1引言

吐魯番的氣候屬獨特的暖溫帶干旱荒漠氣候，主要特點是:干燥、少雨、高溫、多風。對吐魯番農業生產影響較大的氣象災害有:大風、沙塵暴、低溫冷害、暴雨洪水、千旱、干熱風、持續高溫等。

2災害性天氣對農業生產的影晌及防御對策

2.1風沙及防御對策

風沙是吐魯番農業生產的一大危害，風沙侵襲農田、坎爾井、房屋的現象有些年份一年數遇造成巨大損失。翻開氣象資料可見:近三十年出現()17米渺)大風日數吐、都、托分別為500天、226天、2420天，平均每年出現16.7天、7‘5天、80.7天，其中春季大風分別占全年的42%、39%、41%，所以又將春季稱為風季，尤以4月份出現天數最多。吐魯番市出現大風日數最多為10天(75年4月份)，浮塵日數最多為28天(2001年4月份)。

厄爾尼諾現象近20一30年更振繁、持久和強烈，導致天氣、氣候極端事件增加，近年來各類異常氣候事件較多，特別是春季大風無論強度、持續時間，還是破壞性都是罕見的。例如:2001年4月7一9日的大風降溫天氣，來勢迅猛狂風怒吼飛沙走石塵土漫天，能見度最差時不足100米，風口風力達11級以上，瞬間最大風速達31湘秒:持續時間40小時，沙塵暴持續2小時17分，強風將棉苗、麥苗、蔬菜、瓜苗連根刮起，致使農田削地20cm左右，或被沙埋沒、沙埋灌溉渠道，狂風刮倒房屋、折斷樹木、果樹、毀壞電力設施，交通運輸被迫中斷。風后吐、都、托平均氣溫普遍下降8℃，最低氣溫分別下降到2.4℃、一1.6℃、住4℃，都善縣的地面最低連續三天低于O℃，最低為一7.7℃。使風后余生的葡萄嫩芽大部分受凍，凍死或凍傷，造成減產或絕收。這次災害給地區造成直接經濟損失達12235.08萬元。

摘要：電-氣互聯系統（EGIES）的可靠性評估是近幾年廣受關注的問題。由于不同天氣情況下元件的故障率不同，因此相比于采用元件平均故障率得到的系統可靠性結果，考慮天氣對互聯系統可靠性的影響，將會得到更客觀的可靠性指標。通過模糊聚類將系統中待分析電力元件所處的天氣條件與已有記錄中類似的天氣聚為一類，求解待求元件所處天氣與同類中其余天氣樣本之間的關聯度；根據關聯度及元件歷史故障率求出待求天氣狀況下元件的故障率；建立EGIES的最優負荷削減模型，并基于蒙特卡洛法分析互聯系統的可靠性。算例結果表明，所提方法能有效地求解元件在所處天氣下的故障率。天氣對EGIES可靠性的影響主要體現在電力子系統可靠性的變化，考慮天氣后電力子系統可靠性有所下降，天然氣系統可靠性受天氣影響程度小于電力子系統。

關鍵詞：天氣；故障率；電-氣互聯系統；可靠性；模糊聚類

引言:近年來極端天氣頻發，由此引發的事故屢見不鮮。2021年2月美國得州發生大停電事故，其因是由于極寒氣候引起氣井冰凍和管道壓力下降，天然氣產量大幅下降導致燃氣機組負荷供給不足，進而導致超過450萬用戶停電［1］。電-氣互聯系統（Electric-GasIntegratedEnergySystem，EGIES）可靠性評估的相關研究已有很多，目前多數文獻在評估聯合系統可靠性時采用的是元件長期運行的平均故障率，故而計算得到的是系統長期運行的可靠性。事實上，在臺風、冰凍等極端天氣下，電氣設備的機械或電氣性能相比于正常工況下會下降，元件故障率會迅速增大，尤其是大量電力設備暴露在戶外運行，若不考慮天氣條件評估EGIES的可靠性，所得的可靠性結果可能會過于樂觀。此外，電能與天然氣作為日常廣泛使用的高品質能源，若供能可靠性較低，則會對國民經濟及國民生活產生重大影響。因此，考慮天氣影響的EGIES可靠性評估具有十分重要的意義。考慮天氣影響的設備可靠性建模方面，文獻［2］根據氣象學相關理論，建立了輸電線覆冰量與故障概率的數學模型，用來評估冰凍對線路的影響。文獻［3］首次在可靠性評估中計及天氣對元件的影響，并根據電力設備歷史故障數據，提出了基于天氣兩狀態的元件故障率模型。文獻［4］在文獻［5］的基礎上，提出了天氣三狀態及多狀態分級的元件故障率模型。文獻［6］根據支持向量機算法結合歷史數據對未來天氣情況進行預測，并考慮到設備老化等因素的作用，用來評估電力系統的可靠性。一般來說，更精細地分類天氣狀態，可靠性評估的結果就越準確［7］。文獻［8-10］針對冰凍、大風天氣利用力學、熱學理論分析出覆冰厚度、風力大小，繼而計算出輸電線的故障概率。文獻［11］根據IEEE準則建立了變壓器、輸電線老化失效模型。文獻［12］采用Weibull分布刻畫風速的隨機性，對發電系統進行可靠性評估。文獻［13］基于人工神經網絡并考慮天氣、運行情況評估變壓器的可靠性，但神經網絡對于數據要求高且缺乏穩定性。文獻［14］分析了在單個氣象條件下元件故障率的變化曲線，未能考慮到多個氣象共同作用時元件的故障情況。文獻［15］根據模糊理論分析了天氣對輸電線的影響，可在天氣數據不足時進行考慮天氣影響的電力系統可靠性評估。以上文獻采用基于氣象狀態的元件故障率模型，無法反映元件在某一具體天氣條件下的故障率。而不同天氣下元件故障率的機理分析涉及大量力學模型，參數較多且難以獲取，實際應用難度較高。針對上述問題，本文首先通過模糊聚類將系統中待求元件所處的天氣條件與已有記錄中類似的天氣進行聚類，求解待求元件所處天氣與同一類中其余天氣樣本之間的關聯度；然后，根據關聯度及元件歷史故障率求出待求天氣狀況下元件的故障率；最后，建立EGIES的最優負荷削減模型，基于蒙特卡羅模擬法對EGIES進行可靠性評估。

1與天氣有關的元件失效模型

由于天然氣管道大多埋在地下，且管道的材料以不銹鋼復合鋼管為主，密封性及耐候性好，受光照、外界環境溫度及風雨等天氣因素的影響較小。輸電線路、變壓器等元件常年在戶外運行，環境的累積作用使得其性能極易受到影響，因此本文不考慮天氣對輸氣管道故障率的影響，而主要建立電力系統元件受天氣影響的可靠性模型。基于天氣兩狀態的元件故障率模型可表示為［3］λw(s)=λ(1-R)/pn，s=0λR/pn，s=1，（1）式中：λw(s)為天氣情況s下的元件故障率；λ為元件平均故障率；pn為正常天氣的發生概率；R為惡劣天氣下元件故障次數占故障總數的比例；s=0為正常天氣，s=1為惡劣天氣。基于天氣兩狀態的元件故障率模型對于天氣的分類較為模糊，簡單地將各種天氣情況分為正常和惡劣2種情況，根據這種方法評估可靠性得到的結果將不夠準確。天氣種類繁多，在不同的天氣條件下，元件的故障率與檢修時間不盡相同。尤其是在極端天氣下，元件故障的概率遠高于正常天氣下運行的故障概率。為了充分評估天氣對元件可靠性的影響，本文考慮利用歷史元件故障數據及對應天氣情況，分析待求天氣下的元件故障率。

1.1天氣模糊聚類

摘要：我國的交通運輸行業日益發達，這也意味著交通很容易受到各種災害性天氣的影響，影響交通安全，使人民的財產安全蒙受巨大的損失。本文主要探討了災害性天氣對交通的影響，并提出提高交通氣象服務質量的對策。

關鍵詞：災害天氣；影響；交通氣象服務

近些年來，中國的交通事業日益發達，汽車已經走進了千家萬戶，滿足了人們的出行需求，也正是基于此，各種交通事故的發生率逐漸增大。這就需要通過準確的交通氣象服務減少因惡劣天氣造成的交通事故，減少人們的生命與財產損失。由此可見，加強災害性天氣影響下交通氣象服務的重要性。

1災害性天氣對交通的影響

1.1沙塵天氣和大風天氣

在災害性天氣中，沙塵、大風天氣雖然發生頻率較低，但是一旦發生，就很容易影響到正常行車，因為沙塵天氣會降低能見度，使人無法正常開車，這樣必然會分散注意力，影響行車的安全。大風天氣則容易因風力過大使車輛無法正常行駛，阻力和負載大，這樣必然會影響行車的安全。由于大風天氣造成的各種交通事故、指示牌被吹翻等現象屢見不鮮。

為切實加強人工影響天氣現代化建設，完善基礎配套，著力提高人影工作的科技水平和作業能力，充分發揮人影工作在農業生產、防災減災中的重要作用，制定本工作計劃。

一、組織領導

（一）縣人工影響天氣領導小組負責全縣人工影響天氣工作的領導，人工影響天氣領導小組辦公室負責檢查、監督、指導和協調全縣人工影響天氣工作；縣氣象局負責組織實施人工影響天氣作業；財政部門負責人影經費的保障和監督工作。

（二）各有關鎮（街道）要成立相應的領導機構，確定分管領導，加大管理力度，確保各項工作落到實處。負責選拔組建炮手隊伍，并落實好炮手的待遇及值班人員的生活保 障。要按標準完成規范化炮點建設，實行專人負責制，及時督查炮點安全管理制度的落實情況，做好炮點的安全管理和民事糾紛、事故處理等工作。要高標準配置炮點所需的通訊、照明、作業裝備。各鎮（街道）要嚴格落實安全生產責任制，消除各種安全隱患，杜絕安全事故的發生，實現作業安全、及時、有效。

二、主要計劃目標

（一）3月31日前完成指揮員和作業人員培訓、作業裝備的維護保養，落實經費和彈藥采購等各項準備工作，同時各炮點選拔1名優秀炮手參加全市4月上旬的人影比賽，4月上旬全縣人影進入外場作業狀態，4月底前完成對全縣所有高炮的年檢。

人工影響天氣工作是保障我縣經濟持續穩定發展的重要措施。為了確保核桃、蘋果、烤煙及玉米產業安全，實現農民增收和全縣經濟發展、社會穩定，現就今年人工影響天氣工作安排如下。

一、充分認識人工影響天氣工作的重要性

我縣是以核桃、蘋果、玉米和烤煙產業為主的農業縣，全面做好人工影響天氣工作，確保核桃、蘋果等產業的安全是當前一項十分重要的任務。根據長期天氣預測分析，今年氣候異常、冷空氣活動頻繁，屬災害性天氣和冰雹多發年份。因此，各鄉鎮、各有關部門、單位必須正確把握形勢，充分認識搞好人影工作對推動縣域經濟發展的重要意義，統一思想認識，把搞好人工影響天氣工作列入重要的議事日程，切實保證我縣經濟快速健康發展。

二、明確責任強化管理，扎實做好人工影響天氣工作

今年我縣的人工影響天氣工作，仍然要堅持“預防為主”的原則，在具體措施上繼續采用“點防與聯防相結合”的辦法，寧空防、不漏防。為此，必須明確責任，強化管理。氣象部門務必于4月30日前做好高炮檢修、炮手培訓、購回炮彈，5月1日全部投入正常運轉。防雹季節內，防雹指揮人員必須24小時堅守崗位，及時申請空域作業時間，準確監測和作業命令，并切實加強管理，隨時抽查鄉鎮值班、炮手在崗、炮彈余缺情況，發現問題及時糾正。各鄉鎮每門高炮要選3名專職炮手，正式聘用2名，并切實加強炮手和炮彈的安全管理，實行24小時值班制度，嚴格請銷假制度。

一是要明確管理責任。鄉鎮政府主要領導是炮手和炮彈安全管理的直接責任人，要對炮手進行嚴格管理，簽訂目標責任書，落實值班和請銷假制度，炮手有事須直接給鄉鎮長請假并不得超過三天。超過三天者鄉鎮要及時配齊炮手，炮手同時接受縣人影辦指揮和業務管理，每天24小時值班并定時與縣人影辦聯系。縣人影辦將隨時抽查炮手在崗情況，發現兩次不在崗者，鄉鎮政府要調整人選，出現失誤的要從嚴追究責任。二是加強炮彈與高炮管理。各鄉鎮必須及時組織調運炮彈并嚴格安全管理，加強炮彈出入庫登記，按照彈殼、彈箱換炮彈的原則，如數上交彈殼、彈箱。在高炮管理上，要求炮手每次作業前都要進行12項安全檢查，作業后及時保養，經常擦拭，確保高炮正常，安全作業。對有安全隱患的高炮堅決停止使用，以免意外事故發生。

高要市位于肇慶地區南部，廣東省中部，屬亞熱帶季風氣候，雨量較為充沛，屬暴雨多發地區，連冬季都有可能出現暴雨［1］。暴雨造成的洪澇災害及次生的地質災害是高要市主要農業氣象災害之一。筆者利用1954～2008年的常規氣象資料統計分析高要市暴雨的氣候特征、主要影響系統，及對農業生產的影響，以期提高暴雨預報水平，更好地為農業防災減災服務。

1高要市暴雨氣候特征

高要市1954～2008年這55年間，共發生暴雨301次，年均5．5次，其中大暴雨有38次，占總數的12．6%。24h雨量極大值為216．3mm，出現在1961年9月30日。最長連續暴雨天數記錄為3d，出現過2次，一次是1965年9月28～30日，影響系統是在陽江登陸的6521號強熱帶風暴“艾妮絲”;一次是2000年7月17～19日，影響系統是季風槽。出現最早的暴雨是1983和1992年的1月5日;出現最晚的暴雨是1988年12月30日，這3次暴雨都是由高空槽、切變線和鋒面低槽共同影響引起的。

1．1年際變化特征暴雨日數的年際變化較大(圖1)，暴雨發生最多的年份是1965年，有12次，是常年的2倍多;最少的年份是1968、1990和1999年，皆只有1次，不到常年的1/5。從5年滑動平均曲線來看，1954～1964年、1977～1995年以及2002～2004年是暴雨相對少的時期，1965～1976、1996～2001以及2005年以后是暴雨相對多的時期。

1．2年內變化特征由圖2可以看出，高要市暴雨在年內各月呈雙峰型分布，主要集中在汛期的4～9月份，2個峰值分別是前汛期的5月和后汛期的8月。1954～2008年高要汛期出現暴雨共267次，占歷年總數的88．7%，其中前汛期暴雨出現頻率比后汛期稍高，有143次，占總數的47．5%，后汛期有124次，占總數的41．2%。而非汛期暴雨共僅34次，占總數的11．3%。

2影響高要暴雨的天氣系統

各鄉鎮人民政府，各街道辦事處，縣政府有關部門：

為加強全縣12處新建規范化人工影響天氣作業點的管理，切實做好人工影響天氣工作，根據《人工影響天氣管理條例》、《省人工影響天氣作業站點建設規范》和市政府辦公室《關于進一步加強人工影響天氣工作的通知》等文件精神，經縣政府研究同意，現將人工影響天氣作業點管理工作有關要求通知如下：

一、新建作業點所有權歸所在鄉鎮政府（街道辦事處）。各鄉鎮（街道）要保護好作業點的作業環境，不得隨意破壞和設置作業障礙，不得隨意變動作業點地點。要做好作業點安全保衛工作，并在縣人工防雹降雨工作領導小組的協助下，及時妥善處理好作業過程中出現的安全事故。

各鄉鎮（街道）主要負責人為安全生產第一責任人，對本鄉鎮（街道）作業點的安全生產負總責。分管領導要靠上抓，全面組織實施好本鄉鎮（街道）作業點的管理，要經常到作業點檢查指導，并在實施作業時全程靠上，發現安全隱患及時整改。

二、縣氣象部門負責組織作業指揮、操作人員的氣象知識和操作技能的培訓工作。從事人工影響天氣作業的人員，經省氣象主管機構培訓、考核合格后，方可實施人工影響天氣作業。要在縣人工防雹降雨工作領導小組的領導和協調下，按照作業空域申報制度、作業安全管理制度等組織人工影響天氣作業。

三、縣人武部門負責人工影響天氣作業所需高炮、火箭及彈藥安全管理、使用。高炮、火箭的維修維護、彈藥運輸、儲存保管等由縣人武部門和鄉鎮（街道）會同縣氣象部門共同負責。各級各有關部門要通力協作，確保人工影響天氣作業安全。

同志們：

這次全市人工影響天氣工作會議，主要是回顧總結近年來全市人工影響天氣工作，研究探討今后一個時期的建設方向，明確任務，強化措施，進而科學開發空中云水資源，全面推進人工增雨保泉、防雹減災工作的順利開展，最大限度地發揮人工影響天氣的綜合效能。剛才，警備區、市氣象局分別總結了近幾年人工影響天氣工作情況，省氣象局李春虎副局長對我市人影工作提出了明確要求。會議還表彰了在人影工作中做出突出成績的先進集體和個人，在此，我代表市政府，向榮獲先進稱號的單位和個人致以熱烈的祝賀！

近年來，我市圍繞經濟社會發展大局，以涵養水源、防雹減災為重點，運用專武結合、軍地協作的組織形式，通過專業規范的預警指揮，科學協調的規模作業，加大了人影作業密度、規模和強度，使我市人工影響天氣工作在組織管理、建設規模、作業能力、影響范圍和綜合效益等方面積累了寶貴的經驗，取得了顯著的成效。目前，已初步建立起覆蓋南部山區的人工影響天氣作業體系和北部平原地區的防雹減災體系，為我市經濟建設、社會發展和人民群眾生活提供了重要保障。人工影響天氣已經成為造福社會和促進發展的重要工作，得到了全社會的認可和贊譽。這此成績的取得，是軍地合作、多方聯動的結果，也是人影戰線上全體干部職工奮力拼搏的結果。在此，我向長期以來關心支持我市人影工作的軍區空軍航管處、警備區表示衷心的感謝！向奮戰在人影工作戰線上的同志們表示誠摯的慰問！

為全面做好新形勢下的人工影響天氣工作，促進我市經濟社會可持續發展，下面，根據市委、市政府關于經濟工作特別是促進農民增收、農業發展和農村繁榮的總體思路，我就當前和今后一段時期全市人工影響天氣工作講以下意見。

一是正確認識人工影響天氣工作的地位和作用。我市是嚴重缺水城市，人均水資源占有量僅為全國平均水平的1/6，水資源短缺已經成為制約經濟社會發展和人民群眾生活水平提高的重要因素。同時，也是自然災害頻發的城市，旱澇、冰雹等災害不僅造成嚴重的經濟損失，而且危及社會穩定和人民群眾生命財產安全。地下水資源有限，為保證正常降雨年份下泉群常年噴涌，市委、市政府提出了“增雨、補源、置采、控流、節水”的工作方針，節水保泉已經成為全市共同的任務。南水北調濟平干渠的貫通，雖然有了客水資源，但受到計劃、成本和工程建設的多種限制，仍不能滿足全市生產生活用水。目前全市每天生產生活用水約80萬立方，城鄉用水、生產生活用水、工業和農業用水的矛盾日益突出。隨著用水量的不斷增加，綜合開發、科學配量與節約挖潛水資源成為全市長期性、緊迫性和戰略性的任務。人工影響天氣作為我市一項科技型、公益型的事業，在涵養水源，防雹減災，增加蓄水量，減輕空氣污染，保護生態環境，促進農業發展，保持泉水噴涌等方面發揮著越來越重要的作用。加強人工影響天氣基地建設，最大限度地開發空中云水資源，已經成為市最現實的選擇。各級各有關部門務必從戰略的高度，深刻認識人工影響天氣工作的地位和作用，盡快建立科學開發、有效利用和完善運行的工作體制機制，推動人影工作的協調發展。

二是進一步明確人工影響天氣的工作任務。全面做好人工影響天氣工作，是全市開發水資源和防災減災的重要措施，也是我市經濟社會發展和提高人民生活質量的重要保障。當前和今后一個時期，全市人工影響天氣工作的主要任務是：完善基礎設施，規范組織管理，加強技術協作，增強作業能力，充分發揮人工影響天氣的防雹增雨、改善環境的綜合功能，為全市經濟社會可持續發展提供有效保障。

摘要：物聯網技術是繼計算機技術、互聯網技術之后的又一信息技術革命，在人工影響天氣業務管理中應用物聯網技術是當今時展的需要。目前，基于物聯網技術的人工影響天氣業務管理系統已經開發并投入使用，它主要是利用射頻識別（RFID）等技術，通過與互聯網連接進行信息傳遞，實現智能化識別與管理，以提高人工影響天氣業務的效率。

關鍵詞：物聯網技術；人工影響天氣；智能管理系統；應用

1999年麻省理工學院首先提出可通過信息傳感技術將物品與互聯網連接起來，以實現智能化識別與管理，2005年國際電信聯盟才正式對“物聯網”進行定義。隨著社會經濟的快速發展，人們對人工影響天氣業務的需求越來越大。然而，作業裝備及彈藥的管理極具困難，因為彈藥是軍火范疇內的產品，對其管理有非常嚴格的要求。

1物聯網技術在氣象領域中的應用

物聯網在西方國家得到廣泛的使用，一些發達的國家已經將物聯網技術應用于氣象領域，如氣象預測、氣象監察、氣象信息傳遞與管理等各個層面。我國物聯網技術的發展起步較晚，但經過科研人員的奮發努力，成功開發了相關系統并取得實際應用的成功[1]。如甘肅省天水市于2016年建立秦州區“氣象災害監測預警和風險評估服務平臺”，該平臺利用已建成的秀金山林果氣象監測資料、氣象災害評估系統、氣象站監測資料等，采用人工采集和自動采集相結合的方法實現氣象資料的實時傳遞，在2018年通過檢測，且自動化程度高、運行穩定可靠。

2物聯網技術在人工影響天氣業務中的應用

一、今年氣候特點

今年以來，我縣降水偏少，4至9月份，我縣降水總量為619.8mm，較歷年同期偏少30%。進入汛期后，6-8月上旬出現的連續晴熱高溫天氣過程對今年我縣工農業生產，水利發電、森林防火以及水稻、旱糧等農作物帶來較嚴重影響。

二、工作的開展

1、提高認識、完善各項制度

按照《人工影響天氣管理條例》和上級文件要求，進一步完善了炮長、炮手等管理制度、高炮管理制度、通訊設備管理制度、作業規范和操作規程，嚴格執行“作業前有申請、作業后有回復”，作業前做好一切準備工作，確保在空域允許時間內完成作業，完善人影作業公告制度，明確規定了今年人工影響天氣工作的值班時間、匯報制度、處罰制度和作業方法。

2、嚴格管理，確保安全作業