星反演、雷达反演等。 的。 在观测方面，气象部门显然不可能以格点为单位布置观测站，并将观测站的实际情况输入到格点预报系统中。

因此，将观察到的实时数据转化为“网格图案”的多维实时数据分析应运而生。

在这个过程中，技术团队首先整合同一物体（如降水）的多源观测数据，然后去伪存真，去粗取精，然后不断地比较和调整。通过复杂的融合和同化计算与实时数据。 最后推导出各网格点最接近真实情况的情况。

在监测更加精准的同时，我省大力研发河北瑞图系列机型，天气预报间隔不断缩短，时效不断延长。

“瑞图模式系统由多个子系统组成，其中降水预报的核心是短期子系统和多尺度分析预报快速更新的综合子系统。” 孙云介绍，前者注重短期时效性，完善天气预报的技术支撑； 后者侧重于0-12小时，每10分钟更新一次预报产品，是天气预报人员预警预警的重要参考。

瑞图模式体系的引入和建立并不是简单的复制粘贴，后期还需要大量的技术研发和创新工作。

“我省地形复杂，局地小气候往往存在不确定性，如局地短时降水、冰雹等强对流天气。” 孙云表示，为了进一步提高预测的准确性，研究团队将利用计算机模拟大气状态，不断修正“影响因子”。

这样，随着参数的增加，短期准确的天气预报在河北已经“入乡随俗”了。

人工智能为精细化预测添“一把火”

目前，我省国家地面气象台等其他站的监测数据以及全国其他地区的数据均由中国气象局实时采集，然后由中国气象局进行处理、存储、查询、分析和统计。超级计算机。 预测未来天气的方法。

通过微信公众号搜索“中国气象网”小程序，即可查看全省某地区每小时天气预报、每周预报趋势、相对湿度、降水量、风向、风速等。

然而，气象专家对此并不满意。

2016年，我国发生区域性暴雨46次，26个省（区、市）出现城市内涝。 8个台风登陆，平均登陆强度13级，造成直接经济损失高于近10年平均水平。 此外，强对流天气频繁发生并反复发生。 全国2000多个县（市）多次遭遇冰雹或龙卷风天气，造成多人伤亡。

在气象专家看来，暴雨、龙卷风、冰雹等一系列极端天气具有明显的区域性、分布不广、“来去匆匆”，难以准确把握踪迹，这使得极端天气预报成为气象业务的主要任务瓶颈。

目前，人工智能的深入应用为解决这一问题带来了重要帮助。

今年2月，日本海洋研究所和九州大学的研究团队利用人工智能深度学习技术，开发了一种从全球云系统分辨率模型（NICAM）气候中高精度识别热带低压症状云的方法实验数据。 该方法可以在西北太平洋夏季热带低气压发生前一周识别其迹象。

据相关报道，研究团队的具体做法是，首先利用热带低气压跟踪算法，根据全球云系统分辨率模型20年积累的气候实验数据，生成5万张初始热带低气压云和演化热带低气压的图像。 。 云图，加上100万张未演化成热带低气压的低压云图，总共105万张图片形成10组学习数据，利用深度卷积神经网络机器学习生成10种不同特征的识别器，以及然后构造一个集成识别器，可以综合评估10个识别器的结果。

“神经网络方法在天气预报中的运用并不新鲜，20世纪80年代就已有一些应用。随着大数据和人工智能的发展，海量数据深度学习和复杂的神经网络逐渐得到应用。人工智能预报天气已经成为一个非常热门的话题。” 孙云表示，在我国，随着近年来气象现代化的推进，人工智能的影子更多地出现在短期预报中。

据介绍，我省气象台与河北师范大学合作，开展基于机器学习的短期降雨预报模型研究，充分利用时空数据的特点，借助深度学习学习技术，人工智能可以快速“学习”海量天气数据记录。 分析暴雨、龙卷风、冰雹等的成因和移动路径，实现早识别、早预警。

“与短期预报相比，短期预报时效较短，主要是0小时到12小时，重点是中小尺度天气系统特别是强对流天气系统的预报。” 孙云告诉记者，与大范围的天气系统相比，强对流天气系统具有生命史短、突发性强的特点。 由于生产和消费快速，难以把握。 我省一年中的强对流天气次数往往覆盖全年的三分之二，这也使得河北成为强对流天气的多发地。

短期预报只能预测出现强对流天气的可能性，但无法预测其带来的具体降雨区域。 然而，短期预报可以清楚地捕获系统的位置，从而可以预测降雨区域。

“提前几个小时发布预警预报，告知公众哪里将有降水、哪里降水量比较大，就是探索人工智能技术应用于短期预报的独特功能。” 孙云说，比如对一个村庄的预报，当我们提前几个小时捕捉到河流上游强对流天气系统的痕迹并发现其影响时，我们就可以预测下游是否会发生洪水。提前几个小时对河道进行监测，并发出预警，让下游居民及时疏散。

与其他产业领域的融合必须不断深化

尽管取得了一系列成果，但与发达国家相比，国内人工智能在天气预报方面的研究和应用仍存在一定差距。

河北省气象台高级工程师张楠告诉记者，目前我省从事人工智能技术研发的人员大多缺乏大气科学专业背景。

“兼具人工智能背景和气象知识的复合型人才是‘智慧天气’发展最理想的人选。” 张楠建议，未来要加强新型、更先进的人工智能技术的理论研究和应用开发，积极与相关高校和科研院所合作，同时吸纳具有大气相关背景的专业人才。科学和其他学科。 只有掌握气象知识和人工智能工具和算法，从专业角度出发，挖掘规律，进行深入分析，才能不断拓展技术运用深度。

另外，为了获得更好的预测结果，数据是比较重要的一部分。

“天气预报本身就是一个大数据问题，涉及不同时空的海量数据。” 张楠认为，人工智能技术的产品输出质量受到输入数据质量和数量的限制，面临“黑匣子”应用的挑战。 “它在正常条件下工作良好，但在极端情况下可能会失败。”

在日本海洋研究所和九州大学的研究中，研究团队需要每种天气类型超过数千张图像的大量数据，才能利用深度学习获得更高的识别精度。

“要取得更好的效果，需要加强高质量、长序列气象训练数据集的研发。” 张楠认为，提供历史悠久、统计特征一致的模型数据，整理开发高分辨率观测和分析数据，用于训练和测试，自动客观地修正超级计算机的预测结果，使其更接近尽可能多的实际观测数据，从而达到“天气预报越来越准”的最终目标。

尽管如此，智能预报的持续发展并不意味着可以取代天气预报员。

“技术只是帮助预测者做出预测，客观预测的偏差仍然需要预测者手动修正。” 张楠表示，预报员需要结合自身预报经验来判断模型预报结果是否可信，特别是对强降雨、雷暴、大风、冰雹、强对流等灾害性天气的控制。

此外，张楠认为，预测者还可以通过发现客观预测的不足，克服自身的科学难题，不断提高预测水平，这将有助于主客观融合预测产品的进一步发展。

据了解，今年以来，省气象局加快科研成果转化。 网格展示平台贯穿各省、市、县的服务。 网格产品涵盖决策天气微信、精细化农业气象服务、公共天气、天气风险、交通天气、电力天气。 服务和其他特殊预报服务。

“未来，我省将为公众开发更加便捷的气象服务方式，为居民提供更加精准的网格天气预报产品。” 张楠说道。

半岛都市报10月8日电（见习记者李飞红）10月8日，IEEE（国际电气电子工程师学会）智能交通年会暨IEEE服务运筹与信息化年会在青岛召开。 近百位国内外学术专家齐聚岛城，开展学术论坛、进行学术交流。 同日，中科院自动化所青岛智能工业技术研究所与青岛海信网络技术有限公司签署技术委托开发合同，在青岛投入使用。

8日上午，来自世界各地的自动化工程师齐聚青岛鲁商凯悦酒店。 据了解，未来几天，他们将参加IEEE智能交通年会、IEEE服务运营与信息化年会、亚太系统工程年会和中国智能产业高峰论坛等众多国际学术会议。 中科院高级工程师卢子臣告诉记者，以前这些会议都是分开召开的，今年还是第一次同时召开此类会议。 “这也说明青岛在自动化工程方面非常有吸引力，拥有良好的学术环境。” 陆子辰说道。

记者了解到，在本次会议上，中科院自动化所青岛智能工业技术研究所与青岛海信网络科技有限公司签署了技术委托开发合同，其中包括两项国内顶尖技术，青岛市基于手机和互联网信息的道路智能交通管理服务工程并行控制系统和青岛世园会交通信息采集分析系统。 青岛智能产业技术研究院副院长孔庆杰告诉记者，技术委托合同的签署意味着研究院将与海信网络科技公司进行更深入的合作，双方将共同推进建设智能交通并行管理控制系统在青岛使用。

孔庆杰表示，智能交通并行管控系统此前仅在亚运会等大型场馆中使用。 提高交通管理服务水平，提高交通管制效率。” 孔庆杰告诉记者，城市道路智能交通控制系统是综合运用计算机、信号控制、通信、数字视频等高科技技术的基础上。 视频监控、交通违章监控、交通信息采集GPS警车定位、车辆智能监控系统等交通子系统，可以快速、准确地采集、处理、指挥和调度交通信息。

“系统投入使用后，将为城市交通管理人员、公安管理人员、出行人员带来便利。” 孔庆杰表示，去年10月以来，青岛城市道路智能交通管理服务项目并行控制系统已开始前期阶段。 建设中智能交通系统，目前技术委托开发合同的签订将推动项目的进展。 预计一期工程将于今年11月竣工。