1. Метеостанциялардың анықтамасы және функциялары
Метеорологиялық станция - атмосфералық орта туралы деректерді нақты уақыт режимінде жинай, өңдей және жібере алатын автоматтандыру технологиясына негізделген қоршаған ортаны бақылау жүйесі. Заманауи метеорологиялық бақылаудың инфрақұрылымы ретінде оның негізгі функцияларына мыналар кіреді:
Деректерді жинау: Температураны, ылғалдылықты, ауа қысымын, жел жылдамдығын, жел бағытын, жауын-шашынды, жарық қарқындылығын және басқа да негізгі метеорологиялық параметрлерді үздіксіз жазып алу
Деректерді өңдеу: Кіріктірілген алгоритмдер арқылы деректерді калибрлеу және сапаны бақылау
Ақпаратты беру: 4G/5G, спутниктік байланыс және басқа да көп режимді деректерді беруді қолдау
Апат туралы ескерту: Ауа райының қолайсыздығы лезде ескертулерді іске қосады
Екіншіден, жүйелік техникалық архитектура
Сенсорлық қабат
Температура сенсоры: Платина кедергісі PT100 (дәлдігі ±0.1℃)
Ылғалдылық сенсоры: Сыйымдылық зонд (диапазоны 0-100% RH)
Анемометр: Ультрадыбыстық 3D жел өлшеу жүйесі (ажыратымдылығы 0,1 м/с)
Жауын-шашынды бақылау: Шелектегі жаңбыр өлшегіші (ажырату 0,2 мм)
Радиацияны өлшеу: Фотосинтетикалық белсенді сәулелену (PAR) сенсоры
Деректер қабаты
Edge Computing Gateway: ARM Cortex-A53 процессорымен жұмыс істейді
Сақтау жүйесі: SD картасының жергілікті сақтау орнын қолдау (максимум 512 ГБ)
Уақытты калибрлеу: GPS/Beidou қос режимді уақытты реттеу (дәлдік ±10 мс)
Энергетикалық жүйе
Қос қуатты шешім: 60 Вт күн батареясы + литий темір фосфат батареясы (-40℃ төмен температура жағдайында)
Қуатты басқару: Динамикалық ұйқы технологиясы (күту режиміндегі қуат <0,5 Вт)
Үшіншіден, салалық қолдану сценарийлері
1. Ақылды егіншілік тәжірибелері (Нидерландтық жылыжай кластері)
Орналастыру жоспары: 500 м² жылыжайға 1 микроауа райы станциясын орналастыру
Деректерді қолдану:
Шық туралы ескерту: ылғалдылық >85% болған кезде циркуляциялық желдеткіш автоматты түрде іске қосылады
Жарық пен жылудың жиналуы: жинауға бағыт беретін тиімді жинақталған температураны (ТЖТ) есептеу
Дәл суару: булану (ЭТ) негізінде су мен тыңайтқыш жүйесін басқару
Пайдасы туралы мәліметтер: суды үнемдеу 35%, түкті зеңнің пайда болу жиілігі 62% төмендеді
2. Әуежайдағы желдің күрт өзгеруі туралы ескерту (Гонконг халықаралық әуежайы)
Желілік схема: ұшу-қону жолағының айналасындағы 8 градиенттік желді бақылау мұнарасы
Ерте ескерту алгоритмі:
Көлденең желдің өзгеруі: жел жылдамдығының 5 секунд ішінде өзгеруі ≥15кт
Тік желді кесу: 30 м биіктіктегі жел жылдамдығының айырмашылығы ≥10 м/с
Жауап беру механизмі: Мұнара дабылын автоматты түрде іске қосады және айналып өтуді басқарады
3. Фотоэлектрлік электр станциясының (Нинся 200 МВт электр станциясы) тиімділігін оңтайландыру
Бақылау параметрлері:
Компонент температурасы (артқы панельдің инфрақызыл мониторингі)
Көлденең/көлбеу жазықтық сәулелену
Шаңның жиналу индексі
Ақылды реттеу:
Температураның әрбір 1°C жоғарылауымен өнімділік 0,45%-ға төмендейді
Шаңның жиналуы 5%-ға жеткенде автоматты тазалау іске қосылады
4. Қалалық жылу аралының әсерін зерттеу (Шэньчжэнь қалалық торы)
Бақылау желісі: 500 микростанция 1 км×1 км торды құрайды
Деректерді талдау:
Жасыл кеңістіктің салқындату әсері: орташа есеппен 2,8℃ төмендеу
Ғимарат тығыздығы температураның жоғарылауымен оң корреляцияланады (R²=0,73)
Жол материалдарының әсері: асфальт жабынының күндізгі температура айырмашылығы 12℃-қа жетеді
4. Технологиялық эволюция бағыты
Көп көзді деректерді біріктіру
Лазерлік радарлық жел өрісін сканерлеу
Микротолқынды радиометрдің температура мен ылғалдылық профилі
Спутниктік бұлт кескінін нақты уақытта түзету
Жасанды интеллектпен күшейтілген қолданба
LSTM нейрондық желісінің жауын-шашын болжамы (дәлдік 23%-ға жақсарды)
Үш өлшемді атмосфералық диффузия моделі (Химиялық парктің ағып кетуін модельдеу)
Жаңа типті сенсор
Кванттық гравиметр (қысымды өлшеу дәлдігі 0,01 гПа)
Терагерц толқынының жауын-шашын бөлшектерінің спектрлік талдауы
V. Типтік жағдай: Янцзы өзенінің орта ағысындағы тау су тасқыны туралы ескерту жүйесі
Орналастыру архитектурасы:
83 автоматты метеостанция (тау градиентін орналастыру)
12 гидрографиялық станцияда су деңгейін бақылау
Радарлық жаңғырықты ассимиляциялау жүйесі
Ерте ескерту моделі:
Кенеттен болатын су тасқыны индексі = 0,3×1сағ жаңбыр қарқындылығы + 0,2× топырақ ылғалдылығы + 0,5× топографиялық индекс
Жауап беру тиімділігі:
Ескерту уақыты 45 минуттан 2,5 сағатқа дейін өсті
2022 жылы біз жеті қауіпті жағдай туралы сәтті ескерттік
Зардап шеккендер саны өткен жылмен салыстырғанда 76 пайызға төмендеді
Қорытынды
Қазіргі заманғы метеорологиялық станциялар бірыңғай бақылау жабдықтарынан бастап интеллектуалды IOT түйіндеріне дейін дамыды, және олардың деректер құндылығы машиналық оқыту, цифрлық егіздер және басқа да технологиялар арқылы терең ашылып келеді. Дүниежүзілік метеорологиялық ұйымның жаһандық бақылау жүйесінің (WIGOS) дамуымен жоғары тығыздықтағы және жоғары дәлдіктегі метеорологиялық бақылау желісі климаттың өзгеруі мәселесін шешудің және тұрақты адамзат дамуы үшін негізгі шешімдерді қолдаудың негізгі инфрақұрылымына айналады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 17 ақпан