CN108983314A - 一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气象监控领域，公开了一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法。通过本发明创造，一方面可以在执行人工影响天气作业任务前，先将作业区域通知空管站，并利用空管站本质工作来确保作业区域飞行器的安全；另一方面还可以对由人工影响天气火箭作业车上传的且在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据进行远程监控和历史回溯，核对是否出现违规操作，进而利于规范作业，确保人工影响天气作业的安全性。此外，还可以使气象站实时获取各个移动式气象监测车和火箭作业车的具体位置，方便根据人工影响天气作业的实际需求进行灵活布置和快速应用，便于实际推广和应用。

Description

一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法

技术领域

本发明属于气象监控领域，具体涉及一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法。

背景技术

人工影响天气，是指为避免或者减轻气象灾害，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的物理和化学过程进行人工影响，实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。我国人工影响天气工作已经有50多年的历史，现已发展到全国各种火箭发射架5000多具，如此大的作业规模堪称世界第一。但是在目前人工影响天气作业过程中，还缺少一套实现安全管理应用的系统及方法，不能有效确保作业规范性和安全性。此外，目前的气象监测站及火箭发射架的部署位置大多固定，无法根据人工影响天气作业的实际需求进行灵活布置和快速应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种人工影响天气作业安全管理应用系统，包括空管站、气象站、气象监测车和人工影响天气火箭作业车，其中，所述空管站包括空管站主机及分别通信连接所述空管站主机的空管作业调度面板和空管作业监控看板，所述气象站包括气象站主机及分别通信连接所述气象站主机的数据库服务器、人工影响天气作业调度面板和人工影响天气作业监控看板，所述空管站主机通信连接所述气象站主机；

所述气象监测车包括第一车载ECU模块及分别通信连接所述第一车载ECU模块的第一4G无线通信模块、第一卫星定位模块、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向仪、PM2.5空气质量检测仪和气象雷达，其中，所述第一4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机；

所述人工影响天气火箭作业车包括第二车载ECU模块及分别通信连接所述第二车载ECU模块的第二4G无线通信模块、第二卫星定位模块、火箭发射作业面板、火箭发射作业记录仪和电动式火箭发射架，其中，所述第二4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机。

优化的，所述气象监测车还包括通信连接所述第一车载ECU模块的第一车内摄像头和/或第一行车记录仪。

优化的，所述人工影响天气火箭作业车还包括通信连接所述第二车载ECU模块的第二车内摄像头和/或第二行车记录仪。

优化的，所述空管作业调度面板、所述人工影响天气作业调度面板或所述火箭发射作业面板包括触摸屏、键盘、语音喇叭和数字拾音器。

优化的，所述气象雷达包括毫米波测云雷达、X波段测雨雷达和/或L波段测风雷达。

优化的，所述第一卫星定位模块或所述第二卫星定位模块采用型号为UM220-III的北斗/GPS双系统无线定位模块。

本发明所采用的技术方案还有：

一种如前所述人工影响天气作业安全管理应用系统的工作方法，包括如下步骤：

S101.气象站主机在接收到来自气象监测车的实时气象数据和来自人工影响天气火箭作业车的实时定位数据后，将所述实时气象数据和所述实时定位数据传送至人工影响天气作业调度面板进行展示，其中，所述实时气象数据包含气象监测车的实时卫星定位信息、实时温湿度信息、实时光照强度信息、实时雨量信息、实时风速风向信息、实时PM2.5空气质量探测结果信息和实时气象探测结果信息，所述实时定位数据包含人工影响天气火箭作业车的实时卫星定位信息；

S102.气象站主机在接收到来自人工影响天气作业调度面板的人工影响天气作业任务后，将所述人工影响天气作业任务传送至空管站主机，其中，所述人工影响天气作业任务包括作业区域信息和作业内容信息；

S103.空管站主机在接受到来自气象站主机的所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息，配合空管作业监控看板和空管作业调度面板完成相应的空管作业，然后向气象站主机反馈空管安全确认消息；

S104.气象站主机在收到所述空管安全确认消息后，根据所述人工影响天气火箭作业车的实时定位数据查找到距离所述作业区域信息的最近人工影响天气火箭作业车，然后将所述人工影响天气作业任务传送至该人工影响天气火箭作业车；

S105.第二车载ECU模块在收到所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息和所述作业内容信息，配合火箭发射作业面板和电动式火箭发射架，执行所述人工影响天气作业任务；

S106.火箭发射作业记录仪在自动记录所述人工影响天气作业任务的实时执行过程数据时，将所述实时执行过程数据传送至第二车载ECU模块，并通过第二4G无线通信模块及4G移动网络将所述实时执行过程数据发送至气象站主机；

S107.气象站主机在接收到来自人工影响天气火箭作业车的所述实时执行过程数据后，一方面将所述实时执行过程数据送至人工影响天气作业调度面板进行展示，另一方面将所述实时执行过程数据送至数据库服务器进行存储。

本发明的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法，一方面可以在执行人工影响天气作业任务前，先将作业区域通知空管站，并利用空管站本质工作来确保作业区域飞行器的安全；另一方面还可以对由人工影响天气火箭作业车上传的且在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据进行远程监控和历史回溯，核对是否出现违规操作，进而利于规范作业，确保人工影响天气作业的安全性；

(2)还可以使气象站实时获取各个移动式气象监测车和火箭作业车的具体位置，方便根据人工影响天气作业的实际需求进行灵活布置和快速应用，便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的人工影响天气作业安全管理应用系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的所述人工影响天气作业安全管理应用系统，包括空管站、气象站、气象监测车和人工影响天气火箭作业车，其中，所述空管站包括空管站主机及分别通信连接所述空管站主机的空管作业调度面板和空管作业监控看板，所述气象站包括气象站主机及分别通信连接所述气象站主机的数据库服务器、人工影响天气作业调度面板和人工影响天气作业监控看板，所述空管站主机通信连接所述气象站主机。

所述气象监测车包括第一车载ECU模块及分别通信连接所述第一车载ECU模块的第一4G无线通信模块、第一卫星定位模块、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向仪、PM2.5空气质量检测仪和气象雷达，其中，所述第一4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机。

所述人工影响天气火箭作业车包括第二车载ECU模块及分别通信连接所述第二车载ECU模块的第二4G无线通信模块、第二卫星定位模块、火箭发射作业面板、火箭发射作业记录仪和电动式火箭发射架，其中，所述第二4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机。

如图1所示，在所述人工影响天气作业安全管理应用系统的结构中，所述空管站即为空中交通管制中心，用于对从各种渠道送来的且与飞行有关的信息进行处理加工，又从这里发出各种指令管制飞行器的飞行，实现飞行调配目的，保证空中交通安全和通畅，最大限度地提高航路和机场的交通量。在所述空管站的结构中，所述空管站主机一方面用于对与飞行有关的信息进行处理加工，另一方面用于接受由所述空管作业调度面板产生的各种飞行调度指令，并配合其它现有空管辅助设备指导飞行器的飞行；具体的，所述空管站主机可采用现有空管设备实现。所述空管作业调度面板用于作为管制工作员的人机交互界面，在实时显示各种飞行相关信息的同时，通过人工操作产生对应的飞行调度指令；具体的，所述空管作业调度面板可以但不限于包括触摸屏、键盘、语音喇叭和数字拾音器等输入输出设备，以便实现飞行相关信息的展示、手动输入和语音对讲等人机交互目的。所述空管作业监控看板用于巨屏展示空管作业的实时监控情况，以便空管指挥人员全面掌握空管情况；具体的，所述空管作业监控看板可以但不限于采用现有的且具有超大屏幕的LED显示屏。

所述气象站除实现地区气象监控功能外，还用于作为人工影响天气作业的监控中心，在适当条件下根据需求发起人工影响天气作业任务，例如增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等作业任务，并对该作业任务的执行过程进行全程记录。在所述气象站的结构中，所述气象站主机一方面用于接收来自各个气象监测车的实时气象监测数据、各个人工影响天气火箭作业车的实时定位数据以及在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据，另一方用于向所述空管站主机及选定的人工影响天气火箭作业车中转来自人工影响天气作业调度面板的人工影响天气作业任务；具体的，所述气象站主机可采用现有主机服务器实现。所述数据库服务器除用于储存实时气象监测数据外，还用于存储由人工影响天气火箭作业车上传的且在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据，以便随时进行历史回溯，核对是否出现违规操作；具体的，所述数据库服务器可采用现有的数据服务器实现。所述人工影响天气作业调度面板用于作为气象工作员的人机交互界面，在实时显示各种气象监测数据的同时，通过人工操作产生根据适当气象条件情况而发起的人工影响天气作业任务；具体的，所述人工影响天气作业调度面板可以但不限于包括触摸屏、键盘、语音喇叭和数字拾音器等输入输出设备，以便实现相关气象监测数据的展示、手动输入和语音对讲等人机交互目的。所述人工影响天气作业监控看板用于巨屏展示地区全局的实时气象监测数据以及在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据，以便人影指挥人员全面掌握地区气象情况和作业过程情况；具体的，所述人工影响天气作业监控看板可以但不限于采用现有的且具有超大屏幕的LED显示屏。

所述气象监测车用于作为移动的气象监测站，采集所处位置的卫星定位数据及各种气象监测数据。在所述气象监测车的结构中，所述第一车载ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元，又称"行车电脑"、"车载电脑"等)模块作为气象监测车的大脑，用于收集来自各个气象感知设备的气象监测数据，并通过所述第一4G无线通信模块及4G移动网络将这些气象监测数据远端传送至所述气象站主机。所述第一4G无线通信模块用于接入4G移动网络，实现气象监测车在高速行驶或野外布置时的无线数据通信。所述第一卫星定位模块用于与定位卫星通信，获取气象监测车的实时卫星定位信息；具体的，所述第一卫星定位模块可优选采用型号为UM220-III的北斗/GPS双系统无线定位模块。所述温湿度传感器用于采集所处位置的实时温湿度信息，其可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集。所述光照传感器用于采集所处位置的实时光照强度信息，其也可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集。所述雨量传感器用于采集所处位置的实时雨量信息，其也可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集。所述风速风向仪用于采集所处位置的实时风速风向信息，其也可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集。所述PM2.5空气质量检测仪用于采集所处位置的实时PM2.5空气质量探测结果信息，其也可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集。所述气象雷达用于采集所处位置的实时气象探测结果信息，其也可每隔一段时间(例如5分钟)进行一次自动采集；具体的，所述气象雷达可以但不限于包括毫米波测云雷达、X波段测雨雷达和/或L波段测风雷达，以便分别实现测量云层、测量雨量和/或测量风速的目的。

所述人工影响天气火箭作业车即为通过发射相关火箭(例如实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的火箭)来执行人工影响天气作业任务的移动作业站点。在所述人工影响天气火箭作业车的结构中，所述第二车载ECU模块用于作为火箭作业车的大脑，一方面将采集的实时定位数据和在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据上传至所述气象站主机，另一方面用于接受来自气象站主机的人工影响天气作业任务，并通过与所述火箭发射作业面板及所述电动式火箭发射架的配合，执行人工影响天气作业任务。所述第二4G无线通信模块用于接入4G移动网络，实现火箭作业车在高速行驶或野外布置时的无线数据通信。所述第二卫星定位模块用于与定位卫星通信，获取火箭作业车的实时卫星定位信息；具体的，所述第二卫星定位模块也可优选采用型号为UM220-III的北斗/GPS双系统无线定位模块。所述火箭发射作业面板用于作为火箭发射员的人机交互界面，在显示包含作业区域信息和作业内容信息的人工影响天气作业任务的同时，通过人工操作产生控制所述电动式火箭发射架的发射指令；具体的，所述火箭发射作业面板可以但不限于包括触摸屏、键盘、语音喇叭和数字拾音器等输入输出设备，以便实现人工影响天气作业任务的展示、手动输入和语音对讲等人机交互目的。所述电动式火箭发射架用于接受来自所述火箭发射作业面板的发射指令，执行相关火箭的发射任务；具体的，所述电动式火箭发射架可采用现有的电动式火箭发射架来实现。所述火箭发射作业记录仪用于在接受到人工影响天气作业任务后，自动记录在执行该人工影响天气作业任务过程中所产生的实时过程数据，并通过所述第二4G无线通信模块及4G移动网络将这些实时过程数据上传至所述气象站主机。

前述人工影响天气作业安全管理应用系统的工作方法，可以但不限于包括如下步骤。

S101.气象站主机在接收到来自气象监测车的实时气象数据和来自人工影响天气火箭作业车的实时定位数据后，将所述实时气象数据和所述实时定位数据传送至人工影响天气作业调度面板进行展示，其中，所述实时气象数据包含气象监测车的实时卫星定位信息、实时温湿度信息、实时光照强度信息、实时雨量信息、实时风速风向信息、实时PM2.5空气质量探测结果信息和实时气象探测结果信息，所述实时定位数据包含人工影响天气火箭作业车的实时卫星定位信息。

S102.气象站主机在接收到来自人工影响天气作业调度面板的人工影响天气作业任务后，将所述人工影响天气作业任务传送至空管站主机，其中，所述人工影响天气作业任务包括作业区域信息和作业内容信息。

在所述步骤S102中，所述作业区域信息用于记载待发射火箭的空中区域位置，而所述作业内容信息用于记载待发射火箭的类型和数量等。

S103.空管站主机在接受到来自气象站主机的所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息，配合空管作业监控看板和空管作业调度面板完成相应的空管作业，然后向气象站主机反馈空管安全确认消息。

S104.气象站主机在收到所述空管安全确认消息后，根据所述人工影响天气火箭作业车的实时定位数据查找到距离所述作业区域信息的最近人工影响天气火箭作业车，然后将所述人工影响天气作业任务传送至该人工影响天气火箭作业车。

S105.第二车载ECU模块在收到所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息和所述作业内容信息，配合火箭发射作业面板和电动式火箭发射架，执行所述人工影响天气作业任务。

S106.火箭发射作业记录仪在自动记录所述人工影响天气作业任务的实时执行过程数据时，将所述实时执行过程数据传送至第二车载ECU模块，并通过第二4G无线通信模块及4G移动网络将所述实时执行过程数据发送至气象站主机。

S107.气象站主机在接收到来自人工影响天气火箭作业车的所述实时执行过程数据后，一方面将所述实时执行过程数据送至人工影响天气作业调度面板进行展示，另一方面将所述实时执行过程数据送至数据库服务器进行存储。

通过前述步骤S101～S107，不但可以在执行人工影响天气作业任务前，先将作业区域通知空管站，并利用空管站本质工作来确保作业区域飞行器的安全，还可以对由人工影响天气火箭作业车上传的且在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据进行远程监控和历史回溯，核对是否出现违规操作，进而利于规范作业，确保人工影响天气作业的安全性。此外，还可以使气象站实时获取各个移动式气象监测车和火箭作业车的具体位置，方便根据人工影响天气作业的实际需求进行灵活布置和快速应用。

优化的，所述气象监测车还包括通信连接所述第一车载ECU模块的第一车内摄像头和/或第一行车记录仪。如图1所示，所述第一车内摄像头用于采集气象监测车内部的图像数据，并通过所述第一车载ECU模块和所述第一4G无线通信模块将这些图像数据实时传送至所述气象站主机，以便远程监视驾驶员或相关气象人员的工作情况，及时发现违规操作行为。所述第一行车记录仪用于采集气象监测车在行驶途中的影像及声音等相关资讯信息，以便随时取证。

优化的，所述人工影响天气火箭作业车还包括通信连接所述第二车载ECU模块的第二车内摄像头和/或第二行车记录仪。如图1所示，所述第二车内摄像头用于采集火箭作业车内部的图像数据，并通过所述第二车载ECU模块和所述第二4G无线通信模块将这些图像数据实时传送至所述气象站主机，以便远程监视驾驶员或相关火箭操作员的工作情况，及时发现违规操作行为。所述第二行车记录仪用于采集火箭作业车在行驶途中的影像及声音等相关资讯信息，以便随时取证。

综上，采用本实施例所提供的人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种人工影响天气作业安全管理应用系统及其工作方法，一方面可以在执行人工影响天气作业任务前，先将作业区域通知空管站，并利用空管站本质工作来确保作业区域飞行器的安全；另一方面还可以对由人工影响天气火箭作业车上传的且在执行人工影响天气作业任务过程中所记录的实时过程数据进行远程监控和历史回溯，核对是否出现违规操作，进而利于规范作业，确保人工影响天气作业的安全性；

(2)还可以使气象站实时获取各个移动式气象监测车和火箭作业车的具体位置，方便根据人工影响天气作业的实际需求进行灵活布置和快速应用，便于实际推广和应用。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：包括空管站、气象站、气象监测车和人工影响天气火箭作业车，其中，所述空管站包括空管站主机及分别通信连接所述空管站主机的空管作业调度面板和空管作业监控看板，所述气象站包括气象站主机及分别通信连接所述气象站主机的数据库服务器、人工影响天气作业调度面板和人工影响天气作业监控看板，所述空管站主机通信连接所述气象站主机；

所述气象监测车包括第一车载ECU模块及分别通信连接所述第一车载ECU模块的第一4G无线通信模块、第一卫星定位模块、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向仪、PM2.5空气质量检测仪和气象雷达，其中，所述第一4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机；

所述人工影响天气火箭作业车包括第二车载ECU模块及分别通信连接所述第二车载ECU模块的第二4G无线通信模块、第二卫星定位模块、火箭发射作业面板、火箭发射作业记录仪和电动式火箭发射架，其中，所述第二4G无线通信模块通过4G移动网络通信连接所述气象站主机。

2.如权利要求1所述的一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：所述气象监测车还包括通信连接所述第一车载ECU模块的第一车内摄像头和/或第一行车记录仪。

3.如权利要求1所述的一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：所述人工影响天气火箭作业车还包括通信连接所述第二车载ECU模块的第二车内摄像头和/或第二行车记录仪。

4.如权利要求1所述的一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：所述空管作业调度面板、所述人工影响天气作业调度面板或所述火箭发射作业面板包括触摸屏、键盘、语音喇叭和数字拾音器。

5.如权利要求1所述的一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：所述气象雷达包括毫米波测云雷达、X波段测雨雷达和/或L波段测风雷达。

6.如权利要求1所述的一种人工影响天气作业安全管理应用系统，其特征在于：所述第一卫星定位模块或所述第二卫星定位模块采用型号为UM220-III的北斗/GPS双系统无线定位模块。

7.一种如权利要求1～6任意一项所述人工影响天气作业安全管理应用系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101.气象站主机在接收到来自气象监测车的实时气象数据和来自人工影响天气火箭作业车的实时定位数据后，将所述实时气象数据和所述实时定位数据传送至人工影响天气作业调度面板进行展示，其中，所述实时气象数据包含气象监测车的实时卫星定位信息、实时温湿度信息、实时光照强度信息、实时雨量信息、实时风速风向信息、实时PM2.5空气质量探测结果信息和实时气象探测结果信息，所述实时定位数据包含人工影响天气火箭作业车的实时卫星定位信息；

S102.气象站主机在接收到来自人工影响天气作业调度面板的人工影响天气作业任务后，将所述人工影响天气作业任务传送至空管站主机，其中，所述人工影响天气作业任务包括作业区域信息和作业内容信息；

S103.空管站主机在接受到来自气象站主机的所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息，配合空管作业监控看板和空管作业调度面板完成相应的空管作业，然后向气象站主机反馈空管安全确认消息；

S104.气象站主机在收到所述空管安全确认消息后，根据所述人工影响天气火箭作业车的实时定位数据查找到距离所述作业区域信息的最近人工影响天气火箭作业车，然后将所述人工影响天气作业任务传送至该人工影响天气火箭作业车；

S105.第二车载ECU模块在收到所述人工影响天气作业任务后，根据所述作业区域信息和所述作业内容信息，配合火箭发射作业面板和电动式火箭发射架，执行所述人工影响天气作业任务；

S106.火箭发射作业记录仪在自动记录所述人工影响天气作业任务的实时执行过程数据时，将所述实时执行过程数据传送至第二车载ECU模块，并通过第二4G无线通信模块及4G移动网络将所述实时执行过程数据发送至气象站主机；

S107.气象站主机在接收到来自人工影响天气火箭作业车的所述实时执行过程数据后，一方面将所述实时执行过程数据送至人工影响天气作业调度面板进行展示，另一方面将所述实时执行过程数据送至数据库服务器进行存储。