基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指挥平台简述

王兴涛　任丽雯　孙占峰

摘要 建立智能化的地市级人工增雨（雪）作业指挥系统，提高人工影响天气作业预警及信息处理自动化精准程度，建立适当的作业时机、部位和剂量业务指标，不断提高作业前后效益评估并加强弹药、作业过程中的安全管理。

关键词 精准指挥;安全管理;智能化

中图分类号：P482 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.030

祁连山生态修复专项人工影响天气作业是气象服务工作中的重中之重，环境生态保护发展人工影响天气作业规模不断扩大，目前武威市人影作业依旧按照传统作业方式让作业人员对局部天气状况观测来实施作业，但此人工观测方式不能精准有效地对空中云水资源进行开发利用，需通过建立智能化的地市级人工增雨（雪）作业指挥系统来有效提高作业指挥时机和质量。

“人工影响天气”是指当气象灾害发生时，能有效地避免或减少损失，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部大气物理、化学过程进行人工影响从而完成人工增雨（雪）、防霜冻和消云等目的的活动。这项工作是气象服务在防灾减灾、合理开发利用气象资源、提高人们生活质量以及恢复生态环境的重要科技手段之一，因此，为减少或避免气象灾害造成损失，做好人工影响天气工作具有非常重要的现实意义[1-2]。

1 设计概述

《人工影响天气指挥作业平台》采用软硬件结合物联网思维方式，通过云图、雷达等实时信息叠加分析作业条件监测预报识别，建立适当作业时机、部位和剂量业务指标，以供指挥人员精准指挥，实时查看作业情况监控画面，及时纠正违规操作以确保安全作业[3]。让弹药库出入库智能化管理和人影指导产品在线模板及文档上传等多种类型在线预览，可在手机APP实时对讲，查看云图及数据分析展示。

目前武威市人工影响天气作业指挥主要存在的问题有：

（1）人工影响天气作业指挥信息缺乏过程前期针对作业指导产品;（2）参照预报大范围信息布置增雨（雪）作业量，而过程来临时则通过作业人员多年经验进行作业;（3）缺乏预报定量化，无法对每一个作业点领域精准地有效实施作业时机、仰角、用弹量等。

2 系统设计需求分析

2.1 需求分析

人工影响天气指挥作业平台主要针对以下几个目的及功能的实现和完成。

2.1.1 作业点展示 应用3DWEBGIS技术，在页面中将作业点模型对象及作业点经纬度信息立体地展现在三维地球当中，可准确观察作业点周围地形地貌特征及水域河流等相关信息。

2.1.2 气象信息展示 实时云图及云图分析数据展示（提供有效参考值）;实时云带，逐小时降水量，垂直过冷积水，云水混合比等图片;接入全国气象综合展示平台。

2.1.3 作业指挥预警 按照实时云图反演产品及雷达实时资料，确定作业区域和作业点，及时发出预警信号通知相关作业人员做好作业准备。当云中水汽达到报警值时，发出具备作业条件报警，同时根据云高云厚给出发射仰角参考值。

2.1.4 弹药管理 弹药库存管理，通过手持机终端进行弹药出入库扫码，实时掌握弹药轨迹;弹药分发，记录分发的工作人员、作业点及分发数量;弹药使用记录，记录作业基本信息，弹药出入库及剩余数量情况;作业记录，每次作业针对作业前后等工作信息作业记录，方便日后查询和追溯[4-5]。

2.1.5 安防检测信息 一是作业点室内外监控视频实时查看作业人员操作是否规范;二是预警历史查看，红外预警信息会通过后台服务保存到数据库当中，如工作人员因忙碌而没有及时查看到预警信息，也可以查看预警历史信息来追溯。

2.1.6 系统管理 登录用户的添加和删除及作业点信息的修改和维护。

2.2 系统界面设计

建立信息综合库将火箭人工增雨作业决策指挥系统分为8个模块，由基本信息、资料采集、指导产品制作、作业指挥、信息汇集、信息管理、安防检测、模型优化等组成（图1）。

3 功能介绍

3.1 基本信息、资料采集

实现高效智能化人工增雨（雪）作业条件预警[6]。自动对作业对象云系进行结构分析，准确定位出过冷水所在温度层、垂直分布层及最大过冷水含量，冰晶数浓度。遇强对流天气，雷达回波强度达到45 dBZ以上时，自动启动冰雹灾害预警警告，并对NCEP中尺度环境条件场进行智能预报分析，定位过冷水层（图2～3）。

3.2 作业指挥、信息汇集

准确给出火箭、高炮防雹作业发射仰角、水平角度及发弹量，实现一键式呼叫作业点（图4～5）。

3.3 指导产品制作及信息汇集、管理

过程前分析并一鍵式制作出人影作业过程预报、人影潜力分析和作业预案、作业指令[7-8]。智能化进行效果评估，代替人工统计方法，强化合理性检验，自动收集雨（雪）情资料数据，并给出分析效果报告（图6）。

3.4 安防检测、模型优化

实现作业点智能化安防报警管理功能[9]。通过后台识别分析发布预警信息短信或APP推送等方式告知相关人员（图7）。

4 创新点

改变传统人工增雨（雪）作业主观指挥形式，改进作业预警等方面存在的随意性和自动化程度较低问题，提高作业管理效率，实现数据精准化和增加设备安全系数。建立客观化智能化地市级人工增雨（雪）作业指挥系统[10]。

5 结论

通过基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指挥平台建设，作业指挥更加精细、高效，可有效提高增雨（雪）防雹效率，促进祁连山空中云水资源开发利用、提升干旱区人工影响天气作业指挥能力、增强防灾减灾能力，对改善生态环境、保障粮食安全等都具有十分重要的现实意义。

參考文献

[1] 刘国强，田文辉，李怀志，等.人工影响天气作业指挥及信息共享平台[J].电子测量技术，2014，37（4）：33–37.

[2] 王兆宇.人工影响天气业务平台使用功能介绍[J].科技创新导报，2011（3）：79，81.

[3] 吕琼莹，刘晗，王晓博，等.基于物联网模式的远程无线供水系统的应用[J].国外电子测量技术，2012，31（10）：30–34.

[4] 樊昌元，母夏宇，李东，等.气象炮射作业前端装置设计[A].电子测量与仪器学报杂志社.第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会（MCMI'2007）论文集（下册）[C].电子测量与仪器学报杂志社：电子测量与仪器学报杂志社，2007：4.

[5] 李东，郭维波，樊昌元，等.气象炮射检测系统设计[J].微计算机信息，2009，25（23）：10–11，156.

[6] 胡志晋，王广河，王雨增.人工影响天气工程系统[J].中国工程科学，2000（7）：87–91.

[7] 张萍.人工增雨防雹作业通讯信号质量分析[J].贵州气象，2009，33（5）：34–35.

[8] 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，2009，37（15）：7301–7302.

[9] 张瑞波.广西人影作业指挥手机短信发送平台的研制[J].广西气象，2006（2）：35–36.

[10] 陈怀亮，邹春辉，周毓荃.人影决策指挥地理信息平台的建立和应用[J].南京气象学院学报，2002（2）：265–270.

责任编辑：黄艳飞

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

基金项目 基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指挥系统（WW190101）。

作者简介 王兴涛（1988–），男，甘肃永登人，助理工程师，主要从事人工影响天气工作研究。

收稿日期 2020–06–24