论文部分内容阅读
摘要 为满足人工影响天气（以下简称“人影”）业务现代化发展和日常管理实际需求，采用B/S架构，运用VB+SQL+C++技术，基于外网和业务内网、河南省市级人影综合处理分析与指挥系统（CPAS-GHN）、气象数据、人影资料等，设计开发了周口市人影综合管理系统。该系统包括综合业务管理模块、人影业务资料综合显示模块、数据同步模块三部分，各模块之间相互独立。综合业务管理模块是核心部分，它把各种日常管理工作、作业指导产品、作业基本情况等人影信息分类显示在同一平台。实践证明，整个系统性能稳定，运行速度快，易于管理和维护，从而实现了资料共享实时化、综合管理规范化，大大提高了人影管理工作的科学性和时效性。基于此，对人工影响天气综合管理系统的设计与功能展开了详细阐述。
关键词 人工影响天气;综合管理系统;设计;功能
中图分类号：TP391 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）01–0111–03
1 系统概况
人工影响天气是指为避免或减轻气象灾害，合理利用气候资源，在一定的时机和条件下，通过人工催化等技术手段，对局部区域内大气中的物理过程进行人工干预，从而达到增雨（雪）、防雹、消雾、消云等目的[1-2] 。河南省周口市是农业和粮食生产大市，粮食产量连续多年稳居全省第一，素有“豫东粮仓”之称。该地区属暖温带半湿润季风气候，“十年九旱”的自然灾害常对农民造成重大经济损失。近年来，周口市人影作业在抗旱减灾、改善生态环境、保障重大活动等方面发挥着越来越重要的作用。
为使人影管理工作更加科学规范，国内很多省都对人影相关系统进行了开发研究，地级市对此方面的研究相对较薄弱，且都是结合自身实际，各有侧重[3-12]。周口市现辖10个县级人影机构，拥有作业高炮20门、新型火箭发射装置25套、固定作业点26个。随着人影业务的现代化发展，作业规模和人员队伍逐步壮大，对安全管理、人员培训、装备维护、弹药管理、作业信息、业务建设等日常管理工作的要求越来越高，原有的系统已不能满足实际工作需要。周口市目前还没有自己的人影工作管理系统，因此，立足于新时代人影业务和管理需求，对本地人影资料数据进行整体全面分析，开发了周口市人影综合管理系统。该系统为全市人影工作者提供了一个功能全面、方便快捷的工作平台，大大降低了管理成本。
2 系统设计原则
基于现有网络资源（外网和业务内网）、技术资源、组织架构条件设计、业务系统、气象数据、人影资料等，把各种日常综合管理、作业指导产品、作业基本情况等信息综合显示在同一平台，在市、县两级建立起完整的实时网络系统，实现了人影日常管理和业务管理一体化、查询统计自动化、资料共享实时化，有效提高了人影管理工作效率。系统主要有以下几个特点：
（1）系统化。基于用户角色的访问控制，实现市、县两级用户一体化管理和实时数据同步.
（2）规范化。作业点、装备、弹药、人员等基础信息录入采用统一模板，更加准确规范。
（3）简单易行。系统开发基于SQL的人影数据资料库，兼容主流操作系统，数据库服务器构建简便;安装程序为全自动安装。
（4）科学高效。增加了人影现代化指导产品，进一步提高了本地人影作业的科学性和业务现代化水平。
（5）可扩展性。各模块之间相互独立，可根据实际需求随时更新，便于二次开发研究。
3 系统整体架构
该系统不仅要具备周口全市人影工作的人员、设备、培训、作业管理等功能，同时，也要预留网络用户接口管理、历史资料存储、数据查询管理、实时气象信息读取、共享数据等引擎，为地市级人影工作提供可靠应用集成[13～14]。系统基于WEB开发，采用B/S架构，本着可扩展性的原则，运用VB+SQL+C++进行模块化分层设计。每个模块又对功能进行细分，各个模块相互独立，只要共享数据接口不变，某个业务流程的改变不會对其他部分产生影响。由于系统需要调用地市级和省级、国家局的气象内网专用数据，因此，要求系统安装并运行于气象内部网络（图1）。
4 系统模块的功能
系统的主要用途是对各种信息进行日常管理，如录入、编辑、发布、查询、增加、删除以及存储等。整个系统由综合业务管理模块、人影业务资料综合显示模块、数据同步模块三大核心部分组成，后面两个模块为第一个模块服务。因此，将重点介绍综合业务管理模块。系统主界面见（图2）。
综合业务管理模块包括人影日常管理子系统、人影指导产品子系统、作业基本情况子系统，采用下接式菜单的方式显示各个子系统。
4.1 日常管理子系统
人影日常管理部分程序主要实现规章制度、安全生产、装备、弹药、人员、作业点、培训等管理业务的录入、查询、修改、删除等功能。
4.1.1 规章制度管理 将国家局、省局和市局人影方面的规章制度、纲领性文件进行分类整合，形成系统的制度汇编，便于快速检索所需资料，使人影工作有章可循。
4.1.2 安全生产管理 包括安全检查情况及事故上报的录入、查询、修改、删除。
4.1.3 装备管理 火箭发射系统和高炮基本信息包括使用单位、型号、编号、生产厂家、出厂日期、购进日期、技术状况、许可证编号、存放地点、年检情
况等。
4.1.4 弹药管理 火箭弹、炮弹基本信息包括使用单位、编码、型号、生产厂家、生产时间、失效时间、库存状况等。
4.1.5 人员管理 人员信息主要包含所属县（市）、姓名、电话、岗位（指挥人员或作业人员）、年龄、培训情况、作业合格证情况（编号、发放日期、截至有效期）、保险情况、备案情况等。
4.1.6 作业点管理 全市作业点基本信息包括编码、所属单位、空域联系单位、名称、经度、纬度、联系方式等。 4.1.7 培训管理 培训信息主要包括培训时间、参加人员、培训内容、存在问题以及培训影视资料等。
4.2 人影指导产品子系统
人影指导产品子系统具有发布、查询、修改、删除各类产品的功能。此模块所制产品基于GStar-1自动土壤水分观测系统、真气网资料、气象台天气预报、天气实况、河南省市级人影综合处理分析与指挥系统（CPAS-GHN）等业务系统和网站（数据来源于综合显示模块），包括作业需求分析报、作业条件潜力预报、作业条件预警报、作业效果分析报。
4.2.1 作业需求分析报 作业首先进行作业需求分析，根据自动土壤水分观测系统最新土壤墒情监测结果分析辖区各县 （市、区 ）是否存在旱情，或根据真气网资料（数据来自国家环境监测总站）分析最近大气污染情况，如果存在作业需求制出作业需求分析报。
4.2.2 作业条件潜力预报 根据本地气象台预报分析近期是否有可作业的天气过程，并初步确定过程日期，然后结合省人影中心指导产品，根据云降水精细处理分析系统（CPAS）中云模式预报结果分析，得到合理潜力区，制作本地人影作业条件潜力预报。
4.2.3 作业条件预警报 利用实时FY-2反演数据、雷达数据、探空数据对作业条件潜力预报中给出的潜力区、作业时段、作业高度进行修订，并给出作业条件监测预警和作业方案建议，从而制出作业条件预警报。
4.2.4 作业效果分析报 利用（作业后0～3 h）影响区与对比区降水量，计算出作业增雨量，从而制出作业效果分析报。
4.3 作业基本情况子系统
该子系统共有7个模块，分别为作业计划、作业公告、作业准备情况、空域批复情况、作业影视资料、作业信息统计、人影信息简报，基本覆盖整个人影作业业务流程。每个模块都有固定的模版，可对辖区内所有人影作业信息进行发布、浏览、修改、增减。
4.3.1 作业计划 作业计划主要包括计划标题、计划内容、计划人、计划时
间等。
4.3.2 作业公告 作业公告主要包括作业目的、作业时段、作业区域和影响范围以及向公众告知应注意的事项等。
4.3.3 作业准备情况 作业准备情况包括单位、作业时间、作业负责人信息（姓名、电话）、作业点、公告形式、动用设备（高炮、火箭）和弹药情况（炮弹、火箭弹）、作业人员数等。
4.3.4 空域批复情况 空域批复情况包括省值班人员信息（姓名、电话）、批准时间、批准人等。
4.3.5 作业影视资料 作业影视资料主要包括作业准备及作业过程中产生的视频、图片等资料。
4.3.6 作业信息统计 作业信息主要包括序号、作业站点编码、作业日期、作业器具类型、作业类型、高炮炮弹用量、火箭弹用量、作业开始时间、作业结束时间、作业前天气状况、作业后天气状况、作业面积、作业效果、填报人、填报单位、填写时间等。
4.3.7 人影信息简报 人影信息简报包括简报编号、简报标题、简报内容、发布日期、发布人、发布单位等。
5 结语
目前，整个系统性能稳定，运行速度快，易于管理和维护，给人影管理工作人员提供了功能齐全、易于操作的综合平台，填补了周口市级人影管理软件的空白。该系统实现了市、县两级人影资料实时同步共享，可轻松查询人影工作相关法律法规，及时收集并管理本地人影资料，快速读取实时雷達、墒情等气象信息，随时调取查看作业指导产品，从而切实提高人影作业的科学性和高效性，降低人影管理工作的时间成本和资金成本，大大提高了该市人影工作的现代化水平。
参考文献
[1] 邓北胜.人工影响天气技术与管理[M].北京：气象出版社，2011.
[2] 郭学良，方春刚，卢广献，等.2008-2018年我国人工影响天气技术及应用进展[J].应用气象学报，2019，30（6）：641-650.
[3] 宋丽俐，鲍向东，李昊，等.河南省人工影响天气业务管理系统的设计与开发[J].气象与环境科学，2008，31（9）：192-194.
[4] 鲍向东，丁建芳，杜春丽，等.河南省人工防雹作业指挥系统研发与应用[J].气象与环境科学，2019，42（1）：127-134.
[5] 许浩恩，胡波，张磊.基于B/S模式的人影业务管理系统[J].浙江气象，2017，38（4）：24-28.
[6] 耿蔚.四川省人工影响天气业务系统功能[J].高原山地气象研究，2012，32（2）：91-94.
[7] 杨增梓，李照荣，庞朝云.甘肃省人工影响天气业务管理系统[J].甘肃气象，2002，20（3）：24-30.
[8] 高建秋，陈荣，肖伟生，等.广东人影综合业务系统的设计与实现[J].广东气象，2019，41（5）：47-50.
[9] 冯宏芳，李丹，廖燕珍，等.基于3D GIS 的福建省人工影响天气指挥系统的设计与应用[J].干旱气象，2019，37（4）：683-691.
[10] 张雪民，范学林，宋建予，等.三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统[J].气象环境与科学，2009，32（2）：123-127.
[11] 王庆，刘诗军，张连云，等.山东省市级人工影响天气业务管理系统[J].山东气象，2002，22（2）：36-38.
[12] 李晓勇，刘鹏，武伟，等.地市级人影作业指挥系统实现方案探讨[J].科技创新导报，2011（3）：79-81.
[13] 孙亚男，郝军.SQL Server 2016从入门到实战[M].北京：清华大学出版社，2018.
[14] 刘晓强.信息系统与数据库技术（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2012. 責任编辑：黄艳飞
Design and Function of Weather Modification Integrated Management System
WANG Gui-hong （Zhoukou Meteorolo-gical Office， Zhoukou， Henan 466000）
Abstract In order to satisfy the business modern development of weather modification and the actual needs of daily management， a integrated management system in zhoukou was designed and developed， using B/S architecture and VB+SQL+C++ technology， based on business systems such as external network and business network， weather modification comprehensive analysis and command system （CPAS-GHN）， meteorological data， weather modification information， etc. This system includes three parts： the integrated business management module， integrated display module of weather modification business data and the data synchronization module， which are independent of each other. The integrated business management module is the core part， which classifies all kinds of information of daily management， weather modification operation guidance products and operation basic information on the same platform. It has proved that the whole system has stable performance， fast running speed and it’s easy to manage and maintain. The system realizes the purpose of real-time data sharing and standardization of comprehensive management. At the same time， the system greatly improves the scientificity and timeliness of weather modification management.
Key words Weather modification; Com-prehensive management system; Design; Function
关键词 人工影响天气;综合管理系统;设计;功能
中图分类号：TP391 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）01–0111–03
1 系统概况
人工影响天气是指为避免或减轻气象灾害，合理利用气候资源，在一定的时机和条件下，通过人工催化等技术手段，对局部区域内大气中的物理过程进行人工干预，从而达到增雨（雪）、防雹、消雾、消云等目的[1-2] 。河南省周口市是农业和粮食生产大市，粮食产量连续多年稳居全省第一，素有“豫东粮仓”之称。该地区属暖温带半湿润季风气候，“十年九旱”的自然灾害常对农民造成重大经济损失。近年来，周口市人影作业在抗旱减灾、改善生态环境、保障重大活动等方面发挥着越来越重要的作用。
为使人影管理工作更加科学规范，国内很多省都对人影相关系统进行了开发研究，地级市对此方面的研究相对较薄弱，且都是结合自身实际，各有侧重[3-12]。周口市现辖10个县级人影机构，拥有作业高炮20门、新型火箭发射装置25套、固定作业点26个。随着人影业务的现代化发展，作业规模和人员队伍逐步壮大，对安全管理、人员培训、装备维护、弹药管理、作业信息、业务建设等日常管理工作的要求越来越高，原有的系统已不能满足实际工作需要。周口市目前还没有自己的人影工作管理系统，因此，立足于新时代人影业务和管理需求，对本地人影资料数据进行整体全面分析，开发了周口市人影综合管理系统。该系统为全市人影工作者提供了一个功能全面、方便快捷的工作平台，大大降低了管理成本。
2 系统设计原则
基于现有网络资源（外网和业务内网）、技术资源、组织架构条件设计、业务系统、气象数据、人影资料等，把各种日常综合管理、作业指导产品、作业基本情况等信息综合显示在同一平台，在市、县两级建立起完整的实时网络系统，实现了人影日常管理和业务管理一体化、查询统计自动化、资料共享实时化，有效提高了人影管理工作效率。系统主要有以下几个特点：
（1）系统化。基于用户角色的访问控制，实现市、县两级用户一体化管理和实时数据同步.
（2）规范化。作业点、装备、弹药、人员等基础信息录入采用统一模板，更加准确规范。
（3）简单易行。系统开发基于SQL的人影数据资料库，兼容主流操作系统，数据库服务器构建简便;安装程序为全自动安装。
（4）科学高效。增加了人影现代化指导产品，进一步提高了本地人影作业的科学性和业务现代化水平。
（5）可扩展性。各模块之间相互独立，可根据实际需求随时更新，便于二次开发研究。
3 系统整体架构
该系统不仅要具备周口全市人影工作的人员、设备、培训、作业管理等功能，同时，也要预留网络用户接口管理、历史资料存储、数据查询管理、实时气象信息读取、共享数据等引擎，为地市级人影工作提供可靠应用集成[13～14]。系统基于WEB开发，采用B/S架构，本着可扩展性的原则，运用VB+SQL+C++进行模块化分层设计。每个模块又对功能进行细分，各个模块相互独立，只要共享数据接口不变，某个业务流程的改变不會对其他部分产生影响。由于系统需要调用地市级和省级、国家局的气象内网专用数据，因此，要求系统安装并运行于气象内部网络（图1）。
4 系统模块的功能
系统的主要用途是对各种信息进行日常管理，如录入、编辑、发布、查询、增加、删除以及存储等。整个系统由综合业务管理模块、人影业务资料综合显示模块、数据同步模块三大核心部分组成，后面两个模块为第一个模块服务。因此，将重点介绍综合业务管理模块。系统主界面见（图2）。
综合业务管理模块包括人影日常管理子系统、人影指导产品子系统、作业基本情况子系统，采用下接式菜单的方式显示各个子系统。
4.1 日常管理子系统
人影日常管理部分程序主要实现规章制度、安全生产、装备、弹药、人员、作业点、培训等管理业务的录入、查询、修改、删除等功能。
4.1.1 规章制度管理 将国家局、省局和市局人影方面的规章制度、纲领性文件进行分类整合，形成系统的制度汇编，便于快速检索所需资料，使人影工作有章可循。
4.1.2 安全生产管理 包括安全检查情况及事故上报的录入、查询、修改、删除。
4.1.3 装备管理 火箭发射系统和高炮基本信息包括使用单位、型号、编号、生产厂家、出厂日期、购进日期、技术状况、许可证编号、存放地点、年检情
况等。
4.1.4 弹药管理 火箭弹、炮弹基本信息包括使用单位、编码、型号、生产厂家、生产时间、失效时间、库存状况等。
4.1.5 人员管理 人员信息主要包含所属县（市）、姓名、电话、岗位（指挥人员或作业人员）、年龄、培训情况、作业合格证情况（编号、发放日期、截至有效期）、保险情况、备案情况等。
4.1.6 作业点管理 全市作业点基本信息包括编码、所属单位、空域联系单位、名称、经度、纬度、联系方式等。 4.1.7 培训管理 培训信息主要包括培训时间、参加人员、培训内容、存在问题以及培训影视资料等。
4.2 人影指导产品子系统
人影指导产品子系统具有发布、查询、修改、删除各类产品的功能。此模块所制产品基于GStar-1自动土壤水分观测系统、真气网资料、气象台天气预报、天气实况、河南省市级人影综合处理分析与指挥系统（CPAS-GHN）等业务系统和网站（数据来源于综合显示模块），包括作业需求分析报、作业条件潜力预报、作业条件预警报、作业效果分析报。
4.2.1 作业需求分析报 作业首先进行作业需求分析，根据自动土壤水分观测系统最新土壤墒情监测结果分析辖区各县 （市、区 ）是否存在旱情，或根据真气网资料（数据来自国家环境监测总站）分析最近大气污染情况，如果存在作业需求制出作业需求分析报。
4.2.2 作业条件潜力预报 根据本地气象台预报分析近期是否有可作业的天气过程，并初步确定过程日期，然后结合省人影中心指导产品，根据云降水精细处理分析系统（CPAS）中云模式预报结果分析，得到合理潜力区，制作本地人影作业条件潜力预报。
4.2.3 作业条件预警报 利用实时FY-2反演数据、雷达数据、探空数据对作业条件潜力预报中给出的潜力区、作业时段、作业高度进行修订，并给出作业条件监测预警和作业方案建议，从而制出作业条件预警报。
4.2.4 作业效果分析报 利用（作业后0～3 h）影响区与对比区降水量，计算出作业增雨量，从而制出作业效果分析报。
4.3 作业基本情况子系统
该子系统共有7个模块，分别为作业计划、作业公告、作业准备情况、空域批复情况、作业影视资料、作业信息统计、人影信息简报，基本覆盖整个人影作业业务流程。每个模块都有固定的模版，可对辖区内所有人影作业信息进行发布、浏览、修改、增减。
4.3.1 作业计划 作业计划主要包括计划标题、计划内容、计划人、计划时
间等。
4.3.2 作业公告 作业公告主要包括作业目的、作业时段、作业区域和影响范围以及向公众告知应注意的事项等。
4.3.3 作业准备情况 作业准备情况包括单位、作业时间、作业负责人信息（姓名、电话）、作业点、公告形式、动用设备（高炮、火箭）和弹药情况（炮弹、火箭弹）、作业人员数等。
4.3.4 空域批复情况 空域批复情况包括省值班人员信息（姓名、电话）、批准时间、批准人等。
4.3.5 作业影视资料 作业影视资料主要包括作业准备及作业过程中产生的视频、图片等资料。
4.3.6 作业信息统计 作业信息主要包括序号、作业站点编码、作业日期、作业器具类型、作业类型、高炮炮弹用量、火箭弹用量、作业开始时间、作业结束时间、作业前天气状况、作业后天气状况、作业面积、作业效果、填报人、填报单位、填写时间等。
4.3.7 人影信息简报 人影信息简报包括简报编号、简报标题、简报内容、发布日期、发布人、发布单位等。
5 结语
目前，整个系统性能稳定，运行速度快，易于管理和维护，给人影管理工作人员提供了功能齐全、易于操作的综合平台，填补了周口市级人影管理软件的空白。该系统实现了市、县两级人影资料实时同步共享，可轻松查询人影工作相关法律法规，及时收集并管理本地人影资料，快速读取实时雷達、墒情等气象信息，随时调取查看作业指导产品，从而切实提高人影作业的科学性和高效性，降低人影管理工作的时间成本和资金成本，大大提高了该市人影工作的现代化水平。
参考文献
[1] 邓北胜.人工影响天气技术与管理[M].北京：气象出版社，2011.
[2] 郭学良，方春刚，卢广献，等.2008-2018年我国人工影响天气技术及应用进展[J].应用气象学报，2019，30（6）：641-650.
[3] 宋丽俐，鲍向东，李昊，等.河南省人工影响天气业务管理系统的设计与开发[J].气象与环境科学，2008，31（9）：192-194.
[4] 鲍向东，丁建芳，杜春丽，等.河南省人工防雹作业指挥系统研发与应用[J].气象与环境科学，2019，42（1）：127-134.
[5] 许浩恩，胡波，张磊.基于B/S模式的人影业务管理系统[J].浙江气象，2017，38（4）：24-28.
[6] 耿蔚.四川省人工影响天气业务系统功能[J].高原山地气象研究，2012，32（2）：91-94.
[7] 杨增梓，李照荣，庞朝云.甘肃省人工影响天气业务管理系统[J].甘肃气象，2002，20（3）：24-30.
[8] 高建秋，陈荣，肖伟生，等.广东人影综合业务系统的设计与实现[J].广东气象，2019，41（5）：47-50.
[9] 冯宏芳，李丹，廖燕珍，等.基于3D GIS 的福建省人工影响天气指挥系统的设计与应用[J].干旱气象，2019，37（4）：683-691.
[10] 张雪民，范学林，宋建予，等.三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统[J].气象环境与科学，2009，32（2）：123-127.
[11] 王庆，刘诗军，张连云，等.山东省市级人工影响天气业务管理系统[J].山东气象，2002，22（2）：36-38.
[12] 李晓勇，刘鹏，武伟，等.地市级人影作业指挥系统实现方案探讨[J].科技创新导报，2011（3）：79-81.
[13] 孙亚男，郝军.SQL Server 2016从入门到实战[M].北京：清华大学出版社，2018.
[14] 刘晓强.信息系统与数据库技术（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2012. 責任编辑：黄艳飞
Design and Function of Weather Modification Integrated Management System
WANG Gui-hong （Zhoukou Meteorolo-gical Office， Zhoukou， Henan 466000）
Abstract In order to satisfy the business modern development of weather modification and the actual needs of daily management， a integrated management system in zhoukou was designed and developed， using B/S architecture and VB+SQL+C++ technology， based on business systems such as external network and business network， weather modification comprehensive analysis and command system （CPAS-GHN）， meteorological data， weather modification information， etc. This system includes three parts： the integrated business management module， integrated display module of weather modification business data and the data synchronization module， which are independent of each other. The integrated business management module is the core part， which classifies all kinds of information of daily management， weather modification operation guidance products and operation basic information on the same platform. It has proved that the whole system has stable performance， fast running speed and it’s easy to manage and maintain. The system realizes the purpose of real-time data sharing and standardization of comprehensive management. At the same time， the system greatly improves the scientificity and timeliness of weather modification management.
Key words Weather modification; Com-prehensive management system; Design; Function