网络技术在气象灾害预警系统的应用

2017年22期Technology Innovation and Application应用科技

网络技术在气象灾害预警系统的应用

汪甫

(江西省气象服务中心，江西南昌330000)

摘要：网络技术因其自身具有实时性、远程监控、精确度高以及安全可靠等优势，不仅能提升气象灾害预警的准确度与时效性，还可在 灾害发生时为引导救灾、转移人员提供准确的信息，争取宝贵的防灾减灾时间，被广泛应用到气象灾害监测领域中，得到认可、好评，并在气象 灾害监测领域中占据重要地位。文章主要分析了网络技术在气象灾害预警系统的应用，希望能为气象灾害预警提供借鉴。

关键词：网络技术；气象灾害;预警系统;应用中图分类号:TP393

文献标志码：A

文章编号院2095-2945 (2017) 22-0167-02

网络技术是一种通信网与互联网的延伸与拓展，主要是

集传感技术、射频识别技术、气体感应、红外感应器与全球定 位技术为一体，对物理世界进行感知识别，并通过网络传输互 联的方式采集、计算、处理数据信息，从而实现对物的感知、识 别与控制，形成高智能决策。因此在气象灾害预测系统中应用 网络技术，对提前预测气象灾害的发生，提高监测效率具有重 要意义。

1网络技术的概述1.1无线传感技术

无线传感技术的出现于上世纪70年代，主要由点对点传 输、数据处理单元以及连接传感控制器组成。作为远程自动获 取信息的先进技术，无线传感技术是通过协议形成一个完整 的网络框架，对采集信息处理后，经无线电波传输到各节点 中，其监测点的覆盖范围不会受到有限网络的限制，具有覆盖 范围广泛的特性，已被广泛应用到环境监测与保护、医疗护 理、军事以及商业等领域中，获得认可与支持。

1.2 无线射频识别技术无线射频识别技术，称为RFID与电子标签，是通过无线 射频识别技术识别目标对象并获取对象信息的一种技术，由 3部分组成:标签、芯片与耦合元件。该技术的应用主要是在 设备系统运行的过程中，标签进入磁场时，会自动接收解读器 输出的射频信号，通过感应电流的方式将采集的能量存储到 芯片中，因其具有识别效率高、稳定性以及识别速度快的优 势，在图书馆、门禁系统以及食品安全溯源等领域中得到广泛 应用。

1.3纳米技术纳米技术，称为毫微技术，是现代科学与现代技术结合的 产物，主要以研究结构尺寸在0.1~100nm内材料的性质与应 用为主。该技术的应用，能够在网络中进行连接与交互，拓宽 网络技术使用领域，对气象灾害的精细化监测具有重要意义。

2气象灾害中较为常见的类型与影响气象灾害的种类繁多、分布地区广泛，具有较高的发生频 率，一旦气象灾害发生，极易给国家与社会带来巨大的经济损 失。据有关数据显示，国内每年因气象灾害带来的经济损失高 达4000亿元，约占GDP的3%。目前气象灾害的发生主要有 洪涝、暴雨、冰雹、干旱以及暴雪。其中洪涝，称为洪水，是一种 因大雨、暴雨或者是持续降雨，导致低洼地区淹没于渍水的自 然现象。洪涝灾害的发生会导致山洪暴发、河水泛滥、淹没农 田以及毁坏农业设施，往往发生于浙江、江西、四川等南方多 雨地带。暴雨在气象学上成为强降水与强降雨，是指降水强度

较大的雨。暴雨灾害的发生，极易引发山洪、内涝、山体滑坡以

及泥石流等地质灾害，摧毁公路铁路等交通设施，甚至是村 镇，造成巨大的经济损失。冰雹是一种从强烈发展的积雨云中 降下来的冰疙瘩、冰块，称为雹子。在夏季与春季之交非常普 遍，有绿豆大小，特大的冰雹与柚子大小相同，能损毁农作物， 损坏建筑物，砸伤人体与牲畜。干旱会造成农作物的水分流 失，导致农作物在生长过程中发生落花、落果、枯萎和长势缓 慢的问题，造成农作物减产，甚至是绝收。而干旱灾害发生的 主要原因来源于季风气候，常见于蒙古自治区、东北、华北等 区域较。暴雪是是指在12h内持续降雪超过4mm的一种自然 现象，如果发生暴雪，会造成交通堵塞与农牧业减产，甚至是 死亡。而这些气象灾害借助网络技术的应用，可提前预警与预 测，并在发生灾害的同时，为指导救灾与转移人员提供依据[2]。

3网络技术在气象灾害预警系统的应用3.1系统设计

系统设计的关键是搭建系统的主要项目，关系到整个气 象灾害预警系统的应用效果，主要负责分析基础数据、气象数 据、灾害数据，方便气象人员了解各个气象预警区地址灾害的 发生情况，并制定相应的救灾、预防方案。因此在规划系统总 体结构时，程序人员需要向气象人员了解气象灾害预警区的 情况，编制合理的整个系统设计方案，才能搭建预警预报模 型。

对于软件系统设计而言，因为C/S模式具有PC系统的处 理能力，具有处理实时、灵活性的特点，所以选用C/S结构较 为适宜。其中C/S系统结构是三层架构，由数据层、应用层与 管理层形成。具体体现为：（1)数据层。数据层负责读取数据信 息，经处理后将基础数据、地理数据、灾害数据与预想预报数 据分类储存到服务器的数据库中。（2)应用层。应用层，称为表 现层，负责分析与研究数据结构，并将数据结构以图表、图形 的方式展示出来，方便人员通过网络平台浏览这些数据。（3) 管理层。管理层作为数据层与应用层的连接通道，为应用层与 数据层提供数据，在三层架构中具有重要意义[3]。

3.2系统功能

3.2.1气象综合信息的集成

气象综合信息集成平台运用先进的数据适配器技术，集 调度SCADA数据、生产管理数据、山或卫星遥感数据、调度应 急指挥中心数据、公网气象环境数据、高危用户数据以及输变 电状态监测数据为一体，实时采集、筛选与处理气象防灾减灾

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作者简介：汪甫（1987,04-),男，汉族，工程硕士，江西省气象服务中心工程师，从事气象研究、气象服务工作。

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科技创新与应用

2017年22期Technology Innovation and Application研究与展望

2关于钢筋混凝土结构在荷载和镑蚀耦合作用下试验建议虽然近年来对钢筋混凝土锈蚀构件力学性能研究的试验越 来越多，但是很多试验其试验方法并没有体现出革新。试验终究 是服务于实际工程的，如果试验的内容与实际工程中的情况相 差甚远，那试验的意义也将大大降低。

通过对过往试验的总结，提出以下几点建议:（1)对加载装 置进行革新，目前的加载装置都比较笨重且恒载施加起来十分 的不方便，目前的加载装置也无法达到大构件的不卸载而继续 进行承载力等试验的目的，为了让试验更加接近于实际工程我 们可以根据构件的形状和大小来对加载装置进行订做，使其不 仅满足恒载保持的需要也可以实现大构件的不卸载而继续进行 承载力等试验的目的;(2)改进锈蚀方法，电化学加速锈蚀虽然 可以很快的达到目标锈蚀率但其机理和锈蚀结果都与实际工程 相差较多，建议在今后的试验中如果要用电化学加速锈蚀，有必 要设置一定的修正系数对结果进行修正。模拟人工环境加速锈 蚀的方法目前采用还不是特别广泛，我们可以随着设备的更新， 调试出更加接近于真实环境的环境参数，另外模拟人工环境锈 蚀的方法，试验周期也是必须考虑的问题，一般情形下模拟人工 锈蚀的试验周期都较长;(3)目前考虑双因素耦合作用下的影响 的试验较多，但是实际工程中的钢筋混凝土构件普遍都是在多 因素复杂耦合状态下进行服役的，所以今后的研究方向也是多 因素耦合作用下钢筋混凝土的承载力试验，梳理多因素之间的 系数指标和影响程度，做好理论方面的研究，为试验研究打下坚

实的基础。

3结束语

随着科学技术的高速发展，对于试验方法和装置的革新也 势在必行。本文通过资料的调研梳理了当前研究水平荷载和锈 蚀耦合作用下钢筋混凝土结构的试验研究，从锈蚀方法、恒载加 载方法、荷载和锈蚀耦合试验方法三个方面进行了总结了该类 试验的发展和现状，并给出了相应的建议，为以后的研究趋势做 了一个初步的探索，表明多因素耦合作用的研究是今后该类试 验研究的重点。参考文献：

[1] 金伟良，王毅.持续荷载与氯盐作用下钢筋混凝土梁力学性能试验[J]. 浙江大学学报,2014,02-221-07.

[2] 滕海文，周乐云，等.不同应力比下锈蚀钢筋混凝土梁承载力试验研究 [J].建筑科学，2010,11-0056-03.[3] 吴庆，张鑫森，袁迎曙.不同加速锈蚀方法下钢筋砼结构性能试验研究 [J].安徽理工大学学报，2005,03-0021-05.

[4] 何世钦，贡金鑫.负载钢筋混凝土梁钢筋锈蚀及使用性能试验研究[J]. 东南大学学报，2004,04-0474-06.[5] 吴庆，袁迎曙.人工气候环境下锈蚀混凝土梁的结构性能退化研究[J]. 中国矿业大学学报，2007,04-0441-05.

[6] 袁迎曙，章鑫森，姬永生.人工气候与恒电流通电法加速锈蚀钢筋混凝 土梁的结构性能比较研究[J]. 土木工程学报，2006，03-0042-05.

(上接167页）

有关的业务数据，并将有效信息储存到SQL Server2005数据

库中，达到气象防灾减灾业务数据高效继承共享与集约化管 理的目的。

3.2.2系统管理

任何系统的运行都离不开系统的有效管理，气象灾害预 警系统的应用亦是如此。因此在系统设计过程中，为了充分利 用网络技术强大的数据管理与图形界面，必须加强对气象灾 害预警系统的管理，方便人员对系统进行增、改操作，为人员 不同使用需要赋予相应权限，从而提高系统的操作效率。例如 某市气象灾害分区预警系统中网络技术的应用，对于系统管 理方面的设计，编程人员运用Oracle 10g关系数据库作为管 理平台，对微型、雷达、地面观测站、闪电定位以及区域气象观 测站的数据信息进行探测管理，将QPE与QPF等信息形成各 种预警图文，并储存到数据库中，当工作人员进入Oracle数据 库后，即可通过平台系统服务器扫描系统，实现自动扫描分类 录入，从而找出所需的数据信息。

3.2.3气象灾害的监测管理

系统以网络技术作为基础的信息展示平台，通过与调度 SCADA系统有机结合，对卫星遥感监测、公网气象监测以及 Internet网络等系统运行状态进行监测，并分析、处理数据，然 后利用WEB、RSS、SERVICE、XML以及socket等通信接口将 处理的信息传输到监控中心，这样监控中心的专业人员即可 依据ArcCIS提供的点状、箭头状、字符状和图片，推理判断监 测点是否发生天气、气候灾害，并做出有效的天气预报，发送 给有关用户与单位，方便做好预防准备工作。

3.2.4系统辅助决策分析

系统辅助决策分析是在现有的专家规则库与国家标准的 基础上，推理判断气象灾害发生的概率、灾害影响范围以及经 济损失等项目，并通过开源规则引擎技术drools进行辅助决 策分析，为工作人员决策提供辅助性的建议。

3.2.5 气象灾害预测预警

气象灾害预测预警负责分析典型区域的气象灾害与非自 然灾害，依据模型分析气象灾害的影响程度，建立气象灾害预 测预警系统模型，然后转换成不同等级的灾害预警，以便工作 人员了解监测点的气象灾害情况。例如网络技术在气象灾害 预测预警系统的运用，负责监测气象次生、衍生等突发性较 强、破坏力巨大的自然灾害，在监测到气象灾害后，会通过 GSM公共网络、Internet以及卫星通信传输到气象灾害所在区 域，然后借助蓝牙、ZigBee以及WiFi等技术通知当地人们做 好防灾减灾的准备工作。与此同时还可借助FM广播、Pad、手 机、LED屏幕以及高音喇叭的方式警告人们，及时进行预防、 躲避。而气象监控中心则是依据获取的信息，确定气象灾害发 生的地点、危害程度，为抢险救灾提供依据[4]。

4结束语综上所述，21世纪作为信息迅猛发展的时代，网络革命 为气象灾害服务带来了新的挑战，同时也为气象灾害服务带 来了新的机遇。因此在进行气象灾害预警系统设计过程中，为 了提高预警系统的运行效率，必须充分发挥网络技术的优势， 将其灵活运用到系统设计以及系统辅助决策分析、气象灾害 预测预警、气象灾害的监测管理、气象综合信息的集成、系统 管理等系统功能中，提高气象灾害预测预警效率，才能促进气 象灾害服务的稳步发展。参考文献：

[1] 赵智鹏，史莲梅.基于物联网技术的气象灾害监测预警体系研究[J]. 电脑知识与技术，2016，12( 8): 263-265.

[2] 张慧，金燕.农业生态和农业气象灾害监测预警系统[J].北京农业， 2013(27)： 154-155.

[3] 罗海明.基于GIS的地质灾害气象预警系统研究[J].中国科技博览， 2015(24)：143.[4] 王志利，赵晓锋，武国亮，等.电力微气象灾害监测与预警系统的设 计与实现[J].电力与能源，2014，35 (6 )： 712-716.

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