濱州市人工影響天氣作業指揮監控系統

劉昭武　馬春花　田世芹　鄭寶枝

摘要 安全風險已經成為制約當前人工影響天氣工作發展的重要阻力，人工影響天氣作業指揮監控系統實現了人工影響天氣作業的可視化指揮，在此對濱州市人工影響天氣作業指揮監控系統的功能結構、建設作用等進行了簡單概述。結果表明，濱州市人工影響天氣作業指揮監控系統是基于通訊網絡的多媒體視頻監控系統，依托于VPN網絡，能夠實現視頻信號和語音信號的傳輸，既可以指揮人影作業點開展防雹增雨作業，又可以遠程作業的安全管理，將明顯提高人影作業的效率和作業安全，最大限度減少強對流天氣帶來的損失。

關鍵詞 人工影響天氣；作業指揮；視頻監控；安全管理

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-181-02

山東省濱州市自1994年開始實施的人工影響天氣工作，已經成為全市防災減災的基礎工程，目前擁有“三七”高炮75門、火箭發射架9部，已經形成了比較完善的人影指揮、作業體系，形成人工增雨可以覆蓋全市農業區，對局部冰雹天氣可以進行有效防御的能力。十余年來，全市共進行增雨防雹作業500余次，用彈量10萬余發，火箭彈近千枚，累計增加效益和減少損失達12億元以上，增加降水8億余方，取得了明顯的社會和經濟效益。

隨著濱州市高炮、火箭等人影裝備的不斷增加，以及人工影響天氣作業次數的頻繁，安全隱患日益凸現[1-2]，主要表現在人工影響天氣使用的作業裝備為WR-98型（或BL-1A型）火箭發射架和軍隊退役的37 mm高射炮，軍事設備轉民用存在一定的安全風險；作業人員以退伍的軍人為主，由于作業補助相對較低，人員隊伍穩定性差，大大增加了安全隱患；作業人員、作業裝備與指揮員、管理員的分離，使指揮員、管理員無法準確及時地了解作業現場的情況，極大地提高了作業的風險。濱州市人影指揮監

控系統的建成，可以實現指揮中心實時監控作業點的作業情況，大大降低了人工影響天氣作業風險；同步指揮人影作業，將明顯提高人影作業的效率[3]，最大限度減少強對流天氣帶來的損失。筆者在此對濱州市人工影響天氣作業指揮監控系統的功能結構、建設作用等進行了簡單概述。

1 人工影響天氣作業指揮監控系統功能結構

人工影響天氣作業指揮監控系統是基于通訊網絡的多媒體視頻指揮監控系統[4-5]。依托于VPN網絡，采用多協議標志交換（MPLS）技術，為用戶在地理上分散的多個節點建立邏輯連接，提供安全的數據信息傳輸服務，采用V2 Conference視頻會議軟件，實現利用普通的PC機、標準的視頻采集設備、耳機和麥克風，實現基于Internet/Intranet的虛擬會議（圖1）。該系統可以同時實現視頻信號和語音信號的傳輸，既可以指揮人影作業點開展防雹增雨作業，又可以實時監督遠端作業現場情況。該系統包括遠端監控系統、作業指揮系統、VPN網絡傳輸系統和監控信息存儲處理系統等四部分。

1.1 遠端監控系統 遠端監控部分主要由室外攝像機、室內攝像頭、PC電腦、圖像采集卡等設備。

室外攝像機采用MAC-1760F攝像機，可選8/12 mm IR鏡頭，紅外距離達60 m左右，電源12 V，功耗低、穩定性強，能夠滿足夜間作業的需求，可以清楚地采集到遠端人影作業點現場情況，包括高炮狀態、炮手就位情況、高炮作業規范情況、作業開始結束時間和作業現場的安全情況等，確保了作業效率和作業安全。室內攝像頭主要滿足能清晰地分辨出炮手，用來日常值班點名、通報天氣預報、下達人影通知，有作業任務時可以用來檢查作業人員是否全部到位、是否有無關人員在場等，杜絕安全隱患。高清圖像采集卡具有高穩定性、多功能、兼容性廣等特點，可以把攝像機拍攝的視頻信號采集到計算機中，利用相關的視頻編輯軟件，對數字化的視頻信號進行后期編輯處理，最后將編輯完成的視頻信號轉換成標準的VCD、DVD以及流行媒體等格式，方便傳播。

1.2 作業指揮系統 作業指揮部分其核心是V2 Conferrence視頻會議系統。該系統由服務器軟件V2 Conferrence Server、會議管理組件和客戶端軟件組成，利用普通的PC機、標準的視頻采集設備、耳機和麥克風，支持主從服務器多級級聯部署，可以使幾千人跨地區同時開會，實現基于Intenet/Intranet的虛擬會議。所有參加會議的客戶端只需要安裝V2 Conferrence客戶端軟件即可。

系統采用H.264編碼算法，與視頻編解碼算法相結合，不但有效去除了視頻采集及編解碼環節引入的視頻失真，極大地提高了視頻質量，還明顯地降低了視頻占用帶寬。系統可以實現多級平臺管理，市指揮中心、縣指揮中心、作業點三級。監控平臺管理軟件包含認證服務模塊、系統管理模塊、流媒體轉發模塊、代理轉發服務模塊，支持B/S、C/S架構，具有實時監控、視頻控制、對講監聽、圖像傳輸和控制、文字交流、錄像回放、用戶管理、WEB發布、區域及機構管理、權限管理、設備管理、網絡管理、系統狀態管理、數據管理、日志管理等功能。

1.3 VPN網絡傳輸系統 網絡傳輸系統采用中國聯通的VPN專線組網，數據傳輸帶寬10 M。整個VPN網絡的任意2個節點之間的連接是架構在公用網絡服務商所提供的網絡平臺上，用戶數據在邏輯鏈路中傳輸，采用了彩隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術和使用者與設備身份認證技術，可以提供與昂貴的專線（DDN）類似的安全性、可靠性、可管理性和優先級別。

1.4 監控信息存儲處理系統 監控信息存儲處理部分主要依賴于V2 Conferrence視頻會議系統，以市級指揮員管理權限登陸，可以錄制視頻圖像和語音資料，并保存在本地主機上，回放視頻圖像和語音清晰。錄制的視頻圖像和語音資料可用于監督管理作業點工作人員是否存在人員到位不充足、違規操作等不安全因素，以及作為事故分析、處理的依據。

2 系統建設的作用

利用該系統，可以起到以下作用：①市級指揮中心可以直接向全市各縣區作業點通報天氣預報、雷達觀測、衛星云圖等，減輕縣級工作人員的工作量；②可以快速傳達上級有關人工影響天氣工作的文件精神、安全作業事項等，提高工作效率；③實現人工影響天氣作業情況的實時檢查，一旦發現炮手人數不足時，立即通知相應作業點不得組織作業，避免安全事故的發生；④能夠直觀監測全市天氣實況，快速了解各作業點在實施作業前后降雹、降水、大風等情況，提高指揮員指揮作業的能力。

3 系統的不足之處

系統的應用也存在一些不足之處，如濱州市炮手學歷參差不齊，電腦操作水平普遍不高，不利于終端設備的維護和使用；作業點分散，特別是近些年規范化作業點建設以來，作業點向空曠的戶外地帶遷移，網絡基礎條件差，個別地區存在網絡通訊傳輸不穩定；基于人影工作的季節性，作業期24 h有人值班，非作業期部分作業點無人看守，室外攝像機易出現人為損壞、被盜等現象。

4 結論

人工影響天氣工作是濱州市農業增雨抗旱和防雹減災的重要手段，在緩解水資源短缺和生態建設等方面發揮了重要作用。安全風險已經成為制約當前人工影響天氣工作發展的重要阻力，人工影響天氣作業指揮監控系統實現了人工影響天氣作業的可視化指揮，有效地監督管理遠端作業現場情況，解決了因作業人員、作業裝備與管理員分離存在的安全風險隱患，大大降低了人工影響天氣作業風險。

參考文獻

[1] 王以琳，張新華，賈斌，等.地面人影作業決策指揮系統建設的技術問題探討[J].氣象科技，2011，39（4）：502-506.

[2] 王以琳，黃磊.地市級人工影響天氣業務技術系統[J].氣象科技，2007，35（4）：535-540.

[3] 葉田，夏福華，藏傳花，等.淄博市人工影響天氣作業決策指揮系統[J].氣象，2001，27（10）：46-49.

[4] 張清，何金偉，魏旭輝.人工影響天氣作業決策指揮系統解決方案[J].安徽農業科學，2009，37（15）：7301-7302.

[5] 張清，何金偉，楊炳華.人工影響天氣作業指揮系統通訊協議設計[J].現代電子技術，2009（22）：157-159.