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人工影响天气指挥平台

更新:2015-08-31 15:20:33  点击:
产品介绍

伴随着人(ren)影(ying)(ying)事(shi)业(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)发(fa)展(zhan)(zhan),人(ren)影(ying)(ying)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)规模不断扩大(da),更(geng)趋向(xiang)于常态化作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye),相应的(de)业(ye)(ye)(ye)(ye)务(wu)服(fu)(fu)务(wu)范围(wei)也从以往的(de)抗旱救(jiu)灾向(xiang)水(shui)库增水(shui)、应对污染突(tu)发(fa)事(shi)件(jian)等(deng)多元化发(fa)展(zhan)(zhan)。新的(de)业(ye)(ye)(ye)(ye)务(wu)模式需(xu)要(yao)更(geng)为(wei)(wei)精(jing)准的(de)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)条件(jian)天(tian)气(qi)(qi)预测预报能力,更(geng)为(wei)(wei)有效的(de)方(fang)案决策能力,更(geng)为(wei)(wei)广泛的(de)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)协调指(zhi)(zhi)挥(hui)能力 通过人(ren)工影(ying)(ying)响天(tian)气(qi)(qi)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)指(zhi)(zhi)挥(hui)系统项目(mu)的(de)建(jian)设(she),将全(quan)面解(jie)决现有的(de)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)时机把握(wo)精(jing)准度不高、功能分散且标准不一、业(ye)(ye)(ye)(ye)务(wu)流程(cheng)衔接不畅等(deng)问题,满足(zu)新形势下人(ren)影(ying)(ying)业(ye)(ye)(ye)(ye)务(wu)发(fa)展(zhan)(zhan)的(de)要(yao)求,提升人(ren)影(ying)(ying)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)能力,更(geng)好(hao)地为(wei)(wei)粮食安全(quan)、抗旱救(jiu)灾、森林防火、生(sheng)态建(jian)设(she)和(he)保护等(deng)提供(gong)作(zuo)业(ye)(ye)(ye)(ye)服(fu)(fu)务(wu)。

1.1 项目建设目标

依托现有人工影响天气信息化建设,以“统一规划、分级实施”的原则,通过建设一套标准化、规范化的人影作业指挥系统,满足四级作业运行体系人影指挥与管理需求,大幅度提高人影作业指挥的统筹能力、决策指挥能力以及业务管理能力。

1.2 项目建设内容

人工影响(xiang)天气作(zuo)业指(zhi)挥(hui)(hui)系统主要根据吉林(lin)省人工增雨防雹等(deng)减灾作(zuo)业需求,结合现有各项资源(yuan),以新一代多普勒(le)天气雷达为依托,建立(li)集(ji)数据加工处理、综合分析决策、空域(yu)(yu)申(shen)请、作(zuo)业指(zhi)挥(hui)(hui)调度、产(chan)品发(fa)布为一体化的应用平台(tai),提(ti)供(gong)数据实时(shi)采集(ji)、解析、反演加工、产(chan)品分发(fa)、自动(dong)预警、方(fang)(fang)案制作(zuo)、空域(yu)(yu)申(shen)请、远(yuan)程作(zuo)业指(zhi)挥(hui)(hui)、实时(shi)跟踪(zong)汇总(zong)、信息发(fa)布等(deng)方(fang)(fang)面的业务方(fang)(fang)面的支撑(cheng)。


1.3 功能

1.3.1数据加工处理

实现固定多普勒天气业务雷达、移动C波段多普勒天气雷达、移动X波段双偏振多普勒天气雷达、风廓线雷达、微波辐射计、雨滴谱仪、土壤水分站、全自动GPS探空系统等组网探测数据(常规及非常规)的采集、处理,以及与人影相关产品的反演,开发生成人影业务可用的监测数据产品或图形化产品,满足业务人员对人影作业天气的监测、预警、预报的业务要求。

作为数据处理核心功能,要充分考虑气象数据采样频次高、数据量大、业务时效性高、组网数据结构及格式差异大、并发处理量大的特点,提供高性能计算数据加工处理能力。为了适应未来人影业务的发展,应具有良好的数据可扩展性;充分考虑大数据的管理要求及产品实时发布服务要求,对气象数据库和人影服务产品形成标准化统一格式;考虑到省内有多部移动及固定雷达,雷达产品应该方便业务人员能同时基于多型异种组网雷达进行监测、指挥及评估。

表 数据加工处理功能需求表

#

功能

功能要求

技术指(zhi)标

1

数(shu)据(ju)采(cai)集存储(chu)系统

能够对(dui)多类异(yi)种观测设备(bei)数据(ju)进行采(cai)(cai)集,对(dui)采(cai)(cai)集的数据(ju)进行实时解析然(ran)后存入(ru)数据(ju)仓库,对(dui)反演的数据(ju)产品,进行存储;

能(neng)够提供高效的数据查询存储性能(neng)。

1.数据采集延迟不超过3秒(miao);

2.数据解析存(cun)库操作不超过1秒;

3.数据基(ji)础查询响应时(shi)间不超过1秒;

4.数据库系统(tong)实时(shi)(shi)备份(fen),故障能够瞬(shun)时(shi)(shi)切换,切换时(shi)(shi)间不超过(guo)10秒(miao);

5.能够支持500个(ge)并发连接。

2

数(shu)据反演产品加工系统

微波辐射(she)计(ji)产品包括大气温度、湿度、云水(shui)(shui)垂直分布、积分水(shui)(shui)汽含(han)量(liang)、积分液态水(shui)(shui)含(han)量(liang)。X波段(duan)全相(xiang)参多普勒天气雷达产(chan)品(pin)(pin)包括强(qiang)(qiang)度、速度、谱宽、差分(fen)反射率、相(xiang)关系数(shu)、线性退极化比、差分(fen)传(chuan)播(bo)相(xiang)位移、双程差分(fen)传(chuan)播(bo)相(xiang)位变化、任意垂直(zhi)剖面等(deng)基本数(shu)据产(chan)品(pin)(pin);回波顶高、垂直(zhi)累(lei)积含水(shui)量(liang)、零度层高度、粒(li)子相(xiang)态识(shi)别、冰(bing)雹(bao)指数(shu)、冰(bing)雹(bao)识(shi)别等(deng)反演产(chan)品(pin)(pin)。雨(yu)滴谱产(chan)品(pin)(pin)包括降水(shui)粒(li)径分(fen)布、降水(shui)类型、雨(yu)强(qiang)(qiang)、降水(shui)总量(liang)等(deng)。

提(ti)供微波辐射计(ji)、X波段全相参多普勒天气(qi)雷达、雨滴(di)谱产品的数(shu)据(ju)反(fan)演(yan)产品加工。

1.单项(xiang)产(chan)品加工时(shi)间不能超过2秒;

2.反(fan)演产品前端呈现渲染时间不(bu)超过2秒;

3.能够支(zhi)持300个并发反演(yan)任务(wu)

3

产品发布系统

构建基于(yu)观测数据和反演产品(pin)的数据发布平台,平台采用(yong)iNotifynode.js技术,通过ssh推送、scp推(tui)送、ftp推(tui)送的方(fang)式(shi),实(shi)现实(shi)时发(fa)布气象(xiang)反演产(chan)品与基础(chu)采集数据。

1.支持(chi)百(bai)万级的(de)文件监控(kong);

2.支持10层(ceng)的目录(lu)深度(du);

3.秒级触(chu)发(fa)数据发(fa)布;

4.支持(chi)百(bai)万级的数据目录监控。

1.3.2综合分析决策

利用雷达拼图、微波辐射计、雨滴谱、土壤水分站、GPS探空系统、风廓线雷达、车载移动X波段全相参多普勒天气雷达、车载移动C波段多普勒天气雷达等产品,可对作业需求、作业潜力、作业天气条件进行一体化的综合判断;根据数据产品的作业指标,能够自动识别、自动化预警,给出作业参数;业务人员可综合各类探测资料及指标判据进行指导产品制作、方案决策及制作等。

系统需要充分支持不同类型、不同格式、不同时次资料及图形化产品的整合显示;支持各种图形、图像、颜色标识、等值线、垂直剖面等显示。结合地理信息平台能够进行综合叠加分析;能够对作业天气进行自动化预警并结合作业点信息能够给出作业参数,以提升系统的自动化水平。

表 技术指标要求表

序号(hao)

指标项(xiang)

要求

1

对流云消雹(bao)

软(ruan)件能够(gou)连续追踪强(qiang)对流云的(de)发展变化,提(ti)前(qian)给(ji)出(chu)降雹(bao)区域(yu)预警,并(bing)给(ji)出(chu)作(zuo)业范围,地面(mian)高炮与(yu)火(huo)箭(jian)的(de)作(zuo)业角度(du)(du)、作(zuo)业高度(du)(du)和用(yong)弹量。

软件(jian)在省、市级实现空(kong)域申(shen)请(qing)信息化,通过(guo)专(zhuan)网提交(jiao)作业(ye)范(fan)围(wei),得到(dao)空(kong)域允许后及(ji)时(shi)推(tui)送到(dao)作业(ye)终端,节约(yue)作业(ye)申(shen)请(qing)与(yu)实施(shi)时(shi)间。

1.作业预警时间为一小时,给出作业区(qu)域、时间;

2.提前半小时申请空域;

3.将作(zuo)业(ye)角度(du)、高度(du)及用弹量实时推(tui)送到作(zuo)业(ye)终端。

2

对流云增(zeng)雨

软件能(neng)够连续(xu)追踪对流云的发展(zhan)变化,给出增雨作(zuo)(zuo)业区域(yu)与作(zuo)(zuo)业时间;相应申(shen)请作(zuo)(zuo)业空域(yu);发送作(zuo)(zuo)业指令。

1.结合作业区域,提前给(ji)出(chu)作业预警时间(1小时);

2.提前半(ban)小时申请空域;

3.将作业角度(du)、高度(du)及用弹量(liang)实时(shi)推(tui)送(song)到作业终端。

3

层状云(yun)增雨

软件能(neng)够给出符合(he)作业(ye)指(zhi)标(biao)的区域(yu)范围(wei),结(jie)合(he)探空资料,确(que)定层状云结(jie)构(gou),给出增雨决策。

1.给出作业指标的区域范围;

2.给出云(yun)区的(de)移(yi)动(dong)方(fang)向(xiang)、移(yi)动(dong)速度;

3.结合作业需求(qiu),给出增(zeng)雨区(qu)域。

1.3.3作业空域申请

空域申请主要用于飞机和地面作业空域计划的申报、审批、状态监视和数据统计分析等,实现人影指挥中心与空域管理部门间数据自行化信息交互传递、处理与显示控制。

1.3.4作业指挥调度

建立包括探测信息分析结果、作业需求分析结果、作业条件预报结论、作业情况等信息的综合显示功能和作业方案修订、指令下达、实时监控和业务信息管理功能为一体的指挥调度平台。

1、能够建立作业装备与指挥系统的直接连接控制,远程指挥作业点的作业装备(现有各种类型和型号)。

2、能够根据作业条件自动生成方案并直接将作业指令下达到作业装备完成自动/手动调炮(根据装备类型)。

3、完成作业过程数据和业务信息在各级指挥系统的自动上报汇总。

1.3.5产品发布

提供Web化的产品共享与发布服务,可实时更新发布人影指导产品、决策方案、作业信息等数据,并且提供在线浏览与下载服务。同时为大屏会商提供全面地、实时的、准确的综合信息显示服务。

要求系统基于成熟的内容管理(CMS)平台搭建,提供功能完整的后台管理功能,维护简单、易用。

1.3.6数据主要来源

人影业务所需的气象资料和人影资料信息涉及范围比较广,总的来说主要来源与三个方面:

1、业务过程中的积累:业务人员、作业指挥人员等在使用本系统的来进行人影作业分析、决策、指挥、发布、管理等过程中形成的信息,包含形成的各类产品、调度指挥信息、空域申请信息、业务资源管理信息、数据发布信息等。

2、外部采集的数据:人影业务分析需要借助大量的气象观测数据和产品,这些数据目前分布在不同的系统或文件目录中,通过收集和整理这些数据很好支撑人影业务相关应用。

3、体系内共享的数据:根据人影业务体系管理的要求,上下级业务过程中形成的数据。

外来数据主要来源见下所示。

外部数据主要来源表

序号

数据来(lai)源(yuan)

数据(ju)内容

1

气象信息中心

人影业务所需的各种气象观(guan)测(ce)资(zi)料,如雷达资(zi)料、加密站资(zi)料、探(tan)空资(zi)料等。

2

本单位其(qi)他业务系统或(huo)是文(wen)件共享(xiang)目录(lu)

现有(you)的可应用于人影业(ye)务分(fen)析的监测、预报、预警资料等。

3

上(shang)级(ji)人影单(dan)位

上级下(xia)发(fa)的指导产品、方案等资(zi)料。

4

下级人影单位

上报的作业信息、业务(wu)资源信息等。

气象数据主要格式

人影气象资料的来源主要与各级气象信息中心,在数据获取方面,严格遵守通用的数据文件格式,如地面、探空、自动站气象观测、分析、预报资料主要采用Micaps格式,图形图像采用GIF/JPG等标准图像格式,雷达基数据采用RPG产品格式。

数据存储要求

系(xi)统要求(qiu)按(an)照资(zi)料的(de)(de)类型和(he)特点,考(kao)虑(lv)数据处理(li)效(xiao)(xiao)率(lv),采(cai)用合(he)理(li)的(de)(de)存(cun)储方式(shi)(shi),这里气象(xiang)原始资(zi)料多为(wei)报文(wen)(文(wen)件(jian))形式(shi)(shi),需综合(he)考(kao)虑(lv)现有资(zi)料的(de)(de)存(cun)储方式(shi)(shi)以(yi)及(ji)(ji)人影业务应(ying)用的(de)(de)需求(qiu),采(cai)用文(wen)件(jian)存(cun)储或是数据库(ku)存(cun)储方式(shi)(shi)进行存(cun)储,满足应(ying)用需求(qiu)及(ji)(ji)数据处理(li)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)。

1.4 总体架构


本项目系统总体架构基于省、市、县、作业点四级业务运行体系的业务框架下,充分利用省信息化建设已有的软硬件环境设施、网络系统等资源基础上进行设计的。总体架构从下到上分为基础设施层、数据库层、应用支撑层、应用层、表现层和用户层以及两个保障体系。

1、基础设施层

基础设施层提供人影作业指挥系统的基础软、硬件支撑平台,其中硬件部分包括了系统运行所必需的主机、存储设备、网络设备以及相关的安全系统等,软件部分则主要包含了系统运行所必需的操作系统、数据库系统等。

2、数据库层

数据库层主要为人影作业指挥系统的运行提供数据支撑,其中包含气象观测数据、人影业务数据、业务支撑数据三大类。

3、应用支撑层

应用支撑层为应用层提供各种组件应用支撑。

4、应用层

应用系统是人影作业指挥系统建设的核心,共包含5个子系统。

5、表现层

表现层为应用层业务系统对外提供的表现方式,是业务操作的窗口。本项目主要采用C/SB/S相结合的方式对外提供web界面和桌面服务。

6、用户层

用户层是指人影作业指挥系统提供的业务功能服务的用户,主要包含作业指挥人员、业务人员、业务管理人员、系统管理人员、空域审批人员。

7、安全保障体系

信息安全保障体系贯穿系统建设各个层次。本项目主要从安全区域划分、用户认证、加解密、日志安全、数据备份等方面进行建设。

8、标准规范体系

标准规范体系是本项目项目信息化系统建设的基础,对项目建设具有指导和规范作用。项目建设需要参考国家、吉林省等已有的标准规范,在系统建设过程中采用或制定自己的标准规范体系。





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