1管理平台
管理平台是地面气象观测场实景系统的操控管理中心,处理系统内部各级监控人员及设备的所有管理功能,例如视频中心服务器、中央主控台、远程子控台的连接和运行状态信息的收集监控。发送命令要求,反馈信息,实现监控人员和设备的登录注册、警报、操控等功能,分配管理系统网络资源,合理配置节点资源、编辑系统日志、分类故障情况登记、数据统计表格整理,完成系统内各级监控人员管理、资源分配管理、分级权限管理等各项功能。管理平台主要由3部分组成:接入服务器、中心服务器和视频服务器。接入服务器主要作用是监控客户端,并将远端设备发送的请求连接到中心平台的入口。中心服务器通过J2EE架构实现事务处理功能,如系统日志登录、日常业务处理、监控工作人员管理、设施运行管理等。视频服务器进行视频信号的发送及存放的分配管理,反馈远端各级监控人员和设备发送的各种系统需求。在系统内部的监控人员查阅某个监控点位的画面或对画面进行操控时,就要发出相应的需求命令。接入服务器收到命令后,发送到中心服务器,并由其进行判断执行。中心服务器比对数据库中的用户资料来判断当前该监控人员的权限级别可否进行相应的操作。判断成功后,将需求推送至视频服务器,视频服务器将所需的视频调至监控人员。平台具有设备管理、权限管理及其他管理功能。设备管理:(1)设备登录系统,向中心服务器发送注册信息,自动注册;(2)视频服务器现场初始化设置,配置设备、中心、网关的IP,设置设备序号及相应逻辑名;(3)在初始化完毕后,可通过网络远端或在现场进行参数的设置和更新,如设备型号、警报等级、解码协议、通信参数等;(4)自主选择各通道视频的存储空间,设置安全级别;(5)自动初始化设置主控台及子控台,自动显示发送的警报信息及设定自动切换警报模式;(6)可初始化设置各级监控管理人员的帐号、密码及使用权限。权限管理:(1)多级别的身份辨识,预防冒名使用及操控;(2)因权限受限而无法实现的登录操作等可通过授权实现;(3)通过授权能够增加远程子控台的帐号数量,满足各级部门的访问需求;(4)能够判断远程访问用户身份的真实性合法性,响应控制请求并反馈所需信息。其他管理:(1)实现监控人员的远程网络管理;(2)实时检测地面气象观测场实景系统设备的状态信息,分析设备运行情况;(3)校时功能,自动同步系统内各设备与中心服务器的时间;(4)创建信息索引表,记录地面气象观测场实景系统的图像采集设备、文件资料、警报信息等,满足控制中心监控用户及授权成员的检索;(5)日志管理,对地面气象观测场实景系统内设备的登入退出及用户在线时间和操控信息进行记录。
2测场监控
2.1系统结构
测场监控主要包括:视频监控、红外探测报警、测站布防及云台控制、信息流存储、防雷设计等。气象标准观测场大小为25×25m2,视频监控必须满足监视整个观测场地,并能实现对近地天空的观测。配备具有长焦、照明、夜视功能的摄像机。云台控制可视范围,经视频压缩处理把模拟信号数字化,实现测场实景视频流信息输出到电脑显示,或者将模拟信号直接输出到监视器。摄像机的固定可采用立杆式固定和建筑墙壁承载方式。使用建筑墙壁承载方式,如视角受建筑墙壁阻挡而不能达到360°,可考虑安装多个摄像机组合。摄像头安装高度应在观测场平面以上3~15m区间。摄像机距离观测场中心位置的距离应大于40m小于150m。室外安装部分具有整体抵御9级风能力。室外立杆式安装方式下,立竿高度一般不低于3m,且挑臂长度不小于0.5m、立杆下端管径不小于0.2m、上端管径不小于0.1m。立杆基础深度不低于1.5m,基础直径大于1m,应采用混凝土灌筑确保立杆的牢固。通过在测场东西南北4个方向布设主动式红外对射系统实现对测场的安防报警,借助通信电缆将红外报警输入信号传送到安防联动控制机,通过安防联动控制机的自动控制系统,把输入信号转换成输出信号,通信电缆将联动输出信号输出,从而控制现场布设的声音、灯光以及警灯警笛系统,实现当有非法进入或者恶意破坏时现场报警,并能将云台自动聚焦到报警点。当有报警产生,将通过集成在安防联动控制机内的GPRS/CDMA短信卡以短信或彩信等方式报告值班员和管理员。当危害事件被处理,相应信息同样以短信或彩信等方式报告值班员和管理员。测站场地实时监视系统通过测场红外布控,实现安防报警,其设防和撤防控制权授予测站值班员。测站值班员通过软件或硬件两种方式实现测场设防及撤防操作。网络授权用户及测站值班员都可以操作测场云台,网络授权用户通过软件控制云台,测站值班员通过软件或硬件两种方式控制云台。信息流包括视频媒体流及报警信息。视频媒体流存储:通过安防联动控制机实现了测场视频流存储功能。用于监视视频流存储、检索、回放、备份、恢复等。以利于对突发破坏性事件的追查。报警信息存储:可以存储上千条的历史报警信息记录,超过一定数量时自动覆盖旧信息,提供USB接口,用于导出报警记录信息。一般测站都有良好的接地系统以及防直击雷、防雷电感应、雷电电磁脉冲等防雷设计,在测站场地实时监视系统里,设计有信号线路、电源线路的防雷以及红外对射系统接地。信号线路防雷:信号线在接入安防联动控制机以前安装信号避雷器作为信号系统的雷电感应防护装置。电源线路防雷:在电源输出端安装电源避雷器。
2.2设备连接
视频采集设备将视频信号通过信号保护器传送到视频服务器。视频服务器具有视频信号和音频信号的H•264硬件同步压缩功能,压缩码流通过网络进行传输,可进行实时视频和声音预览,支持流协议(RTP/RTCP),支持双向语音对讲等功能。服务器内部可安装高容量硬盘。测场的红外对射通过视频服务器连接安防联动模块,触发灯光音响等报警设备。
3系统实现
目前,四川省大部分气象台站已经完成了地面气象观测场的实景监控系统建设,各级管理人员可通过监控平台轻松的调阅各个观测场的监控画面,实现对探测环境变化的实时监控和及时跟踪。系统在试运行的期间,没有发生过一起探测设备被人为损坏的情况。由于实时监控及时到位,制止了一起当地农民在观测场周围建房的事件,保护探测环境不会受到人为因素的破坏。
4结束语
地面气象观测场实景监控系统采用信息化的手段,构建气象探测环境的自动视频采集、显示、存储系统,通过分级管理、集中显示的方法,提供气象台站周边探测环境的实景视频资料,为气象台站探测环境分析、监测、评估服务,提高探测环境保护工作的效力;同时也为中国气象综合观测系统运行监控技术的发展、气象观测元数据质量管理与评估的研究进程提供实景监视资料及产品。
作者：杨涛 张常亮 朱墨 单位：四川省大气探测技术中心 四川省气象信息中心 四川省电信有限公司
