整编XX航线气象保障服务系统开发建设可行性方案.docx
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整编XX航线气象保障服务系统开发建设可行性方案
XX航线气象保障服务系统开发建设可行性方案
第一章总论3
1.1工程名称3
1.2承办单位3
1.3建设内容3
1.4编制依据3
1.5主要结论4
第二章项目概述及建设的必要性5
2.1项目概述5
2.2必要性及意义6
第三章工程建设条件分析13
3.1地理自然条件分析13
3.2社会经济条件分析14
第四章建设目标和内容16
4.1主要目标16
4.2主要建设内容16
第五章项目的技术方案、组织措施及实施方案22
5.1项目的技术方案22
5.2必要的支撑条件、组织措施及实验方案24
第六章进度安排26
6.1前期研究阶段26
6.2探测系统实施阶段26
6.3信息加工与整合阶段27
6.4应用试验阶段27
6.5技术总结与验收阶段28
第七章投资估算及资金筹措29
7.1编制说明29
7.2工程投资估算29
7.3资金筹措30
第八章社会经济效益评价31
附件1厦金航线气象保障系统自动站布点说明33
附件2自动气象监测系统主要技术要求34
总论
1.1工程名称
厦金航线气象保障服务系统建设可行性研究报告
1.2承办单位
厦门市气象局
1.3建设内容
本项目是一个复杂的业务系统，包括航线综合探测系统、航线气象预报警报系统和航线气象服务系统等三大部分。
1.4编制依据
1、厦金航线气象保障服务系统建设工程可行性研究报告项目可行性研究委托书
2、《投资项目可行性研究指南》
1.5主要结论
通过全面的分析论证，我们认为厦金航线气象保障服务系统建设工程工程技术方案可行，并且具有明显的社会和经济效益。
1、建设目标明确，符合国家产业政策。
2、投资规模适宜，结构合理。
3、从总体上看，本工程的工程设计方案科学、经济合理，选用材料、设备先进适用，切实可行且该方案具有现代感的特点。
4、建设资金、物资供应有保障。
本工程估算工程系统固定资产总投资为554.13万元。
工程设备费496元；其它费用31.74万元,预备费为26.39万元。
工程资金来源为全额申请厦门市财政补助资金。
5、具有明显的经济效益、社会效益。
6、工程对环境无污染。
综合分析，其社会和经济效益十分明显。
该工程是可行的。
第二章项目概述及建设的必要性
2.1项目概述
近年来，厦门市提出了“以港立市”和构建航运物流中心的发展战略，推动了两岸的往来和港口经济的迅速发展。
2004年，厦门港口货物年吞吐量达4200万吨、集装箱年吞吐量达287万标箱，厦金航线客轮逾3100多艘次，旅客逾40万多人次，随着开放到金门旅游政策的实施，今后厦金航线的往来客流量将大幅度攀升。
“厦金航线”全程虽仅十余海里，但所经海域暗礁、孤岛星罗棋布，水下地貌复杂多变、起伏交错。
这里地处台湾海峡中部，气象灾害频发，其中大雾、大风常年可以发生，对海上交通、海上作业构成严重危害，海上交通事故频繁。
本项目建设的目标是为在厦门与金门之间的海上航线（简称“厦金航线”）上航行的客货轮的安全提供专项气象保障服务。
为此，将建立航线气象灾害的预警与气象保障服务平台。
其中包括：
（1）航线及周边环境大气实时监测网及数据的传输及信息预处理系统；
（2）航线气象灾害的短期、短时客观预警业务应用系统；
（3）航线气象保障服务系统的建设。
平台的建成，将能对航线及周边环境大气状态进行高时空密度的实时监测，有效改善航线气象预警的信息依据与水平，为航线的安全航行提供及时、高效的气象保障服务，减少或避免由雾和大风等气象灾害诱发的航线航行事故，同时为厦门市的经济社会及民众生活提供更多的气象保障服务。
项目的建成将大大促进厦门市的经济贸易发展，对保障人民生命财产安全，促进两岸“三通”和祖国的和平统一都具有重大意义。
2.2、必要性及意义
1、厦金海域海上交通事故频繁，建设厦金航线气象保障服务系统刻不容缓
“厦金航线”水下地貌复杂，深浅交错。
据测定，航线两侧有很多海水深度仅在1米左右的测点（见图1）。
这样的海区即使在正常的气象条件下，也可能对客轮的航行带来一定的潜在危险。
然而，这里地处台湾海峡中部，气象灾害频发，其中大雾，大风常年可以发生，对海上交通，海上作业构成严重危害，多次引发海上交通事故。
近几年来，因大风或大雾而引发海上交通事故的事例很多，例如：
—2005年2月16日早晨，开春首场大雾锁鹭岛，大雾使能见度降低为100米左右，厦金航线被迫暂停营运，大批旅客在和平码头滞留了2个多小时，厦鼓轮渡共取消20多个航班，轮渡从早晨停航至上午10时20分；
—2004年2月19日，一场大雾笼罩厦门港，载有数百名台胞的厦门“同安”号客轮在厦金航线上与集装箱轮相撞，险些船毁人亡；大雾还使厦鼓轮渡停航，造成数千乘客滞留码头，影响时间长达20个小时，对进出鼓浪屿的游客和居民的正常生活与旅行造成严重影响；
—1999年3月18日11时46分，“青城9”轮在厦门检疫锚地因能见度不良（视距0.3～0.5海里）与“盛源”轮发生碰撞，造成“青城9”轮及所载7000吨钢坯沉没；
—1999年14号台风10月9日10时许在福建龙海登陆，台风中心附近的最大风力达12级以上，在闽南沿海引发强大的风暴潮，掀起巨浪7米多高，使许多躲避不及的船只船毁人亡。
据有关部门统计，全省受灾人口700多万，死亡人55，失踪17人，直接经济损失81亿余元；
—2000年7月18日12时13分，“万泉海”轮因能见度不良（视距2～3海里）与“闽龙渔5780”轮在23°41.6ˊN，117°48ˊE发生碰撞，造成“闽龙渔5780”轮沉没，4名渔民失踪；
—2001年1月7日06时35分，深圳市春顺船务有限公司所属“春兴128”液化气船因能见度不良（视距约200～300米）与福建省漳浦县杨建生所有的“闽漳渔0066”渔船在23°49.6N，117°48.3E发生碰撞，造成“闽漳渔0066”轮沉没，渔船上7名船员全部落水，其中2名失踪；
—2001年9月下旬，满载7000余吨柴油的“运鸿”轮因海上风大和能见度差而导致碰撞翻船，造成1949年以来我国近海最大的油轮翻船事故；
—2003年初，一艘游船载着40多名游客出海看金门，游船出港后突发浓雾而迷失方向，所幸没有造成人员伤亡；
—2003年10月29日上午10时左右，由于强冷空气南下造成寒潮大风天气，一艘福州籍“永超”轮在厦门东碇岛附近海域遇险沉没，船上10名船员有6人失踪，另外4人被过往渔船救起。
总之，厦门港内每年都会因能见度不良而发生2～3起一般的海上交通事故。
调查表明，海上事故的发生，大多是由于海上作业者不能及时获得大风大雾的预警与有针对性的气象保障服务而造成的。
这表明，准确，及时的大风大雾预警，以及有针对性的气象保障服务，是避免海上交通事故的必要性、关键性措施，尽快强化航线的气象保障力度，是确保航线安全的当务之急，建设厦金航线气象保障服务系统刻不容缓。
2、提高厦金航线气象保障能力建设刻不容缓
进行有针对性的、可靠、高效的气象保障服务，必须依靠气象科学技术。
其中关键的是需要建立比较稠密、覆盖面比较广、多气象要素综合的大气探测网，获取海洋大气活动信息。
再对获取的信息进行科学的分析与集成，最后成为可提供给用户的预警预报决策信息产品，形成一整套的气象保障服务系统。
然而，现有的气象保障能力远不能满足厦金航线的安全气象保障需要。
厦金航线海域及周边地区还没有建立必要的气象观测站，目前仅仅依靠布设于沿海陆上有限的气象观测站点来开展服务，因而很难对航线海域及周边地区的环境大气活动信息进行及时，准确测定的。
在气象实况信息稀少的条件下，要对厦金航线进行有针对性的、可靠、高效的气象保障服务，是很困难的。
实际上，大气的运动具有很复杂的多尺度特性，其中的小尺度运动，使气象要素的空间分布出现极大的局域性差异。
尤其是在近地面层和海陆交界面，以及天气系统发生转折时，这种差异尤见突出。
在气象保障服务中，若不能有效，客观诊断出这种差异或突变，将会导致预警预报的失误，从而贻误服务时机。
如2004年3月18日5时厦门市气象台根据大尺度的天气形势，发布未来厦门沿海有“东北风6-7级，阵风8级”的预报。
而7时许市区的风力仅有5级，按照5级风的实况，往金门的客轮可以起航，但是按照气象台的预报，航行是有风险的。
由于无法判断当时航线上的实际风力，主管部门在签发起航令时就很难决断。
因此，建立航线上的实况气象要素的探测，将能够避免这种尴尬局面。
再如2004年2月19日“同安”号客轮在厦金航线上与集装箱轮相撞的事件，由于无法及时了解厦金航线海域已有来自南面海域的平流雾北上的气象情报，客轮在没有得到可靠的信息服务情况下起航，而导致一次本来可以避免的海上交通事故。
此外，目前常规的气象预报还由于客观化、定量化业务水平不高，而造成气象服务水平与安全气象保障需求不相适应的矛盾。
因此，加强航线海域的海洋气象大风大雾的研究，引进先进的预报模式，借助高性能计算机，开展客观、定量化数值天气预报业务，形成资料采集、加工分析、产品服务的业务化流程，是提高厦金航线气象保障服务水平的关键。
因此，开展有针对性的、可靠、高效的厦金航线气象保障服务，必需根据服务需求，建立气象探测，信息采集与通信传输，预警预报，产品服务等多方面的设备建设和技术建设，形成一个科学、先进、高效、长效的气象保障业务服务体系。
3、建设厦金航线气象保障服务系统是代表广大人民群众利益的“民心工程”
厦金航线客运繁忙。
据统计，2001年以来，航线客流量增长迅速。
2003和2004年客流量分别突破了30万和40万人次。
随着开放大陆居民前往金门、马祖旅游政策的实施，来往旅客将进一步猛增；与“海上看金门”相对应的“海上看厦门”旅游项目,也将进一步增加航线的客流量；随着两岸的频繁往来，来大陆旅游与购物的台胞越来越多，截至2004年，金门人在厦门购房已超过三千套；
显然，厦金航线已经成为沟通两岸的海上快运热线。
为了保障成千上万两岸同胞的安全，保障每班客轮在航线上的航行安全，必须加强气象保障服务，提升气象保障水平。
因此，建设具有高科技含量，实用性强的气象保障服务业务系统，确保厦金航线的安全，是代表最广大人民群众利益的“民心工程”，是为民办实事、办好事的工程，将会受到广大人民群众的欢迎，其社会效益是不可低估的。
4、保障厦金航线的安全运营具有重大的政治意义
“厦金航线”是在我国力求两岸和平统一的政治背景下开通的，目的是通过为来往于大陆与台湾地区的两岸同胞提供直捷通道，推动两岸人民的相互交往，促进两岸人民的相互了解，增进两岸人民对“本是同根生”的历史渊源的共识，加深两岸人民的同胞亲情，提升两岸人民的民族亲和力，加速两岸和平统一进程。
因此，确保“厦金航线”的绝对安全，已不仅是生产安全上的需要，更重要的是事关祖国和平统一的政治大局的需要。
厦门市是两岸往来的前站，是“厦金航线”的主站。
保障厦金航线的安全是政府以及各有关部门责无旁贷的责任。
因此，强化厦金航线的安全保障体系，建设“厦金航线”气象保障服务系统,是一项识大体，得人心，利子孙的重大举措。
2.3、国内研究的现状及发展趋势
大雾大风对海、陆、空交通安全具有重大负面影响。
不少恶性交通事故之诱因就出于它。
随着交通工具的快速化，大型化和高级化及现代经济活动对其依赖程度的增大，其负面影响日益突显。
与此有关的报道已到了惊人骇世之状。
大雾大风的监测、预警与决策服务问题已被提到议事日程上来。
国内已有不少省市气象部门开展过此类研究并取得一些成果。
如“烟台港风暴潮灾害及其预报”、“首都机场寒潮强风极值出现条件的分析”；“华北平原大范围大雾的预报初探”、“北京地区低能见度区域分布初探”、“华南沿海春季大雾的分析和预报”、“利用MM5模式输出产品制作雾的客观预报”、“上海浦西地区雾持续时间的统计释用预报”、“雾持续时间的统计释用预报方案”等。
上述的研究成果为人们了解大风大雾的生成机制提供了一些有益的见解，是有科学价值的。
但也存有明显的不足，主要是研究分析还缺乏信息的客观定量化处理手段，如预报因子都来自离散点的要素值，而未见用能反映大气二维尺度特征的场量化因子等。
这会使研究分析的信息依据缺乏客观性，从而会使研究分析的结果缺乏客观性。
而最大的不足是，此类研究尚未能走上“链条”化的轨道，即未能使监测，预警与气象保障服务形成环环相扣的一体化业务系统，发挥业务技术整体的效能。
所以很难形成直接的，有针对性的气象保障服务效果，很难产生最大，最佳的经济效益和社会效益，也很难产生以服务养系统建设的良性循环。
此类问题在近年来已得到了应有的关注。
如北京、江苏等省市气象局，在开展了高速公路、机场能见度（陆地雾）的预警技术研究时，就是以建立监测，预警与气象保障服务一体化的业务系统为目标的（上海在1999年后也在市区建设了高密度的地面自动监测系统），有效地克服了预报和休戚相关的用户之间不“直通”的障碍，取得了社会受益，经济增长，技术进步的三赢，体现出此类研究的正确发展趋势。
第一章工程建设条件分析
3.1地理和自然条件分析
厦门是我国东南沿海的一座海滨城市，素有“海上花园”之称。
厦门是经济特区、计划单列副省级城市。
市辖六区，2003年末全市常住总人口217万人左右。
厦门先后被评为“全国园林绿化先进城市”、“国家卫生城市”、“国家级园林城市”、“国家环境保护模范城市”和“全国优秀旅游城市”，“国际花园城市E组第一名”。
被公认为中国最适宜生活的城市之一。
厦门位于东经117°53′—118°15′，北纬24°23′—24°46′，地处福建省东南部九龙江入海处，背靠漳州、泉州平原，濒临台湾海峡、与台湾本岛和澎湖列岛遥遥相对。
厦门市由厦门岛、鼓浪屿以及大陆九龙江北岸沿海部分组成，陆地面积1565.09多平方公里，海域面积300多平方公里。
其主体厦门岛，南北长13.7公里，东西宽12.5公里，面积133平方公里，地势由南向北倾斜，西北部较为平坦，南部多山，最高为云顶岩，海拔339.6米，厦门港是个海峡性港口，海岸线蜿蜒曲折，长达234公里。
港外星罗棋布的岛屿，形成天然的防波屏障，港内四周群山环抱，提供良好的防风性能，港阔水深，终年不冻，水深多在12米以上，历史上就是我国东南沿海对外贸易的重要口岸。
厦门属亚热带气候，温暖湿润，光热条件优越，年平均气温在21°C左右。
夏无酷暑，冬无严寒。
年平均降水量在1200毫米左右，5～8月份雨量多，风力一般3至4级，常向主导风力为东北风。
由于太平洋温差气流的关系，每年平均受4－5次台风的影响，且多集中在7－9月份。
厦门四面环海，海域面积宽广，大小岛屿星罗棋布、海湾、沙滩、礁石，海天相映；岛内山峦起伏、奇石遍布，湖泊、水库、瀑布、山水相依；宜人的气候，丰富的植物资源，四季常春，百花争艳，集雅、俏、奇、巧于一岛，是大自然赐于厦门得天独厚的自然条件。
厦门凭其优越的自然地理位置和怡人的气候条件，为厦门市的经济建设和社会发展提供了十分优越的自然条件。
3.2经济环境条件分析
厦门建立经济特区以来，坚持改革开放的基本国策，充分发挥厦门的区位优势，大量引进外资、侨资、台资，拓展横向经济联合，形成以工业为主，一、二、三产业协调发展的外向型经济格局，推动了经济的迅速发展。
1992年进入中国城市综合实力十强之列，国内生产总值（GDP）年均递增20%以上，国民经济保持较快增长，综合经济实力增强。
根据厦门市计委和市统计局发布的报告，2003年厦门市国民经济继续保持较快的增长速度，多项经济指标超过预期目标,即国内生产总值760亿元，增长17.2％；外贸进出口总值187.1亿美元，增长23.2％；地方级财政收入73亿元，同口径增长19.1％；城镇居民人均可支配收入增长9.8％，农民人均纯收入增长9.5％。
。
创办厦门经济特区以来，全市努力发挥区位优势和政策优势，强化口岸辐射功能，特别是成功举办了历届“九.八”投资贸易洽谈会以及经济特区外商投资企业产品交易会,海峡两岸商品博览会,极大地发挥特区窗口功能,使厦门成为著名的对外招商和贸易口岸。
如今厦门已和世界上180个国家和地区建立了贸易往来关系，对外贸易日益活跃，出口产品数量、品种不断增加、层次不断提高，出口产品已从过去的以农副产品和粗加工产品为主，发展成为农副产品、机械、电子、化工、纺织、矿产、医药、食品等多种产品多头并举的局面。
随着对外开放的不断深入，旅游设施和旅游环境的不断完善，国际旅游业也日益发展。
截止2001年底，全市共有星级酒店44家，其中三星及以上级酒店16家，悦华酒店跃居五星级，厦门假日海景大酒店荣膺皇冠级；旅行社经过类别调整，现全市共有67家旅行社。
2003年，全市共接待国内外旅游者1000万人次以上。
旅游创汇3.02亿美元。
创办厦门经济特区以来的二十年，是厦门市国民经济发展最快、经济结构变化最大，城乡人民得到实惠最多、生活水平提高最快的时期。
随着厦门经济实力的不断增强，产业结构的逐渐优化调整，居民生活水平的持续提高，人们对生活品质的要求也越来越高。
因此，美化环境，净化空气，亲近自然，增加视觉感受的休闲环境成为人们新的追求。
从以上分析可知，厦门市经济的发展、旅游业的发达、厦门市对创建园林城市的重视以及创建国际性港口风景城市的发展战略目标，都给该工程的建设创造了一个有利的条件。
第四章建设目标和内容
4.1主要目标
建设多要素、布局合理、信息传递速度快和自动化程度高的航线气象监测网；建设客观化、定量化、精细化的航线气象预报系统；建设实时性强、滚动运行、专业化的航线气象服务系统，为各级政府、公众和有关专业用户提供优质的海洋气象服务，提高厦金航线海域的灾害性天气的预警、预报和服务能力。
4.2主要建设内容
本项目是一个复杂的业务系统，包括航线综合探测系统、航线气象预报警报系统和航线气象服务系统等三大部分。
4.2.1航线综合探测系统建设
4.2.1.1系统建设的思路
航线综合探测系统是项目建设的基础，在充分利用辖区内外的地面气象观测站、自动气象站、卫星地面接收站、多普勒天气雷达站的基础上，在航线附近海域增布多要素自动气象站，实现对航线海域的高时空密度的大气立体监测网。
同时根据加密监测网的建设主要是硬件（设备）的组装、组合的特点，建设中一是要做好设备的选型论证，二是要以单机设备的实际质量检测和监测网整体的运行调试为工作重点。
此外，设备，特别室外设备的安全保护技术，如防雷击、防撞击、防腐蚀等技术，也要加以解决。
4.2.1.2系统建设主要内容
航线上增设的自动站网主要内容是：
1）沿航线的加密地面气象站网:
每隔1-2公里布设一个多要素（温、压、湿、风、降水等）地面站，总数在6-10个；
2）沿航线的气象能见度自动监测网：
能见度站5-8个，主要布设在重要码头航线附近的岛屿等；
3）航线上的海岛上布设自动气象站5-8个；
4）建设移动气象台，用于为突发性海上事故服务。
5）建立监测信息的综合采集分析显示系统；相关应用软件系统的建设（如地面要素（温、压、湿、风）自动化实时监测网设计；地面水平能见度的自动化实时监测网设计等），以及信息的客观分析与集成应用技术研究等；
4.2.2航线气象预报警报系统
4.2.2.1系统建设的技术路线
航线气象预报警报系统是项目建设中的中心环节。
该系统研究的重点是预报的原理与其体现技术，而基础是预报信息的合理开发技术。
因此，系统研究将按如下的基本要求实施：
1）建立面向项目建设需要的专题数据库,整录入格式化的常规与非常规的气象资料;
2）选择合理,实用的信息化处理技术,以对丰富的源资料进行模式（公式）化的信息化处理,形成内容更丰富,质量更好的客观,定量化的再生信息库,以改善预报研究的信息环境;
3）选择合理,实用的信息化分析技术,以能从丰富的信息中,精选出质量好的预报因子;
4）研制,选择合理,实用的信息集成应用技术,以能用精选出的大量预报因子,组成物理意义明确的预报模型;
5）针对不同的预报种类采用不同的研究策略:
用于短时与临近预报的中尺度数值预报模式的主要目标，是研究风场和温、湿场的数值预报。
拟以调试物理过程参数和下垫面参数等办法对引进的区域性数值预报模式加以改进、消化，摸索有关“本地化”运行的经验。
研究策略：
抓住重点，突破要点，带动全面。
大风研究先主攻台风大风和冬季冷空气大风两类，大雾研究先主攻2～5月的雾季。
技术上要明确目标标准，了解目标成因，摸清背景，分别类型，各个击破。
分析上要制定合理、规范、定量化的因子和预报模型的识别规则，强化预报研究过程与结果的客观性，科学性和有效性。
软件开发：
制定系统研究的软件需求清单→设计软件的系统结构→确定开发平台→实行功能模块化设计→设计面对子系统的数据库。
开发中，将重视有实用软件的引进与消化，以加快开发进程。
4.2.2.2主要建设内容
1）各类资料的信息化处理平台的研制，其中包括
（1）数据场中的多尺度信息的定量化开发之数学模型的设计；
（2）非常规实时监测数据（实时监测网监测数据，地球同步卫星观测数据，雷达探测数据）的信息综合处理技术研究；
（3）向专题应用的信息库设计：
（4）相关应用软件的系统化设计。
2）短期天气预报系统的研制
将采用背景场客观分型技术和量化信息的全组合分析技术，建立概念化预报模型，以提高预报模型的客观，定量化程度和物理意义上的可解释性。
3）短时天气预报系统的研制
将主要依靠引进先进，实用的区域性数值预报模式的预报输出.此中,将进行模式的“本地化”运行改造，同时也注重“MOS”预报模型的研制。
4）临近天气预报系统的研制
除也将主要依靠引进的区域性数值预报模式的预报输出外，还将结合卫星与航线现场气象监测资料，进行诊断订正预报的研究。
5）大雾大风的预报系统的研制
主要研究内容：
大雾大风的时、空分布与演化之气候特征分析；大雾大风的生成环境特征分析：
形势场，物理量场与层结特征分析。
6）信息的客观分析与集成应用技术研究
主要包括：
（1）因子与预报量的相关分析模式的研究；
（2）因子的集成应用模式的研究；
（3）短期（12小时内）短时（6小时内）与临近（3小时内）预报模型的客观研制与其优化集成技术的研究；
（4）中尺度数值预报模式的引进与模式“本土”化运行调试研究；
（5）相关应用软件的系统化设计。
7）实时预警系统的研制
其中包括自动化流程，可视化界面，产品制作、存储、分发等方面的技术研究。
4.2.3航线气象服务系统
4.2.3.1气象服务系统建设的策略
航线气象服务系统是面向各级政府部门和海上专业用户的海洋气象决策服务技术支持平台，主要目的是及时提供航线区域的气象情报和灾害性天气过程的预警报，并能方便、快捷地形成内容丰富、图文并茂的综合性决策服务材料。
服务子系统是项目建设产生社会效益和经济效益，以回报政府与民众的关键环节，尤其要精心设计与实施。
系统研究将执行的实施要点是：
1）收集服务对象，建立用户基本信息档案库；
2）详细调查政府职能部门、用户的业务特性及个性化需求，建立用户需求信息类库；
3）根据用户的业务特性及个性化需求，设计针对性的决策服务模型与相应
的软件模块；
设计多媒体化的传播技术与相应的支持软件（含Internet网站设计、有
线与无线通信）；
设计、制作公益性服务显示屏，选择示范安装点；
用户终端建设（含硬件，软件与人员技术培训等方面）；
7）组建功能强，界面友好的决策服务平台。
4.2.3.2系统建设的主要内容
1）航线的气象保障决策服务系统的研制
主要包括：
（1）兼备针对性与公益性决策服务的多功能流程结构设
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