淄博市新一代人工影響天氣作業(yè)指揮管理系統(tǒng)

胡光輝++劉軍+劉琴芳+劉愛(ài)榮+宋鐘玲

摘要 通過(guò)改造升級(jí)淄博市人影作業(yè)指揮和信息管理系統(tǒng)，全市人影作業(yè)的科學(xué)性和時(shí)效性得到進(jìn)一步提高。該系統(tǒng)包括7個(gè)部分：人影決策指揮系統(tǒng)、人影信息系統(tǒng)、人影作業(yè)效果評(píng)估系統(tǒng)、人影管理系統(tǒng)、人影安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人影彈藥裝備管理系統(tǒng)、人影通訊系統(tǒng)。通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該系統(tǒng)將各種氣象資料、人影產(chǎn)品、管理系統(tǒng)整合于同一平臺(tái)，在省、市、縣3級(jí)指揮中心與作業(yè)點(diǎn)之間建立起互聯(lián)互通的通信網(wǎng)絡(luò)，形成了完整的人影作業(yè)指揮體系，作業(yè)效率得到明顯提高。該系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了所有作業(yè)點(diǎn)的視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控和語(yǔ)音互動(dòng)，為人影作業(yè)安全管理提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 人工影響天氣；作業(yè)指揮；管理系統(tǒng)；山東淄博

中圖分類號(hào) P48 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）05-0204-03

人工影響天氣是社會(huì)公益事業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，淄博市人工影響天氣作業(yè)規(guī)模和人員隊(duì)伍越來(lái)越大，人工影響天氣組織協(xié)調(diào)、作業(yè)指揮、安全管理、裝備維護(hù)、彈藥購(gòu)置和貯存使用、空域申請(qǐng)、指揮員和炮手培訓(xùn)等管理工作任務(wù)繁重。原有的人工影響天氣指揮系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代人工影響天氣業(yè)務(wù)發(fā)展需要，亟須對(duì)原有的人工影響天氣指揮系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)，對(duì)區(qū)縣作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范化改造。為此，積極爭(zhēng)取地方政府和山東省氣象局的支持，將“淄博市新一代人工影響作業(yè)指揮系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱“人影指揮系統(tǒng)”）列入“十二五”防災(zāi)減災(zāi)專項(xiàng)規(guī)劃，通過(guò)專項(xiàng)規(guī)劃的實(shí)施，升級(jí)改造了市級(jí)人工影響天氣指揮系統(tǒng)，完成了所有炮點(diǎn)和火箭作業(yè)點(diǎn)的建設(shè)改造，新增高山煙爐，進(jìn)一步規(guī)范了人工影響天氣作業(yè)流程，使淄博市人工影響天氣工作能力和水平得到很大提高。

1 淄博市新一代人工影響天氣指揮系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2012年，淄博市人民政府將淄博市氣象局報(bào)送的“淄博市新一代人工影響天氣指揮系統(tǒng)”列為綜合防災(zāi)減災(zāi)能力“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由省氣象局和市區(qū)（縣）政府投資1 685萬(wàn)元，分年度在淄博市實(shí)施人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)升級(jí)改造工作，其中包含人影指揮系統(tǒng)的全面升級(jí)和炮點(diǎn)（火箭點(diǎn)）作業(yè)點(diǎn)的建設(shè)改造。

2 人影指揮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

2.1 人影指揮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

人影指揮系統(tǒng)集作業(yè)指揮、管理于一體，把人影的各項(xiàng)工作、各個(gè)環(huán)節(jié)納入一個(gè)平臺(tái)，其中以市、縣指揮系統(tǒng)為核心。人影指揮系統(tǒng)分市指揮系統(tǒng)、區(qū)縣指揮系統(tǒng)、省人影中心進(jìn)行指令接收、人影及氣象資料接收使用、人影管理等。各部分之間通過(guò)氣象內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)氣象資料、人影產(chǎn)品的實(shí)時(shí)共享，管理、作業(yè)信息快速傳遞，上報(bào)作業(yè)效果評(píng)估、災(zāi)情等；通過(guò)外網(wǎng)實(shí)現(xiàn)作業(yè)點(diǎn)與市、縣指揮系統(tǒng)連接，傳達(dá)作業(yè)指令，收集作業(yè)、氣象信息，安全管理，對(duì)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控（圖1）。

2.2 區(qū)縣指揮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

山東省空域的申請(qǐng)由地市指揮下達(dá)到區(qū)縣再到炮點(diǎn)，市指揮直接向作業(yè)點(diǎn)下達(dá)指令比較少，區(qū)縣指揮是重要環(huán)節(jié)。區(qū)縣指揮系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)網(wǎng)與市指揮系統(tǒng)及省人影中心上傳、下達(dá)作業(yè)指令，對(duì)作業(yè)效果進(jìn)行初步評(píng)估，上報(bào)通過(guò)外網(wǎng)收集的作業(yè)、災(zāi)情、管理情況及區(qū)域站氣象信息（圖2）。

2.3 人影指揮系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能

人影指揮系統(tǒng)的特點(diǎn)是利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把各種氣象資料、人影產(chǎn)品、作業(yè)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等顯示在同一平臺(tái)，在省、市、縣3級(jí)指揮中心與作業(yè)點(diǎn)之間建立起一個(gè)完整的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，將人影作業(yè)高度集中（時(shí)間集中）又高度分散（作業(yè)點(diǎn)分散）的工作與對(duì)人影綜合信息準(zhǔn)確及時(shí)的需求進(jìn)一步整合，使作業(yè)安全得到保障、效率得到明顯提升；作業(yè)指令的下達(dá)與回復(fù)、作業(yè)狀況、災(zāi)情等管理人員同步共享。

本系統(tǒng)的功能強(qiáng)大：作業(yè)安全、作業(yè)人員及彈藥的安全得到更好的保障；各種信息得到完整的保存；能及時(shí)釋用和檢驗(yàn)上級(jí)業(yè)務(wù)指導(dǎo)產(chǎn)品。通過(guò)該系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)人影作業(yè)指揮調(diào)度業(yè)務(wù)的自動(dòng)化，提高信息化的應(yīng)用程度以及科學(xué)化的管理水平[1-2]。

2.4 人影指揮系統(tǒng)的操作

各級(jí)指揮人員、作業(yè)點(diǎn)指揮（炮長(zhǎng)）在計(jì)算機(jī)上登陸系統(tǒng)頁(yè)面，輸入預(yù)先設(shè)定的用戶名和本人密碼進(jìn)入系統(tǒng)，即可根據(jù)權(quán)限進(jìn)行操作。具體操作過(guò)程：根據(jù)作業(yè)方案市指揮部值班指揮認(rèn)為其中部分作業(yè)點(diǎn)（或1個(gè)）達(dá)到作業(yè)的條件（增雨、防雹均可），先通過(guò)區(qū)縣指揮命令其做好準(zhǔn)備后，通過(guò)空域申報(bào)系統(tǒng)向濟(jì)南空軍航空管制室申請(qǐng)作業(yè)空域，批準(zhǔn)后將空域及時(shí)完整地下達(dá)給區(qū)縣指揮部，再下達(dá)給作業(yè)點(diǎn)指揮；作業(yè)點(diǎn)在空域內(nèi)完成作業(yè)后立即向區(qū)縣回復(fù)，沒(méi)有作業(yè)完畢的要及時(shí)終止作業(yè)回復(fù)空域；市指揮在下達(dá)指令的作業(yè)點(diǎn)都回復(fù)空域后向濟(jì)南空軍航空管制室消空域。

2.5 顯示轄區(qū)作業(yè)點(diǎn)信息

人影指揮系統(tǒng)通過(guò)修改地理信息中的部分程序，將作業(yè)點(diǎn)顯示在雷達(dá)回波圖底圖中，使指揮作業(yè)更加便捷，圖3為沂源縣作業(yè)點(diǎn)在雷達(dá)底圖上的位置，圖中P、H、Y分別代表高炮、火箭、煙爐。

3 人影指揮系統(tǒng)各分系統(tǒng)的內(nèi)容和功能

升級(jí)的人影指揮系統(tǒng)體系，主要依托互聯(lián)網(wǎng)、GIS（地理信息）系統(tǒng)，將現(xiàn)有的MICAPS系統(tǒng)、天氣雷達(dá)、人影指導(dǎo)產(chǎn)品、人影管理、人影信息、人影指揮等整合，建立“淄博市新一代人工影響天氣指揮系統(tǒng)”。該系統(tǒng)包括人影決策指揮系統(tǒng)、人影信息系統(tǒng)、人影作業(yè)效果評(píng)估系統(tǒng)、人影管理系統(tǒng)、人影安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人影彈藥裝備管理系統(tǒng)、人影通訊系統(tǒng)（圖4）。通過(guò)升級(jí)后的人工影響天氣作業(yè)指揮平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)商、視頻指揮、視頻監(jiān)控，大大提高人影作業(yè)安全指揮能力和效能[3-4]。

3.1 人影作業(yè)信息系統(tǒng)

人影作業(yè)信息系統(tǒng)主要是將作業(yè)信息及時(shí)準(zhǔn)確收集上報(bào)。作業(yè)點(diǎn)接到經(jīng)區(qū)縣指揮部傳來(lái)的作業(yè)指令，按照作業(yè)指令完成作業(yè)、回復(fù)指令；作業(yè)裝備若是遙控全自動(dòng)的，則指揮在指揮部直接操作，作業(yè)完成后其作業(yè)信息自動(dòng)傳輸上報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)；非遙控全自動(dòng)的則作業(yè)點(diǎn)指揮（炮長(zhǎng)）將人影作業(yè)情況（高炮或火箭的方位、仰角、作業(yè)時(shí)間、實(shí)際用彈量、作業(yè)點(diǎn)指揮人員）通過(guò)信息系統(tǒng)匯總上報(bào)，區(qū)縣指揮部審核后再進(jìn)行初步效果評(píng)估并將結(jié)果一起上報(bào)，市指揮部審核、綜合效果評(píng)估后上報(bào)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2 人影資料信息系統(tǒng)

主要是通過(guò)Internet外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)獲取實(shí)時(shí)氣象信息，包括常規(guī)氣象資料、氣象多要素自動(dòng)站實(shí)況資料、氣象衛(wèi)星資料、天氣雷達(dá)探測(cè)資料、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品及人影作業(yè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)資料等，用于制作人影作業(yè)方案。

3.3 人影作業(yè)效果評(píng)估系統(tǒng)

作業(yè)的效果評(píng)估需要用未經(jīng)人工影響天氣作業(yè)的自然降水量與經(jīng)過(guò)人影作業(yè)后的實(shí)際降水量相互比較得出增雨效果。業(yè)務(wù)方案中自然降水量采用T639的3 h雨量預(yù)報(bào)作為基礎(chǔ)，用作業(yè)區(qū)上游站點(diǎn)雨量對(duì)T639雨量預(yù)報(bào)進(jìn)行訂正后得到自然降水量，與人影作業(yè)區(qū)實(shí)際降水量對(duì)比得出增雨效果。

3.4 人影管理系統(tǒng)

主要分指揮人員、操作人員、作業(yè)站點(diǎn)、作業(yè)裝備、區(qū)域管理等部分，每個(gè)行政單位設(shè)管理員1～2人，負(fù)責(zé)本轄區(qū)內(nèi)指揮、操作員、作業(yè)點(diǎn)、裝備、彈藥的增加、刪除及設(shè)立、修改指揮員進(jìn)入系統(tǒng)的用戶名、密碼。管理員也可瀏覽其他行政單位信息，不能增加、刪除、修改。人影管理系統(tǒng)鏈接氣象系統(tǒng)辦公網(wǎng)，傳遞人影管理文件、政策法規(guī)。

3.5 人影安全監(jiān)控系統(tǒng)

每個(gè)高炮、新型火箭作業(yè)點(diǎn)接有2 M寬帶（或網(wǎng)線），安裝3～4個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭，將各圖像實(shí)時(shí)同步傳回指揮中心；每個(gè)攝像頭裝有16 G儲(chǔ)存卡1個(gè)，可連續(xù)記錄30 d的資料，錄像指揮中心可隨時(shí)調(diào)看，把作業(yè)的前期準(zhǔn)備、作業(yè)、彈藥保管、值班情況及發(fā)生故障時(shí)狀況都記錄下來(lái)備查，也可在指揮中心指導(dǎo)操作手排除簡(jiǎn)單故障。圖5顯示各作業(yè)點(diǎn)的作業(yè)平臺(tái)圖像，各用戶只要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)入平臺(tái)點(diǎn)擊模塊即可查看本轄區(qū)內(nèi)作業(yè)點(diǎn)實(shí)時(shí)圖像，也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)管理權(quán)限用手機(jī)客戶端查看本轄區(qū)內(nèi)圖像。人影安全監(jiān)控系統(tǒng)真實(shí)完整記錄了高炮、新型火箭作業(yè)點(diǎn)及彈藥庫(kù)實(shí)況，為安全運(yùn)行管理工作提供了便利，且一次安裝后正常使用無(wú)費(fèi)用。

3.6 人影彈藥裝備管理系統(tǒng)

系統(tǒng)分別建立市、區(qū)縣、作業(yè)點(diǎn)3級(jí)彈藥、設(shè)備庫(kù)，省人影辦調(diào)入（彈藥、設(shè)備省統(tǒng)一采購(gòu)）市級(jí)庫(kù)，市下?lián)艿絽^(qū)縣庫(kù)，區(qū)縣再撥到作業(yè)點(diǎn)（紙質(zhì)手續(xù)同時(shí)辦理）。作業(yè)點(diǎn)作業(yè)時(shí)消耗彈藥通過(guò)信息系統(tǒng)上報(bào)后，實(shí)時(shí)沖減系統(tǒng)彈藥庫(kù)的彈藥數(shù)量，使系統(tǒng)彈藥庫(kù)與實(shí)際庫(kù)房彈藥盡可能達(dá)到一致，各級(jí)指揮、管理員及時(shí)準(zhǔn)確掌握各作業(yè)點(diǎn)情況。

3.7 人影通訊系統(tǒng)

人影作業(yè)通訊要求及時(shí)、準(zhǔn)確、暢通，在3～5 min時(shí)間內(nèi)完成市、區(qū)縣、作業(yè)點(diǎn)指令下達(dá)、執(zhí)行、回復(fù)，十分緊張。使用對(duì)講機(jī)（手機(jī)）確保了及時(shí)、準(zhǔn)確、暢通；各區(qū)縣確立1名押運(yùn)員，對(duì)其對(duì)講機(jī)（手機(jī)）進(jìn)行定位，彈藥運(yùn)輸車輛上的押運(yùn)員必須隨身攜帶對(duì)講機(jī)（手機(jī)），通過(guò)手機(jī)定位平臺(tái)精確顯示其位置和運(yùn)行軌跡，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控，使彈藥運(yùn)輸更加安全。空域申請(qǐng)、回復(fù)，市、區(qū)縣級(jí)指揮都有錄音，明確了職責(zé)。

4 人影作業(yè)指揮管理系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分析

4.1 人影市作業(yè)指揮管理系統(tǒng)

人影作業(yè)方案的設(shè)計(jì)及預(yù)警：根據(jù)MICAPS資料、國(guó)家和省人影指導(dǎo)產(chǎn)品、省人影作業(yè)條件潛勢(shì)預(yù)報(bào)、省市氣象臺(tái)預(yù)報(bào)，基于GIS制作出淄博市人影作業(yè)方案，發(fā)布人影作業(yè)預(yù)警，發(fā)布市縣級(jí)人影作業(yè)公告。人影作業(yè)的實(shí)施：依據(jù)山東省“地面人影作業(yè)決策指揮系統(tǒng)”、雷達(dá)產(chǎn)品、區(qū)域站、作業(yè)點(diǎn)實(shí)況等資料綜合判斷作業(yè)時(shí)機(jī)，通過(guò)錄音電話（或空域申報(bào)系統(tǒng)）向濟(jì)空航管處申請(qǐng)作業(yè)時(shí)間，下達(dá)到區(qū)縣指揮系統(tǒng)轉(zhuǎn)作業(yè)點(diǎn)，作業(yè)（時(shí)間到）完成后回復(fù)空域；對(duì)區(qū)縣指揮下達(dá)或直接操控“煙爐”點(diǎn)火增雨；對(duì)區(qū)縣局、作業(yè)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；上報(bào)全市的人影作業(yè)信息、評(píng)估信息、彈藥信息、災(zāi)情；接受省局的管理，對(duì)區(qū)縣局進(jìn)行管理。

4.2 人影區(qū)縣作業(yè)指揮管理系統(tǒng)

區(qū)縣人影作業(yè)的指揮：接收到市局人影指揮中心下達(dá)的作業(yè)預(yù)警后，立即組織各炮點(diǎn)進(jìn)入待命狀態(tài)，發(fā)布本級(jí)人影作業(yè)公告，依據(jù)市人影指揮系統(tǒng)下達(dá)的作業(yè)空域時(shí)間，轉(zhuǎn)達(dá)到作業(yè)點(diǎn)，作業(yè)（時(shí)間到）全部完成后向市指揮系統(tǒng)回復(fù)空域；上報(bào)人影作業(yè)信息、作業(yè)影響區(qū)域的預(yù)評(píng)估信息、彈藥信息、災(zāi)情；接受市指揮指令點(diǎn)燃“煙爐”增雨；對(duì)作業(yè)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控（圖6）；接受市局的管理，對(duì)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行管理。下達(dá)、回復(fù)作業(yè)指令更加及時(shí)可靠：可復(fù)查（所有與作業(yè)有關(guān)的信息必須錄音）。市指揮與區(qū)縣指揮通過(guò)可視會(huì)商；區(qū)縣指揮部與作業(yè)點(diǎn)的信息方式以對(duì)講機(jī)（手機(jī)）為主，程控電話、手機(jī)作為備份，有些區(qū)縣臨時(shí)用語(yǔ)音廣播、YY廣播方式。

4.3 人影作業(yè)點(diǎn)管理

人影作業(yè)點(diǎn)根據(jù)作業(yè)指令，實(shí)施地面人工影響天氣作業(yè)，及時(shí)收集、整理并上報(bào)作業(yè)區(qū)內(nèi)的人工影響天氣作業(yè)信息和災(zāi)情信息，負(fù)責(zé)作業(yè)裝備日常維護(hù)和作業(yè)期間彈藥儲(chǔ)存管理，作業(yè)點(diǎn)所做的工作都要錄入計(jì)算機(jī)保存待查（圖7）。

5 系統(tǒng)改進(jìn)建議

本系統(tǒng)為今后人影作業(yè)信息實(shí)時(shí)同步上傳做好了準(zhǔn)備，主要可從3個(gè)方面加以改進(jìn)：一是關(guān)于煙爐作業(yè)情況上傳，煙爐的作業(yè)情況指揮部平臺(tái)可同步顯示，只需要在作業(yè)信息系統(tǒng)升級(jí)過(guò)程中預(yù)留串口與煙爐控制系統(tǒng)連接即可。二是關(guān)于高炮、火箭作業(yè)信息可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上傳，在高炮、火箭安裝作業(yè)信息采集器并與作業(yè)點(diǎn)計(jì)算機(jī)連接，把作業(yè)方位、仰角、彈藥量同步上傳到人影作業(yè)信息系統(tǒng)中暫存，經(jīng)市或縣人影辦審核后存入數(shù)據(jù)庫(kù)。三是高炮和火箭實(shí)現(xiàn)遙控作業(yè)，高炮也可用程序控制在射界內(nèi)射擊，火箭可根據(jù)射界圖通過(guò)程序直接控制點(diǎn)火電壓；作業(yè)點(diǎn)操作手只需要裝填彈藥即可，為人影作業(yè)遠(yuǎn)程控制，即為人影的安全、精準(zhǔn)、高效、作業(yè)信息同步上報(bào)提供了可能。流動(dòng)作業(yè)可通過(guò)新型電子羅盤、GPS、4G通訊確定作業(yè)點(diǎn)經(jīng)緯度，并將以上采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、視頻圖像等信息發(fā)送到指揮中心，指揮部技術(shù)人員迅速制作出射界圖，輸入系統(tǒng)已確定作業(yè)點(diǎn)的發(fā)射方位、仰角等參數(shù)，擇機(jī)按規(guī)定作業(yè)。作業(yè)點(diǎn)規(guī)范化建設(shè)，主要包括對(duì)已有的炮點(diǎn)（火箭點(diǎn)）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化改造，或按照標(biāo)準(zhǔn)新建炮點(diǎn)（火箭點(diǎn)）及高山人工增雨煙爐。目前，已完成了34個(gè)高炮作業(yè)點(diǎn)、14個(gè)火箭作業(yè)點(diǎn)規(guī)范化建設(shè)，建成高山人工增雨煙爐14個(gè)（圖8）。每個(gè)規(guī)范化作業(yè)點(diǎn)建設(shè)炮庫(kù)、彈藥庫(kù)、值班室、休息室，建設(shè)混凝土作業(yè)平臺(tái)，布設(shè)雨量器、避雷針、實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控設(shè)備等。新增作業(yè)點(diǎn)以火箭和高山人工增雨煙爐為主。該項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)一步優(yōu)化人工增雨、防雹作業(yè)布局，建成高炮和新型火箭、高山碘化銀發(fā)生器并用，多種作業(yè)手段相聯(lián)合，基本覆蓋淄博市的立體作業(yè)系統(tǒng)。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 袁野，楊光，李愛(ài)華，等.安徽省人工影響天氣信息管理與作業(yè)指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].氣象，2011（11）：1459-1465.

[2] 李云川，張文宗，王建峰，等.數(shù)字化雷達(dá)人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)[J].氣象科技，2005（3）：264-267.

[3] 張清，何金偉，魏旭輝.人工影響天氣作業(yè)決策指揮系統(tǒng)解決方案[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（15）：7301-7302.

[4] 李茂侖.長(zhǎng)春市人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)簡(jiǎn)介[J].吉林氣象，2009（1）：33-39.