天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀

1、天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀技術(shù)要求（試行）中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司2019年5月目 錄1 前言11.1 目的11.2 適用范圍11.3 編寫依據(jù)12 組成結(jié)構(gòu)12.1 硬件12.2 軟件23 功能要求23.1 概述23.2 硬件功能23.3 軟件功能34 技術(shù)指標(biāo)要求44.1 硬件性能指標(biāo)44.2 識(shí)別指標(biāo)54.3 環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)54.4 可靠性指標(biāo)74.5 可維護(hù)性指標(biāo)74.6 設(shè)備壽命75 結(jié)構(gòu)及材料要求75.1 外觀要求75.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)要求75.3 機(jī)械強(qiáng)度要求75.4 電纜連接要求75.5 材料與涂敷要求75.6 安全要求86 供電要求86.1 主電源供電要求86.2 備選電源供電要求87

2、防雷要求88 包裝運(yùn)輸和安裝要求88.1 包裝運(yùn)輸要求88.2 安裝要求8附錄A 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀輸出圖片命名規(guī)則9附錄B 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀輸出數(shù)據(jù)格式1011 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(duì)視頻采集器拍攝的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)識(shí)別是一條行之有效的途徑，尤其是對(duì)于目前尚未實(shí)現(xiàn)器測(cè)的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）觀測(cè)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(cè)裝備天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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)象視頻智能觀測(cè)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(cè)試評(píng)估的

3、依據(jù)。1.3 編寫依據(jù)（1）地面氣象觀測(cè)規(guī)范 云（GB/T 35222-2017）； （2）地面氣象觀測(cè)規(guī)范 天氣現(xiàn)象（GB/T 35224-2017）； （3）地面氣象觀測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量技術(shù)（GB/T 17626）；（9）氣象觀測(cè)專用技術(shù)裝備功能規(guī)格需求書編寫指南（試行）（中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司）（10）Guide t

4、o Meteorological Instruments and Methods of Observation(WMO-No.8)。 2 組成結(jié)構(gòu)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(shí)別軟件（以下簡(jiǎn)稱識(shí)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(cè)對(duì)象特點(diǎn)和需要，一般為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運(yùn)算平臺(tái)、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(cè)識(shí)別所必須

5、的標(biāo)志物。2.2 軟件軟件主要包括識(shí)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(dòng)觀測(cè)識(shí)別和對(duì)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(cè)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(shí)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(dòng)觀測(cè)識(shí)別。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)識(shí)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、霧凇）、結(jié)冰、積雪和雪深，并具備擴(kuò)展至低云量、云高、電線積冰、視程障礙現(xiàn)象（輕霧、霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴）的自動(dòng)觀測(cè)識(shí)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）

6、的自動(dòng)觀測(cè)識(shí)別提供視頻，其中魚眼攝像機(jī)對(duì)天空方向進(jìn)行拍攝，普通攝像機(jī)對(duì)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(chǔ)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(tái)需承載識(shí)別軟件和控制管理軟件，應(yīng)為適用于野外的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，具有基于CPU或GPU或NPU的計(jì)算架構(gòu)，支持Linux或Windows操作系統(tǒng)，具備必要的存儲(chǔ)空間，支持接入U(xiǎn)盤（或SD卡、TF卡）等外部存儲(chǔ)。通信模塊應(yīng)實(shí)現(xiàn)所有攝像機(jī)、運(yùn)算平臺(tái)和遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。供電模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)本觀測(cè)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

7、良好的密封性并兼顧散熱，防護(hù)等級(jí)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(shí)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(cè)識(shí)別宜使用電線積冰架；結(jié)冰觀測(cè)識(shí)別宜使用小型蒸發(fā)皿，置于自動(dòng)雪深觀測(cè)儀西側(cè)；雪深觀測(cè)識(shí)別可定制專用雪深標(biāo)尺，最小刻度為1cm，長(zhǎng)度為1m2m ，直徑不大于3cm，宜置于自動(dòng)雪深觀測(cè)儀西側(cè)。3.3 軟件功能3.3.1 識(shí)別軟件識(shí)別軟件對(duì)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(dòng)觀測(cè)識(shí)別，是天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀的核心，觀測(cè)識(shí)別天氣現(xiàn)象（或氣象要素）同3.1。識(shí)別軟件應(yīng)基于成熟的深度學(xué)習(xí)平臺(tái)，方便訓(xùn)練迭代和支持遠(yuǎn)程升級(jí)；識(shí)

8、別軟件識(shí)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(shí)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(cè)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(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程升級(jí)和時(shí)鐘同步等功能。（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(shí)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)對(duì)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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

9、狀態(tài)、鏡頭污染狀態(tài)等。（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：支持識(shí)別結(jié)果、狀態(tài)信息以及圖片（jpg格式，圖片存儲(chǔ)命名規(guī)則見附錄A）的存儲(chǔ)。采用循環(huán)式存儲(chǔ)，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(dòng)傳輸和被動(dòng)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(jí)：支持對(duì)軟件遠(yuǎn)程升級(jí)。（7）時(shí)鐘同步：支持通過終端軟件發(fā)送命令，對(duì)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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)4.1.1 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(chǎng)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ON

10、VIF協(xié)議、GB28181協(xié)議；（4）24小時(shí)全天候工作，無需太陽(yáng)遮擋裝置； （5）具備日夜自動(dòng)切換模式，夜間支持長(zhǎng)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(jí)。普通攝像機(jī)可為固定焦距或自動(dòng)變焦，應(yīng)至少達(dá)到以下指標(biāo)要求：（1）分辨率400萬像素（2560×1440）以上；（2）最低照度：彩色0.01Lux，黑白0.001Lux；（3）支持ONVIF協(xié)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(jí)。4.1.2 控制處理器對(duì)視頻采集器采集到的視頻識(shí)

11、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(jí)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(shí)別軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行；（4）單次智能識(shí)別時(shí)間小于30s（含擴(kuò)展項(xiàng)）；（5）存儲(chǔ)1年的分鐘識(shí)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、RS232等擴(kuò)展接口。（7）供電應(yīng)具有二級(jí)防雷，能滿足所有硬件正常工作；（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(shí)別指標(biāo)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)識(shí)別的天氣現(xiàn)象（或氣象要素）應(yīng)達(dá)到以下要求：

12、（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(cè)識(shí)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(cè)識(shí)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(cè)識(shí)別。（4）結(jié)冰和積雪：結(jié)冰和積雪各自按照有無輸出，能全天觀測(cè)識(shí)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±1cm，能全天觀測(cè)識(shí)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(cè)識(shí)別。云高有云時(shí)輸出

13、，以米為單位，取整數(shù)，能在日出后至日落前觀測(cè)識(shí)別。電線積冰為識(shí)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(cè)識(shí)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(cè)識(shí)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；（2）相對(duì)濕度:0100；（3）大氣壓力:450hPa1100hPa；（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(jí)的正弦振動(dòng)試驗(yàn)：正弦穩(wěn)態(tài)振動(dòng)：位移 1.5mm加速度 5m/s2頻

14、率 29Hz、9200Hz（2）在非工作包裝狀態(tài)下，應(yīng)能通過如下等級(jí)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?。除非使用在特殊的環(huán)境條件或使用方有要求時(shí)，否則不必通過長(zhǎng)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(dòng)物損壞，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(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)

15、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(jí)要求。表4.1 電磁抗擾度試驗(yàn)內(nèi)容和嚴(yán)酷度等級(jí)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(hào)端口浪涌（沖擊）抗擾度線對(duì)線：±1KV線對(duì)地：±2KV線對(duì)線：±1KV線對(duì)地：±2KV線對(duì)地：±2KVGB/T 17626.5-2008電快速瞬變脈沖群抗擾度±2KV 5KHz±1KV 5KHz±1KV 5KHzGB/T 17626.4-2008射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度80MHz1000 MHz，3V/m，80AM（1KHz）GB/T 17626.

16、3-2006靜電放電抗擾度接觸放電：±4KV，空氣放電：±8KVGB/T 17626.2-20064.4 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（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(cè)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(cè)儀外觀應(yīng)

17、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(shí)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(dòng)，能滿足天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀觀測(cè)需求。5.3 機(jī)械強(qiáng)度要求各部件應(yīng)有足夠的機(jī)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

18、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(guó)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(shí)標(biāo)記符合 GB 4793.1-2007測(cè)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(hào)”的要求：（1）交流電源接入端口設(shè)“當(dāng)心電擊危險(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

19、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(yáng)能供電。7 防雷要求天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(tái)（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)存放在包裝箱內(nèi)，在運(yùn)輸和存儲(chǔ)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(chǔ)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(zhǎng)霉和精度降低等。8.2 安裝要求天氣現(xiàn)象視頻智

20、能觀測(cè)儀用于國(guó)家氣象觀測(cè)站時(shí)，應(yīng)安裝在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)西北角，觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)無法安裝時(shí)，可安裝在觀測(cè)場(chǎng)外開闊區(qū)域。附錄A 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀輸出圖片命名規(guī)則天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(cè)儀圖片文件存儲(chǔ)路徑為：IIiii/RN/yyyyMMdd/說明：Z:固定代碼，表示文件為國(guó)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(cè)站區(qū)站號(hào)。IIiii：區(qū)站號(hào)。yyyyMMddHHmmss：文件生成的時(shí)間（國(guó)際時(shí)），年月日時(shí)分秒全編，位數(shù)不足補(bǔ)零。O（大寫字母

21、）：固定代碼，表示文件為觀測(cè)類資料。RN：固定數(shù)字編碼（2位），表示攝像機(jī)編號(hào)。按順序編號(hào)，不足2位時(shí)，前面補(bǔ)“0”。具體見下表。攝像機(jī)編號(hào)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(cè)的，只按照較小目標(biāo)代碼輸出和存儲(chǔ)。具體見下表。目標(biāo)代碼拍攝點(diǎn)位01云觀測(cè)02雨凇、霧凇、電線積冰觀測(cè)03露、霜、結(jié)冰、雪深觀測(cè)04視程障礙現(xiàn)象觀測(cè)05周邊環(huán)境觀測(cè)0699預(yù)留位jpg：固定代碼，表示為JPEG格式圖片文件。附錄B 天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(cè)儀與觀測(cè)業(yè)務(wù)終端計(jì)

22、算機(jī)之間使用Socket進(jìn)行通訊，天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀作為Socket客戶端，觀測(cè)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(cè)儀數(shù)據(jù)傳輸握手機(jī)制同時(shí)具備主動(dòng)發(fā)送和被動(dòng)讀取兩種方式，默認(rèn)為被動(dòng)讀取方式。被動(dòng)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(chǔ)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)間差超過一幀則返回錯(cuò)誤信息；主動(dòng)發(fā)送的方法為：由設(shè)備端按照幀標(biāo)識(shí)類型主動(dòng)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)（READDATA）功能：讀取最近一次的識(shí)別數(shù)據(jù)。命令符：READDATA參數(shù)：幀標(biāo)識(shí)。讀取最近一次的對(duì)應(yīng)幀標(biāo)識(shí)

23、數(shù)據(jù)，幀標(biāo)識(shí)定義見2.1.2，當(dāng)幀標(biāo)識(shí)為001實(shí)時(shí)分鐘幀標(biāo)識(shí)時(shí)，必須缺省幀標(biāo)識(shí)參數(shù)。1.2.1歷史數(shù)據(jù)下載（DOWN）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(shí)。下載指定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)幀類型的觀測(cè)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)置天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(shí)、數(shù)據(jù)包頭、數(shù)據(jù)主體、校驗(yàn)碼和

24、結(jié)束標(biāo)識(shí)。其中起始標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)包頭、校驗(yàn)碼、結(jié)束標(biāo)識(shí)部分?jǐn)?shù)據(jù)定長(zhǎng)；數(shù)據(jù)主體部分?jǐn)?shù)據(jù)不定長(zhǎng)，包含觀測(cè)要素信息、觀測(cè)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(shí)BG數(shù)據(jù)包頭區(qū)站號(hào)服務(wù)類型設(shè)備標(biāo)識(shí)位設(shè)備ID觀測(cè)時(shí)間幀標(biāo)識(shí)觀測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)和質(zhì)量控制狀態(tài)信息觀測(cè)要素變量名1觀測(cè)要素變量值1觀測(cè)要素變量名m觀測(cè)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

25、驗(yàn)碼4位數(shù)字結(jié)束標(biāo)識(shí)ED在觀測(cè)臺(tái)站端，天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀作為一個(gè)設(shè)備，所有識(shí)別算法融合后統(tǒng)一輸出結(jié)果。2.1.1起始標(biāo)識(shí)固定長(zhǎng)度，2個(gè)字母，以“BG”表示。2.1.2數(shù)據(jù)包頭區(qū)站號(hào)（5位字符），采用現(xiàn)有氣象臺(tái)站區(qū)站號(hào)不變，有新的氣象臺(tái)站號(hào)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(yáng)能氣象站，11生態(tài)氣象站，12氣象輻射站，13便攜站，14自動(dòng)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(shí)位（4位字母），天氣現(xiàn)象

26、視頻智能觀測(cè)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(hào)臺(tái)站中的同類設(shè)備。設(shè)備ID從000開始順序編號(hào)。觀測(cè)時(shí)間（14位數(shù)字），采用北京時(shí)，年月日時(shí)分秒，yyyyMMddHHmmss，如20190315132500。幀標(biāo)識(shí)（3位數(shù)字），用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型和觀測(cè)時(shí)間間隔，由兩部分組成：D，T。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(cè)時(shí)間間隔：00代表秒，0159依次代表159分鐘間隔，6083依次代表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(cè)要素變量數(shù)（3位數(shù)字），取值000999，表示觀

27、測(cè)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(shí)不定長(zhǎng)，包含觀測(cè)數(shù)據(jù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)三部分。觀測(cè)數(shù)據(jù)，由一系列觀測(cè)要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)組成，數(shù)據(jù)對(duì)中觀測(cè)要素變量名與變量值一一對(duì)應(yīng)。觀測(cè)要素名按字母先后順序輸出。觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，由一系列質(zhì)量控制碼組成，字符數(shù)量與觀測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)對(duì)一一對(duì)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(cè)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(duì)組成，數(shù)據(jù)對(duì)中狀態(tài)要素變量名與狀態(tài)值一一對(duì)應(yīng)。設(shè)備狀態(tài)變量名在設(shè)備狀態(tài)編碼表中

28、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“正常”，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)且判斷正常1“異常”，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)能工作，但檢測(cè)值判斷超出正常范圍2“故障”，設(shè)備狀態(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(cè)值超出正常范圍4“偏低”，設(shè)備狀態(tài)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)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.

29、4校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼，定長(zhǎng)，4位數(shù)字。采用校驗(yàn)和方式，對(duì) “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(hào)編碼，高位溢出，取低四位。2.1.5結(jié)束標(biāo)識(shí)固定長(zhǎng)度，2個(gè)字母，以“ED”表示。2.2 觀測(cè)要素編碼2.2.1 編碼規(guī)則觀測(cè)要素名稱對(duì)應(yīng)的變量值是將原值乘以10的n次冪(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(cè)要素名稱單位名稱單位符號(hào)擴(kuò)大倍數(shù)比例因子云高米m10云量百分?jǐn)?shù)%101雪深厘米cm1（四舍五入取整）0最大積冰直徑毫米mm1012.2.2 變量名命名規(guī)則觀測(cè)要素名稱對(duì)應(yīng)的變量名編碼由觀測(cè)類、觀測(cè)碼和

30、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(cè)要素的特定含義數(shù)據(jù)。天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)儀觀測(cè)要素觀測(cè)類編碼表如下。編碼觀測(cè)類名稱AH降水（雪深）AL云AN天氣現(xiàn)象AP電線積冰觀測(cè)碼用大寫字母和數(shù)字表示，用于表示觀測(cè)要素類下相關(guān)氣象要素名稱。具體如下表。觀測(cè)要素編碼觀測(cè)要素名稱單位比例因子字節(jié)長(zhǎng)度備注AH：降水類AHH雪深cm14保留1位小數(shù)ALA：云高ALA云高m05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

31、ALE2濃積云0119:占比順序ALE3禿積雨云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層云0119:占比順序ALE11碎層云0119:占比順序ALE12雨層云0119:占比順序ALE13碎雨云0119:占比順序ALE14透光高層云0119:占比順序ALE15蔽光高層云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

32、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ALE24偽卷云0119:占比順序ALE25鉤卷云0119:占比順序ALE26毛卷層云0119:占比順序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全天無云011：全天無云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AN

33、C：凝結(jié)現(xiàn)象ANC0露 011:有ANC1霜011:有ANC2雨凇011:有ANC3霧凇011:有ANE：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(duì)于云類（ALE），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(duì)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(cè)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)、

34、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AZ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(cè)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(hào)，從A開始順序編號(hào)。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(zhǎng)度取值范圍z_ANA天氣現(xiàn)象視頻智能觀測(cè)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(zhǎng)度取值范圍y_ANAAA（第一個(gè)）魚眼攝像機(jī)工作狀態(tài)10、1或2y_ANABA（第一個(gè)）普通攝像機(jī)工作狀態(tài)10、1或2y

35、_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)備狀態(tài)要素名稱字節(jié)長(zhǎng)度取值范圍vE_ANAAA（第一個(gè)）魚眼攝像機(jī)加熱狀態(tài)10、2、3、4或5vE_ANABA（第一個(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(zhǎng)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（第一個(gè)）魚眼攝像機(jī)RJ45/LAN通信狀態(tài)10、1或2tD_ANABA（第一個(gè)）普通攝像機(jī)RJ45/LAN通信狀態(tài)10、1或2tD_ANA

36、BB第二個(gè)普通攝像機(jī)RJ45/LAN通信狀態(tài)10、1或22.3.5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(zhǎng)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(zhǎng)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,ALC0,08

37、00,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(shí)BG數(shù)據(jù)包頭12345,01,YWTQ,001,20