基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮平臺簡述

王興濤　任麗雯　孫占峰

摘要 建立智能化的地市級人工增雨（雪）作業(yè)指揮系統(tǒng)，提高人工影響天氣作業(yè)預(yù)警及信息處理自動化精準(zhǔn)程度，建立適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)時(shí)機(jī)、部位和劑量業(yè)務(wù)指標(biāo)，不斷提高作業(yè)前后效益評估并加強(qiáng)彈藥、作業(yè)過程中的安全管理。

關(guān)鍵詞 精準(zhǔn)指揮;安全管理;智能化

中圖分類號：P482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.030

祁連山生態(tài)修復(fù)專項(xiàng)人工影響天氣作業(yè)是氣象服務(wù)工作中的重中之重，環(huán)境生態(tài)保護(hù)發(fā)展人工影響天氣作業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，目前武威市人影作業(yè)依舊按照傳統(tǒng)作業(yè)方式讓作業(yè)人員對局部天氣狀況觀測來實(shí)施作業(yè)，但此人工觀測方式不能精準(zhǔn)有效地對空中云水資源進(jìn)行開發(fā)利用，需通過建立智能化的地市級人工增雨（雪）作業(yè)指揮系統(tǒng)來有效提高作業(yè)指揮時(shí)機(jī)和質(zhì)量。

“人工影響天氣”是指當(dāng)氣象災(zāi)害發(fā)生時(shí)，能有效地避免或減少損失，合理利用氣候資源，在適當(dāng)條件下通過科技手段對局部大氣物理、化學(xué)過程進(jìn)行人工影響從而完成人工增雨（雪）、防霜凍和消云等目的的活動。這項(xiàng)工作是氣象服務(wù)在防災(zāi)減災(zāi)、合理開發(fā)利用氣象資源、提高人們生活質(zhì)量以及恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的重要科技手段之一，因此，為減少或避免氣象災(zāi)害造成損失，做好人工影響天氣工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。

1 設(shè)計(jì)概述

《人工影響天氣指揮作業(yè)平臺》采用軟硬件結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)思維方式，通過云圖、雷達(dá)等實(shí)時(shí)信息疊加分析作業(yè)條件監(jiān)測預(yù)報(bào)識別，建立適當(dāng)作業(yè)時(shí)機(jī)、部位和劑量業(yè)務(wù)指標(biāo)，以供指揮人員精準(zhǔn)指揮，實(shí)時(shí)查看作業(yè)情況監(jiān)控畫面，及時(shí)糾正違規(guī)操作以確保安全作業(yè)[3]。讓彈藥庫出入庫智能化管理和人影指導(dǎo)產(chǎn)品在線模板及文檔上傳等多種類型在線預(yù)覽，可在手機(jī)APP實(shí)時(shí)對講，查看云圖及數(shù)據(jù)分析展示。

目前武威市人工影響天氣作業(yè)指揮主要存在的問題有：

（1）人工影響天氣作業(yè)指揮信息缺乏過程前期針對作業(yè)指導(dǎo)產(chǎn)品;（2）參照預(yù)報(bào)大范圍信息布置增雨（雪）作業(yè)量，而過程來臨時(shí)則通過作業(yè)人員多年經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行作業(yè);（3）缺乏預(yù)報(bào)定量化，無法對每一個(gè)作業(yè)點(diǎn)領(lǐng)域精準(zhǔn)地有效實(shí)施作業(yè)時(shí)機(jī)、仰角、用彈量等。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析

2.1 需求分析

人工影響天氣指揮作業(yè)平臺主要針對以下幾個(gè)目的及功能的實(shí)現(xiàn)和完成。

2.1.1 作業(yè)點(diǎn)展示 應(yīng)用3DWEBGIS技術(shù)，在頁面中將作業(yè)點(diǎn)模型對象及作業(yè)點(diǎn)經(jīng)緯度信息立體地展現(xiàn)在三維地球當(dāng)中，可準(zhǔn)確觀察作業(yè)點(diǎn)周圍地形地貌特征及水域河流等相關(guān)信息。

2.1.2 氣象信息展示 實(shí)時(shí)云圖及云圖分析數(shù)據(jù)展示（提供有效參考值）;實(shí)時(shí)云帶，逐小時(shí)降水量，垂直過冷積水，云水混合比等圖片;接入全國氣象綜合展示平臺。

2.1.3 作業(yè)指揮預(yù)警 按照實(shí)時(shí)云圖反演產(chǎn)品及雷達(dá)實(shí)時(shí)資料，確定作業(yè)區(qū)域和作業(yè)點(diǎn)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號通知相關(guān)作業(yè)人員做好作業(yè)準(zhǔn)備。當(dāng)云中水汽達(dá)到報(bào)警值時(shí)，發(fā)出具備作業(yè)條件報(bào)警，同時(shí)根據(jù)云高云厚給出發(fā)射仰角參考值。

2.1.4 彈藥管理 彈藥庫存管理，通過手持機(jī)終端進(jìn)行彈藥出入庫掃碼，實(shí)時(shí)掌握彈藥軌跡;彈藥分發(fā)，記錄分發(fā)的工作人員、作業(yè)點(diǎn)及分發(fā)數(shù)量;彈藥使用記錄，記錄作業(yè)基本信息，彈藥出入庫及剩余數(shù)量情況;作業(yè)記錄，每次作業(yè)針對作業(yè)前后等工作信息作業(yè)記錄，方便日后查詢和追溯[4-5]。

2.1.5 安防檢測信息 一是作業(yè)點(diǎn)室內(nèi)外監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)查看作業(yè)人員操作是否規(guī)范;二是預(yù)警歷史查看，紅外預(yù)警信息會通過后臺服務(wù)保存到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，如工作人員因忙碌而沒有及時(shí)查看到預(yù)警信息，也可以查看預(yù)警歷史信息來追溯。

2.1.6 系統(tǒng)管理 登錄用戶的添加和刪除及作業(yè)點(diǎn)信息的修改和維護(hù)。

2.2 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

建立信息綜合庫將火箭人工增雨作業(yè)決策指揮系統(tǒng)分為8個(gè)模塊，由基本信息、資料采集、指導(dǎo)產(chǎn)品制作、作業(yè)指揮、信息匯集、信息管理、安防檢測、模型優(yōu)化等組成（圖1）。

3 功能介紹

3.1 基本信息、資料采集

實(shí)現(xiàn)高效智能化人工增雨（雪）作業(yè)條件預(yù)警[6]。自動對作業(yè)對象云系進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，準(zhǔn)確定位出過冷水所在溫度層、垂直分布層及最大過冷水含量，冰晶數(shù)濃度。遇強(qiáng)對流天氣，雷達(dá)回波強(qiáng)度達(dá)到45 dBZ以上時(shí)，自動啟動冰雹災(zāi)害預(yù)警警告，并對NCEP中尺度環(huán)境條件場進(jìn)行智能預(yù)報(bào)分析，定位過冷水層（圖2～3）。

3.2 作業(yè)指揮、信息匯集

準(zhǔn)確給出火箭、高炮防雹作業(yè)發(fā)射仰角、水平角度及發(fā)彈量，實(shí)現(xiàn)一鍵式呼叫作業(yè)點(diǎn)（圖4～5）。

3.3 指導(dǎo)產(chǎn)品制作及信息匯集、管理

過程前分析并一鍵式制作出人影作業(yè)過程預(yù)報(bào)、人影潛力分析和作業(yè)預(yù)案、作業(yè)指令[7-8]。智能化進(jìn)行效果評估，代替人工統(tǒng)計(jì)方法，強(qiáng)化合理性檢驗(yàn)，自動收集雨（雪）情資料數(shù)據(jù)，并給出分析效果報(bào)告（圖6）。

3.4 安防檢測、模型優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)作業(yè)點(diǎn)智能化安防報(bào)警管理功能[9]。通過后臺識別分析發(fā)布預(yù)警信息短信或APP推送等方式告知相關(guān)人員（圖7）。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

改變傳統(tǒng)人工增雨（雪）作業(yè)主觀指揮形式，改進(jìn)作業(yè)預(yù)警等方面存在的隨意性和自動化程度較低問題，提高作業(yè)管理效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化和增加設(shè)備安全系數(shù)。建立客觀化智能化地市級人工增雨（雪）作業(yè)指揮系統(tǒng)[10]。

5 結(jié)論

通過基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮平臺建設(shè)，作業(yè)指揮更加精細(xì)、高效，可有效提高增雨（雪）防雹效率，促進(jìn)祁連山空中云水資源開發(fā)利用、提升干旱區(qū)人工影響天氣作業(yè)指揮能力、增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力，對改善生態(tài)環(huán)境、保障糧食安全等都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Brief Introduction of Hail Suppression Command Platform based on ArcGIS Web

WANG Xing-tao et al （Meteorological Bureau of Wuwei City， Wuwei， Gansu， 733000）

Abstract The establishment of intelligent city level artificial precipitation （snow） operation command system can improve the accuracy of weather modification operation early warning and information processing automation， establish appropriate operation time， position and dose business indicators， and continuously improve the benefit evaluation before and after operation and safety management in ammunition and operation process.

Key words Precise command; Safety management; Intelligence

基金項(xiàng)目 基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮系統(tǒng)（WW190101）。

作者簡介 王興濤（1988–），男，甘肅永登人，助理工程師，主要從事人工影響天氣工作研究。

收稿日期 2020–06–24