人影弹药管理中物联网技术的作用

分类：光电技术论文发表 时间：2019-04-10 11:13 关注：(1)

　　这篇论文主要介绍的是人影弹药管理中物联网技术的作用的内容，本文作者就是通过对人工影响天气的作用的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：人工影响天气;物联网技术;二维码;装备弹药信息管理

　　1概述

　　河北省是国内最早开展人工影响天气(以下简称“人影”)作业的省份之一。目前，全省11个设区市的139个县(市、区)开展地面人工增雨(雪)和防雹作业，共有作业飞机3架、高炮115门、火箭发射系统378套、地面燃烧炉45部，基本建成了覆盖全省的人影作业网。人影作业在缓解我省水资源短缺、抗旱减灾、改善生态环境和重大活动保障中发挥了重要作用。随着人影工作的不断发展，人影作业装备弹药的管理和使用安全成为了各级政府、气象部门工作的重中之重。近年来，物联网技术已广泛应用于物流运输、智能交通、城市监控、医疗卫生等多个领域或行业，这也为人影作业装备和弹药的信息化安全管理提供了借鉴实例和技术手段。中国气象局已在全国推广人影物联网装备管理系统，并建立人工影响天气作业装备与弹药标识编码技术规范[2]。陕西、河南、安徽[3]和贵州[4]已开展了弹药物联网不同技术模式的示范建设与应用检验工作。因此，充分利用物联网技术优势，建立适合河北省人影业务需求的作业装备和弹药的监管系统，加强对人影作业装备和弹药的全生命周期的监控、监管，是实现人影业务规范化、信息化的重要内容，也是保障人影工作安全稳定发展的关键。

　　2弹药监管流程

　　基于物联网技术的人影弹药管理业务流程主要包括：采购、生产、验收、运输、仓储、作业和回收等环节。弹药物联网管理业务的总体流程如图1所示。采购环节是指省、市、县各级人影业务管理机构按照职能发布、上报、审核弹药采购计划，实现弹药采购信息的统一汇总和精准高效的管理。生产环节是对弹实现智能化管理的基础。按照《人工影响天气作业装备与弹药标识编码技术规范(试行)》的要求，厂家采用激光镌刻、喷绘或粘贴的技术手段添加DM格式二维码方式对弹药进行标识，实现基于二维码感应技术的人影作业弹药标识及信息采集工作。验收环节是保证进入业务使用中的弹药质量和使用安全的重要环节，由生产厂家和上海物资管理处进行验收，实现对弹药质量跟踪、有效期监控等功能。运输环节包括从生产厂家向省级弹药仓库、省级仓库向市县级调拨、市县级向固定作业点调拨、移动作业车运载弹药到作业点等多个节点的弹药运输过程。在运输过程中采用手持车辆运输监控终端，可实现实时定位运弹车辆位置并上传位置信息，从而达到对弹药运输车辆实时监控跟踪管理的目的。仓储环节是指弹药在省、市、县和作业点临时仓库的出入库跟踪管理。利用扫描感应设备，采集出入库弹药数量、出入库弹药编号、出入库人员信息、出入库时间、出入库库房编号、出入库过程照片等信息，通过网络传输通道实时上传至省级人影系统。作业环节是指固定作业站点或移动作业车进行野外发射作业时，通过信息采集装置实现对作业时间、作业位置、方位角和俯仰角、作业用弹量等作业信息的自动采集和数据解析上报功能。回收是指对于不合格的或者不符合规定技术标准和要求的故障弹或过期弹，由对应的生产厂家负责回收处理。通过扫描弹药二维码标签并实时上传扫描信息的方式，实现对弹药回收环节的监控管理。

　　3弹药物联网技术

　　物联网技术是实现人影作业装备和弹药安全管理的关键，从其技术架构角度来看，可以分为3个层次：弹药标识和作业信息采集(感知层)、通信网络(传输层)、弹药信息管理系统(应用层)。

　　3.1弹药标识

　　弹药标识是构建弹药物联网系统的基础，生产厂家在弹体表面和弹药箱外表，采用激光镌刻、喷绘或粘贴二维码标签的方式对弹药进行标记，每个弹药拥有唯一的、记录着厂家、型号、生产日期和批次等信息的二维码身份标识。弹药箱的二维码与箱内的弹药严格关联，通过扫描箱体的二维码即可识别弹药箱内的弹药信息，并实时上传至省级弹药信息数据库，从而实时掌握辖区内人影弹药的配送和使用情况的目的，实现弹药全生命周期的监控管理。

　　3.2信息采集

　　信息采集是实现弹药物联网的基础关键技术之一，包括弹药信息采集和作业信息采集。弹药信息采集对仓储环节的弹药出入库和运输环节的弹药装车、卸车信息进行信息采集、位置定位和信息上报等操作，采集方式分为固定式信息采集终端和手持信息采集终端2种。(1)固定式信息采集终端适合安装在库存数量较多的弹药库门口，通过对弹药箱的二维码扫描识别，实现对弹药出入库行为的自动识别和全程监控，并实时上传弹药流转流向和数量信息。(2)手持信息采集终端是配置专用扫描模块的工业级智能手机，可以在各级弹药库房和运输环节使用。具有对弹药二维码扫描识别、各种无线网络自适应、GPS自动定位、扫描数据和GPS信息自动传送功能，而且具有灾情采集和装备图像采集功能，可扩展作业预警、作业指令接收交互功能。作业信息采集是指火箭(高炮)开展作业时，利用信息采集装置实现对作业信息的自动采集和传输功能。全自动或自动化改造的火箭(或高炮)发射系统配置有信息采集装置，可以对弹药发射的方位角、俯仰角、经纬度坐标、发射时间、用弹量等各种作业信息进行自动采集，并依照《人工影响天气作业信息格式规范(试行)》进行数据解析后，通过无线网络将标准格式的作业信息自动上传至服务器数据库;对于人工操作的普通火箭(或高炮)发射系统，使用手持信息采集终端也可及时完成作业信息的填报和上传工作。

　　3.3通信网络

　　物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网技术。通信网络作为物联网技术链中的传输层，是建立在现有的移动通信网和互联网基础之上。气象专网、北斗、GPS、2G/3G/4G/GPRS、WiFi等通信网络组成的融合网络，是实现弹药在运输、仓储、作业等环节的定位、追踪、监控等功能的可靠基础，也是完成信息在作业点-县-市-省-国家人影中心之间相互传递的通道。

　　3.4弹药信息管理系统

　　河北省人影装备弹药物联网管理系统(简称“系统”)基于Web、GIS平台、GPS技术，采用B/S和C/S架构相结合的方式进行搭建，并根据用户权限提供差异化使用环境。系统以气象业务内网和移动通信网络为依托，以弹药流转流向为脉络，以弹药安全管理为重点，具有对弹药监管业务多个环节信息的跟踪、查询和统计分析的综合管理功能，并将全省人影弹药管理信息和作业信息实时上报到国家级物联网管理系统。系统主要包括：弹药采购计划管理、弹药订单管理、弹药信息管理、系统管理、终端管理、信息管理、基础配置等。系统功能模块如图2所示。采购计划和订单管理的功能是适时发布、审核弹药采购计划，并对弹药订单进行申报、审核处理。弹药管理的功能是实现对全省地面作业信息的汇总查看以及弹药的调拨、库存、流转、盘点、运输等环节信息的统计查询及提取分析等综合管理。系统管理的主要功能是对用户权限、系统资源配置、区域部门信息、作业人员信息等进行增、删、改、查、导入、导出等编辑操作。终端管理的主要功能是手持信息采集终端的基本信息查询、动态信息(包括设备标识、所属区域、网络状态、电量和实时位置)实时展示和终端绑定设置等。基础配置的主要功能是对弹药仓库、作业点、弹药厂家、弹药型号、催化剂种类等各种基础信息的进行数据解析和关联处理。

　　4应用实例

　　河北省人影装备弹药物联网管理系统的建立与业务应用，实现了全省人影弹药信息的智能化管理和地面作业信息统计分析的综合展示功能。系统管理界面和弹药统计显示界面如图3，图4所示。手持信息采集终端的主要功能是弹药出入库扫描和作业信息填写上报。查询用户所在辖区的弹药库存、作业统计信息、出库记录信息和上报作业信息的界面如图5所示。

　　5结语

　　安全是开展人影工作的前提和保障，确保作业装备和弹药的安全是人影工作安全保障的重要环节。利用物联网技术实现对人影作业装备和弹药全生命周期的监控和管理，是增强人影业务规范化和信息化建设水平、提升安全监管能力和提高服务社会效益的重要“抓手”，对人影业务现代化建设具有重大意义。目前，系统已在河北省各市县投入使用，基本具备了对全省人影弹药进行全面、全程、实时、同步监管的能力。但在实际业务应用中还存在一些问题：作业装备缺少自动扫描弹药二维码的智能化设备，作业信息采集还需要人工干预;基层作业人员对系统和手持终端操作技能不熟练等。如何更好地解决上述问题，切实发挥系统在人影作业装备弹药安全管理方面的积极作用，是以后需要重点研究、探讨的课题。

　　参考文献

　　[1]马官起.人工影响天气安全管理[M].西安:西北工业大学出版社,2016.

　　[2]赵博,郑凯,钟晨,等.物联网技术在广东人工影响天气安全管理中的应用[J].广东气象,2018,40(2):48-50.

　　[3]李建邦,周述学,李爱华,等.物联网在安徽省人工影响天气业务中的应用[J].气象科技,2014,42(6):1143-1146.

　　[4]刘国强.物联网技术在贵州人工影响天气中的应用[J].科技创新导报,2012,(31):254-255.

　　[5]车云飞,房文,李宏宇,等.物联网在人工影响天气装备弹药管理中的应用[J].气象科技,2018,46(5):1044-1149.

　　[6]冯琳.物联网技术在我国物流领域的应用研究[J].物流技术,2012,31(19):95-96.

　　作者：晁增元 单位：石家庄市人工影响天气办公室