多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)建設(shè)規(guī)范

1多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)建設(shè)規(guī)范本文件規(guī)定了多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)的布設(shè)、安裝，以及數(shù)據(jù)采集和匯交等內(nèi)容。本文件適用于深圳市（含深汕特別合作區(qū)）多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)建設(shè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T33703—2017自動(dòng)氣象站觀測(cè)規(guī)范SZDB/Z142—2015自動(dòng)氣象站維護(hù)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1多功能智能桿multi-functionsmartpole能掛載兩種以上設(shè)備，集智能照明、視頻采集、移動(dòng)通信、交通管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、無(wú)線電監(jiān)測(cè)、應(yīng)急管理、緊急求助、信息交互、公共服務(wù)等功能于一體，能持續(xù)產(chǎn)生或接收信息流的新型基礎(chǔ)設(shè)施。[來(lái)源：DB4403/T30—2019，3.1.1，有修改]3.2氣象監(jiān)測(cè)meteorologicalobservation通過(guò)氣象傳感器對(duì)氣象環(huán)境狀況進(jìn)行整體性監(jiān)測(cè)和預(yù)警的活動(dòng)。注：通常包括氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、3.3元數(shù)據(jù)metadata描述數(shù)據(jù)屬性的數(shù)據(jù)。[來(lái)源：GB/T33703—2017，3.3，有修改]3.4探測(cè)環(huán)境environsformeteorologicalobservation為避開(kāi)各種干擾，保證氣象探測(cè)設(shè)施準(zhǔn)確獲得氣象探測(cè)信息所必需的最小距離構(gòu)成的環(huán)境空間。[來(lái)源：GB31221—2014，2.2]3.5影響源influencesource對(duì)氣象要素代表性或氣象儀器測(cè)量性能有影響的各類源體。2注：主要包括熱源輻射、電池輻射源、污染源、振動(dòng)[來(lái)源：GB31221—2014，2.13]4總體要求多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備選型應(yīng)符合本文件規(guī)定的性能指標(biāo)參數(shù)，且氣象設(shè)備安裝在多功能智能桿上部，避免遮擋和干擾。氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)向市級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)匯交。5布設(shè)原則5.1布設(shè)場(chǎng)景宜選擇在開(kāi)敞空間，如廣場(chǎng)、公園、住宅小區(qū)、商業(yè)步行街、景區(qū)、主干路、次干路、快速路、高速路、支路、立交橋梁、山地等場(chǎng)景布設(shè)多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)。5.2布設(shè)間隔高速路、快速路多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位宜間隔500m～1000m，其他場(chǎng)景宜間隔300m～500m。5.3布設(shè)選址多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)選址宜符合以下要求：a)四周保持氣流暢通和自然光照；b)多功能智能桿10m范圍內(nèi)無(wú)影響源。6氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備6.1監(jiān)測(cè)要素多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具備監(jiān)測(cè)氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓六個(gè)氣象要素的功能。6.2技術(shù)要求多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)符合以下技術(shù)要求：a)用高度集成化一體式設(shè)計(jì)，滿足體積小、重量輕、功耗低等要求；b)外殼防護(hù)等級(jí)不低于IP65；c)支持RS-232、RS-485，或RJ45通信接口；d)具備唯一標(biāo)識(shí)及數(shù)字化輸出能力；e)多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)量性能指標(biāo)要求符合表1。表1氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)量性能指標(biāo)要求-50℃~+50℃±3%(≤80%RH）3表1氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)量性能指標(biāo)要求（續(xù)）±0.5m/s(≤5m/s）0°~360°±0.4mm(≤10mm）6.3安裝要求多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝應(yīng)滿足以下要求：a)多功能智能桿為氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備預(yù)留掛載位置，以及供電和通信接口；b)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備根據(jù)多功能智能桿結(jié)構(gòu)選擇采用抱箍、法蘭、插槽、底座等固定方式安裝；c)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備水平安裝在多功能智能桿上部橫臂（離地面高度≥6m），并確保氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備正上方無(wú)遮擋物，且使氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備指北箭頭精確指北。氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備半徑800mm范圍內(nèi)無(wú)其他物體（含主桿體及其他掛載設(shè)備）影響觀測(cè)。通信微基站、燈體等影響源與氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備直線距離≥1000mm；d)多功能智能桿為氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備預(yù)留不低于20W的電源功率，且全天24h供電不間斷；e)多功能智能桿具備公共網(wǎng)絡(luò)（4G/5G），能實(shí)時(shí)傳輸氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；f)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備做好通信線路屏蔽及防雷接地。6.4運(yùn)行管理與維護(hù)多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行管理與維護(hù)應(yīng)符合SZDB/Z142—2015中第5章維護(hù)基本要求，同時(shí)滿足以下要求：a)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的新增和變更應(yīng)向市級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)申報(bào)；b)多功能智能桿運(yùn)營(yíng)主體單位應(yīng)定期檢查氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的完好性和運(yùn)行狀態(tài)，檢查線纜接頭是否松動(dòng)，各接線端子和保護(hù)套管是否腐蝕、破損，檢查氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備指北方位是否準(zhǔn)確；c)應(yīng)按國(guó)家規(guī)定或制造廠設(shè)定的檢定周期對(duì)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備定期檢定，按制造廠規(guī)定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)壽命年限定期更換；d)應(yīng)做好備品備件使用登記，確保備品備件使用的技術(shù)參數(shù)符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。7數(shù)據(jù)采集和算法7.1數(shù)據(jù)采集7.1.1氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的六個(gè)氣象監(jiān)測(cè)要素采樣頻率要求應(yīng)符合表2。7.1.2氣象數(shù)據(jù)采集處理算法應(yīng)符合GB/T33703—2017中5.4.2算法要求。7.1.3氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)每分鐘組合輸出氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓等各要素分鐘平均值，以及風(fēng)速、風(fēng)向等要素統(tǒng)計(jì)值的報(bào)文。47.1.4數(shù)據(jù)報(bào)文應(yīng)包含數(shù)據(jù)包頭和包尾，內(nèi)含氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓等各要素分鐘平均值，風(fēng)速、風(fēng)向等要素統(tǒng)計(jì)值，氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備供電電壓值，氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位唯一標(biāo)識(shí)編號(hào)，以上各項(xiàng)以半角逗號(hào)分隔。多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文格式要求應(yīng)符合表A.1。7.1.5如氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備除了氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓六個(gè)監(jiān)測(cè)要素，還有其他更多的監(jiān)測(cè)要素，應(yīng)按照7.1.4的要求組合報(bào)文。表2氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備六個(gè)氣象監(jiān)測(cè)要素采樣頻率6次/min6次/min60次/min60次/min6次/min7.2數(shù)據(jù)算法數(shù)據(jù)算法應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。8元數(shù)據(jù)檔案8.1一般要求多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)安裝掛載完成后，應(yīng)形成多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)元數(shù)據(jù)檔案。元數(shù)據(jù)檔案內(nèi)容應(yīng)包含基本信息、氣象設(shè)備信息、探測(cè)環(huán)境信息、基建信息等，元數(shù)據(jù)檔案信息登記表見(jiàn)表C.1。8.2基本信息基本信息應(yīng)符合下列要求：a)基本信息包含氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的名稱、編號(hào)、地址、地理參數(shù)等；b)多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位名稱命名以路（街）名為基本代號(hào)，并以自東向西，由南往北排序標(biāo)注數(shù)字；c)多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)編號(hào)向市級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)申請(qǐng)，并由市級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)分配，作為該氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位唯一識(shí)別編號(hào)；d)地址準(zhǔn)確描述氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位所處的位置，明確所屬的區(qū)、街道、道路、多功能智能桿編號(hào)；e)地理參數(shù)采用基于2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）測(cè)定氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝位置的經(jīng)緯度（度分秒制），海拔高度基于1985黃海高程海拔測(cè)量，海拔高度值精確到0.1m；f)聯(lián)系人為該氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的多功能智能桿運(yùn)營(yíng)單位責(zé)任人；g)建設(shè)日期為氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝掛載完成后開(kāi)始運(yùn)行的日期。8.3氣象設(shè)備信息氣象設(shè)備信息應(yīng)記錄該氣象設(shè)備的名稱、監(jiān)測(cè)要素、品牌型號(hào)、序列號(hào)、生產(chǎn)日期等。8.4探測(cè)環(huán)境信息5多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)的探測(cè)環(huán)境信息應(yīng)包含以下內(nèi)容：a)氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位下墊面的性質(zhì)，如水泥、瀝青、草皮等；b)氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)位八方位圖、遠(yuǎn)景圖、近景圖等。8.5基建信息基建信息應(yīng)附上多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)竣工圖，包含氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備布局，及其相關(guān)管線布設(shè)和隱蔽工程信息等。9氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯交多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)市政務(wù)信息資源共享平臺(tái)或智慧氣象服務(wù)中臺(tái)向市級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)傳輸匯交。6（規(guī)范性）多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文格式要求多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文格式要求應(yīng)符合表A.1。表A.1多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文格式說(shuō)明表無(wú)DDDMMMCPHMV無(wú)無(wú)無(wú)7（規(guī)范性）多功能智能桿氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要素算法B.1風(fēng)矢量平均算法公式（B.1）~公式（B.4）規(guī)定了風(fēng)矢量平均的算法公式。分鐘平均風(fēng)計(jì)算方法均以矢量平均風(fēng)計(jì)算分鐘風(fēng)向風(fēng)速，規(guī)定南北分量氣流向北為正值，向南為負(fù)值，東西分量氣流向東為正值，向西為負(fù)值。Vy=VinDiVx=VicosDim Wd=arctan VyVx Ws Ws=（B.1）（B.2）（B.3）（B.4）式中：Vy——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)風(fēng)矢量在y軸上的平均分量；m——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)有效樣本數(shù)；Vi——第i個(gè)采樣時(shí)刻的風(fēng)速值；Di——第i個(gè)采樣時(shí)刻的風(fēng)向值；Vx——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)風(fēng)矢量在x軸上的平均分量； Wd——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)向；Ws——觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)速。注：根據(jù)Vx、Vy的正負(fù)，對(duì)Wd進(jìn)行修正。Vx>0，Vy>0，Wd無(wú)需修正；Vx>0，Vy<0，Wd加360°;B.2小時(shí)雨量算法公式（B.5）規(guī)定了小時(shí)雨量的算法公式。根據(jù)分鐘雨量值，計(jì)算小時(shí)雨量值。R=ri………(B.5)i=100式中：R——小時(shí)雨量值；8PP(PPPPPP)i(PPPPPP)ri——第i分鐘的雨量值。公式（B.6）規(guī)定了氣溫平均的算法公式。根據(jù)氣溫的分鐘采樣數(shù)值，計(jì)算分鐘平均氣溫。6ΣTi-max(T1,T2,T3,T4,T5,T6)-min(T1,T2,T3,T4,T5,T6)T=i=1…………(B.6)4式中：T——當(dāng)前時(shí)刻的氣溫值；Ti——第i個(gè)氣溫值。B.4相對(duì)濕度平均算法公式（B.7）規(guī)定了相對(duì)濕度平均的算法公式。根據(jù)濕度的分鐘采樣數(shù)值，計(jì)算分鐘平均相對(duì)濕度。6ΣUi-max(U1,U2,U3,U4,U5,U6)-min(U1,U2,U3,U4,U5,U6ΣUU=i=1……(B.7)4式中：U——當(dāng)前時(shí)刻的相對(duì)濕度值；Ui——第i個(gè)相對(duì)濕度值。B.5氣壓平均算法公式（B.8）規(guī)定了氣壓平均的算法公式。根據(jù)氣壓的分鐘采樣數(shù)值，計(jì)算分鐘平均氣壓。ii-max1,2,3,4,5,6-mn1,2,3,4,5,6P=i=1