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1研究內容
1.1作業指揮端省級指揮中心利用固定公網IP光纖專線架設作業指令服務器,并構建中國移動GPRS分組交換網絡,省、地、縣三級指揮中心之間通過氣象系統內部網絡連接并交換數據,三級指揮中心的指令均通過省級指揮中心的作業指令服務器下發。
1.2作業前端作業前端屬于專制的移動短信和GPRS集成型通訊設備,采用嵌入式開發,整個作業指揮以信息指令為主,語音通話為輔,作業指令采用GPRS通道,語音采用移動電話通道。系統能一邊充電一邊使用,如果停電能堅持12小時,七寸觸摸式屏幕,漢字輸入采用手寫方式,數字采用點擊方式,開機時通過連接作業指令服務器進行校時。作業前端系統的每一步操作在三級指揮中心均有實時顯示,并且系統有計時功能,一旦達到作業結束時間,作業前端會發出聲音,此時炮站必須馬上停止作業,并點擊確認“作業結束”回復。如果再過兩分鐘炮站還沒確認,前端“作業結束”確認功能將被禁止,省級調度中心將其列入黑名單,不能再申請作業,直到各級指揮中心次日重新核查后由省級指揮中心批準才能重新啟用。作業前端實行密碼保護,參數設置包括三級指揮中心的電話號碼、通訊網絡參數以及作業炮站的編號和名稱等。作業前端不能任意撥號或發信息,只能和設定的三級指揮中心進行聯系。基本功能如下:(1)指令顯示:作業前端顯示指揮中心發來的信息,系統根據收到的作業指令信息的不同類別持續發出不同的聲音,民兵聽到后通過點擊“確認”讓指揮中心得知指令已經下達。(2)作業上報:作業前端向指揮中心上報信息,上報格式相對固定,民兵只需要進行數字和選擇的操作。(3)語音通話:作業前端接聽某級指揮中心的電話或打電話給某級指揮中心。前端系統軟件模塊化設計,包括引導程序、嵌入式WinCE操作系統、圖形界面、TCP/IP協議、設備驅動程序和作業執行軟件,同時采用實時多任務編程技術和交叉開發工具技術來控制功能復雜性,簡化應用程序設計,保障軟件質量和縮短開發周期。
2設計思路
系統根據人工影響天氣業務流程和技術要求,采用高級程序語言進行編程設計,建立各功能模塊和數據庫信息管理軟件,形成業務標準化的省地縣作業指揮、調度及安全監控流程。系統分為公網和內網兩個部分,公網部分主要針對作業指揮端和作業前端需要交互的作業指令進行控制和篩選,內網部分主要針對作業過程在指揮端的顯示以及統計數據的挖掘,另外,中心數據庫設計實現兩個部分之間的數據交互和管理。指令服務器將從內網傳輸來的作業信息進行過濾,剔出錯誤的和無關的信息,并把經過濾的信息進行拆分、編碼,并傳遞給數據儲存模塊,定時從數據儲存模塊取得待發送數據,并對其編碼以后再通過公共通訊網發送到相應的炮站。●作業指揮。省、地、縣三級指揮中心的信息通過中心數據庫同步獲取和顯示,使用同一套指揮端軟件,依據用戶權限等級實施對炮站的操作,指揮端軟件可讀取多普勒雷達體掃數據,并為TWR-01型天氣雷達局地作業預警系統設置接口,使縣級指揮中心能很好地發揮作業指揮過程中的關鍵作用。如遇特殊情況,省、地兩級也可直接進行作業指揮。指揮系統建立在計算機輔助指揮的基礎上,依托于高速公共信息網絡通訊,使用計算機圖形學技術和數據儲存、分析技術,進行全省人工影響天氣作業調度指揮及安全監控。指揮中心依據天氣分析和雷達監測預警系統,當可能出現或已出現大范圍活動的天氣系統時,實時給出全省范圍內的災害預警區域和可作業區域,并啟動連續跟蹤監測,同時指示相應指揮端或作業前端、進入相應作業類型、預備等級。●作業調度。省級調度中心掌握作業時間的批準權限,作業先由地縣指揮中心根據預警發出申請,然后省級調度中心向空管部門提交,空管反饋后省級調度中心打開地縣指揮中心的時間權限,地縣指揮中心再向炮站作業前端發送。●安全監控。前端設計主要考慮作業信息的智能提示。所謂智能提示就是將經過科學設計的規范作業流程嵌入作業前端系統設備,當作業炮站收到指揮中心發來的作業指令后,作業前端系統會自動進入作業流程的相應環節,并用聲音和文字直觀地提示作業人員進行反饋操作。作業流程完成后,相關操作信息會完整地記錄在前端設備中,便于作業人員回報具體的實施數據。●作業上報。為節省連續作業的時間,只要炮站確認“作業結束”,各級指揮中心便可再次為其申請作業,但每一次作業遺留下的上報工作必須在天氣過程后進行回復,作業前端有炮站上報的功能,操作主要是數字和選擇一些固定的選項,民兵填選妥當以后點擊“作業上報”按鈕,然后由地縣指揮中心進行審核后入庫。
3系統實施
本系統通過引進具有移動通信和計算機處理功能的通訊產品,開發能夠完成作業受令、請求、報警,以及信息反饋的炮站作業前端系統,并以炮站作業前端系統為核心構建三級人工影響天氣作業指揮、調度及安全監控平臺,建立科學規范的業務技術體系和有效的、合理的作業流程,并通過研制炮站作業信息系統逐步提升全省人工影響天氣作業指揮的自動化水平。●作業前端。掌握研制炮站作業前端的核心技術,確定樣機具體功能和指令細節。汛期中在標準化建設相對較好的地區進行樣機測試,獲取關于運行穩定性和可操作性的第一手資料,并收集各方意見和建議。汛期后集中技術力量對設備軟硬件進行針對性完善和改造,總結經驗,提出技術升級計劃。●作業指揮端。貴州省人工影響天氣辦公室與相關單位聯合開發作業指揮端軟件,源代碼公開,遵循開放式宗旨,省級指揮中心和省級調度中心依托項目進行網絡建設,地縣指揮中心在貴州氣象省地專線基礎上建設。●保障措施。省、地、縣提供系統所需的計算機,有專門的技術人員負責運行和維護,炮站能夠被移動通訊網絡覆蓋,具有相應的測試場地,貴州省人工影響天氣辦公室提供技術指導。
4結束語
本系統在貴州省清鎮、西秀、甕安三個縣級指揮中心進行測試,結果表明在人工影響天氣作業中引入先進的通訊技術手段,有助于提高各級指揮中心和作業站點之間的通訊聯絡能力,并有效地發揮全省各作業站點的作業潛力,同時增大指揮、調度和監控的容量,規范省、地、縣人工影響天氣作業指揮工作流程,建立起流暢的作業申請、批復和信息上報的業務機制,有效提升人工影響天氣作業的科學技術水平。今后,隨著移動通訊技術的不斷發展,進一步提升前端功能到作業可視化遠程監控,并結合高炮自身的結構特點設置傳感器以自動反饋作業數據將有望實現,人工影響天氣作業前端系統會擁有更加廣闊的發展和應用前景。
作者:劉國強田文輝譚毅單位:貴州省人工影響天氣辦公室成都成信瑞迪軟件技術有限公司