大氣電場儀功能需求書(試行稿)

1、天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀技術(shù)要求（試行）中國氣象局綜合觀測司2019 年 5 月1 前言 11.1 目的 1.1.2 適用范圍1.1.3 編寫依據(jù)1.2 組成結(jié)構(gòu)1.2.1 硬件 1.2.2 軟件 2.3 功能要求2.3.1 概述 2.3.2 硬件功能2.3.3 軟件功能3.4 技術(shù)指標(biāo)要求4.4.1 硬件性能指標(biāo)4.4.2 識別指標(biāo)5.4.3 環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)5.4.4 可靠性指標(biāo)7.4.5 可維護(hù)性指標(biāo)7.4.6 設(shè)備壽命7.5 結(jié)構(gòu)及材料要求7.5.1 外觀要求7.5.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)要求7.5.3 機(jī)械強(qiáng)度要求7.5.4 電纜連接要求7.5.5 材料與涂敷要求7.5.6 安全要求8.6 供電要

2、求8.6.1 主電源供電要求8.6.2 備選電源供電要求8.7 防雷要求8.8 包裝運(yùn)輸和安裝要求8.8.1 包裝運(yùn)輸要求8.8.2 安裝要求9.附錄A天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀輸出圖片命名規(guī)則1. 0附錄B天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀輸出數(shù)據(jù)格式1. 111 前言1.1 目的研究和試驗(yàn)表明，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對視頻采集器拍攝的天氣現(xiàn)象 （或氣象要素）實(shí)現(xiàn)自動觀測識別是一條行之有效的途徑，尤其是對于目前尚未實(shí)現(xiàn)器測的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）觀測項(xiàng)目，更具有重要的發(fā)展意義。為更好地規(guī)范基于這一技術(shù)的觀測裝備天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀的研發(fā)生產(chǎn)，特編制本技術(shù)要求。1.2 適用范圍本技術(shù)要求規(guī)定了天氣現(xiàn)

3、象視頻智能觀測儀的組成結(jié)構(gòu)、功能和技術(shù)指標(biāo)，可作為設(shè)備設(shè)計(jì)研制、生產(chǎn)和測試評估的依據(jù)。1.3 編寫依據(jù)（ 1） 地面氣象觀測規(guī)范云（ GB/T 35222-2017） ；（ 2） 地面氣象觀測規(guī)范天氣現(xiàn)象（ GB/T 35224-2017）；（ 3） 地面氣象觀測資料質(zhì)量控制（ QXT 118-2010） ；（ 4） 地面氣象要素編碼與數(shù)據(jù)格式（ GB/T 33695-2017） ；（ 5） 地面觀測氣象數(shù)據(jù)字典（2013）；（ 6） 數(shù)據(jù)字典終端控制命令（2013）；（ 7） 測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求（ GB 4793.1-2007） ；（ 8） 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)（ GB

4、/T 17626） ；（ 9） 氣象觀測專用技術(shù)裝備功能規(guī)格需求書編寫指南（試行） （中國氣象局綜合觀測司）（ 10） Guide to Meteorological Instruments and Methods ofObservation （WMO-No.8。）2 組成結(jié)構(gòu)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀主要由視頻采集器和控制處理器組成，安裝在同一立桿上。其中，天氣現(xiàn)象（或氣象要素）識別軟件（以下簡稱識別軟件）運(yùn)行在控制處理器上。2.1 硬件2.1.1 視頻采集器視頻采集器由多個(gè)攝像機(jī)組成。根據(jù)觀測對象特點(diǎn)和需要，1 個(gè)魚眼攝像機(jī)和2 至 4 個(gè)普通攝像機(jī)。2.1.2 控制處理器控制處理器一般由小型

5、運(yùn)算平臺、有線通信模塊、無線通信模塊和電源模塊等組成。2.1.3 輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括立桿、支架、 機(jī)箱等安裝結(jié)構(gòu)件，以及觀測識別所必須的標(biāo)志物。2.2 軟件軟件主要包括識別軟件和控制管理軟件，分別用于天氣現(xiàn)象（或氣象要素的）的自動觀測識別和對設(shè)備進(jìn)行控制管理。3 功能要求3.1 概述天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀應(yīng)包含基于計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的識別軟件， 可通過其獲取的視頻資料實(shí)現(xiàn)天氣現(xiàn)象（或氣象要素）的實(shí)時(shí)自動觀測識別。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動觀測識別的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）為總云量、云狀、地面凝結(jié)現(xiàn)象（霜、露、雨凇、霧?。⒔Y(jié)冰、積雪和雪深，并具備擴(kuò)展至低云量、云高、電線積冰、視程障

6、礙現(xiàn)象（輕霧、霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴）的自動觀測識別能力。3.2 硬件功能3.2.1 視頻采集器視頻采集器為各類天氣現(xiàn)象（或氣象要素）的自動觀測識別提供視頻，其中魚眼攝像機(jī)對天空方向進(jìn)行拍攝，普通攝像機(jī)對水平方向或地面進(jìn)行拍攝，并將采集的視頻提交控制處理器。各攝像機(jī)視頻應(yīng)支持接入網(wǎng)絡(luò)視頻存儲設(shè)備。3.2.2 控制處理器控制處理器中的小型運(yùn)算平臺需承載識別軟件和控制管理軟件，應(yīng)為適用于野外的工業(yè)級產(chǎn)品，具有基于 CPUt GPUE NPU的計(jì)算架才支持Linux或 Windows操作系統(tǒng)，具備必要的存儲空間，支持接入 U盤（或SD卡、TF卡）等 外部存儲。通信模塊應(yīng)實(shí)現(xiàn)所有攝像機(jī)、運(yùn)算平臺和

7、遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。供電模塊可實(shí)現(xiàn)對本觀測儀各組成設(shè)備的統(tǒng)一供電。3.2.3 輔助設(shè)備視頻采集器、控制處理器等通過支架和機(jī)箱安裝到同一立桿上。機(jī)箱應(yīng)具有良好的密封性并兼顧散熱，防護(hù)等級要求達(dá)到IP65,具有安全防盜、防輻射等性能。各類天氣現(xiàn)象（或氣象要素）識別應(yīng)盡可能不改變現(xiàn)有環(huán)境，其中電線積冰、雨凇和霧凇觀測識別宜使用電線積冰架；結(jié)冰觀測識別宜使用小型蒸發(fā)皿，置于自動雪深觀測儀西側(cè)；雪深觀測識別可定制專用雪深標(biāo)尺，最小刻度為1cm，長度為1計(jì)2m,直徑不大于3cm,宜置于自動雪深觀測儀西側(cè)。3.3 軟件功能3.3.1 識別軟件識別軟件對視頻采集器所拍攝視頻中所包含的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）實(shí)時(shí)自動

8、觀測識別，是天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀的核心，觀測識別天氣現(xiàn)象（或氣象要素）同3.1 。識別軟件應(yīng)基于成熟的深度學(xué)習(xí)平臺，方便訓(xùn)練迭代和支持遠(yuǎn)程升級；識別軟件識別間隔（時(shí)間分辨率）可依據(jù)業(yè)務(wù)要求設(shè)置，最高可支持1次 / 分鐘； 識別軟件具備質(zhì)量控制功能，可進(jìn)行界限值檢查和內(nèi)部一致性檢查（按地面氣象觀測資料質(zhì)量控制（ QXT 118-2010）執(zhí)行）。3.3.2 控制管理軟件控制管理模塊包括初始化、參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程升級和時(shí)鐘同步等功能。3.4 1）初始化：設(shè)備自檢（包括控制處理器和各攝像機(jī)），做好視頻采集、識別處理和通信連接準(zhǔn)備。（ 2）參數(shù)設(shè)置：可通過終端軟件或網(wǎng)絡(luò)

9、對天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。（ 3）運(yùn)行狀態(tài)信息：具備輸出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的功能，主要包括控制處理器的工作狀態(tài)和通信狀態(tài)，各攝像機(jī)的工作狀態(tài)、加熱狀態(tài)、通訊狀態(tài)、鏡頭污染狀態(tài)等。（ 4）數(shù)據(jù)存儲：支持識別結(jié)果、狀態(tài)信息以及圖片（jpg 格式，圖片存儲命名規(guī)則見附錄A）的存儲。采用循環(huán)式存儲，即最新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)。（ 5）數(shù)據(jù)傳輸：支持主動傳輸和被動傳輸兩種傳輸模式，數(shù)據(jù)格式與命令詳見附錄B。（ 6）遠(yuǎn)程升級：支持對軟件遠(yuǎn)程升級。（ 7）時(shí)鐘同步：支持通過終端軟件發(fā)送命令，對天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀統(tǒng)一校時(shí)。支持設(shè)置時(shí)間同步服務(wù)器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一校時(shí)。4 技術(shù)指標(biāo)要求4.1 硬件性能指標(biāo)4.1.

10、1 視頻采集器魚眼攝像機(jī)應(yīng)至少達(dá)到以下指標(biāo)要求：（ 1）光學(xué)成像系統(tǒng)視場角達(dá)180°，天空視頻無缺失；（ 2）圓形成像直徑有效分辨率均達(dá)1700像素以上；（3）支持 ONVIF議、GB28181 協(xié)議；（ 4） 24 小時(shí)全天候工作，無需太陽遮擋裝置；（ 5）具備日夜自動切換模式，夜間支持長時(shí)間曝光；（ 6）具備鏡頭加熱除冰功能；（ 7）具備防鳥停留功能（可外置）；（ 8）滿足IP65 以上外殼防護(hù)等級。普通攝像機(jī)可為固定焦距或自動變焦，應(yīng)至少達(dá)到以下指標(biāo)要求：（1）分辨率400萬像素（ 2560X1440）以上；（2）最低照度：彩色 0.01Lux,黑白0.001Lux;（3）支持

11、 ONVIFW議、GB28181 協(xié)議；（ 4）具備可調(diào)節(jié)補(bǔ)光（或可外置補(bǔ)光）；（ 5）具備加熱功能（可外置）；（ 6）滿足IP65 以上外殼防護(hù)等級。（ .1.2 控制處理器對視頻采集器采集到的視頻識別處理，至少應(yīng)達(dá)到以下指標(biāo)要求：（ 1）應(yīng)為工業(yè)級設(shè)備；（ 2）全部拍攝視頻全分辨率接入；（ 3）承載3.1 中所有天氣現(xiàn)象（或氣象要素）識別軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行；（4）單次智能識別時(shí)間小于30s （含擴(kuò)展項(xiàng)）；（ 5）存儲1 年的分鐘識別結(jié)果和狀態(tài)信息，以及1 個(gè)月的圖片（各攝像機(jī)每 10 分鐘 1 張，原始分辨率）；（6）具備USB RS23邱擴(kuò)展接口。（ 7）供電應(yīng)具有二級防雷，能滿足所有硬件正

12、常工作；（ 8）能實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備間互聯(lián)，速度不低于100Mbps；（ 9）支持光纖傳輸，傳輸距離不少于200m；（ 10）支持無線通訊功能。4.2 識別指標(biāo)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀實(shí)現(xiàn)自動觀測識別的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）應(yīng)達(dá)到以下要求：（ 1）總云量：總云量按照云所占天空的百分比輸出，誤差不超過±10%。 能在日出后至日落前觀測識別。（ 2）云狀：云狀按照29 類云、視程障礙現(xiàn)象引起的云狀無法辨明和無云31 類輸出，當(dāng)同時(shí)存在多種云狀時(shí)，按照占比大小輸出云狀，能在日出后至日落前觀測識別。（ 3）地面凝結(jié)現(xiàn)象：霜、露、雨凇、霧凇4 類現(xiàn)象各自按照有無輸出，能全天觀測識別。（ 4）結(jié)冰和積雪

13、：結(jié)冰和積雪各自按照有無輸出，能全天觀測識別。（ 5）雪深：可借助雪深標(biāo)尺，輸出結(jié)果以cm為單位，取整數(shù)，誤差不超過 ±1cmi能全天觀測識別。（ 6）擴(kuò)展要素：低云量按照低云所占天空的百分比輸出，能在日出后至日落前觀測識別。云高有云時(shí)輸出，以米為單位，取整數(shù)，能在日出后至日落前觀測識別。 電線積冰為識別垂直攝像機(jī)視線方向上電線積冰平均直徑，輸出結(jié)果以mm為單位，取整數(shù)，能全天觀測識別。視程障礙現(xiàn)象（輕霧、霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴）各自按照有無輸出，能在日出后至日落前觀測識別。4.3 環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)4.3.1 氣候條件設(shè)備在以下環(huán)境應(yīng)正常工作：（1）環(huán)境溫度:-45 C50 C;(

14、2)相對濕度:0 % -100% ;(3)大氣壓力：450hPa 1100hPa；(4)最大抗陣風(fēng)能力：60m/s。4.3.2 機(jī)械條件(1)在非工作包裝狀態(tài)下，應(yīng)能通過如下等級的正弦振動試驗(yàn)：正弦穩(wěn)態(tài)振動：位移 1.5mm加速度5m/s 2頻率29Hz、9200Hz(2)在非工作包裝狀態(tài)下，應(yīng)能通過如下等級的沖擊試驗(yàn)：脈沖波形：半正弦波峰值加速度：50m/s2脈沖持續(xù)時(shí)間：30ms沖擊次數(shù)：3個(gè)互相垂直的每一方向連續(xù)施加3次沖擊，共18次。4.3.3 生物條件應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆烂咕胧３鞘褂迷谔厥獾沫h(huán)境條件或使用方有要求時(shí)， 否則不必通過長霉試驗(yàn)來鑒定其抗霉菌能力。應(yīng)采取適當(dāng)措施防止動物損壞

15、，如鼠咬、蟻噬等。4.3.4 化學(xué)條件正常大氣條件下，應(yīng)在材料、表面涂覆和工藝上采取相應(yīng)的措施， 使其具有 一定的抗化學(xué)活性物質(zhì)危害的能力，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)不致因腐蝕而引起產(chǎn)品的失 效。鹽霧試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)不少于48小時(shí)，其他試驗(yàn)條件符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 的要求。4.3.5 電磁兼容電磁抗擾度應(yīng)滿足表4.1試驗(yàn)內(nèi)容和嚴(yán)酷度等級要求。表4.1電磁抗擾度試驗(yàn)內(nèi)容和嚴(yán)酷度等級內(nèi)容試驗(yàn)條件參考標(biāo)準(zhǔn)交流電源端口直流電源端口控制和信號端口浪涌(沖擊)抗 擾度線對線：土 1KV線對地：士 2KV線對線：土 1KV線對地：士 2KV線對地：士 2KVGB/T 17626.5-2008電快速瞬變脈沖 群抗擾度士

16、2KV 5KHz士 1KV 5KHz士 1KV 5KHzGB/T17626.4-2008射頻電磁場輻射 抗擾度80MH” 1000 MHz, 3V/m, 80 % AM (1KHz)GB/T 17626.3-2006靜電放電抗擾度接觸放電：土 4KM空氣放電：土 8KVGB/T17626.2-20064.4可靠性指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和驗(yàn)證工作。平均無故障工作時(shí)間（ MTBF大于 5000h。4.5 可維護(hù)性指標(biāo)整個(gè)系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維修。各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮維修方便性、快捷 性和不易誤操作性。接線標(biāo)志清晰不易混淆，應(yīng)采取充分的措施保證即使非專業(yè) 人員操作也不易產(chǎn)生誤操作。平均維修時(shí)間（

17、 MTTR要求： 40min。4.6 設(shè)備壽命在正常的使用環(huán)境和維修維護(hù)的條件下，天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀設(shè)計(jì)壽命 應(yīng)不小于10年。5結(jié)構(gòu)及材料要求5.1 外觀要求天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀外觀應(yīng)整潔， 無損傷和形變，表面涂層無氣泡、開 裂、脫落等現(xiàn)象。銘牌、標(biāo)識和標(biāo)志應(yīng)字跡清晰、完整、醒目。5.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)、包裝、運(yùn)輸、安裝及維護(hù)等。各零部件應(yīng)安 裝正確、牢固，無機(jī)械變形、斷裂、彎曲等，操作部分不應(yīng)有遲滯、卡死、松脫 等。安裝支架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、造型美觀，便于攝像機(jī)安裝和維護(hù)，攝像機(jī)安裝后無晃 動，能滿足天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀觀測需求。5.3 機(jī)械強(qiáng)度要求各部件應(yīng)有足夠的機(jī)

18、械強(qiáng)度和防腐蝕能力， 確保在產(chǎn)品壽命期內(nèi)，不因外界 環(huán)境的影響和材料本身原因?qū)е聶C(jī)械強(qiáng)度下降而引起危險(xiǎn)。5.4 電纜連接要求應(yīng)選用合格電纜，并應(yīng)有防水、防腐、抗磨和抗拉等特殊防護(hù)要求。5.5 材料與涂敷要求應(yīng)選用耐老化、抗腐蝕、具有良好的電氣絕緣性能的材料， 禁止使用不符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的劣質(zhì)材料。各零部件表面應(yīng)有涂、敷、 鍍等工藝措施，以保證其耐潮、防霉、防鹽霧。5.6 安全要求5.6.1 電氣安全各硬件單元應(yīng)有保護(hù)接地措施。5.6.2 安全標(biāo)識標(biāo)記符合GB 4793.1-2007 測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求關(guān)于“設(shè)備用圖形符號”的要求：（ 1）交流電源接入端口設(shè)“當(dāng)心電

19、擊危險(xiǎn)”安全標(biāo)記。（ 2）低壓直流電源接入端口以紅色“”和黑色“”標(biāo)出極性，并標(biāo)明額定電壓值。（ 3）電源開關(guān)標(biāo)明電源“通”、“斷”位置。（ 4）標(biāo)明電源熔斷器額定電流值。6 供電要求6.1 主電源供電要求交流供電 AC220V（+ 10%- - 15%）。6.2 備選電源供電要求當(dāng)安裝地點(diǎn)沒有交流電源或電源不理想時(shí)，可選擇太陽能供電。7 防雷要求天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀應(yīng)具備防直接雷擊和雷擊電磁脈沖的措施，防雷安全要求和設(shè)計(jì)應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)氣象臺（站）防雷技術(shù)規(guī)范（QX 4-2015）和氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范（QX 3-2000）的要求。8 包裝運(yùn)輸和安裝要求8.1 包裝運(yùn)輸要求應(yīng)存放

20、在包裝箱內(nèi)，在運(yùn)輸和存儲中不需要特殊處理即可空運(yùn)或陸運(yùn)。包裝箱應(yīng)牢固，內(nèi)有防潮、防振措施，并用充填物充填空隙，以保證在正常的儲運(yùn)、裝卸條件下不因包裝不善而引起產(chǎn)品的損壞、散失、銹蝕、長霉和精度降低等。8.2 安裝要求 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀用于國家氣象觀測站時(shí)，應(yīng)安裝在觀測場內(nèi)西北角，觀測場內(nèi)無法安裝時(shí)，可安裝在觀測場外開闊區(qū)域。19附錄A天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀輸出圖片命名規(guī)則天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀圖片文件命名格式為：Z_WLPD_I_IIiii_yyyyMMddHHmmss_O_RN-ZZ.jpg天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀圖片文件存儲路徑為：IIiii/RN/yyyyMMdd/說明：Z：固定代碼

21、，表示文件為國內(nèi)交換的資料。WLPD固定代碼，表示氣象實(shí)況圖片資料。I :固定代碼，指示其后字段代碼為測站區(qū)站號。Iliii :區(qū)站號。yyyyMMddHHmmsR件生成的時(shí)間（國際時(shí)），年月日時(shí)分秒全編，位數(shù)不足補(bǔ)零。0（大寫字母）：固定代碼，表示文件為觀測類資料。RN固定數(shù)字編碼（2位），表示攝像機(jī)編號。按順序編號，不足 2位時(shí),前面補(bǔ)“ 0”。具體見下表。攝像機(jī)編號攝像機(jī)類型1019魚眼攝像機(jī)2059普通攝像機(jī)0009, 6099預(yù)留位ZZ:固定編碼，表示固定目標(biāo)代碼，使用同一攝像機(jī)進(jìn)行多種現(xiàn)象觀測的,只按照較小目標(biāo)代碼輸出和存儲。具體見下表。目標(biāo)代碼拍攝點(diǎn)位01云觀測02雨淞、霧淞、電

22、線積冰觀測03露、霜、結(jié)冰、雪深觀測04視程障礙現(xiàn)象觀測05周邊環(huán)境觀測0699預(yù)留位jpg :固定代碼，表示為JPEG格式圖片文件B 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀輸出數(shù)據(jù)格式1 數(shù)據(jù)傳輸1.1 握手機(jī)制天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀與觀測業(yè)務(wù)終端計(jì)算機(jī)之間使用Socket 進(jìn)行通訊，天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀作為Socket 客戶端，觀測業(yè)務(wù)終端計(jì)算機(jī)作為Socket 服務(wù)端進(jìn)行連接。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀數(shù)據(jù)傳輸握手機(jī)制同時(shí)具備主動發(fā)送和被動讀取兩種方式，默認(rèn)為被動讀取方式。被動讀取的方法為: 由終端計(jì)算機(jī)發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令(READDATA， )讀取存儲器中距當(dāng)前時(shí)刻最近的數(shù)據(jù)，如果最近時(shí)刻數(shù)據(jù)與當(dāng)前時(shí)刻時(shí)

23、間差超過一幀則返回錯誤信息；主動發(fā)送的方法為：由設(shè)備端按照幀標(biāo)識類型主動向終端計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。1.2 數(shù)據(jù)獲取命令1.2.1 實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)(READDAT) A功能：讀取最近一次的識別數(shù)據(jù)。命令符：READDATA參數(shù)：幀標(biāo)識。讀取最近一次的對應(yīng)幀標(biāo)識數(shù)據(jù)，幀標(biāo)識定義見2.1.2 ，當(dāng)幀標(biāo)識為001 實(shí)時(shí)分鐘幀標(biāo)識時(shí)，必須缺省幀標(biāo)識參數(shù)。1.2.2 歷史數(shù)據(jù)下載(DOW) N命令符： DOWN參數(shù)：開始日期，開始時(shí)間，結(jié)束日期，結(jié)束時(shí)間, 幀標(biāo)識 。下載指定時(shí)問范圍內(nèi)對應(yīng)幀類型的觀測記錄數(shù)據(jù)。開始/結(jié)束日期的格式：yyyy-MM-dd;開始結(jié)束 / 時(shí)間的格式：HH:mm:ss。1.3 參數(shù)設(shè)

24、置天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀各類參數(shù)不要求通過Socket 通訊設(shè)置，但需提供友好界面方式進(jìn)行設(shè)置。2 數(shù)據(jù)格式2.1 數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)幀格式參照地面氣象要素編碼與數(shù)據(jù)格式( GB/T 33695-2017) 。一個(gè)完整數(shù)據(jù)幀包括5部分信息，分別為起始標(biāo)識、數(shù)據(jù)包頭、數(shù)據(jù)主體、校驗(yàn)碼 和結(jié)束標(biāo)識。其中起始標(biāo)識、數(shù)據(jù)包頭、校驗(yàn)碼、結(jié)束標(biāo)識部分?jǐn)?shù)據(jù)定長；數(shù)據(jù) 主體部分?jǐn)?shù)據(jù)不定長，包含觀測要素信息、觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制信息和狀態(tài)要素信 息三部分。數(shù)據(jù)幀傳輸采用 ASCII字符（8Bit ）;數(shù)據(jù)幀各信息段由一個(gè)或多個(gè)字段表示，字段間以英文半角字符，分割。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀如下表所示起始標(biāo)識BG數(shù)據(jù)包頭區(qū)站號服務(wù)

25、類型設(shè)備標(biāo)識 位設(shè)備ID觀測時(shí)間幀標(biāo)識觀測要素 變量數(shù)設(shè)備狀態(tài) 變量數(shù)5位字符2位數(shù)字4位字母3位數(shù)字14位數(shù)字3位數(shù)字3位數(shù)字2位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)主體觀測數(shù)據(jù)和質(zhì)量控制狀態(tài)信息觀測要素變量名1觀測要素變量值1觀測要素變量名m觀測要素變量值m質(zhì)量控 制位狀態(tài)變量名1狀態(tài)變量值1狀態(tài)變量名n狀態(tài)變量值n校驗(yàn)碼4位數(shù)字結(jié)束標(biāo)識ED在觀測臺站端，天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀作為一個(gè)設(shè)備，所有識別算法融合后統(tǒng)一輸出結(jié)果。2.1.1 起始標(biāo)識固定長度，2個(gè)字母，以“ BG表示。2.1.2 數(shù)據(jù)包頭區(qū)站號（5位字符），采用現(xiàn)有氣象臺站區(qū)站號不變，有新的氣象臺站號發(fā) 布時(shí)不斷更新。服務(wù)類型（2位數(shù)字），00基準(zhǔn)站，01基

26、本站，02 一般站，03區(qū)域氣象站， 04交通氣象站，05電力氣象站，06農(nóng)業(yè)氣象站，07旅游氣象站，08海洋氣象 站，09風(fēng)能氣象站，10太陽能氣象站，11生態(tài)氣象站，12氣象輻射站，13便 攜站，14自動氣候站，15大氣本底站，16大氣成分站，17沙塵暴站，18環(huán)境 氣象站。設(shè)備標(biāo)識位（4位字母）,天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀使用“ YWTQ設(shè)備ID （3位數(shù)字），用于區(qū)分同一個(gè)區(qū)站號臺站中的同類設(shè)備。設(shè)備 ID 從000開始順序編號。觀測時(shí)間（14位數(shù)字），采用北京時(shí)，年月日時(shí)分秒，yyyyMMddHHmmsS口 2019031513250Q幀標(biāo)識（3位數(shù)字），用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型和觀測時(shí)間問隔，

27、由兩部分組成：D, To D為1位數(shù)字，用于區(qū)數(shù)據(jù)類型：0代表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，1代表定時(shí)數(shù)據(jù)。T表示 一個(gè)2位十進(jìn)制數(shù)值，代表觀測時(shí)間問隔：00代表秒，0159依次彳t表159 分鐘間隔，6083依次彳t表124小時(shí)間隔。如：5分鐘實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用005表示， 整點(diǎn)定時(shí)數(shù)據(jù)用160表示。觀測要素變量數(shù)（3位數(shù)字），取值000999,表示觀測要素?cái)?shù)量。設(shè)備狀態(tài)變量數(shù)（2位數(shù)字），取值0199,表示狀態(tài)變量數(shù)量。2.1.3 起始標(biāo)識不定長，包含觀測數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)三部分。觀測數(shù)據(jù)，由一系列觀測要素?cái)?shù)據(jù)對組成，數(shù)據(jù)對中觀測要素變量名與變量 值一一對應(yīng)。觀測要素名按字母先后順序輸出。觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控

28、制，由一系列質(zhì)量控制碼組成，字符數(shù)量與觀測要素變量數(shù) 一致，一個(gè)字符代表一個(gè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制碼， 按順序與觀測數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)對一一 對應(yīng)。質(zhì)量控制碼定義與氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QX/T 118-2010）中地面氣象觀測資料 質(zhì)量控制一致。狀態(tài)數(shù)據(jù)，由一系列設(shè)備狀態(tài)要素?cái)?shù)據(jù)對組成， 數(shù)據(jù)對中狀態(tài)要素變量名與 狀態(tài)值一一對應(yīng)。設(shè)備狀態(tài)變量名在設(shè)備狀態(tài)編碼表中定義說明，第一個(gè)狀態(tài)變 量名必須為設(shè)備自檢狀態(tài)，其他狀態(tài)變量輸出順序不做明確要求。 狀態(tài)值采用一個(gè)數(shù)字編碼表示，狀態(tài)值含義如下表所示狀態(tài)碼狀態(tài)描述0“正?！?，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)檢測且判斷正常1“異?！?，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)能工作，但檢測值判斷超出正常范圍2“故障”，設(shè)備

29、狀態(tài)節(jié)點(diǎn)處于故障狀態(tài)3“偏高”，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)檢測值超出正常范圍4“偏低”，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)檢測值低于正常范圍5“停止”，設(shè)備節(jié)點(diǎn)工作處于停止?fàn)顟B(tài)6“輕微”或“交流”，設(shè)備污染判斷為輕微；或設(shè)備供電為交流方式7“一般”或“直流”，設(shè)備污染判斷為一般；或設(shè)備供電為直流方式8“重度” 或“未接外部電源”，設(shè)備污染判斷為重度；或設(shè)備供電未接外 部電源2.1.4校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼，定長，4位數(shù)字。采用校驗(yàn)和方式，對 “BG開始一直到校驗(yàn)段 前、包括分隔符，在內(nèi)的全部字符以ASCII碼全部累加。累加值以10進(jìn)制無 符號編碼，高位溢出，取低四位。2.1.5 結(jié)束標(biāo)識固定長度，2個(gè)字母，以“ ED'表示。2.2

30、 觀測要素編碼2.2.1 編碼規(guī)則觀測要素名稱對應(yīng)的變量值是將原值乘以10的n次幕（n為比例因子，取值大于等于0）變?yōu)檎麛?shù)并以ASCII字符顯示的數(shù)字字符串。觀測要素名稱單位名稱單位符號擴(kuò)大倍數(shù)比例因子玄局米m10AM百分?jǐn)?shù)%101雪深cm1 （四舍五入取整）0最大積冰直徑mm1012.2.2變量名命名規(guī)則觀測要素名稱對應(yīng)的變量名編碼由觀測類、 觀測碼和后綴三部分組成。采用 ASCII字符中的英文大小寫字母、數(shù)字和下劃線組合表示編碼，區(qū)分大小寫字母。 小寫字母表示觀測要素的特定含義數(shù)據(jù)。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀觀測要素觀測 類編碼表如下。編碼觀測類名稱AH降水（雪深）AL云AN天氣現(xiàn)象AP電線積

31、冰觀測碼用大寫字母和數(shù)字表示，用于表示觀測要素類下相關(guān)氣象要素名稱。 具體如下表。觀測要素 編碼觀測要素名稱單位比例 因子長度備注觀測要素 編碼觀測要素名稱單位比例 因子長度備注AH降水類AHH雪深cm14保留1位小數(shù)ALA玄局ALAm05整數(shù)ALC:云量ALC0全天空總云量%14保留1位小數(shù)ALC1低云,云,量%14保留1位小數(shù)ALE：:云類ALE0淡積云0119:占比順序ALE1碎積云0119:占比順序ALE2濃積云0119:占比順序ALE3禿積雨力0119:占比順序ALE4鬃積雨云0119:占比順序ALE5透光層積云0119:占比順序ALE6蔽光層積云0119:占比順序ALE7積云性層積

32、云0119:占比順序ALE8堡狀層積云0119:占比順序ALE9莢狀層積云0119:占比順序ALE10心0119:占比順序ALE11碎層云0119:占比順序ALE12雨層公0119:占比順序ALE13碎雨玄0119:占比順序ALE14透光高層云0119:占比順序ALE15敝北同層公0119:占比順序ALE16透光高積云0119:占比順序ALE17蔽光高積云0119:占比順序ALE18莢狀高積云0119:占比順序ALE19積云性高積云0119:占比順序ALE20絮狀高積云0119:占比順序ALE21堡狀高積云0119:占比順序ALE22毛卷云0119:占比順序ALE23密卷云0119:占比順序A

33、LE240119:占比順序ALE25鉤卷云0119:占比順序ALE26毛卷層云0119:占比順序觀測要素 編碼觀測要素名稱單位比例 因子長度備注ALE27勻卷層云0119:占比順序ALE28卷積云0119:占比順序ALE29視程障礙現(xiàn)象引起的云狀無法 辨明011：有ALE30'公 T 丁、丁01A . '公 T 丁，丁寶人兒公1:色人九公ANB視程障礙ANB0霧011:有ANB1輕霧011:有ANB4揚(yáng)沙011:有ANB5沙塵暴011:有ANB6浮塵011:有ANB7霾011:有ANC凝結(jié)現(xiàn)象ANC0露011:有ANC1霜011:有ANC2雨淞011:有ANC3霧淞011:有A

34、NE其他天氣現(xiàn)象ANE5積雪011:有ANE6結(jié)冰011:有AP:電線積冰類APA電線積冰直徑mm14保留1位小數(shù)對于云類（AL6,至少需要有該類一個(gè)或以上的編碼及數(shù)據(jù)輸出。 視程障礙 現(xiàn)象（ANB、凝結(jié)現(xiàn)象（ANC和其他現(xiàn)象（ANE中的積雪和結(jié)冰（ANE5 ANE6, 每次均需固定輸出。2.3 設(shè)備狀態(tài)要素編碼設(shè)備狀態(tài)名稱對應(yīng)的變量名編碼由屬性類、屬性碼和后綴三部分組成。狀態(tài)屬性類用小寫字母表示，以與觀測要素變量名明顯區(qū)分。狀態(tài)屬性類分 為：設(shè)備自檢、傳感器狀態(tài)、加熱部件狀態(tài)、通信狀態(tài)、窗口污染狀態(tài)和設(shè)備工 作狀態(tài)。依次用小寫字母z,y,v,t,s,r 表示。屬性碼采用大寫字母表示，按照 A

35、Z順序?qū)顟B(tài)屬性類下的各狀態(tài)名稱依 次編碼。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀統(tǒng)一使用“ ANA。后綴為兩位大寫英文字母，第一位為傳感器類型，A、B分別為魚眼攝像機(jī)、普通攝像機(jī)；第二位為該傳感器的順序編號，從A開始順序編號2.3.1 設(shè)備自檢狀態(tài)變量名編碼設(shè)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍z_ANA天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀自檢狀態(tài)10或12.3.2 傳感器工作狀態(tài)變量名編碼設(shè)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍y_ANAAA（A個(gè)）魚眼攝像機(jī)工作狀態(tài)10、1 或 2y_ANABA（A個(gè)）普通攝像機(jī)工作狀態(tài)10、1 或 2y_ANABB第二個(gè)普通攝像機(jī)工作狀態(tài)10、1 或 22.3.3 加熱部件工作狀態(tài)變量名編碼設(shè)備

36、狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍vE_ANAAA（A個(gè)）魚眼攝像機(jī)加熱狀態(tài)10、2、3、4 或 5vE_ANABA（A個(gè)）普通攝像機(jī)加熱狀態(tài)10、2、3、4 或 5vE_ANABB第二個(gè)普通攝像機(jī)加熱狀態(tài)10、2、3、4 或 52.3.4 通訊類工作狀態(tài)變量名編碼設(shè)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍tA_ANA設(shè)備（控制處理器）到串口服務(wù)器或 PC 終端連接的通信狀態(tài)10或1tD_ANAAA（A個(gè)）魚眼攝像機(jī)RJ45/LAN通信狀 態(tài)10、1 或 2tD_ANABA（A個(gè)）普通攝像機(jī)RJ45/LAN通信狀 態(tài)10、1 或 2tD_ANABB第二個(gè)普通攝像機(jī) RJ45/LAN通信狀態(tài)10、1 或 22.

37、3.5 窗口污染類工作狀態(tài)變量名編碼設(shè)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍sD_ANAAA（第一個(gè)）魚眼攝像機(jī)鏡頭污染情況10、6、7或 8sD_ANABA（第一個(gè)）普通攝像機(jī)鏡頭污染情況10、6、7或 8SD_ANABB第二個(gè)普通攝像機(jī)鏡頭污染情況10、6、7或 82.3.6 設(shè)備工作狀況狀態(tài)變量名編碼設(shè)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長度取值范圍rF_ANA控制處理器運(yùn)行狀態(tài)10、1 或 22.4 數(shù)據(jù)實(shí)例示例完整數(shù)據(jù)幀BG,12345,01,YWTQ,001,20190115120000,005,018,15,AHH,0050,ALA,00500,ALC0,080 0,ALC1,0700,ALE0,1,ANB0,0,ANB1,1,ANB4,0,ANB5,0,ANB6,0,ANB7,0,ANC0,0,ANC1,0 ,ANC2,0,ANC3,1,ANE5,1,ANE6,1,APA,0300,000000000000000000,z_ANA,0,y_ANAAA,0,y_ANABA,0,y_ANABB,0,vE_ANAAA,5,vE_ANABA,5,vE_ANABB,5,tA_ANA,0,tD_ANAAA,0, tD_ANABA,0,tD_ANABB,0,sD_ANAAA,0,sD_ANABA,0,sD_ANABB,0,rF_ANA,0,1840,ED起始標(biāo)識BG數(shù)據(jù)包頭1