史文群

摘 要：現(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)有了切實有效的提高，如計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于天氣業(yè)務(wù)，在很大程度上充分滿足了人們對氣象服務(wù)的實際需求。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的強有力支撐下，人工影響天氣業(yè)務(wù)的相關(guān)工作逐漸信息化與自動化，不斷推動我國人工影響天氣業(yè)務(wù)快速實現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和應(yīng)用情況，并提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；人工影響；天氣業(yè)務(wù)；科學(xué)化

中圖分類號：P48 文獻標(biāo)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(yè)務(wù)正在快速發(fā)展，其中規(guī)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(xiàn)了時效性不強、準(zhǔn)確度不高、安全隱患較大等問題。因此，靈活、積極地將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于人工影響天氣業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)現(xiàn)代化，相關(guān)部門需要重視對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的研究。

1 人工影響天氣業(yè)務(wù)智能管理系統(tǒng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于人工影響天氣業(yè)務(wù)，可以構(gòu)建科學(xué)有效的物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，根據(jù)氣象小型業(yè)務(wù)項目可以支持建設(shè)的內(nèi)容具體包括以下三大模塊：

一是人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥全過程監(jiān)控模塊。該模塊的主要內(nèi)容包括對國家級人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥出廠驗收質(zhì)量管理，對國家級人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥進行信息化管理，對省級人工影響天氣業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)裝備彈藥的工作快速實現(xiàn)了全過程自動管理[1]。

二是人工影響天氣業(yè)務(wù)信息實時采集整合模塊。該模塊的主要內(nèi)容包括對人工影響天氣業(yè)務(wù)的飛機操作進行信息數(shù)據(jù)的實時采集，對人工影響天氣業(yè)務(wù)的地面作業(yè)進行信息數(shù)據(jù)的實時采集，這2個項目的實施對海量信息實現(xiàn)了高效自動化的采集、傳輸、保存、利用以及監(jiān)控等。

三是物聯(lián)網(wǎng)及其他相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范模塊。該模塊的主要內(nèi)容包括人工影響天氣業(yè)務(wù)工作裝備統(tǒng)一標(biāo)識規(guī)范、人工影響天氣業(yè)務(wù)彈藥產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)識規(guī)范、飛機操作信息數(shù)據(jù)采集傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)采集傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，該模塊可以對每一類信息數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的規(guī)定與要求，使得內(nèi)容管理、編碼格式以及采集傳輸?shù)雀涌茖W(xué)化、規(guī)范化以及標(biāo)準(zhǔn)化[2]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的總體流程

物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的總體流程主要包括6個環(huán)節(jié)：生產(chǎn)環(huán)節(jié)、驗收環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)、倉儲環(huán)節(jié)、發(fā)射環(huán)節(jié)、報廢環(huán)節(jié)，具體流程如圖1所示。

由圖1可知，每個環(huán)節(jié)都是緊密連接的，當(dāng)一個環(huán)節(jié)的流程完成以后，才可以順利進入下一個環(huán)節(jié)流程。

在中國氣象局人工影響天氣業(yè)務(wù)中心環(huán)節(jié)，該流程的內(nèi)容主要包括制定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工影響天氣業(yè)務(wù)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、制定相應(yīng)的技術(shù)支持；在中國氣象局上海物資管理處環(huán)節(jié)，該流程的內(nèi)容主要包括對人工影響天氣業(yè)務(wù)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(chǎn)品信息生成報告，通過物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)將報告上傳至各?。▍^(qū)、市）氣象局[3]。在各?。▍^(qū)、市）氣象局環(huán)節(jié)，該流程的內(nèi)容主要包括根據(jù)上傳的產(chǎn)品合格報告進行采購，然后可以應(yīng)用于人工影響天氣業(yè)務(wù)，將轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)、倉儲環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)以及報廢環(huán)節(jié)等產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)自動上傳物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，此時系統(tǒng)就會自動保存上傳的信息數(shù)據(jù)。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的主要功能

人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)充分實現(xiàn)了對人工影響天氣業(yè)務(wù)的裝備彈藥全流程管理和對飛機地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)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(yè)務(wù)裝備彈藥全流程管理功能中，主要包括6個環(huán)節(jié)：一是生產(chǎn)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的主要功能是每一個生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)彈藥的過程中，必須根據(jù)國家制定的安全規(guī)定與統(tǒng)一標(biāo)識規(guī)范進行高質(zhì)量生產(chǎn)，然后確保每一個彈藥都是有條碼標(biāo)簽的，將其作為彈藥的唯一的身份標(biāo)簽，最后該環(huán)節(jié)就可以通過掃描每一個彈藥的條碼標(biāo)簽采集信息數(shù)據(jù)，進而有效實現(xiàn)條碼掃描技術(shù)與感應(yīng)技術(shù)的規(guī)范化人影彈藥標(biāo)識信息采集工作[4]。二是驗收環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)充分利用了條碼感應(yīng)技術(shù)，氣象管理部門利用該技術(shù)對每一個彈藥進行必要的出廠質(zhì)量驗收，只有順利通過條碼感應(yīng)技術(shù)的驗收，才可以打上合格的標(biāo)簽進入下一個環(huán)節(jié)。三是倉儲環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)需要在信息數(shù)據(jù)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(jīng)入庫的人影彈藥進行條碼掃描感應(yīng)，高效實現(xiàn)對所有入庫的人影彈藥實時追蹤與監(jiān)控，同時該環(huán)節(jié)還具備自動化的監(jiān)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(zhuǎn)運環(huán)節(jié)。當(dāng)將不同倉儲中的人影彈藥進行轉(zhuǎn)移與運輸時，管理人員需要對轉(zhuǎn)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?shù)?，這樣就可以直接在管理系統(tǒng)中對人影彈藥進行實時追蹤管控。五是作業(yè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)已經(jīng)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(fā)射的信息；管理人員還可以利用全自動控制發(fā)射系統(tǒng)、遠距離聲光電系統(tǒng)以及發(fā)射過程視頻圖像解析技術(shù)等對彈藥發(fā)射的信息進行自動識別。六是報廢環(huán)節(jié)。當(dāng)人影彈藥與工作裝備等經(jīng)過上述5個環(huán)節(jié)的驗收與使用，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格，那么就需要予以報廢，并由相應(yīng)的生產(chǎn)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(tǒng)上[5]。

1.3.2 飛機地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)管理功能

飛機地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)管理功能主要包括2個環(huán)節(jié)：一是人影飛機操作信息數(shù)據(jù)自動采集傳輸環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的主要功能具體包括對地面的相關(guān)通信控制設(shè)備進行水平升級、安裝機載北斗設(shè)備并充分利用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)、地空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)等對飛機操作的信息數(shù)據(jù)進行實時采集與傳輸，便于氣象管理部門對飛機作業(yè)狀態(tài)進行追蹤、統(tǒng)計與分析[6]。二是人影地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)自動采集傳輸環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)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(fā)射、利用聲電光自動感應(yīng)技術(shù)、識別技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等對火箭與高炮等作業(yè)的信息數(shù)據(jù)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(yè)的狀態(tài)進行實時監(jiān)控、統(tǒng)計與分析。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工影響業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

2.1 明確人影物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)路線

在人工影響天氣業(yè)務(wù)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效應(yīng)用明確了人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)路線。在建設(shè)過程中，基于二維碼標(biāo)識的炮彈管理技術(shù)、火箭彈管理技術(shù)以及彈藥箱管理技術(shù)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(xué)規(guī)范的管理，統(tǒng)一編碼，掃描身份標(biāo)識碼，可以實現(xiàn)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(biāo)識，在彈體的表面刻印醒目的物聯(lián)網(wǎng)信息標(biāo)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(shù)據(jù)時，管理人員可以利用基于光學(xué)掃描技術(shù)研發(fā)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(nèi)部還設(shè)置了全球定位系統(tǒng)GPS模塊，在這些技術(shù)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(jiān)控，進而可以直接在物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)中隨時查看裝備彈藥轉(zhuǎn)運的所有信息數(shù)據(jù)。在構(gòu)建人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的過程中，設(shè)置的每一個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)所采集的信息數(shù)據(jù)都會通過有線通信網(wǎng)絡(luò)與無線通信網(wǎng)絡(luò)進行實時傳輸。

2.2 配套制定人影物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

在構(gòu)建人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的過程中，氣象管理部門在充分了解與掌握了每一個業(yè)務(wù)和流轉(zhuǎn)信息以后，根據(jù)詳細的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和信息流轉(zhuǎn)情況，在遵循最基本要求的基礎(chǔ)上制定出一套科學(xué)有效的人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥的監(jiān)控管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用接口規(guī)范，并對監(jiān)控管理系統(tǒng)的對外接口進行了必要的定義，為國家級人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)、省級人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)以及人影其他天氣業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)等提供真實、有效的依據(jù)。此外，氣象管理部門還制定了一套科學(xué)有效的人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與作業(yè)信息數(shù)據(jù)管理行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在具體應(yīng)用過程中是配套使用這兩套標(biāo)準(zhǔn)，主要內(nèi)容包括對人工影響天氣業(yè)務(wù)的作業(yè)站點統(tǒng)一編碼規(guī)范、裝備彈藥統(tǒng)一編碼規(guī)范、飛機操作信息數(shù)據(jù)采集傳輸規(guī)范以及地面作業(yè)信息數(shù)據(jù)采集傳輸規(guī)范等，在很大程度上有效提高了人工影響天氣業(yè)務(wù)工作的科學(xué)化、規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化水平[8]。

氣象管理部門還發(fā)布了行之有效的《人工影響天氣裝備彈藥監(jiān)控管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)試運行規(guī)定》，該規(guī)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(yè)站點等各個業(yè)務(wù)層級的詳細責(zé)任與義務(wù)，同時也進一步明確了這些層級在人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)能夠得到一體化的運行，保障了各項信息數(shù)據(jù)能夠及時地采集、傳輸與上報，進而確保整個人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮整體建設(shè)效益。

2.3 實現(xiàn)人影裝備彈藥的信息化管理

在構(gòu)建人工影響天氣業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用高效實現(xiàn)了人工影響天氣業(yè)務(wù)裝備彈藥信息化管理與飛機地面作業(yè)實時信息化管理。在這2個方面還基本實現(xiàn)了炮彈與火箭彈的全流程信息化管理，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)、驗收環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)、倉儲環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)與報廢環(huán)節(jié)等，使得管理人員能夠根據(jù)系統(tǒng)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(jiān)控，不斷推動人工影響天氣業(yè)務(wù)朝著精細化、智能化、自動化與科學(xué)化的方向發(fā)展。在設(shè)置好的條碼與電子標(biāo)簽上，管理人員只需手持終端對其進行掃描與感應(yīng)，相關(guān)技術(shù)就可以自動采集到刻印條碼的人影彈藥的信息數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)字振動技術(shù)、光學(xué)采集技術(shù)以及智能采集感應(yīng)器等自動采集人工影響天氣業(yè)務(wù)相關(guān)信息，利用地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，將采集的人工影響天氣業(yè)務(wù)相關(guān)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(yè)務(wù)的相關(guān)作業(yè)信息處理任務(wù)，進一步有效提高了人工影響天氣業(yè)務(wù)的信息化水平與效率[9]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工影響業(yè)務(wù)中的具體應(yīng)用

當(dāng)前，全球變暖已經(jīng)成為全世界特別關(guān)注的環(huán)境問題之一，在全球變暖的過程中逐步引發(fā)了暴雨、冰雹、霜凍以及干旱等各種各樣的自然災(zāi)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(yè)務(wù)卻可以對防災(zāi)減災(zāi)起到關(guān)鍵性的作用，并且各種各樣的科學(xué)技術(shù)也使得人工影響天氣業(yè)務(wù)作業(yè)水平有了切實有效的提高。因此，隨著環(huán)境問題的日益加劇，各國擴大了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人工影響天氣業(yè)務(wù)作業(yè)中的應(yīng)用范圍。例如，2017年，我國研究發(fā)布了人工影響天氣作業(yè)裝備彈藥管理系統(tǒng)4.0，它的功能相比于2016年發(fā)布的人工影響天氣作業(yè)裝備彈藥管理系統(tǒng)3.0，新增了彈藥全流程自動化管理、作業(yè)裝備與彈藥的多元化數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導(dǎo)出以及快速上報等內(nèi)容。2019年，我國研究發(fā)布了人工影響天氣作業(yè)裝備彈藥管理系統(tǒng)5.0，該管理系統(tǒng)更加全面與高效，重新對整個系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)進行了架構(gòu)、將所有的功能進行了微服務(wù)化、優(yōu)化并完善了系統(tǒng)流程管理，但是還有一些重要內(nèi)容未能得以呈現(xiàn)。具體如圖2所示。

在面對人工影響天氣業(yè)務(wù)作業(yè)持續(xù)追求精益求精的需求下，人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)陸續(xù)應(yīng)用計算機技術(shù)、GPS技術(shù)以及RFID技術(shù)等，最大限度地保證了人工影響天氣業(yè)務(wù)作業(yè)信息的快速識別、精準(zhǔn)采集以及迅速傳輸?shù)龋沟萌斯び绊懱鞖鈽I(yè)務(wù)工作快速實現(xiàn)了精準(zhǔn)作業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。在氣象信息化方面，各省氣象管理部門與科技企業(yè)、裝備彈藥制造企業(yè)等通力合作，對人影物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)進行了持續(xù)的探索與研發(fā)。例如，江西省與福建三維公司聯(lián)合開發(fā)了江西省人工影響天氣智慧業(yè)務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括一個大的系統(tǒng)工作臺，通過工作臺可以開展相關(guān)業(yè)務(wù)，具體包括五段式業(yè)務(wù)（物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、培訓(xùn)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(tǒng)后臺）[10]。具體如圖3所示。

4 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)的支持下，我國人工影響天氣業(yè)務(wù)工作水平得到了切實有效的提高。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能促進人工影響天氣業(yè)務(wù)的信息化與自動化，對提高中國人工影響天氣業(yè)務(wù)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(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容、應(yīng)用成效以及應(yīng)用案例等對我國氣象管理具有重要的參考作用。

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