淄博市新一代人工影响天气作业指挥管理系统

胡光辉++刘军+刘琴芳+刘爱荣+宋钟玲

摘要 通过改造升级淄博市人影作业指挥和信息管理系统，全市人影作业的科学性和时效性得到进一步提高。该系统包括7个部分：人影决策指挥系统、人影信息系统、人影作业效果评估系统、人影管理系统、人影安全监测系统、人影弹药装备管理系统、人影通讯系统。通过采用网络技术，该系统将各种气象资料、人影产品、管理系统整合于同一平台，在省、市、县3级指挥中心与作业点之间建立起互联互通的通信网络，形成了完整的人影作业指挥体系，作业效率得到明显提高。该系统利用互联网实现了所有作业点的视频实时监控和语音互动，为人影作业安全管理提供了技术支持。

关键词 人工影响天气；作业指挥；管理系统；山东淄博

中图分类号 P48 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0204-03

人工影响天气是社会公益事业，随着经济社会发展，淄博市人工影响天气作业规模和人员队伍越来越大，人工影响天气组织协调、作业指挥、安全管理、装备维护、弹药购置和贮存使用、空域申请、指挥员和炮手培训等管理工作任务繁重。原有的人工影响天气指挥系统已不能满足现代人工影响天气业务发展需要，亟须对原有的人工影响天气指挥系统进行全面升级，对区县作业点进行规范化改造。为此，积极争取地方政府和山东省气象局的支持，将“淄博市新一代人工影响作业指挥系统”（简称“人影指挥系统”）列入“十二五”防灾减灾专项规划，通过专项规划的实施，升级改造了市级人工影响天气指挥系统，完成了所有炮点和火箭作业点的建设改造，新增高山烟炉，进一步规范了人工影响天气作业流程，使淄博市人工影响天气工作能力和水平得到很大提高。

1 淄博市新一代人工影响天气指挥系统简介

2012年，淄博市人民政府将淄博市气象局报送的“淄博市新一代人工影响天气指挥系统”列为综合防灾减灾能力“十二五”专项规划重点项目。该项目由省气象局和市区（县）政府投资1 685万元，分年度在淄博市实施人工影响天气作业指挥系统升级改造工作，其中包含人影指挥系统的全面升级和炮点（火箭点）作业点的建设改造。

2 人影指挥系统的结构及特点

2.1 人影指挥系统的结构

人影指挥系统集作业指挥、管理于一体，把人影的各项工作、各个环节纳入一个平台，其中以市、县指挥系统为核心。人影指挥系统分市指挥系统、区县指挥系统、省人影中心进行指令接收、人影及气象资料接收使用、人影管理等。各部分之间通过气象内网实现气象资料、人影产品的实时共享，管理、作业信息快速传递，上报作业效果评估、灾情等；通过外网实现作业点与市、县指挥系统连接，传达作业指令，收集作业、气象信息，安全管理，对作业点进行实时监控（图1）。

2.2 区县指挥系统的结构

山东省空域的申请由地市指挥下达到区县再到炮点，市指挥直接向作业点下达指令比较少，区县指挥是重要环节。区县指挥系统通过内网与市指挥系统及省人影中心上传、下達作业指令，对作业效果进行初步评估，上报通过外网收集的作业、灾情、管理情况及区域站气象信息（图2）。

2.3 人影指挥系统的特点和功能

人影指挥系统的特点是利用现有的网络技术，把各种气象资料、人影产品、作业系统、管理系统等显示在同一平台，在省、市、县3级指挥中心与作业点之间建立起一个完整的实时通信网络，将人影作业高度集中（时间集中）又高度分散（作业点分散）的工作与对人影综合信息准确及时的需求进一步整合，使作业安全得到保障、效率得到明显提升；作业指令的下达与回复、作业状况、灾情等管理人员同步共享。

本系统的功能强大：作业安全、作业人员及弹药的安全得到更好的保障；各种信息得到完整的保存；能及时释用和检验上级业务指导产品。通过该系统，能够实现人影作业指挥调度业务的自动化，提高信息化的应用程度以及科学化的管理水平[1-2]。

2.4 人影指挥系统的操作

各级指挥人员、作业点指挥（炮长）在计算机上登陆系统页面，输入预先设定的用户名和本人密码进入系统，即可根据权限进行操作。具体操作过程：根据作业方案市指挥部值班指挥认为其中部分作业点（或1个）达到作业的条件（增雨、防雹均可），先通过区县指挥命令其做好准备后，通过空域申报系统向济南空军航空管制室申请作业空域，批准后将空域及时完整地下达给区县指挥部，再下达给作业点指挥；作业点在空域内完成作业后立即向区县回复，没有作业完毕的要及时终止作业回复空域；市指挥在下达指令的作业点都回复空域后向济南空军航空管制室消空域。

2.5 显示辖区作业点信息

人影指挥系统通过修改地理信息中的部分程序，将作业点显示在雷达回波图底图中，使指挥作业更加便捷，图3为沂源县作业点在雷达底图上的位置，图中P、H、Y分别代表高炮、火箭、烟炉。

3 人影指挥系统各分系统的内容和功能

升级的人影指挥系统体系，主要依托互联网、GIS（地理信息）系统，将现有的MICAPS系统、天气雷达、人影指导产品、人影管理、人影信息、人影指挥等整合，建立“淄博市新一代人工影响天气指挥系统”。该系统包括人影决策指挥系统、人影信息系统、人影作业效果评估系统、人影管理系统、人影安全监测系统、人影弹药装备管理系统、人影通讯系统（图4）。通过升级后的人工影响天气作业指挥平台建设，实现视频会商、视频指挥、视频监控，大大提高人影作业安全指挥能力和效能[3-4]。

3.1 人影作业信息系统

人影作业信息系统主要是将作业信息及时准确收集上报。作业点接到经区县指挥部传来的作业指令，按照作业指令完成作业、回复指令；作业装备若是遥控全自动的，则指挥在指挥部直接操作，作业完成后其作业信息自动传输上报数据库；非遥控全自动的则作业点指挥（炮长）将人影作业情况（高炮或火箭的方位、仰角、作业时间、实际用弹量、作业点指挥人员）通过信息系统汇总上报，区县指挥部审核后再进行初步效果评估并将结果一起上报，市指挥部审核、综合效果评估后上报到数据库。

3.2 人影资料信息系统

主要是通过Internet外网和内网获取实时气象信息，包括常规气象资料、气象多要素自动站实况资料、气象卫星资料、天气雷达探测资料、数值预报产品及人影作业点的实时资料等，用于制作人影作业方案。

3.3 人影作业效果评估系统

作业的效果评估需要用未经人工影响天气作业的自然降水量与经过人影作业后的实际降水量相互比较得出增雨效果。业务方案中自然降水量采用T639的3 h雨量预报作为基础，用作业区上游站点雨量对T639雨量预报进行订正后得到自然降水量，与人影作业区实际降水量对比得出增雨效果。

3.4 人影管理系统

主要分指挥人员、操作人员、作业站点、作业装备、区域管理等部分，每个行政单位设管理员1～2人，负责本辖区内指挥、操作员、作业点、装备、弹药的增加、删除及设立、修改指挥员进入系统的用户名、密码。管理员也可浏览其他行政单位信息，不能增加、删除、修改。人影管理系统链接气象系统办公网，传递人影管理文件、政策法规。

3.5 人影安全监控系统

每个高炮、新型火箭作业点接有2 M宽带（或网线），安装3～4个监控摄像头，将各图像实时同步传回指挥中心；每个摄像头装有16 G储存卡1个，可连续记录30 d的资料，录像指挥中心可随时调看，把作业的前期准备、作业、弹药保管、值班情况及发生故障时状况都记录下来备查，也可在指挥中心指导操作手排除简单故障。图5显示各作业点的作业平台图像，各用户只要在计算机上进入平台点击模块即可查看本辖区内作业点实时图像，也可通过互联网根据管理权限用手机客户端查看本辖区内图像。人影安全监控系统真实完整记录了高炮、新型火箭作业点及弹药库实况，为安全运行管理工作提供了便利，且一次安装后正常使用无费用。

3.6 人影弹药装备管理系统

系统分别建立市、区县、作业点3级弹药、设备库，省人影办调入（弹药、设备省统一采购）市级库，市下拨到区县库，区县再拨到作业点（纸质手续同时办理）。作业点作业时消耗弹药通过信息系统上报后，实时冲减系统弹药库的弹药数量，使系统弹药库与实际库房弹药尽可能达到一致，各级指挥、管理员及时准确掌握各作业点情况。

3.7 人影通讯系统

人影作业通讯要求及时、准确、畅通，在3～5 min时间内完成市、区县、作业点指令下达、执行、回复，十分紧张。使用对讲机（手机）确保了及时、准确、畅通；各区县确立1名押运员，对其对讲机（手机）进行定位，弹药运输车辆上的押运员必须随身携带对讲机（手机），通过手机定位平台精确显示其位置和运行轨迹，达到实时监控，使弹药运输更加安全。空域申请、回复，市、区县级指挥都有录音，明确了职责。

4 人影作业指挥管理系统的功能设计分析

4.1 人影市作业指挥管理系统

人影作业方案的设计及预警：根据MICAPS资料、国家和省人影指导产品、省人影作业条件潜势预报、省市气象台预报，基于GIS制作出淄博市人影作业方案，发布人影作业预警，发布市县级人影作业公告。人影作业的实施：依据山东省“地面人影作业决策指挥系统”、雷达产品、区域站、作业点实况等资料综合判断作业时机，通过录音电话（或空域申报系统）向济空航管处申请作业时间，下达到区县指挥系统转作业点，作业（时间到）完成后回复空域；对区县指挥下达或直接操控“烟炉”点火增雨；对区县局、作业点实时监控；上报全市的人影作业信息、评估信息、弹药信息、灾情；接受省局的管理，对区县局进行管理。

4.2 人影区县作业指挥管理系统

区县人影作业的指挥：接收到市局人影指挥中心下达的作业预警后，立即组织各炮点进入待命状态，发布本级人影作业公告，依据市人影指挥系统下达的作业空域时间，转达到作业点，作业（时间到）全部完成后向市指挥系统回复空域；上报人影作业信息、作业影响区域的预评估信息、弹药信息、灾情；接受市指挥指令点燃“烟炉”增雨；对作业点实时监控（图6）；接受市局的管理，对作业点进行管理。下达、回复作业指令更加及时可靠：可复查（所有与作业有关的信息必须录音）。市指挥与区县指挥通过可视会商；区县指挥部与作业点的信息方式以对讲机（手机）为主，程控电话、手机作为备份，有些区县临时用语音广播、YY广播方式。

4.3 人影作业点管理

人影作业点根据作业指令，实施地面人工影响天气作业，及时收集、整理并上报作业区内的人工影响天气作业信息和灾情信息，负责作业装备日常维护和作业期间弹药储存管理，作业点所做的工作都要录入计算机保存待查（图7）。

5 系统改进建议

本系统为今后人影作业信息实时同步上传做好了准备，主要可从3个方面加以改进：一是关于烟炉作业情况上传，烟炉的作业情况指挥部平台可同步显示，只需要在作业信息系统升级过程中预留串口与烟炉控制系统连接即可。二是关于高炮、火箭作业信息可实现自动上传，在高炮、火箭安装作业信息采集器并与作业点计算机连接，把作业方位、仰角、弹药量同步上传到人影作业信息系统中暂存，经市或县人影办审核后存入数据库。三是高炮和火箭实现遥控作业，高炮也可用程序控制在射界内射击，火箭可根据射界图通过程序直接控制点火电压；作业点操作手只需要装填弹药即可，为人影作业远程控制，即为人影的安全、精准、高效、作业信息同步上报提供了可能。流动作业可通过新型电子罗盘、GPS、4G通讯确定作业点经纬度，并将以上采集到的现场数据、视频图像等信息发送到指挥中心，指挥部技术人员迅速制作出射界图，输入系统已确定作业点的发射方位、仰角等参数，择机按规定作业。作业点规范化建设，主要包括对已有的炮点（火箭点）进行标准化改造，或按照标准新建炮点（火箭点）及高山人工增雨烟炉。目前，已完成了34个高炮作业点、14个火箭作业点规范化建设，建成高山人工增雨烟炉14个（图8）。每個规范化作业点建设炮库、弹药库、值班室、休息室，建设混凝土作业平台，布设雨量器、避雷针、实时摄像监控设备等。新增作业点以火箭和高山人工增雨烟炉为主。该项目建设进一步优化人工增雨、防雹作业布局，建成高炮和新型火箭、高山碘化银发生器并用，多种作业手段相联合，基本覆盖淄博市的立体作业系统。

6 参考文献

[1] 袁野，杨光，李爱华，等.安徽省人工影响天气信息管理与作业指挥系统设计与开发[J].气象，2011（11）：1459-1465.

[2] 李云川，张文宗，王建峰，等.数字化雷达人工影响天气作业指挥系统[J].气象科技，2005（3）：264-267.

[3] 张清，何金伟，魏旭辉.人工影响天气作业决策指挥系统解决方案[J].安徽农业科学，2009（15）：7301-7302.

[4] 李茂仑.长春市人工影响天气作业指挥系统简介[J].吉林气象，2009（1）：33-39.