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關鍵詞:圖像處理 PCB板 缺陷檢測 重要性
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0064-02
前言
隨著手機、計算機等精密電子設備的普及,在人們的日常生活中,電子產品的種類及數量越來越多。印刷電路板(PCB)作為電子產品主要部件和集成各類電子元器件的重要載體,隨著應用需求的增長,也逐漸向高精度、高性能、復雜度方向發展,PCB產品的體積也越來越小,在實際的生產過程中,PCB的制作工序非常繁瑣,每一道工序都可能造成PCB缺陷進而影響產品質量。這就對PCB缺陷檢測工作質量提出了更高的要求,在傳統的檢測過程中,主要是依賴于人工目測等方法,效率低下、且檢測精確度低,在PCB復雜程度及數量提高的情況下,傳統的檢測方法已經無法滿足日益提高的應用需求。下面我們將對基于圖像處理的PCB缺陷檢測技術進行分析,并對其重要性進行探討。
1 基于圖像處理缺陷檢測系統的結構
根據PCB缺陷類型、特征,及缺陷檢測的相關要求,所設計的圖像處理缺陷檢測系統的結構示意圖如圖1所示。
1.1 硬件系統
通過對圖1的分析,我們可以了解到硬件系統主要是由四部分組成:
(1)光照單元。主要任務是產生合適的照明及準確的物象位置關系,使得采集到的圖像有足夠的對比度、清晰度;光照單元設計是否合理將直接影響圖像采集質量及整個系統的精度水平,所以結合應用需求及經濟性等因素,目前光照單元主要是采用LED作為光源。根據系統對于照明方式的設計要求,為了防止陰影的產生,并將光線最大限度地集中在中央位置,照明方式一般是選取環形照明。(2)圖像采集單元。它的任務是將需要檢測的PCB圖像轉化為數字信息并上傳到計算機。這一單元主要是由攝像機和圖像采集卡組成,其中攝像機作為圖像的直接采集設備,其性能直接影響采集到圖像的分辨率、精確度,同時也影響著最終的缺陷檢測結果。為此在選擇攝像機時要充分考慮檢測系統要求的精確度,在考慮性價比的同時選擇精度最高、最清晰的攝像機。圖像采集卡作為將圖像轉化為數字信息的重要設備,其轉化質量直接影響數字信息的準確與否,在具體設計過程中,首先要與選用的攝像機兼容,再結合圖像存儲等因素綜合的選擇滿足應用需求的圖像采集卡。(3)運動控制單元。它的任務是移動PCB,保證圖像能夠采集全面、完整。(4)計算機。它的任務是運行圖像處理軟件,這些軟件是整個檢測系統的核心,利用圖像處理算法對待測PCB圖像進行檢測,并對存在缺陷進行準確識別。
1.2 軟件系統
在缺陷檢測系統中,硬件只是將圖片信息轉換為數字信息,重要的圖像處理都需要軟件系統來完成。軟件系統根據其具體實現的功能可細分為系統自檢初始化、運動采集控制和待測圖采集、缺陷檢測、缺陷識別、標記、分析等幾個模塊,其中缺陷檢測和缺陷分析最為關鍵。[1]
2 系統工作流程及相關檢測原理
通過結合缺陷檢測系統的軟、硬件結構及其可實現功能,整個系統的工作流程大體可以概括為:首先是攝像機在可靠光照條件下拍攝待測PCB板面圖像;然后由圖像采集卡將板面圖像模擬信號轉化為數字信號并發送至計算機圖像處理單元;圖像處理單元對圖像數字信號進行預處理和二值化后發送至缺陷檢測識別模塊,利用系統內設算法對缺陷特征進行檢測,并結合系統預設的容許度、限制條件輸出檢測結果,最后將缺陷位置及相關的分析情況反饋給檢測系統操作人員。
在整個缺陷檢測過程中,最重要的工作都是依賴軟件系統來完成的,圖像預處理、缺陷檢測、缺陷分析這三個環節直接影響著檢測結果的準確與否,下面對這三個環節進行分析:
2.1 圖像預處理
圖像采集單元采集到的PCB圖像數據由于分辨率高、精確度高,導致數據非常大,當需要檢測的PCB數量大時,大量的數據時會影響系統的圖像處理效率,同時在缺陷檢測過程中,實際只需要應用到一部分有用信息。為了提高處理效率就有必要對原始圖像信息進行預處理,主要是對其進行增強、去噪、分割、邊緣提取等操作,通過這些處理能夠最大限度的減少圖像信息中的無用信息,增強有用信息的特征辨識度,進而提高缺陷檢測的準確度。[2]
2.2 缺陷檢測
目前對PCB進行缺陷檢測的方法主要有參考法和非參考法兩種,其中參考法是將標準圖像與待測圖像進行比較來檢測缺陷,這種方法效率高,但是對檢測系統的硬件配置要求較高;非參考法則是根據PCB板的設計要求,直接對其是否存在缺陷進行檢測,這種方法對于軟件系統的要求較高。在實際的檢測過程中,兩種方法能夠滿足不同的應用需求,可根據實際情況進行選擇。在PCB缺陷檢測過程中,具體的檢測內容包括影響線路導通性能的短路、斷路、毛刺、缺損、空洞以及元器件貼錯、缺件、引腳脫焊等。
2.2.1 影響線路通性能的缺陷檢測原理
對于影響線路導通性能的幾個缺陷類型,在對其進行檢測時,可采用形態學和圖像比較相結合的方法進行檢測,對于短路、斷路、毛刺、缺損、空洞缺陷,都可以通過基于對象本身光滑性的局部幾何圖像來進行檢測。
2.2.2 引腳脫焊的檢測原理
雖然芯片引腳的大小、形狀基本一致,但是當引腳脫焊時,其顏色與正常情況下的引腳顏色必然存在差異,根據這一特點,在缺陷檢測時我們以待測芯片引腳顏色為特征對其是否存在缺陷進行檢測。在實際檢測時,為了便于缺陷特征的辨識,可選用HIS顏色模型提取引腳顏色特征,正常的引腳為白色,脫焊引腳為金黃色。
2.2.3 芯片極性錯誤的檢測原理
由于很多芯片兩邊的引腳數量、形狀一致,當在PCB貼反時難以被及時發現,為了更好的區分極性,芯片生產廠商在芯片的一個直角邊打小圓孔來區分極性。基于圖像處理的缺陷檢測系統在對芯片極性錯誤進行檢測時,就是對這一小圓孔位置是否與標準圖像一致來進行比較。目前檢測算法主要是基于快速Hough變換檢測圓算法,計算出待測芯片極性圓的圓心坐標,再與標準信息進行比較,如果差別較大,則代表芯片極性存在錯誤。
2.2.4 電阻標稱值缺陷的檢測原理
電路板裝設的電阻,在正面印有其標稱值,在裝設過程中,如果電阻大小、形狀一致很容易出現裝設錯誤,而基于圖像處理的缺陷檢測系統在對這類缺陷進行檢測時,需要對待測PCB上電阻正面印刷的標稱值進行采集,與正確的標準進行比較,來確定是否存在缺陷。在實際的檢測過程中,對標稱值的識別主要是基于模板匹配法和BP神經網絡識別法,后者的容錯率、魯棒性更高,實用性更強,能夠滿足未來不斷提高的應用需求。[3]
2.3 缺陷分析
在完成缺陷檢測后,為了便于對PCB存在缺陷進一步處理及質量評估,有必要對缺陷進行標記和特征統計。利用標記法獲得缺陷的面積、周長、數量等信息,再綜合多個缺陷特征,采用不同標準統計各缺陷目標的種類、面積、周長等特征,進而對PCB質量進行初步評價。
3 缺陷檢測的重要性
目前我國已成為全球最大的PCB生產國,同時國內對于電子產品數量、質量的需求也非常巨大,鑒于PCB質量對于電子產品質量的重要意義,在PCB生產過程中進行基于圖形技術的缺陷檢測其重要性主要體現在下列幾個方面:
3.1 提高合格率,提高盈利水平
由于PCB層數及復雜程度的提升,如果在最后的檢測過程中才發現中間環節造成的缺陷,將會直接導致產品報廢,而通過在生產過程中密切結合基于圖形技術的缺陷檢測系統,能夠在每一個生產環節進行缺陷檢測,保證整個生產環節的質量合格。這樣能夠有效的提高產品合格率,減少返修量,進而提高盈利水平。
3.2 提高PCB質量、提高市場競爭力
精確可靠的檢測技術,將會推動PCB向更精密、更復雜、更小巧這一方向發展,這將縮小國內產品與進口產品間的差距,在不斷提高產品質量的同時,也將提高其在國H市場的競爭力。
3.3 提高工作效率,降低檢測成本
在傳統的缺陷檢測工作中,需要大量依賴人工操作,效率低下的同時,也需要消耗大量的人工,而通過在生產過程中應用基于圖形技術的缺陷檢測系統,就只需要一個人在計算機操作、控制就能完成一個工序的缺陷檢測,大大的降低了勞動強度,也降低了人力成本。
3.4 推動國內電子產業的發展,提高整體生產水平
PCB作為電子產品的重要基礎,其檢測技術的提高,將會使電子產品的性能得到更好的保證,進而使國內生產的電子產品在質量、性能上得到有效的提高,在推動相關產業積極發展的同時,也會創造更大的社會價值。在汽車、軍事、航天等領域,對于PCB的要求更高,通過進行缺陷檢測,能夠使國內產品滿足應用需求,擺脫對進口產品的依賴。[4]
4 結語
我們只是對當前PCB生產過程中應用到的基于圖像處理的缺陷檢測技術進行了簡單的分析,了解其工作原理及系統結構,并探討其重要性。由于國內關于這項缺陷檢測技術的研究相對較晚,技術水平與進口產品還存在一定的差距,而進口產品高昂的價格又限制了這項技術的大范圍推廣,嚴重制約了國內PCB生產及電子產業的做大做強,所以在以后的學習工作中,我們應加強對基于圖像處理缺陷檢測技術的研究力度,最終研發出成本低廉、精確度高的缺陷檢測系統。
參考文獻
[1]李正明,黎宏,孫俊.基于數字圖像處理的印刷電板缺陷檢測[J].儀表技術與傳感器,2012,(08):87.
[2]呂文杰.基于機器視覺的PCB缺陷自動檢測系統[C].浙江理工大學:2016-7-16.
[3]朱萍.基于AOI技術的PCB常見質量缺陷檢測[J].科技創新與應用.2016,(16):114.
[4]謝煜.PCB光學特性對PCB光電外觀檢查機性能的影響機理[C].電子科技大學.2014-5-13.
關鍵詞:森林火災;對策;分析
中圖分類號:P4 文獻標識碼:A
1 雅江縣現狀及存在問題
雅江縣位于甘孜州東南部、雅礱江中游、青藏高原東南部橫斷山脈地帶,大雪山脈與沙魯里山脈之間的山原地帶,平均海拔3500m以上。地垮N29°03′~E30°30′,100°19′~101°26。東境毗連康定,西南緊鄰理塘,北與道孚、新龍交界,南與涼山州木里縣接壤。雅礱江由北向南橫貫全境,東西分為兩半,河谷深切成“V”字形。北有卡拉山,東面有同達山,最高峰努其巴主峰海拔5252m,西面扎噶山,在我縣境內有阿娘呷登和莫布呷波二山峰,海拔均在5000m以上。形成我縣東、西、北三面高,南部低,地勢由西北向東南傾斜,嶺谷高差2500m以上的高山峽谷特殊地形、地貌。特殊的地理環境和地形、地貌造就了雅安特殊的氣候特征:
1.1 干雨季分明,冬干嚴重
冬半年指每年的11月至次年的4月降水尤為稀少,有時全旬無降水,有時全月無降水,甚至有時數月無降水。
1.2 冬半年多大風
一天里,特別是午后至傍晚這一時段多有大風,上年11月至次年4月大風占全年大風總日數的67.6%。
1.3 季節性春旱嚴重
據統計,1991~2010年20a間,我縣發生季節性春旱18次,占90%,可謂十年九旱。
然而,雅江縣森林資源豐富,境內有著廣袤的原始森林,其中喬木林216273.9hm2,疏地林2794.2hm2,灌木林253206hm2等,林地總計757671.3hm2,森林覆蓋率達50.66%。所以進入冬季,高火險天氣容易頻發,以上談及的都是自然因素,但是我們不能排除森林火災的出現也不乏人為因素,比如:當地居民焚燒田埂、秸稈,或是有人在林區內亂扔煙頭、上墳燒紙、野炊燒烤,或是進入林區的車輛漏油、漏火及人們打獵時槍支走火等都有可能造成森林失火,森林保護工作總是舉步維艱,護林防火自然而然地被提上議程。
面對新形勢新要求,我們必須認識到防火氣象工作上存在的差距和不足:公共防火氣象監測與服務系統不夠完善,科技水平不高,較全省或是平均經濟社會發展需求還存在較大差距,同時有針對性的公共氣象服務產品的推出具有滯后性和單一性; 防火氣象預報監測準確率和預見性有待提高,只有及時準確的預測和監控才能更好地做到防患于未然;氣象人才隊伍建設亟待加強。任職崗位中尤其缺乏高層次業務技術的領軍人才,優秀年輕的后備干部力量也相對薄弱,不能成為防火氣象監測工作強大有力的后備軍。另一方面,氣象人員的工作責任感、榮譽感、積極性及團隊合作能力也都有待提高,對此,我們應該加強對工作人員的思想教育,從根本上提高氣象監測的服務質量。只有切實地將這些突出問題解決,才能更好地解決森林火災問題,推動全縣及全省氣象事業的科學發展和蓬勃進步。
2 氣象監測與森林防火的重要性
森林作為“地球之肺”,是國家重要的生態資源。在自然環境上,它可以吸收二氧化碳等溫室氣體,釋放氧氣,調節氣候,緩解溫室效應,同時為野生動植物的生長生存提供場所,增加種群數量和物種多樣性,保持生態平衡;在人文環境上,可以通過改善生態環境,改善農牧民的居住氣候,減少自然災害,促進農牧業增產、增收,提高人們的生活水平。所以,保護國家的森林資源勢在必行。
3 如何加強氣象監測與服務系統
3.1 提高科技水平,完善硬件設施
一整套完善的監測服務設施是避免森林防火的基礎保障,沒有完善、先進的硬件設施說再多也只是紙上談兵。筆者認為可以與科技接軌,建立氣象觀測系統運行監控平臺,最大程度的發揮網絡的作用,實現網絡動態監控,只有時時刻刻、每分每秒的監測森林氣象的微妙變化,才有可能執行接下來的相應措施。
3.2 思想教育與專業學習雙管齊下
思想認識是工作人員保證監測質量的前提,專業知識是提高監測質量的保證。兩者相輔相成,缺一不可。所以,相關工作單位不僅要嚴把氣象人員的專業素養,也要定期對氣象人員進行思想教育,培養他們的責任感、使命感、榮譽感,加強團隊合作,形成良好的競爭、合作的工作氛圍,使各項工作有條不紊的進行。
3.3 林業部門與氣象部門協同作用
建立雅江縣森林防火氣象監測與服務系統需要林業部門和氣象部門的共同努力。兩個部門應充分利用各自的資源,揚長避短、各取所需,在數據資料、技術攻關、監督預測等各方面及時交流、匯報、共享。兩部門可在每年年初、年中或年末召開一次工作交流會,總結去年的工作,吸取教訓和經驗,部署展望下一年工作,集中解決工作中的重大問題。當然,若遇到急需解決的問題,應該立即召開緊急會議轉移工作重心,集中解決重點難點。只有當兩股暖流匯成一股時,才有可能沖破一切困難的束縛。
4 結語
建立雅江縣森林防火氣象監測與服務系統是項任重而道遠的工作,這項工作不只是某個單位,某個部門的職責,更是我們每個公民義不容辭的責任和義務,人們應該無條件的支持。但是,有關部門也應始終本著預防為主,補救為輔的原則為雅江的森林防火工作作出應有的貢獻。
參考文獻
一、氣象信息不夠準確
氣象信息的準確性主要是指預報或預測未來氣象變化狀況的能力。當前,各級氣象臺站建立了人機交互、以數值分析預報產品為基礎,綜合運用各種氣象信息和預報技術方法的天氣預報業務技術流程,其中包含了天氣預報員的經驗訂正過程。氣象預報的準確性就取決于氣象專用軟件對大氣運動規律的數值模擬相似程度和天氣預報員的人為訂正,而計算機模擬不可能完全反映大氣變化的實際狀況,認為訂正也存在主觀隨意性,這就決定了氣象信息不可能達到非常高的準確性。
二、增強提供農村氣象信息產品的責任意識
政府的職能包括政治職能和社會管理和服務職能,政府通過國家氣象部門直接為社會提供氣象公共產品和公共服務。農業在國民經濟中的特殊地位,決定了作為提供農村氣象信息產品主體的各級氣象部門必須堅持以為農業服務為重點,以為農村供給多種多樣及時準確的氣象信息產品為責任,堅持“公共氣象”的發展方向,充分認識增加農村氣象信息產品的重要意義和迫切性,進一步樹立面向農村、面向農民服務的意識,把為農業生產經營活動提供更多的氣象信息產品作為本部門的重要職責和工作任務,切實履行好氣象部門作為公益性事業單位的公共服務職能。
三、產品供給不夠及時性
時間性強是氣象信息最重要的特征之一,不能將氣象信息及時傳遞到使用者手中,再準確的氣象信息也是枉然。一些氣象災害,例如雷雨大風、龍卷等,其預警時間較短,將預警信息迅速傳遞出去是關鍵。用戶若能及早知道突發性災害天氣的影響時間和區域,也許僅僅是提前幾分鐘得到警報,還能為采取適當的防御措施爭取時間。
四、具體措施
中國氣象工作的出發點和落腳點在于為社會提供公共產品和服務,氣象部門必須以需求為導向,以滿足服務對象的要求為目標;以科技創新為主線,完善服務機制,完善氣象信息傳遞渠道;堅持氣象現代化建設,不斷提高天氣預報的精度、時效和針對性,不斷拓展氣象服務領域,積極做好以農業為主的綜合信息服務。
1、需要轉變觀念:由對農業生產的氣象服務轉變為對農村生產經營、安全保障、生活質量等各方面的氣象服務。只有轉變觀念,才能解放思想,擴展服務思路;才能凸顯出對農村需求開展調查研究的重要性認識,促進氣象服務人員對農村氣象服務需求的理解。轉變觀念,是提高認識的基礎,是促進農村氣象服務持續發展的前提。
2、加強對農村氣象災害的科學研究,提升農村氣象災害的防御能力。應針對我國農村氣象災害頻繁發生的實際,加強重大災害性天氣發生機理的研究,努力提高預報水平和預報時效;加強農業病蟲害發生氣象條件的研究,為改善農村經濟結構、發展品牌農業產品做出貢獻。
3、建設新型生態與農業氣象業務,提升氣象為糧食、生態安全服務能力。調整和完善農業氣象觀測站點布局和觀測任務,建設新一代生態與農業氣象業務,提高農業氣象災害監測、預警、預報、評估能力;依據農業氣候區劃成果優化農業生產布局,開展農林病蟲害發生氣象條件研究,提高農林病蟲害的氣象預測預報水平。加強對農業生產的氣象科技指導,為提高糧食產量提供氣象保障;建立基于遙感監測為主、地面監測為輔的省級生態氣象觀測、預測預警和評估業務服務系統,對我國主要糧產區進行生態氣象監測和綜合評價。
農村地區地域廣闊,人員分散,農民經常在野外工作,如何把重要的天氣信息及時傳播給農民,是需要加強的方面。
對于常規預報,如24小時、48小時預報,農民通過收聽廣播、收看電視,相對比較容易得到。對于重要天氣,特別是突發性災害性天氣,及時服務很重要,短時滾動預報很有效。但目前的傳播、直播渠道就顯不足。建設更多直接傳播的信息快速通道,是需要加強的方面。
關鍵詞 氣象服務;形式;重要性;建議
中圖分類號 P451 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)05-0262-01
氣象服務是氣象事業的立業之本,它處于整個氣象工作的首位,在促進社會發展以及提高人民生活質量等方面發揮著重要作用[1]。加強氣象服務工作是基層氣象部門重點工作之一,也是氣象工作人員的責任和義務。且末縣地處塔里木盆地東南緣,昆侖山、阿爾金山北麓,為全國面積第二大縣。現有耕地面積8 400 hm2,盛產優質棉花、紅棗等,石油、水土、礦產、旅游等資源豐富,優勢突出。遵循縣委“農業穩縣、礦業興縣、石油富縣、生態立縣”的發展戰略,結合自身優勢,做好氣象服務工作,為實現“礦業且末、紅棗且末、生態且末、美麗且末、幸福且末”貢獻力量。
1 氣象服務形式
1.1 積極開展春播氣象服務
春季主要農事活動都已開始,做好春季氣象服務工作尤為重要。加強對春季氣象服務工作的組織領導,把做好春季農業氣象服務和決策服務作為氣象服務工作的重點,有針對性地組織好為農氣象服務工作。針對地方氣候特點做好寒潮、大風、沙塵等天氣的預報服務,避免或減少氣象災害造成的損失,提高農民收益。
1.2 為重大民生工程建設提供保障
民生工程是切實保障公民基本權利、提高人民群眾生活水平的一項惠民政策,是政府為民辦實事、辦好事的“民心工程”和“德政工程”。因此,扎實做好民生工程的氣象服務就是為民辦實事。結合機場遷建項目、大石門水庫建設項目、山區風力發電項目,提供靠前服務,得到了政府和項目建設方的肯定和贊譽,取得了實效。
1.3 做好汛期氣象服務
汛期天氣復雜、天氣氣候形勢異常,堅持防汛抗旱兩手抓,提高認識和增強氣象服務的敏銳性,確保汛期氣象服務工作萬無一失。建立和完善面向車爾車臣河、昆侖山地質災害隱患點的定量降水實時估測業務和精細化預報業務,做好暴雨誘發山洪地質災害氣象風險預警服務。針對暴雨、雷雨大風及冰雹等局地性、災害性天氣的監測預警需求,充分利用衛星、自動氣象站等獲得的實時探測資料,加強天氣實時監視,努力提高短時臨近預報能力。
1.4 做好秋收與秋種氣象服務
充分認識秋收與秋種氣象服務的重要性,高度重視秋收、秋種氣象服務工作。以圖文并茂形式制作秋收與秋種進度、前3 d秋收秋種區天氣實況及其影響、未來3 d天氣對秋收、秋種區影響分析以及應對措施建議的服務產品。加大信息共享,服務社會,通過網站、報刊、電視等媒體擴大秋收、秋種氣象服務覆蓋面。做好秋霜凍的預測預防工作,制作專題服務材料,為縣政府及農業等相關部門提供專項服務。
1.5 積極開展人工增雨雪作業
且末縣地處歐亞大陸腹地,南有青藏高原及昆侖山橫臥,暖濕空氣不易流入,北有天山阻斷,水汽來源很少。為緩解農牧業生產用水緊張矛盾,積極做好空中水資源開發和利用。現階段正逐步實現人工增雨(雪)作業從傳統的防災減災向防災減災、緩解空中水資源短缺以及改善生態環境等多領域、多目標延伸。
2 加強氣象服務工作的建議
2.1 提高決策氣象服務質量
決策氣象服務是為各級黨、政、軍領導和決策部門指揮生產、組織防災減災,以及在氣候資源合理開發利用和環境保護等方面進行科學決策提供氣象信息。因此,要以高度的政治責任感做好決策氣象服務。充分利用預報工具,發揮預報人員的主觀能動性,進一步提高氣象預報準確率;加強氣象災害能力建設,減少災害性天氣的空報漏報,為政府防災救災提供依據;改進和創新服務手段,紙質材料、口頭匯報、電話服務、短信服務等傳統服務方式必不可少,同時還要強化網絡服務、電子顯示屏、綜合業務平臺等的優勢。
2.2 完善公共氣象服務手段
以“無微不至、無所不在”的服務理念,不斷豐富氣象服務產品,完善服務手段,提高精細化服務水平,準確及時為農民提供氣象信息。充分發揮為農服務綜合業務平臺的優勢,使其在且末縣紅棗產業、棉花產業等為農服務中發揮防災減災作用;雙語氣象預警大喇叭、鄉鎮(村)氣象協理員和信息員很好地解決了為農服務的“最后一公里”問題;氣象服務電子觸摸屏終端操作簡單,內容豐富,能夠深入農村、基層一線,貼近老百姓,使老百姓能夠掌握更多氣象信息;聯手電視、廣播、報紙、網絡等傳播媒體,加大氣象知識宣傳力度,實施“千村萬戶”氣象知識普及工程,擴大氣象為農服務范圍,提高氣象為農服務水平[2-3]。
2.3 延伸氣象服務領域
近年來,由于經濟社會持續快速發展,公眾對氣象服務產品的需求越來越多,氣象服務的覆蓋范圍不斷擴大,氣象服務領域不斷拓寬。堅持以各行各業的需求為導向,不斷提高服務的針對性和專業化水平。積極開展氣象災害動態監測、預警預報、應急處置和跟蹤評估等工作。農業氣象服務要從傳統農業向現代農業拓展延伸,由過去主要為種植業服務,拓展到包括農、林、牧、漁業以及農產品儲運加工等大農業服務,由為農業“避害”服務,拓展到“趨利”服務等[4-5]。專業氣象服務要由傳統的農業氣象、人工影響天氣服務向地質災害氣象、交通氣象、旅游氣象、能源氣象、城市氣象、環境氣象等服務領域拓展,為國民經濟建設和社會發展全面服務。
3 結語
氣象服務工作關系到人民群眾的生產生活、關系到諸多領域的生產發展、關系到經濟社會發展等方面。切實加強氣象服務是時代賦予的重任,因此氣象工作者要全力以赴,加強氣象觀測體系建設,提升氣象災害監測預警能力;加大氣象科技創新力度,提升氣象科技支撐能力;抓好氣象災害防御工作,提升氣象防災減災能力;做好氣象災害風險管理,提升氣象決策服務能力。
4 參考文獻
[1] 任宜勇.新疆決策氣象服務指導手冊[M].烏魯木齊:新疆大學出版社,2006.
[2] 周長江,薛新慧.關于基層臺站氣象服務工作的幾點思考[J].沙漠與綠洲氣象,2009(S1):198-199.
[3] 楊志強.開辟農業氣象服務新領域的若干思路[J].福建氣象,2002(3):46-47.
【關鍵詞】氣象數據;通信系統設計;數據采集
前言:
在進行氣象采集數據通信系統設計的過程中,氣象部門要能掌握氣象監測技術的性質和重要性,從而將其技術科學規范的運用在氣象采集數據通信系統中,這樣氣象部門就可以實時檢測氣候,從而采集準確數據信息,以便于為人們播放天氣。研究顯示,氣象監測技術主要具有ZigBee和GPRS這兩種性能,該監測技術通過與網絡的連接,實現氣象數據采集,這樣十分便于氣象部門對氣象采集數據系統的管理,這樣就可以提升氣象數據采集的效率。
1.關于氣象數據采集與發送的硬件設計的研究
在設計氣象數據采集通信系y的過程中,設計人需要合理的運用GPRS技術,但需要注意的是在運用GPRS技術的過程中必須要確保在GSM的基礎之上,這樣就可以建立一個較為完整的數據交換系統。之所以這樣做其主要原因在于氣象數據采集系統中數據業務承載性能,十分便于數據傳輸和采集。因此,設計人員必須要對GPRS技術受到重視。
1.1 MCU的選擇設計。在選擇設計MCU的過程中,設計人員一定要控制電壓的范圍,在控制電壓范圍的過程中,設計人員可以運用雙時鐘技術,這樣設計人員就可以準確的了解MCU的全部功能,進而根據其功能科學的展開設計。其次,在設計MCU的過程中,設計人員需要做好控制命令工作,這樣即使在野外也可以獲取大量的數據信息,之后設計人員在將MCU與通信設備相連接,這樣就可以順利的純傳輸數據,實現接口數據的匹配[1]。
1.2 溫度測量電路設計。在設計溫度測量電路的過程中,設計人員要根據氣象數據采集的實際情況,合理的選擇傳感器,然后運用傳感器模擬溫度信號,這樣氣象數據采集通信系統在運行的過程中就可以將模擬溫度轉換為真實的信號數據。其次,設計人員在采用一線總線的方法,將數據信號傳輸到MUC中,但在此過程中設計人員要注意校驗碼的傳輸,否則將傳輸過程將會受到外界信號的干擾,影響數據傳輸的精準度。
1.2.1 電壓測量電路設計。通過不斷的實驗證明,氣象部門要想有效的設計氣象數據采集通信系統,氣象部門就應嚴格遵循相關的要求,科學規范的進行電壓測量電路設計。在設計電壓測量電路的過程中,設計人員需要選擇氣壓傳感器,這樣可以有效的控制電壓測量的范圍。但如果測量范圍超過了單片機的接口范圍,設計人員一定要及時的將收集的信號輸入到單片機中,以便于單片機處理電阻電壓。
1.2.2 風向測量電路設計。風向測量電路設計是氣象數據采集系統設計重要的組成部分,其設計原理主要和系統風向測定有關,是將風向信號傳輸到相關的裝置設備中,其裝置設備就是格雷碼光。然后設計人員在根據其原理展開深入的分析,這樣就可以獲取準確的數據信息,以便于氣象部門的讀取[2]。
2.關于系統的軟件設計的分析
2.1 下機為軟件設計。下機軟件設計的效率嚴重影響氣象數據采集通信系統的設計,在進行下機軟件設計的過程中,設計人員需要重視編程語言的使用,將其相關的編程語言安置在相關的處理器中,這樣系統就會將所采集到的數據進行循測和格式轉換,單品機在此過程中也會起到一定的作用。其次,設計人員要使用無線數據,將轉換是數據傳輸到相應的模塊當中,但是單品機在運轉的過程中需要接受上機軟件命令。
在設計下機軟件過程中,設計人員要能運用科學的方法糾正錯誤的氣象數據首先,要選擇相同的單品機進行抽樣對比,然后在根據單片機運行時間科學進行數據計算,最后采用CRC來進行校對工作,這樣設計人員就可以根據最初設定的程序,提升數據采集準確性[3]。
2.2 上位機軟件設計。在進行上位機軟件設計的過程中,設計人員必須要有一個軟件設計平臺,才可以在設計上機位軟件的過程中對相關的控件和數據進行控制,只有做好相關數據的控制上機位軟件設計才會更加具有合理性。在完成上機位軟件設計的過程中,設計人員要需要將相關的數據信息進行儲存打印,以便于日后設計氣象數據采集通信系統的參考。其次,設計人員要采用壓縮的方法,轉換BCD碼編數據格式,做好數據格式的排列,這樣設計人員就可以科學的安排時間,并有效的提升數據采集的速度。此外,設計人員要將采集的數據繪制成曲線,這樣就可以掌握氣象信息的動態。
經過上述分析,氣象部門在展開氣象數據采集通信系統設計的過程中,氣象部門需要對設計人員加強指導和培訓,要能讓設計人員意識都設計該系統對氣象部門發展的重要性,而且做好該系統的設計,不僅有主要氣象部門的發展,也能為我國農業帶來良好的影響。
結束語:
總而言之,在設計氣象數據采集通信系統的過程中,氣象部門必須要按照相關設計要求,規范的進行設計,否則,氣象數據采集通信系統將無法在實踐工作中順利的實現。其次,設計人員需要掌握該系統相關的軟件設計和程序設計,進而有秩序的進行設計。設計人員在設計氣象數據采集通信系統的過程中必須要具備較強設計能力和綜合素養,對氣象數據采集通信系統設計做出正確的判斷,只有這樣氣象數據采集通信系統設計才會更加符合氣象部門的要求和標準,進而在實踐過程中為氣象部門提供準確的數據信息。
參考文獻:
[1]于慧彬,李小峰,齊鵬. 基于雙冗余以太網通信的氣象實時觀測數據采集網絡傳輸系統的設計與實現[J].海洋技術,2012,(23):31-35.
(一)指導思想。以科學發展觀為指導,堅持公共氣象發展方向,以促進經濟社會發展和保障改善民生為宗旨,以防災減災、保障國家糧食安全、改善生態環境等為重點,以氣象科技和人才為支撐,以創新體制機制為動力,以項目建設為重要抓手,努力實現氣象工作政府化、氣象業務現代化、氣象服務社會化,不斷增強氣象事業對全縣經濟社會發展的保障能力。
(二)總體布局。根據我縣經濟社會發展對氣象現代化的需求,統籌城鄉一體化業務布局,建立結構完善、功能先進、保障有力的全縣氣象災害監測、預報、預警業務體系;建立完善廣覆蓋、多樣化、個性化的縣、鄉、村三級氣象服務體系。圍繞糧食生產核心區建設,完善現代農業氣象監測、預報及服務體系;圍繞我縣經濟建設,增強城市氣象現代化龍頭帶動作用;圍繞農村經濟社會發展,增強縣級氣象現代化綜合業務服務能力。完善雙重管理體制,建立與新型業務服務體系相適應的氣象事業結構。
(三)主要目標。到2020年,建成覆蓋城鄉的公共氣象服務體系、功能先進的氣象預報預測體系、布局科學的綜合氣象觀測體系、可持續發展的氣象事業支撐保障體系。氣象防災減災和氣象為農服務能力顯著增強,應對氣候變化和生態環境建設保障支撐能力顯著提升,氣象災害監測預報預警準確率和精細化程度明顯提高,氣象服務領域更加廣泛,基本滿足我縣經濟社會發展對氣象服務的需求,建成與氣象事業發展相適應的氣象現代化體系,氣象事業整體實力顯著提升。
二、重點工作
(一)加快推進氣象綜合觀測體系現代化
1.加強立體化、高覆蓋、全天候的綜合氣象觀測系統建設。完善氣象衛星接收、自動氣象站、移動應急氣象等監測系統,加快農業氣象自動觀測系統建設,加強對各類農作物長勢和田間環境狀況的實時監測。建立中心城區自動化氣象監測網,提升城市內澇、溫室氣體、霧霾、負氧離子、雷電等環境氣象監測能力。建立部門間氣象觀測站網規劃建設協調機制,將交通、旅游、水利、林業、環境等各類專業氣象探測設施納入氣象綜合觀測網總體布局,在山洪地質災害敏感區加密布設監測設備。
2.加強氣象信息網絡和裝備保障能力建設。加快建立完善氣象、水利、國土資源、林業、環保、交通運輸、電力等部門間氣象觀測相關信息共享機制。全面完成縣級氣象防災減災及應急指揮高清視頻會商系統項目建設,實現國家-省-市-縣四級高清視頻會商互聯互通,推進氣象防災減災視頻會商系統與各級政府相關部門互聯互通。建設高性能計算機系統和高速寬帶氣象信息網絡。
3.強化氣象探測環境保護。依法加強氣象探測環境保護工作,嚴厲打擊制止破壞探測環境的違法行為。縣政府吸納縣氣象局為本地規劃委員會成員單位,將氣象探測環境保護納入縣級城鄉規劃,制定專項保護規劃,保證氣象探測信息的代表性、準確性、連續性。
(二)加快推進氣象預報預測體系現代化
4.提高預報預測準確率和精細度。進一步優化氣象預報業務布局,開展定量降水預報、災害性天氣診斷分析、中尺度天氣分析、環境氣象和集合預報應用業務。開展城市、鄉鎮及重點區域精細化天氣預報,建立分災種氣象災害監測、預報預警平臺,提高災害性天氣分區預警準確率和預警時效。
5.加強現代氣象預報系統建設。以數值預報產品和多種觀測資料綜合應用為基礎,不斷完善天氣、氣候預測預報系統。重點加強災害性天氣監測和短時臨近預警技術體系、定量降水估測與預報技術體系、精細化要素預報技術體系和氣候預測業務系統建設。加強中小河流洪水和山洪地質災害防治氣象風險預警系統建設,加強水文氣象、森林火險氣象等級預報、交通氣象、旅游氣象和以霧霾監測預警、空氣污染氣象條件預報預警、空氣質量預報為重點的環境氣象等專業氣象預報預警業務系統建設。建立各類預報產品檢驗評估系統。
(三)加快推進公共氣象服務體系現代化
6.推進基本公共氣象服務均等化。各鄉鎮(街道)要將基本公共氣象服務納入鄉鎮(街道)公共服務體系,并列入當地公共服務發展規劃。政府部門及有關公共服務機構要按照各自職責推進公共氣象服務體系建設。不斷豐富氣象觀測、天氣預報、災害預警、影響評估、氣候資源開發利用、氣象為農服務、氣象為城市運行服務等公共氣象服務產品。
7.提高氣象防災減災和氣象應急服務能力。完善“政府主導、部門聯動、社會參與”的氣象防災減災工作機制,完善分災種的氣象災害應急預案,建立健全氣象災害預警社會應急聯動響應機制,提高突發氣象災害的應對處置能力。完善農村基層氣象防災減災組織體系,全面推進鄉鎮氣象防災減災標準化建設。加強鄉村氣象信息服務站和氣象信息員隊伍建設,做到縣鄉有分管領導、鄉有氣象信息服務站、村有氣象信息員。充分發揮氣象協理員、氣象信息員、重點單位氣象安全員的重要作用,加強業務培訓,為其配置必要的裝備,給予必要的經費補助。
8.完善氣象災害預警信息及傳播網絡。加強氣象服務業務系統建設,建立完善突發公共事件預警信息平臺。媒體、通信企業和社會單位要依法承擔社會責任,建立健全氣象預警信息傳播“綠色通道”。統籌推進學校、醫院、車站、旅游景點、建設工地等人員密集區和公共場所以及農村社區氣象信息接收設施建設。
(四)加快推進氣象為農服務體系現代化
9.深化高標準糧田氣象服務與保障體系建設。按照《高標準糧田氣象保障能力建設標準》的要求,在高標準糧田區域內建設高標準的現代農業氣象科技示范園,布設自動化農業氣象觀測系統和多種先進儀器設施,加快農業氣象適用技術示范與推廣基地、農業氣象災害預報預警系統和農村氣象綜合信息傳播平臺建設,將農村綜合氣象信息服務站和人工增雨防雹作業標準化固定炮站融入農業技術推廣區域服務站建設,做到同時規劃、同時建設、同時使用。進一步健全農村氣象災害防御體系和農業氣象服務體系建設。
10.加強人工影響天氣基礎設施和科技能力建設。建立健全縣級人工影響天氣作業指揮通信系統、效益評估系統和空域申報審批系統,加快標準化固定炮站建設和作業裝備更新,加強專業技術管理和隊伍建設,提高人工影響天氣作業能力、管理水平和綜合服務效益。
11.開展面向新型農業經營主體的直通式氣象服務。將鄉鎮綜合氣象信息服務站融入新型農業經營體系示范鄉鎮建設,不斷改進氣象服務手段,豐富氣象服務產品,拓展氣象服務領域,充分利用氣象短信平臺、電子顯示屏、氣象預警大喇叭、電視、網絡等媒介開展面向農民合作社、家庭農場、聯合社、聯合體等新型農業經營主體的直通式氣象服務。
(五)加強支撐保障體系建設
12.推進氣象科技創新與成果應用。把氣象科技工作納入各級科技發展規劃和年度項目研究計劃,增加氣象科技投入,加強氣象科技創新能力建設。重點圍繞災害性天氣監測預警、精細化天氣預報、短期氣候預測、農業氣象、氣象災害影響評估、氣象自動觀測、觀測資料融合應用、氣候資源開發利用、氣候變化影響評估與應對以及人工影響天氣等方面的攻關研究,落實重點科技項目,加快關鍵技術研發及成果轉化。
13.加快推進“一流臺站”建設。本著整體規劃、適度超前、功能完備、布局合理的原則積極推進基層氣象“一流臺站”建設,加快推進基層氣象臺站基礎配套設施建設和業務平面升級改造,提升基層氣象臺站現代化水平,著力解決基層臺站綜合氣象服務能力與經濟社會發展需求不相適應的矛盾,力爭在2020年全面完成我縣基層氣象“一流臺站”建設。
14.加強氣象機構和人才隊伍建設。各鄉鎮(街道)要按照發展氣象事業的要求,加強氣象人才隊伍建設,將氣象干部納入各級干部培訓計劃;加強氣象創新團隊培育,加快學科帶頭人培養并落實相應人才政策。將基層氣象協理員、信息員、安全員隊伍建設納入全縣農村實用人才素質提升工程。
15.大力普及氣象防災減災和應對氣候變化知識。各鄉鎮(街道)要組織實施《氣象科普發展規劃(2015-2020)》,把氣象防災減災和應對氣候變化科普工作納入全民科學素質行動計劃綱要,列入領導干部教育培訓計劃。充分利用科技、文化、教育等資源,并依托各類科普場館、文化場所、宣傳專欄、氣象臺站等建設氣象科普平臺。積極開展世界氣象日、防災減災日等氣象宣傳活動,推動氣象科普進學校、進社區、進農村、進企業,增強社會公眾氣象防災減災和應對氣候變化意識。
三、保障措施
1.建立完善氣象現代化建設公共財政保障機制。統籌推進全縣氣象現代化協調發展,將發展氣象現代化所需的基本建設投資和事業經費納入本地經濟社會發展計劃,在安排財政預算時統籌考慮,并隨著經濟發展和財力增長逐步加大對氣象現代化的投入。
2.積極推進氣象現代化項目建設。加快啟動“十二五”氣象災害監測預警與防御工程和縣級氣象機構基礎設施等項目建設。積極推進中心城區內澇、霧霾監測預警系統和高速公路氣象災害監測預警服務系統建設。“十三五”期間持續推進氣象預報預測能力、氣象防災減災能力、應對氣候變化能力、改善生態環境氣象保障能力等項目建設。縣發改委每年要制定氣象現代化重點項目建設計劃,并將建設項目列入本地經濟社會發展規劃,保障建設項目順利實施。
3.依法推進氣象社會管理工作。加快推進公共氣象服務、氣候資源開發利用與風險評估、氣象探測環境保護、氣象預警信息傳播和人工影響天氣等制度建設。強化氣象災害防御準備監督檢查、防雷安全管理、重點工程氣候可行性論證、氣象探測環境保護、預報預警統一、行業氣象管理等氣象社會管理。
為貫徹落實浙江省政府辦公廳《關于加強氣象服務“三農”工作的意見》(浙政辦發〔2010〕157號)和紹興市政府辦公室《關于加強氣象為農服務的意見》(紹政辦發〔2011〕77號)文件精神,深入推進城鄉基本公共氣象服務均衡發展,提高“三農”防御氣象災害和氣象為現代農業服務的能力,經市政府同意,現提出如下實施意見:
一、充分認識氣象服務在“三農”工作中的重要性
農村是氣象災害的多發區,也是氣候的敏感區,氣象工作與“三農”工作有著密切的聯系。氣象工作關系農業的科學發展,加強氣象工作,既有利于防范、減輕氣象災害對農村和農業的危害,又有利于趨利避害,優化農業經濟結構,提升農業效益;氣象工作關系農村的和諧穩定,農村氣象災害防御能力薄弱,極易造成生命財產損失和社會的不穩定;氣象工作關系農村的民生改善,極端氣候事件的頻發,對農業生產和農民生活造成嚴峻威脅。各鄉鎮(街道)、市直有關部門要充分認識氣象服務“三農”工作的重要性,把氣象為“三農”服務工作作為統籌城鄉發展、夯實農業農村發展的基礎工作來抓,不斷提高全市農村氣象服務和氣象災害防御水平,為積極改善農村民生、發展現代農業和全面建設小康社會作出積極貢獻。
二、全面推進農村氣象災害防御體系建設
各鄉鎮(街道)、市直有關部門和單位要按照《意見》要求,以減輕農村氣象災害損失,提高農村氣象災害防御能力為目標,爭取在3年時間內,基本建成“政府主導、部門聯動、社會參與”的農村氣象災害防御體系。
(一)加強農村氣象災害監測預警能力建設。要加快現代化農業氣象觀測系統建設,整合氣象、水利、國土等部門資源,優化布局,加密站點,統籌推進曹娥江流域、山洪地質災害易發地區等農村重點部位的氣象災害監測系統建設。因地制宜開展特色農業、生態農業、設施農業等現代農業的監測分析,開展農業氣象災害預報和農用天氣預報,進一步提高監測預報的準確性、災害預警的時效性和風險評估的針對性。
(二)加強農村氣象防災減災組織建設。各鄉鎮(街道)、市直有關部門氣象防災減災領導機構,統籌協調做好氣象災害防御工作。做到重點部門有聯絡員,每個鄉鎮有氣象協理員,每個村有氣象信息員,落實氣象災害應急響應、組織災害防御、傳播氣象災害預警信息、反饋受災情況和氣象災害科普宣傳等工作。
(三)加強農村氣象災害應急處置措施的建設。2011年編制出臺《上虞市氣象災害防御規劃》,全面完成所轄鄉鎮氣象災害應急預案建設;開展農村氣象災害應急預案的編制修訂,突出實用性和可操作性,進一步優化各氣象災種的應對措施和處置程序。積極開展氣象災害預案演練,提高農村群眾自救互救能力及各單位協同作戰水平。
(四)加強氣象災害風險管理機制建設。要建立氣候可行性論證制度和氣象災害風險評估制度,并納入城鄉規劃和工程建設項目行政審批工作;重點加強對農村重要基礎設施建設、農村遷建選址、農民建房等的氣象災害風險評估,避開氣象災害風險區和隱患點,避免和減少人員傷亡和財產損失;積極開展鄉鎮、村(社區)和重點單位的氣象災害應急準備認證工作。
(五)加強農村防御雷電災害能力建設。要按照規范標準,科學設計、安裝防雷裝置,推進農村學校等公共設施、企業以及成片農民新村的防雷設施建設,并逐步納入當地政府建設項目的審批管理。氣象部門會同相關部門組織編制農村住宅防雷裝置設計安裝指導圖集,引導農民按防雷規范標準建房,提高農民防御雷擊災害的能力。要加強農村防雷減災科普與宣傳,提高農民防御雷擊災害的能力,建成一個農村防雷科普示范點。
三、全面推進氣象為農服務體系建設
以基本公共氣象服務城鄉均等化為目標,以現代農業園區和糧食生產功能區為重點,爭取用3年時間,基本建成結構科學、布局合理、功能先進的氣象為農服務體系。
(一)開展保障糧食安全的氣象服務。氣象部門要開展針對糧食作物關鍵農事時期的農用天氣預報服務;農林漁牧部門要加強與氣象局的合作,及時開展重大氣象災害影響的會商分析,指導農戶采取抗災避災措施,保障全市糧食生產的安全和穩定。
(二)推進現代農業“兩區”氣象服務。根據發展現代農業園區、糧食生產功能區的服務需求,在“兩區”建立具有當地特色的現代農業氣象觀測站,完善“兩區”服務機制,制訂服務規范和業務流程,通過兩年時間,建立二個園區氣象工作室和一支園區氣象信息員隊伍。探索建立現代農業氣象服務試驗基地,提升農業氣象觀測和小氣候觀測能力。完善氣象為農服務“聯系卡”制度,為農業專業大戶、專業合作社、農業企業開展“一對一”氣象服務。
(三)加強氣象災害預警信息在農村的傳播。建成以氣象服務系統為依托的縣(市)級突發自然災害預警信息平臺,完善鄉鎮、村及氣象災害敏感行業(單位)和易發風險區的氣象災害預警信息接收機制,逐步建成農村氣象災害預警大喇叭、iTV氣象直播頻道、電子顯示屏等多種農村氣象信息接收設施,使氣象信息進村入戶,為農民防御氣象災害和安排生產生活提供服務。深入開展各類氣象科普教育、氣象信息應用培訓等活動,增強農民的氣象信息運用能力。
(四)加強農業氣候資源開發利用。深入挖掘農業氣候資源生產潛力,科學規劃農業生產布局,為合理調整農業種植結構提供決策支撐。圍繞農業結構調整和農村環境建設,認真組織開展氣候資源普查評估和精細化農業氣候資源區劃,結合農業區域開發、商品糧基地建設、良種引進等開展氣候可行性論證、動態預警服務;落實人工增雨作業經費、裝備和隊伍等,開展針對農業抗旱、水庫蓄水、緩解高溫及森林防火的人工增雨作業。
四、以“氣象防災減災標準化鄉鎮”建設為載體,推進氣象為農服務“兩個體系”建設
全市要在建設農村防災減災示范鄉鎮的基礎上,以點帶面,按照“有氣象工作站、有氣象協理員、有氣象災害應急預案、有氣象監測設施、有氣象信息接收設施、有氣象科普活動”為內容的“六有”標準,全面推進氣象防災減災標準化鄉鎮(街道)建設工作,積極開展創建示范村(社區)的試點工作。爭取3年內完成所有鄉鎮(街道)氣象防災減災標準化建設和20個氣象防災減災示范村(社區)建設。市財政部門要大力支持,市氣象局要加強指導,各鄉鎮(街道)要抓緊推進。對已通過省級氣象防災減災示范鄉鎮驗收的單位,要按照標準定期復查,真正發揮示范作用,提升基層氣象災害防御工作的規范化建設水平。
五、切實加強氣象為農服務工作的領導
(一)加強組織協調。各鄉鎮(街道)要把氣象服務“三農”工作擺在當地農業農村工作的重要位置,把氣象為農服務工作納入鄉鎮(街道)的工作目標責任制考核、新農村建設考核和基本公共服務均等化行動計劃的重要內容。切實加強聯系協作,發改、財政、規劃、國土、水利、農林等有關部門要各司其職,相互配合,共同支持和參與氣象為農服務工作。
【關鍵詞】輸變電設備 在線監測 智能電網
隨著能源短缺問題日益嚴峻、供電可靠性要求不斷提高,電網運營面臨巨大挑戰,傳統預防性試驗的局限性已經愈演愈烈,智能化成為國際電網發展的必然趨勢,輸變電設備狀態監測技術已成為實現智能變電站建設的關鍵支撐技術,更是智能變電站建設的核心內容。
1 我國在線監測技術的研究近況
我國對智能電網的研究稍晚,但是發展較快,已經在相關領域做了大量的研究,取得的多項研究成果達到了世界先進水平。國網公司的智能電網的變電環節,提出實現高壓設備的智能化,在信息化接入方面提供完整地解決方案,并在高壓設備智能化方面進行了大量研究。狀態監測技術是在狀態檢修對電網機器設備的狀態信息獲取、分析和評判的基礎上發展起來的,但是現階段由于缺乏統一平臺,各類監測裝置各自為政,孤立運行,資源不能共享。同時在線監測數據無法與其他重要狀態量有機結合,未能有效發揮其輔助診斷作用。
2 我司實施在線監測技術的應用評估
我公司正努力實現我國電網從傳統電網向智能電網的升級和跨越,在線監測技術已趨于完善。下面隨機抽查了遼寧省公司2013年6月份變電設備在線監測裝置質量評估報告。
報告中,由鞍山供電公司運維的型號為ZF-3000的代家溝1#變壓器油色譜接入率達到93%以上(以抽查10例的平均值計算),準確率高達95%以上(以抽查10例的平均值計算)。由大連供電公司負責的型號為ZF-3000的萬寶#2變油色譜準確率達到82%,而北石洞#1變油色譜的準確率則是94%。
其中,由遼寧省電力有限公司檢修分公司負責維修的穆家變011PⅠA相油色譜接入率高達100%,準確率達到98%以上;采用微水的穆家變011PⅠB相微水接入率也高達100%,準確率95%以上。我們在看到在線監測技術取得重大成果的同時,也要注意存在的一些問題。
序號 變電設備名稱 在線監測裝置類型 裝置型號 缺陷內容 處理情況 誤報信息
1 丹海110#全工況 導線溫度監測,覆冰監測,微氣象監測,圖像監測 XZ100503R13 溫濕度數據不準確,圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器(SHT75)及連接線;更換圖像板(LM909板含圖像壓縮模塊)、 備英飛拓高速球機及連接線; 是
2 李工線8#全工況 導線溫度監測,覆冰監測,微氣象監測,圖像監測 XZ100503R25 無數據 準備更換主板(綜合采集板) 是
3 莊寶線#229全工況 導線溫度監測,覆冰監測,微氣象監測,圖像監測 XZ100503R08 溫濕度不準確,圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器(SHT75)及連接線;更換超聲波兩要素氣象站(非V1.0版本)及連接線;更換圖像板(LM909板含圖像壓縮模塊)、備英飛拓高速球機及連接線; 是
4 董北線17#全工況 覆冰監測,微氣象監測,圖像監測 XZ100503R27 溫濕度數據不準確,圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器(SHT75)及連接線;更換超聲波兩要素氣象站(非V1.0版本)及連接線;更換圖像板(LM909板含圖像壓縮模塊)、備英飛拓高速球機及連接線; 是
表1 遼寧省公司06月輸變電設備在線監測裝置質量評估表
3 在線監測技術及其應用中存在的問題
(1)規范在線監測裝置的技術要求:目前,尚無電氣設備在線監測技術相關的國家標準和行業標準,也沒有在線監測裝置入網檢測標準。 由于無統一設計規范和技術標準,不同廠家生產的在線監測裝置在通訊規約、現場總線、報警閾值、數據庫和專家診斷軟件等方面差異較大,難以統一規范地進行數據集中、遠程傳輸和分析。帶電檢測方面,目前的紫外成像檢測儀在敏感度、 可見光影像放大度等方面的性能已經十分優異,可以很好地為電暈定性定位,確定電暈有沒有在關鍵部分產生。 但對于那些已經確認了的,發生在關鍵重要部件的電暈放電,是立即進行設備維修還是可以等待,目前仍沒有一個很好的導則。
(2)在線監測裝置運行穩定性有待提高:通過上表可以看出,雖然在線監測裝置在電網內應用越來越多,但由于很多裝置在技術上并不十分成熟,其運行穩定性較差,功能也有待完善。 實際應用情況表明,一些早期的監測裝置存在設計不合理、原理不準確等問題, 需要綜合考慮新工藝和新技術進行改進和完善,提高其穩定性和準確性,確保傳感器等重要部件的自身質量和現場測量中的可靠性,才能提高在線監測的效果。
4 輸變電設備在線監測技術未來發展趨勢
隨著計算機技術、電子技術、通信技術等現代技術的不斷發展,在線監測技術在電力系統及輸變電設備在線監測中的作用及重要性越來越突出,在線監測技術的應用,在輸變電設備運行狀態監測及故障診斷中展示出較大優越性,但其在應用中仍存在著一定問題,如缺乏狀態監測技術要求及指標,故障診斷機制不夠完善,在線監測系統軟件及硬件在運行中穩定性偏低,容易出現誤報、錯報等問題。相信隨著科學技術的進一步發展,輸變電設備在線監測系統越發完善,其自動化、智能化水平不斷提高,在保障電力系統可靠安全運行中發揮更大作用。
5 結語
智能電網已成為未來電網發展趨勢,輸變電設備狀態監測系統是實現輸變電設備狀態運行檢修管理、提升輸變電專業生產運行管理精益化水平的重要手段。實現輸變電設備狀態運行管理具有積極而深遠的意義。
參考文獻:
關鍵詞 地質 災害 預防
地質災害作為一種阻礙正常經濟建設、危害社會和人民生命財產安全的主要自然災害,其危害性已日益受到社會廣泛的關注和重視。那么,如何做好地質災害的預防工作呢?
一、我國地質災害的特征與危害
地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發的危害人民生命財產安全或使人類賴以生存和發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。《地質災害防治條例》規定,地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。
在我國,大多數地質災害現象都是人為因素引發的,據有關資料統計,近年來我國每年因地質災害造成的經濟損失約占各種自然災害的1/4至1/5,因此,減少或制止破壞生態環境行為、及時采取地質災害預防和防治措施,是我國當前減少損失的首要途徑。
由于我國地理位置獨特,地質構造復雜,地球生態環境多變,加之人口眾多的農業大國,經濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。
據資料統計分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質災害在我國十分發育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%,其中以西南、西北地區最為嚴重。
地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環境問題,又稱第一環境問題,屬自然地質災害;這些災害不以人類歷史的發展為轉移;第二類主要是由人為活動引發的地質災害,稱第二環境問題,屬人為地質災害。這些災害常隨社會經濟的發展而日益增加,據地質災害成因分析,全國50%以上的地質災害發生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。
二、地質災害預防的重要性
我國為地質災害多發、易發地區,每年因地質災害造成的損失巨大,而其中大多數都是人為引發的地質災害。地質災害防治事關人民群眾生命財產安全,事關科學發展觀的落實,事關社會主義和諧社會的構建,做好這項工作人命關天、意義重大,因此切實有效防治地質災害,從源頭上控制和減少地質災害具有十分重要的現實意義。地質災害防治工作是一項長期性、艱巨性的任務,面對性質迥異、危害程度不等的各類突發性地質災害,必須制定出多套應急措施,全方位、多舉措的應對地質災害,從而有效保護人民群眾生命財產安全,有力保障各項建設的順利進行,促進經濟社會的可持續發展,維護社會的穩定。
三、提高地質災害預防能力的措施
1、加強宣傳,提高全社會的地質災害防治意識
積極開展地質災害防治知識宣傳,內容可包括國務院《地質災害防治條例》、《地質災害防治管理辦法》等有關法律法規,地質災害的種類、防治、預報、報告制度,如何安全選擇村民住宅用地防范地質災害,在雨季如何開展地質災害應急處理,災害發生時如何處置及應急救災等內容。各地可按當地實際情況,適時公開進行專題學習和培訓活動,通過報紙、廣播、電視、張貼宣傳畫等效方式,廣泛宣傳地質災害防治的重要性、必要性以及防災減災的相關知識,努力提高廣大干部群眾的防災意識和搶險救災能力。
2、建立氣象預報預警制度。
地質災害的發生大多與強降雨有關。建立氣象預報預警制度,主要起警示作用,提醒被預警區的人員在下雨的時候提高警惕,注意防范降雨引發的滑坡和泥石流災害,其作用類似于雨天提醒大家帶把傘。為此,很有必要進一步加強地質災害群測群防網絡的建設與維護工作,強化地質災害監測,開展實際降雨量監測,一旦發現實際降雨量將要達到地質災害發生的臨界值,立即通知地質災害危險區的居民采取措施,及時預防避讓,減少損失。
3、建立群測群防體系。
群測群防是具有中國特色的地質災害監測預警體系,也是實踐證明的、現階段我國最直接、最有效的防災減災手段。必須動員民間力量,也就是發動群眾搞好群測群防,及時發現災情,及時上報災情,及時處理災情。群測群防如同在地災危險區增加了成千上萬個“災害預警器”,有利于地災防治工作的全方位開展,有利于提高防災減災效率和效果。要著手建立災害預防體系,逐級落實責任,明確遇到什么情況要上報、報到哪兒。遇到緊急情況,按照事先約定的方式,比如敲鑼打鼓或高聲吶喊,盡量減少人員傷亡。
4、建立地質災害監測網絡。
不少地質災害由降雨誘發,為此由國土資源部門和氣象部門聯合開展的地質災害氣象預報預警工作,是對地質災害進行區域性的預測預報。因此,根據降雨氣象預報,結合地質災害發生的地質條件,可以對那些主要由降雨誘發的地質災害進行預測預報。由于氣象部門的監測點多集中在市區和平原,在山區的監測點相對少。而地質災害多發在山區,建立地質部門自己的降雨監測點迫在眉睫。
5、加強地質災害工程實踐
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態平衡,改善自然環境條件,防治作用持續時間長的特點,需較長時間才能發揮其效益。根據調查區地質災害特點和自然經濟條件,泥石流區,地面塌陷區及水土流失區應采取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質災害的發生和經濟損失。
(3)避讓措施