馬力　萬(wàn)昕成

摘 要 為了適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)峻的氣象防災(zāi)減災(zāi)形勢(shì)，應(yīng)對(duì)突發(fā)性災(zāi)害天氣，江西省氣象局建立了基于通信系統(tǒng)、氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)為一體的應(yīng)急指揮車系統(tǒng)和基于無(wú)人機(jī)野外應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了這兩個(gè)系統(tǒng)的功能、應(yīng)急流程以及實(shí)際綜合應(yīng)用。體現(xiàn)了基于應(yīng)急指揮車與無(wú)人機(jī)的災(zāi)情監(jiān)測(cè)具有不受地點(diǎn)和時(shí)間的約束的特征，充分滿足現(xiàn)場(chǎng)氣象應(yīng)急服務(wù)工作的迫切需求，在重大氣象服務(wù)及防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞 應(yīng)急指揮車；無(wú)人機(jī)；應(yīng)急監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) P4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0071-02

近幾年，受全球氣候變暖影響，極端天氣事件和氣象災(zāi)害呈上升的趨勢(shì)。江西是全國(guó)氣象災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一，歷年來(lái)發(fā)生的氣象災(zāi)害種類多，分布廣，并可引發(fā)一系列衍生和次生災(zāi)害。尤其在近幾年受突發(fā)性災(zāi)害天氣過程的影響的頻率不斷加劇且影響范圍越來(lái)越大，如2006年江西省遭遇超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“桑美”，為建國(guó)以來(lái)登陸我國(guó)大陸強(qiáng)度最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)；2008年初，江西省出現(xiàn)了歷史罕見的持續(xù)冰凍雨雪天氣。氣象災(zāi)害及所引發(fā)的一系列衍生和次生災(zāi)害所造成的損失在逐年遞增，因此氣象防災(zāi)減災(zāi)形勢(shì)非常嚴(yán)峻。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 氣象應(yīng)急指揮車系統(tǒng)

氣象應(yīng)急指揮車系統(tǒng)包括衛(wèi)星、4G、微波等通信系統(tǒng)，氣象六要素?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，音頻、視頻傳輸系統(tǒng)。在出現(xiàn)各類重大災(zāi)害性天氣時(shí)，氣象應(yīng)急車可在第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)，搭建現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)指揮部，對(duì)氣象要素進(jìn)行實(shí)時(shí)采集及傳輸；同時(shí)，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的音頻、視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和傳輸，方便領(lǐng)導(dǎo)和專家進(jìn)行會(huì)商，實(shí)現(xiàn)高效、快速的決策服務(wù)。

1.2 無(wú)人機(jī)野外應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)野外應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括飛機(jī)機(jī)體、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（4G圖傳系統(tǒng)）、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。本系統(tǒng)的主要應(yīng)用方面包括影像數(shù)據(jù)采集與傳輸和輔助指揮決策與應(yīng)急救援兩個(gè)部分。

利用無(wú)人機(jī)在災(zāi)區(qū)上空按照劃定的航線進(jìn)行航空拍攝，獲取災(zāi)區(qū)高清影像，通過4G圖傳，傳回應(yīng)急車視頻接收設(shè)備并投放在車載顯示器上，應(yīng)急車對(duì)傳回的影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過亞洲四號(hào)衛(wèi)星傳回指揮中心。

無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，可將數(shù)據(jù)傳輸至省氣象局的局域網(wǎng)服務(wù)器。通過災(zāi)情支持決策指揮系統(tǒng)采取相應(yīng)的應(yīng)急救援措施，指揮救援行動(dòng)。同時(shí)可以使用省局服務(wù)器通過微信方式將應(yīng)急監(jiān)測(cè)圖片實(shí)時(shí)推送給領(lǐng)導(dǎo)，方便領(lǐng)導(dǎo)在第一時(shí)間做出相應(yīng)的救災(zāi)指揮。

2 應(yīng)急服務(wù)流程

2.1 應(yīng)急車通信連接技術(shù)流程

開啟應(yīng)急車內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電腦和衛(wèi)星接收系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備。申請(qǐng)衛(wèi)星信道，并開通衛(wèi)星信道，為應(yīng)急車提供衛(wèi)星通信鏈路在衛(wèi)星接收器的控制面版上啟動(dòng)自動(dòng)對(duì)星或在電腦控制軟件上啟動(dòng)對(duì)星，當(dāng)接收器上所有燈長(zhǎng)亮?xí)r，打開功放，對(duì)星完成即完成應(yīng)急車通信連接。

2.2 無(wú)人機(jī)視頻傳輸技術(shù)流程

將副遙控器（可控制機(jī)載攝像頭）通過HDMI高清線纜與應(yīng)急車車載電腦接通，以達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。通過車載矩陣，將無(wú)人機(jī)所連接的車載電腦信號(hào)切換至視頻會(huì)議中，在省局指揮中心就能觀看到無(wú)人機(jī)傳回的實(shí)時(shí)影像。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)氣象要素和視頻信息的采集、傳輸和存儲(chǔ)流程

氣象應(yīng)急車車載自動(dòng)站和車載音頻設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)音視頻影像并上傳車載電腦自動(dòng)站軟件和本地電腦，通過衛(wèi)星及4G通訊將收集的氣象數(shù)據(jù)和音頻進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，車載電腦配備的硬盤刻錄機(jī)當(dāng)即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)以便資料留存。

2.4 視頻會(huì)商和衛(wèi)星電話通訊流程

通過搭建好的衛(wèi)星通訊鏈路，建立氣象應(yīng)急車與會(huì)商大屏之間的視音頻連線。由于三大運(yùn)營(yíng)商2G、3G通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍有限，而且在惡劣環(huán)境下基站很不穩(wěn)定，導(dǎo)致普通的通訊中斷。因此，氣象應(yīng)急車系統(tǒng)還配備了衛(wèi)星電話，以保證穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)通訊。

3 應(yīng)用實(shí)例

2016年6月下旬以來(lái)，長(zhǎng)江中下游河段及鄱陽(yáng)湖水位全線超警。7月16日江西省氣象災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警中心人員抵達(dá)永修縣鄱陽(yáng)湖九合聯(lián)圩參與防汛救災(zāi)工作，將應(yīng)急指揮車與無(wú)人機(jī)應(yīng)用于氣象災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)之中。

3.1 初期準(zhǔn)備工作

在載有無(wú)人機(jī)的氣象應(yīng)急指揮車抵達(dá)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)后，將應(yīng)急車駐扎在空曠地帶，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)后，立刻開啟應(yīng)急車內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電腦和衛(wèi)星接收系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備。在開通衛(wèi)星信道后，啟動(dòng)自動(dòng)對(duì)星或在電腦控制軟件上啟動(dòng)對(duì)星，當(dāng)接收器上所有燈長(zhǎng)亮?xí)r，打開功放，對(duì)星完成就完成了應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的地面站

部分。

3.2 應(yīng)急指揮車數(shù)據(jù)采集與傳輸工作

通過應(yīng)急車頂部架設(shè)的自動(dòng)氣象站設(shè)備，使得應(yīng)急人員實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、氣壓、濕度、雨量等氣象要素值，顯示在車載監(jiān)控界面上（圖1）。通過有線網(wǎng)絡(luò)將車載自動(dòng)氣象站與車載計(jì)算機(jī)連接，再通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或4G網(wǎng)絡(luò)連接局域網(wǎng)發(fā)送到應(yīng)急聯(lián)動(dòng)服務(wù)中心。

3.3 初期無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備工作

在對(duì)防汛區(qū)域進(jìn)行觀察后，在無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)上劃定無(wú)人機(jī)航線，在無(wú)人機(jī)組裝完成后進(jìn)行無(wú)人機(jī)傳感器的校正，便可放置于平坦空曠區(qū)域讓其起飛。

3.4 無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集與傳輸工作

飛機(jī)起飛后按照之前劃定的航線飛行拍攝，并將副遙控器通過HDMI高清線纜與應(yīng)急車車載電腦接通，再通過車載矩陣，將無(wú)人機(jī)所連接的車載電腦信號(hào)切換至視頻會(huì)議中，在指揮中心就能觀看到無(wú)人機(jī)傳回的實(shí)時(shí)影像。如圖2為永修縣九合聯(lián)圩防汛形勢(shì)緊張，參訓(xùn)防汛救災(zāi)人員在大堤上隨時(shí)待命。

通過實(shí)時(shí)影像傳輸，可以看到在防汛一線戰(zhàn)斗的廣大干部群眾和部隊(duì)官兵以及鄱陽(yáng)湖區(qū)和九江干堤水位超過警戒線，防守?fù)岆U(xiǎn)壓力大。為相關(guān)決策人員提供了現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情觀測(cè)信息和指揮決策應(yīng)急救援的重要依據(jù)。

4 結(jié)論

江西省氣象局基于氣象應(yīng)急指揮車和無(wú)人機(jī)野外應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在突發(fā)氣象災(zāi)害事件現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急氣象服務(wù)、野外氣象預(yù)報(bào)預(yù)警會(huì)商、高效監(jiān)測(cè)周邊地區(qū)局部天氣系統(tǒng)等諸多方面發(fā)揮了巨大的作用，提高了野外應(yīng)急監(jiān)測(cè)的工作效率，取得了良好的社會(huì)效益，得到了領(lǐng)導(dǎo)及群眾的一致認(rèn)可，更能體現(xiàn)面向社會(huì)公共氣象服務(wù)的核心精神。但同時(shí)也存在很多的問題，例如：應(yīng)急指揮車載重過大，對(duì)于泥濘路段的應(yīng)對(duì)能力還不強(qiáng)；無(wú)人機(jī)不具有防水設(shè)計(jì)，不能在雨中進(jìn)行相關(guān)氣象服務(wù)。無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)有受周圍環(huán)境干擾的可

能等。

參考文獻(xiàn)

[1]胡菊芳，張超美，彭靜.江西省主要?dú)庀鬄?zāi)害年代際變化特征分析[J].氣象減災(zāi)與研究，2007，30（4）：37-42.

[2]黎建.對(duì)美國(guó)災(zāi)害應(yīng)急管理體系的考察與思考[J].氣象與減災(zāi)研究，2006，29（1）：38-43.

[3]南京中網(wǎng)衛(wèi)星通訊股份有限公司.江西省氣象應(yīng)急指揮車系統(tǒng)使用手冊(cè)[M]，2010.

[4]王勁峰.中國(guó)自然災(zāi)害影響評(píng)價(jià)方法研究[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1993：36-38.

[5]熊盛文.不斷提高自然災(zāi)害應(yīng)急管理水平 促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展[J].氣象與減災(zāi)研究，2007，30（2）：1-5.

[6]尹潔，金米娜，馮開明，等.三個(gè)進(jìn)入江西的臺(tái)風(fēng)路徑和暴雨形成機(jī)制對(duì)比分析[J].氣象減災(zāi)與研究，2007，30（2）：18-22.

[7]中國(guó)氣象局.中國(guó)氣象災(zāi)害年鑒（2005）[M].北京：氣象出版社，2005.

[8]鄭婧，許愛華，劉波，等.江西大雪天氣的時(shí)空變化及其影響系統(tǒng)分析[J].氣象，2010，36（4）：30-36.endprint