安徽省大气探测技术保障中心基于多目视觉技术云参数探测系统建设项目公开招标公告1477

　1 1 项目概述

　建设基于多目视觉技术的云参数探测系统项目重点完成基于多目视觉技术的云参数探测系统（以下简称“云参数探测系统”）的建设，并在 5 个安徽省国家地面气象观测站示范应用。主要组成部分包括云图数据采集与处理、气象数据输出、气象数据传输、气象数据显示与存储、供电和防雷等五个主要功能模块。

　1.1 主要功能 为提高基层观测站点的观测能力，建设基于多目视觉技术的云参数探测系统项目，将通过建设云图数据采集与处理、气象数据输出、气象数据传输、气象数据显示与存储、供电和防雷等五个主要功能模块，对现有云参数观测能力的提升，各模块的主要功能如下：

　1.1.1 云图数据采集与处理 云图数据采集与处理模块内置可见光和红外两种图像传感器，以及配套的双目成像光路，实现可见光与红外两个波段的全天空云图像获取。

　1.1.2 气象数据输出 气象数据输出模块利用神经网络等图像处理方法，根据双目全天空云成像光路和传感器采集的图像信息，计算云量信息、云高信息，并实时定量化输出上述信息。

　1.1.3 气象数据传输 气象数据传输模块主要通过网络方式发送观测结果，利用设备内部配备的无线网络模块或利用场地提供的有线网络接口，实现设备到互联网或者本地服务器的连接。

　1.1.4 气象数据显示与储存 气象数据显示与储存模块具有 Web 端远程数据接口，可以显示观测结果、设备位置、历史数据等内容，实现跨局域网的远程控制功能。设备全天候、全天时工作，观测数据自动存储，存储时间 6 个月以上。

　1.1.5 供电和防雷 设备满足交流市电供电方式，具备抗干扰、防雷击等性能，满足偏远山区的使用需求。

　1.2 设计原则 项目建设需遵循以下设计原则：

　1.2.1 需求牵引，集约规范 适应气象现代化需要，按照综合气象观测质量管理体系和质量保证体系的总体要求，依据气象观测业务标准规范，推动气象观测业务建设标准化、集约化。

　1.2.2 顶层设计，整体推进 依托气象基础设施资源池，围绕国家级、省级和台站观测业务发展需求，统筹规划，集约实施，促进各级观测业务工作同步规划、同步建设、协调发展。

　1.3 非功能性设计要求 1.3.1 科学性要求 选择的技术、方法和思路要具有先进性，符合技术发展方向和标准化趋势；采用先进的软件设计技术，结构清晰、功能合理、扩展性好、向下兼容。

　1.3.2 稳定性要求 在通信和数据传输上做到稳定可靠，合理运用技术手段避免系统死锁；确保系统安全性，正常情况下能够全自动运行，不会发生系统崩溃、信息损失等现象。

　1.3.3 集约化要求 围绕设备集约化来设计系统架构，确保资源的高效利用。

　1.3.4 先进性要求 系统建设要力争做到技术先进、系统开放、实事求是地根据实际需求确定各项功能，以满足实际需求为最终目的。

　1.3.5 可靠性要求 系统要做到安全可靠，性能稳定，特别要能够满足偏远观测站对业务系统的要求。

　1.3.6 可维护性要求 设备应易于管理和维护，设备运行状态、数据管理等方面都能提供良好的维护界面和维护操作，能帮助管理员和操作员更好的搞好日常业务维护和管理维护。

　2 设备性能指标

　2.1 测量性能 ★ 观测指标 云量、天顶云底高、云底三维形貌 ▲观测方式 红外、可见光双目被动视觉成像观测 ▲成像 视场角 可见光 180°、红外 120° ▲ 云量量程 0~100%（或：0~10 成）

　★ 云量分辨率 1%（或：0.1 成）

　★ 云量准确度 ±20%（或：±2 成）

　▲ 云高量程 200~7500 米 ▲ 云底三维重建范围 天顶方向 120°锥形区域 ▲ 云高准确度 ±200 米（云高<1 千米）±20%（云高≥1 千米）

　▲ 云高分辨率 100 米 ▲ 图像传感器 可见光：2592×1944 像素；红外：640×512 像素 ▲ 是否遮挡太阳 否 功率 小于 20 瓦 ▲ 观测条件 水平能见度≥2 千米 防护 IP65 2.2 环境适应性 工作温度范围 -45℃～+50℃ 相对湿度 5%～100% 2.3 电磁兼容特性 静电放电抗扰度 触放电：±4KV；空气放电：±8KV 电快速瞬变脉冲群抗扰度 ±2KV

　5Kz 浪涌（冲击）抗扰度 ±2KV

　1.2/50μS(电压)

　8/20μS(电流) 射频电磁场辐射抗扰度 80～1000MHz，3V，80﹪ AMk（1KHz）

　2.4 设备供电 市电供电 220V±10％

　 50Hz±5％ 2.5 数据通信 有线方式 通信方式：

　RJ-45 网络接口 无线方式 通信方式：

　4G 通信网络

　3 设备组成

　为了能够适应野外自然环境，云参数探测系统在总体设计中要求采用平台化的概念，将整个系统分为传感器模块、数据采集控制模块、电源系统、外围组件等 4 个部分。

　外围组件数据采集控制单元供电单元可见光传感器红外面阵传感器显示终端辅助单元数据控制数据 云参数探测系统结构图 3.1 传感器模块 传感器包括可见光传感器和红外传感器。可见光传感器采用工业级相机，配180°视场角可见光镜头；红外传感器采用红外工业相机，配 120°视场角红外镜头。

　3.2 采集控制系统 采集控制系统由工控机系统构成，使用 Linux 操作系统，可通过网络远程访问和控制。采集控制系统具备数据采集和系统控制两种功能。

　数据采集：按照气象部门的统一要求，在相对应的时间点上对可见光和红外传感器的数据进行采集，进一步对所采集的数据运算和分析，并将采集的数据和运算结果传输到本地 FTP 服务器上，同时将数据同步上传到云端服务器用于实现数据的可视化。

　系统控制：控制整个系统的运行，包括控制遮挡机构的打开和闭合、控制可见光传感器和红外传感器的定时数据采集、系统的休眠和唤醒等，还可实现对系统的远程调试和控制。

　3.3 电源系统 采用交流市电接入，电源系统将其转换为设备内部需要的低压直流电源。

　3.4 外围组件 主要用来对以上几个系统进行整体防护。