物聯網技術在人工影響天氣業務中的應用研究

摘 要：現階段，我國科學技術水平已經有了切實有效的提高，如計算機技術、網絡信息技術以及物聯網技術等被廣泛應用于天氣業務，在很大程度上充分滿足了人們對氣象服務的實際需求。在物聯網技術的強有力支撐下，人工影響天氣業務的相關工作逐漸信息化與自動化，不斷推動我國人工影響天氣業務快速實現科學化、標準化與規范化。主要介紹了物聯網系統和應用情況，并提出了相關建議。

關鍵詞：物聯網技術；人工影響；天氣業務；科學化

中圖分類號：P48 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

近年來，我國人工影響天氣業務正在快速發展，其中規模越來越大、裝備及彈藥的使用越來越多。在這種情況下，管理工作的難度越來越大，逐漸出現了時效性不強、準確度不高、安全隱患較大等問題。因此，靈活、積極地將物聯網技術應用于人工影響天氣業務非常有必要，在很大程度上能夠有效解決上述問題，還能不斷推動我國人工影響天氣業務現代化，相關部門需要重視對物聯網技術應用的研究。

1 人工影響天氣業務智能管理系統

1.1 物聯網智能管理系統建設的內容

將物聯網技術應用于人工影響天氣業務，可以構建科學有效的物聯網智能管理系統，根據氣象小型業務項目可以支持建設的內容具體包括以下三大模塊：

一是人工影響天氣業務裝備彈藥全過程監控模塊。該模塊的主要內容包括對國家級人工影響天氣業務裝備彈藥出廠驗收質量管理，對國家級人工影響天氣業務裝備彈藥進行信息化管理，對省級人工影響天氣業務裝備彈藥進行信息管理等，這3個項目的實施對人工影響天氣業務裝備彈藥的工作快速實現了全過程自動管理[1]。

二是人工影響天氣業務信息實時采集整合模塊。該模塊的主要內容包括對人工影響天氣業務的飛機操作進行信息數據的實時采集，對人工影響天氣業務的地面作業進行信息數據的實時采集，這2個項目的實施對海量信息實現了高效自動化的采集、傳輸、保存、利用以及監控等。

三是物聯網及其他相關技術的應用標準與規范模塊。該模塊的主要內容包括人工影響天氣業務工作裝備統一標識規范、人工影響天氣業務彈藥產品統一標識規范、飛機操作信息數據采集傳輸標準規范、地面作業信息數據采集傳輸標準規范等，該模塊可以對每一類信息數據做出相應的規定與要求，使得內容管理、編碼格式以及采集傳輸等更加科學化、規范化以及標準化[2]。

1.2 物聯網智能管理系統的總體流程

物聯網智能管理系統的總體流程主要包括6個環節：生產環節、驗收環節、轉運環節、倉儲環節、發射環節、報廢環節，具體流程如圖1所示。

由圖1可知，每個環節都是緊密連接的，當一個環節的流程完成以后，才可以順利進入下一個環節流程。

在中國氣象局人工影響天氣業務中心環節，該流程的內容主要包括制定物聯網技術在人工影響天氣業務中應用的標準、制定相應的技術支持；在中國氣象局上海物資管理處環節，該流程的內容主要包括對人工影響天氣業務彈藥進行驗收與管理，確保彈藥的完好性，若驗收的彈藥是合格的，那么就需要將驗收合格的彈藥產品信息生成報告，通過物聯網智能管理系統將報告上傳至各省（區、市）氣象局[3]。在各省（區、市）氣象局環節，該流程的內容主要包括根據上傳的產品合格報告進行采購，然后可以應用于人工影響天氣業務，將轉運環節、倉儲環節、使用環節以及報廢環節等產生的信息數據自動上傳物聯網智能管理系統，此時系統就會自動保存上傳的信息數據。

1.3 物聯網智能管理系統的主要功能

人影物聯網智能管理系統充分實現了對人工影響天氣業務的裝備彈藥全流程管理和對飛機地面作業信息數據的全程自動化采集傳輸。

1.3.1 裝備彈藥全流程管理功能

在人工影響天氣業務裝備彈藥全流程管理功能中，主要包括6個環節：一是生產環節。該環節的主要功能是每一個生產廠家在生產彈藥的過程中，必須根據國家制定的安全規定與統一標識規范進行高質量生產，然后確保每一個彈藥都是有條碼標簽的，將其作為彈藥的唯一的身份標簽，最后該環節就可以通過掃描每一個彈藥的條碼標簽采集信息數據，進而有效實現條碼掃描技術與感應技術的規范化人影彈藥標識信息采集工作[4]。二是驗收環節。該環節充分利用了條碼感應技術，氣象管理部門利用該技術對每一個彈藥進行必要的出廠質量驗收，只有順利通過條碼感應技術的驗收，才可以打上合格的標簽進入下一個環節。三是倉儲環節。該環節需要在信息數據庫找到氣象管理部門錄入的彈藥驗收合格信息，然后將待入庫的人影彈藥信息與其進行對比，只有通過驗收的人影彈藥才可以順利進入倉儲。最后管理人員需要手持終端對已經入庫的人影彈藥進行條碼掃描感應，高效實現對所有入庫的人影彈藥實時追蹤與監控，同時該環節還具備自動化的監控提醒功能與報警功能，促使管理人員有效管控彈藥儲存。四是轉運環節。當將不同倉儲中的人影彈藥進行轉移與運輸時，管理人員需要對轉運的人影彈藥進行必要的條碼掃描、車輛定位以及通信傳輸等，這樣就可以直接在管理系統中對人影彈藥進行實時追蹤管控。五是作業環節。該環節已經保存較為完善的庫房彈藥出庫信息、回庫信息等，管理人員只需要對這些信息進行解析，就可以充分掌握彈藥實際發射的信息；管理人員還可以利用全自動控制發射系統、遠距離聲光電系統以及發射過程視頻圖像解析技術等對彈藥發射的信息進行自動識別。六是報廢環節。當人影彈藥與工作裝備等經過上述5個環節的驗收與使用，一旦發現質量不合格，那么就需要予以報廢，并由相應的生產廠家進行必要的銷毀報廢，同時將報廢信息傳送到氣象管理部門級管理系統上[5]。

1.3.2 飛機地面作業信息數據管理功能

飛機地面作業信息數據管理功能主要包括2個環節：一是人影飛機操作信息數據自動采集傳輸環節。該環節的主要功能具體包括對地面的相關通信控制設備進行水平升級、安裝機載北斗設備并充分利用北斗衛星定位技術、地空數據鏈技術等對飛機操作的信息數據進行實時采集與傳輸，便于氣象管理部門對飛機作業狀態進行追蹤、統計與分析[6]。二是人影地面作業信息數據自動采集傳輸環節，該環節的主要功能包括對人影火箭與高射炮進行遠程控制自動發射、利用聲電光自動感應技術、識別技術、移動互聯網技術等對火箭與高炮等作業的信息數據進行自動化采集與傳輸，以便氣象管理部門對人影地面作業的狀態進行實時監控、統計與分析。

2 物聯網技術在人工影響業務中的應用

2.1 明確人影物聯網技術建設路線

在人工影響天氣業務中，物聯網技術的高效應用明確了人影物聯網智能管理系統建設的技術路線。在建設過程中，基于二維碼標識的炮彈管理技術、火箭彈管理技術以及彈藥箱管理技術等路徑逐一被明確，使得原先較為混亂的人影裝備彈藥得到了科學規范的管理，統一編碼，掃描身份標識碼，可以實現對裝備彈藥的實時追蹤與管控。在炮彈的管理方面，氣象管理部門可以采用激光刻印的方式在炮彈表面印上醒目的二維碼標識，在彈體的表面刻印醒目的物聯網信息標記，使得所有裝備彈藥的信息是公開、透明的[7]。在采集人影彈藥與彈藥箱的信息數據時，管理人員可以利用基于光學掃描技術研發出的手持式掃描終端掃描每一個彈藥的二維碼。同時，手持式掃描終端內部還設置了全球定位系統GPS模塊，在這些技術的支持下，管理人員可以對彈藥運輸車輛和人員攜帶彈藥情況進行實時定位與監控，進而可以直接在物聯網智能管理系統中隨時查看裝備彈藥轉運的所有信息數據。在構建人影物聯網智能管理系統的過程中，設置的每一個業務環節所采集的信息數據都會通過有線通信網絡與無線通信網絡進行實時傳輸。

2.2 配套制定人影物聯網技術的規范標準

在構建人影物聯網智能管理系統的過程中，氣象管理部門在充分了解與掌握了每一個業務和流轉信息以后，根據詳細的業務環節和信息流轉情況，在遵循最基本要求的基礎上制定出一套科學有效的人工影響天氣業務裝備彈藥的監控管理系統的具體應用接口規范，并對監控管理系統的對外接口進行了必要的定義，為國家級人影物聯網智能管理系統、省級人影物聯網智能管理系統以及人影其他天氣業務數據交互系統等提供真實、有效的依據。此外，氣象管理部門還制定了一套科學有效的人工影響天氣業務裝備彈藥行業技術標準與作業信息數據管理行業技術標準，在具體應用過程中是配套使用這兩套標準，主要內容包括對人工影響天氣業務的作業站點統一編碼規范、裝備彈藥統一編碼規范、飛機操作信息數據采集傳輸規范以及地面作業信息數據采集傳輸規范等，在很大程度上有效提高了人工影響天氣業務工作的科學化、規范化與標準化水平[8]。

氣象管理部門還發布了行之有效的《人工影響天氣裝備彈藥監控管理系統業務試運行規定》，該規定在實施過程中進一步明確了國家級、省級、市級、縣級以及作業站點等各個業務層級的詳細責任與義務，同時也進一步明確了這些層級在人影物聯網智能管理系統軟硬件運維和信息安全管理等工作，最大限度地保障了每個層級的人影物聯網智能管理系統能夠得到一體化的運行，保障了各項信息數據能夠及時地采集、傳輸與上報，進而確保整個人影物聯網智能管理系統能夠充分發揮整體建設效益。

2.3 實現人影裝備彈藥的信息化管理

在構建人工影響天氣業務管理系統的過程中，物聯網技術的應用高效實現了人工影響天氣業務裝備彈藥信息化管理與飛機地面作業實時信息化管理。在這2個方面還基本實現了炮彈與火箭彈的全流程信息化管理，從生產環節、驗收環節、轉運環節、倉儲環節、使用環節與報廢環節等，使得管理人員能夠根據系統的信息化與自動化對其全生命周期進行實時追蹤、管理與監控，不斷推動人工影響天氣業務朝著精細化、智能化、自動化與科學化的方向發展。在設置好的條碼與電子標簽上，管理人員只需手持終端對其進行掃描與感應，相關技術就可以自動采集到刻印條碼的人影彈藥的信息數據，然后通過數字振動技術、光學采集技術以及智能采集感應器等自動采集人工影響天氣業務相關信息，利用地理信息系統、全球定位系統以及移動互聯網技術等，將采集的人工影響天氣業務相關信息進行自動化整理、分析以及傳輸，高效完成人工影響天氣業務的相關作業信息處理任務，進一步有效提高了人工影響天氣業務的信息化水平與效率[9]。

3 物聯網技術在人工影響業務中的具體應用

當前，全球變暖已經成為全世界特別關注的環境問題之一，在全球變暖的過程中逐步引發了暴雨、冰雹、霜凍以及干旱等各種各樣的自然災害，使得人類及動植物等受到極大的影響。而人工影響天氣業務卻可以對防災減災起到關鍵性的作用，并且各種各樣的科學技術也使得人工影響天氣業務作業水平有了切實有效的提高。因此，隨著環境問題的日益加劇，各國擴大了物聯網技術在人工影響天氣業務作業中的應用范圍。例如，2017年，我國研究發布了人工影響天氣作業裝備彈藥管理系統4.0，它的功能相比于2016年發布的人工影響天氣作業裝備彈藥管理系統3.0，新增了彈藥全流程自動化管理、作業裝備與彈藥的多元化數據統計、數據導出以及快速上報等內容。2019年，我國研究發布了人工影響天氣作業裝備彈藥管理系統5.0，該管理系統更加全面與高效，重新對整個系統的整體框架結構進行了架構、將所有的功能進行了微服務化、優化并完善了系統流程管理，但是還有一些重要內容未能得以呈現。具體如圖2所示。

在面對人工影響天氣業務作業持續追求精益求精的需求下，人影物聯網智能管理系統陸續應用計算機技術、GPS技術以及RFID技術等，最大限度地保證了人工影響天氣業務作業信息的快速識別、精準采集以及迅速傳輸等，使得人工影響天氣業務工作快速實現了精準作業的發展目標。在氣象信息化方面，各省氣象管理部門與科技企業、裝備彈藥制造企業等通力合作，對人影物聯網智能管理系統進行了持續的探索與研發。例如，江西省與福建三維公司聯合開發了江西省人工影響天氣智慧業務系統，該系統主要包括一個大的系統工作臺，通過工作臺可以開展相關業務，具體包括五段式業務（物聯網數據、培訓考核）、值班管理（云水資源評估、電子沙盤）以及安全射界圖（文檔共享、系統后臺）[10]。具體如圖3所示。

4 結束語

隨著社會經濟的高質量發展，在物聯網技術和其他科學技術的支持下，我國人工影響天氣業務工作水平得到了切實有效的提高。應用物聯網技術能促進人工影響天氣業務的信息化與自動化，對提高中國人工影響天氣業務的信息化與自動化水平具有重要的推動意義，因此，人影物聯網智能管理系統建設內容、應用成效以及應用案例等對我國氣象管理具有重要的參考作用。

參考文獻

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