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基于智能调度的人工影响天气作业通信平台设计与实践

作者

李世文 张涛 王思越 张海燕 孟利洪

云南省曲靖市气象局

摘要:人工影响天气作为现代气象服务重要组成部分,在灾害防控、农业生产、生态保护中发挥着不可或缺的作用。本文以基于智能调度人工影响天气作业通信平台为核心,分析现有通信系统不足,构建了集语音调度、精准定位、远程监控等功能于一体的现代化通信平台。以曲靖市甚高频无线数字通信网为案例,研究从系统架构设计、关键技术支持、功能实现三个方面展开,提出了智能部署、模块化设计、网络优化系统构建方案。运用试点化推进、标准化建设、持续化维护、实用化培训,平台实际应用价值得以验证,为人工影响天气作业提供了科学技术支持。

关键词:智能调度;人工影响天气作业;通信平台

引言:随着社会经济快速发展,人工影响天气作业重要性日益凸显,尤其是在防灾减灾、农业增产及生态保护等领域。然而,目前云南曲靖地区使用的甚高频无线数字通讯网自2012年建成以来,已运行超过十年,其在通信指挥中诸多技术局限逐渐显现。高楼林立信号屏蔽、电磁干扰频发、阴雨天气下信号衰减等问题,显著影响了作业调度实时性,尤以罗平、宣威等区域通信盲区为甚[1]。现有通信系统在流动作业点调度、中继台状态监控及终端定位功能方面存在明显不足,难以满足高效、安全作业需求。由于是应急无线通信网一般工作在无公网的偏远地区,需要通过遥测功能远程了解通信基站的状态,以便随时保持通信畅通。为此,针对当前通信网功能短板,提出基于智能调度人工影响天气作业通信平台升级方案,以解决信号覆盖不足、调度功能匮乏、设备故障监控能力弱化等问题。该平台依托IP网络、北斗与GPS双模定位、数字录音与轨迹回放等先进技术,运用智能调度提升作业车辆实时指挥能力,实现对通信终端精准管理与故障预警,从而提高曲靖地区人工影响天气作业通信效率。

1人工影响天气作业通信平台的系统架构

1.1智能部署架构,精准通信指挥

人工影响天气作业通信平台智能部署架构以提升指挥调度精准性为核心,充分利用IP网络技术、云计算技术以及北斗与GPS双模定位技术,实现通信网络智能化改造,形成多层级协同指挥体系。架构设计中,平台结合YN-2013无线调度系统核心技术,实现了语音通信、定位跟踪、轨迹回放、遥控遥测、数字录音等关键功能集成,把传统无线通信系统升级为具有智能调度能力的现代化指挥平台。部署智能化终端定位模块以及多模话筒,平台可实时采集、传输作业点、流动车辆精确位置数据,为指挥中心提供可视化调度支持。平台智能部署架构灵活适配不同通信场景,保障指挥人员在恶劣天气或复杂地形下,依然高效、精准协调作业任务。

1.2模块化设计方案,提升运行效率

人工影响天气作业通信平台采用模块化设计方案,实现系统功能灵活配置与高效运行。平台主要由调度系统软件、控制台、云服务器、终端定位模块、多模话筒以及电子地图等核心模块组成,各模块独立运作又相互协同,形成高度集成通信体系。调度系统软件采用服务器-客户端架构,服务器负责数据集中处理与分发,客户端提供用户友好操作界面,实现了语音调度、定位显示、状态监控等核心功能。控制台作为通信系统中枢设备,根据嵌入式设计与IP网络连接,实现无线通信网与互联网无缝对接。模块化设计优势在于提升系统扩展性,针对不同作业场景快速进行功能升级,从而显著提高人工影响天气作业响应效率与运行稳定性。

1.3网络优化集成,保障通信畅通

为克服现有通信网在复杂天气以及地形条件下信号盲区问题,人工影响天气作业通信平台基于网络优化集成,扩大通信覆盖范围。平台采用IP网络与无线通信网相结合双网络架构,基于云服务器实现通信数据集中管理与多路由传输,保障各通信终端在不同网络环境下均能保持连接稳定。针对中继站通信盲区问题,平台增加了中继台状态遥测功能,实现对中继台运行状态实时监控。引入多模话筒与独立定位天线,平台在GPRS网络以及无线通信网之间实现数据双模传输,有效提高定位数据传输实时性。平台支持多种电子地图切换,利用地理信息系统对终端设备位置、轨迹、基站状态进行可视化显示,为指挥人员提供通信网络运行信息,从而保障人工影响天气作业通信畅通与调度高效。

2基于智能调度人工影响天气作业通信平台的关键技术支持

2.1 双模定位技术,精准位置掌控

双模定位技术是人工影响天气作业通信平台核心技术之一,根据集成北斗卫星导航系统与GPS全球定位系统的特点,保障终端设备在各种复杂环境下快速获取精准地理位置信息。平台中终端定位模块采用独立定位天线设计,避免传统对讲机射频共用天线对通信性能干扰,具备快速响应能力。具体而言,该技术支持双模定位数据主动上传与系统拉取,结合YN-2013无线调度系统,实现对作业点实时位置监控及轨迹回放,精度可达3米以内[2]。双模定位技术优势在于其高度稳定性,即便在信号较差区域或恶劣天气条件下,仍能提供稳定定位服务,为精准调度提供技术支持,提高了作业车辆任务执行效率,运用实时位置监控有效规避潜在风险,为人工影响天气作业提供了坚实技术保障。

2.2 网络调度技术,高效任务分配

平台依托IP网络与无线通信网深度融合,建立了智能化特性调度系统。其核心在于利用多客户端并行工作模式与语音通信集成功能,实现多终端实时分配。基于YN-2013无线调度系统,在电子地图上实时查看终端设备分布状态,并对单个或多个设备发起组呼、个呼或群呼,保障信息快速传递协调。调度系统具备远程短信发送功能以及多路由通信能力,在对讲机通信盲区基于GPRS网络传输数据,进一步提升调度任务灵活性与覆盖范围。网络调度技术引入显著优化了指挥流程,降低了通信延迟,为人工影响天气作业任务科学决策提供了强有力技术支持。

2.3 北斗融合技术,提升操作精度

北斗融合技术、充分利用北斗卫星导航系统高精度定位以及短报文通信功能,与GPS系统形成双模融合技术架构,为平台提供了精准地理信息支持。具体而言,平台基于北斗系统实现了高精度终端定位与可靠状态数据传输,其定位精度可满足复杂地形环境下通信需求。北斗融合技术还支持终端位置实时轨迹追踪功能,结合数字化调度系统,在调度过程中直观显示每个终端运行状态。北斗短报文功能在极端条件下提供了可靠备用通信路径,即使在无公网覆盖区域,也能保障关键数据及时传递。北斗融合技术应用提升了平台技术先进性,为人工影响天气作业智能化、精细化、高效化提供了重要技术保障,为未来行业发展奠定了坚实基础。

3基于智能调度人工影响天气作业通信平台的功能设计

3.1 调度功能,灵活任务安排

调度功能是人工影响天气作业通信平台核心功能之一,实现多终端语音通信灵活管理,支持组呼、群呼、个呼多样化通信需求。平台运用YN-2013无线调度系统集成语音调度模块,使指挥中心基于IP网络实时连接各通信终端,无需额外硬件设备即可实现对无线通信网络控制。调度系统提供监听功能,实时监测现场通话动态,掌握作业任务执行进度,保障调度指令准确性,提升了作业调度效率,极大增强了指挥中心灵活应变能力,为人工影响天气任务科学部署提供了技术保障。

3.2 定位功能,空间掌控

定位功能根据平台内置双模定位技术,提供对终端位置轨迹记录,平台利用北斗以及GPS双模定位模块,实现终端设备在电子地图上实时位置显示更新,无论是固定作业点还是流动作业车辆,都能精确掌控其地理位置。轨迹回放功能允许调度人员回顾终端历史移动路径,用于任务问题排查。平台根据基站布局可视化功能,实时显示基站位置分布及信号强度、设备电量等工作参数,提供直观地理信息与设备状态数据,优化了指挥人员空间掌控能力,有效支持了人工影响天气作业科学决策。

3.3 监控功能,强化设备管理

监控功能主要实现对通信网络中基站以及终端设备远程状态监测预警,平台运用遥测技术采集基站电压、信号强度及风扇运行等关键参数,并在故障发生时及时发出预警,保障技术人员迅速排除故障,降低系统停机风险。平台支持对终端设备终端激活、定位数据上传、通话ID监控等远程控制操作,使指挥中心灵活调整终端设备运行状态,提高设备管理高效性[3]。

3.4 录音功能,留存任务记录

平台在每次通话时自动录制语音内容,并把通话者身份与时间信息进行同步存储,形成完整任务执行档案。运用录音回放功能快速检索关键对话,按用户、时间或其他条件进行查询,方便对任务执行情况进行复盘,为事后分析提供了详实数据支持,在突发事件中运用回放快速定位问题,为人工影响天气作业精细化管理提供了重要支撑。

3.5 用户管理功能,优化操作体验

用户管理功能根据系统化档案管理以及多客户端操作模式,优化了指挥中心使用体验,平台允许为每个用户建立姓名、ID、职务等详细档案信息,便于快速检索管理。系统支持多客户端并行工作,最多可容纳10个客户端操作,满足多用户协同指挥需求。客户端软件操作界面简洁直观,用户只需在有互联网的地方,安装客户端软件即可远程接入系统,实时调度,提升用户协作效率,为人工影响天气作业统一指挥提供了保障。

4基于智能调度人工影响天气作业通信平台的实践推广建议

4.1 标准化建设,提升行业普适

为实现人工影响天气作业通信平台在大范围推广,必须优先推进系统标准化建设。具体而言,需要制定统一技术规范,涵盖平台架构、核心功能及操作流程等关键方面,保障不同地区、不同作业环境下通信系统高效对接并协同运行。强化设备兼容性,促进现有通信设备资源整合,使传统甚高频无线通讯网与现代智能调度平台实现无缝过渡,提升平台行业普适性,保障各地区在应用该平台时快速部署并稳定运行,为全国范围内人工影响天气作业通信指挥提供技术支持。

4.2 试点化推进,优化实用方案

选择通信盲区明显、调度需求复杂曲靖市罗平、宣威等通信需求较为迫切重点区域作为试点,进行局部部署验证平台功能效果[4]。在试点运行过程中,收集相关运行数据,分析平台通信质量、设备稳定性以及用户反馈,为后续优化功能设计提供数据支持。运用试点化推进,降低推广风险,针对不同区域需求调整技术方案,为平台在大范围内高效应用奠定基础。

4.3 持续化维护,保障系统长效

为了保障平台长期稳定运行,需要建立持续化维护机制,对硬件与软件进行定期检修。硬件方面,应定期检查基站、中继设备及终端模块运行状态,及时更换老化或故障部件,避免设备性能下降影响作业任务。软件方面,需紧跟技术发展趋势,定期更新平台功能模块,优化算法以提高调度效率,或添加新功能以满足动态作业需求。还应建立实时故障预警机制,保障通信网络快速恢复正常运行,持续化维护,不延长系统使用寿命,保障平台在长期运行中的可靠性。

4.4 实用化培训,提升用户能力

平台推广离不开用户操作能力提升,因此必须开展平台功能介绍、操作流程讲解、常见问题解决方案等针对性实用化培训,保障用户熟练掌握平台各项功能。模拟作业场景,帮助用户在实际任务中灵活运用平台,提高工作效率。建立问题答疑机制,针对用户在使用过程中遇到疑问提供实时解答,增强用户对平台信心。开展实用化培训,提高用户对平台的接受度,促使平台功能优势在应用中得到充分发挥,从而加速平台在全国范围内推广步伐。

5基于智能调度人工影响天气作业通信平台的应用前景

5.1 应急场景拓展,支持高效救援

人工影响天气作业通信平台在应急场景中应用前景广阔,尤其在防汛抗旱、森林防火等自然灾害防控中具有显著优势。平台运用实时语音通信、精准定位、智能调度功能,快速协调作业车辆、人员,保障在灾害现场及时部署救援任务,在防汛抗旱过程中,平台实时跟踪作业点降雨情况,精准调度车辆投放人工增雨剂,在关键区域迅速缓解旱情。森林防火中,平台利用定位功能监控作业点火势发展情况,结合组呼以及群呼功能协调多支队伍联合作业。支持高效救援,该平台显著缩短应急响应时间,提升救援资源利用效率,为减灾救灾工作提供了强有力技术支持。

5.2 调度标准深化,规范行业应用

人工影响天气作业通信平台以其高效调度能力,为行业内构建统一技术规范奠定了基础。平台推广促使人工影响天气作业从依赖经验传统模式,向科学化、标准化、数字化模式转变,统一调度系统通信规范,各级气象机构实现跨区域无缝协作,共享作业资源,提高行业整体运行效率[5]。未来,该平台智能调度技术还可成为气象领域技术创新典范,推动行业内其他相关系统规范化,为气象行业现代化发展提供重要技术支持。

5.3 多领域延伸,助力跨界发展

平台调度以及通信能力广泛应用于地震救援、交通管理、公共安全等多个场景,地震救援中,平台实时定位与多终端通信功能快速定位救援队伍位置,优化资源分配,提升救援效率。在交通管理领域,平台用于指挥交通疏导,实时监控交通流量,实现高效调度。在公共安全领域,平台用于重大活动安保任务人员管理调度,保障任务顺利进行。基于多领域延伸应用,该平台期望成为多行业智能调度技术重要组成部分,助力跨界技术融合与发展,为复杂场景下高效管理提供技术支撑。

结论:基于智能调度人工影响天气作业通信平台运用集成先进双模定位技术、智能调度技术、北斗融合技术,显著提升了通信调度精准性。平台功能设计涵盖了调度、定位、监控、录音、用户管理等核心环节,充分满足了人工影响天气作业复杂场景需求。结合标准化建设与持续化维护,平台展现出卓越稳定性与适应性,为行业技术进步提供了重要实践经验。未来,人工影响天气作业通信平台会进一步深化技术标准化,推动智能调度技术在气象领域普及。基于跨领域技术融合,平台期望拓展至地震救援、交通管理等多元场景,实现广泛应用价值。

参考文献

[1]刘沫彤.人工影响天气作业在气象防灾减灾中的作用分析[J].农业灾害研究,2023,13(11):207-209.

[2]柏吉林陈,伟孙,录贵.复杂周边环境下的人工影响天气作业点防雷方法与对策[J].安徽农学通报,2021,27(16):177-178+201.

[3]于奎芬.气象防灾中人工影响天气作业的应用分析[J].农家参谋,2021,(03):189-190.

[4]侯艳林.人工影响天气作业中存在的安全问题及管理对策[J].农业技术与装备,2021,(01):143-144+146.

[5]侯艳林.人工影响天气作业在防灾减灾中的作用及优化建议[J].农村实用技术,2020,(12):169-170.

作者简介:李世文,出生年月:1982年9月,性别:男,民族:汉族,籍贯:云南省麻栗坡县,学历:本科,职称:工程师,研究方向:人工影响天气指挥作业通信系统。