这一次,郑州赶上了高科技救灾

原标题:这一次,郑州赶上了高科技救灾

防洪救灾的第一线,永远是人。但科技武装之后的救援,更要令人放心。而随着救援的展开,各种科技与工业产品,也渐渐展露出大国制造的风采。这些科技产品从不同方面尽力保障着受灾人民的生活正常进行,与人协作,共同面对困难。

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——编者按解决问题:恢复手机信号

这一次,郑州赶上了高科技救灾

设备:翼龙-2H无人机

居住在郑州贾鲁河边的王先生,正在焦急地刷新着手机信号。处在泄洪区的他,正在等待着政府的撤离信息。

而自从郑州暴雨造成城市内涝,停水停电以来,王先生手机的4G信号就非常微弱。对于王先生来说,手机信号是他在这个极端环境和天气下,唯一能够获取外界信息的途径,也是他和自己父母报平安的工具,更是在危急时刻向外呼救的生命线。虽然时断时续,但好在郑州市区的通行信号未曾彻底中断。而像是郑州周边的巩义市,就没有这么幸运了。

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巨大的暴雨摧毁了当地的通信基站,当地陷入了通信盲区。没有信息就没有指挥方案,没有方案就只能坐以待毙。就在人们焦急等待,甚至是陷入茫然的时候,1200公里外的贵州,一架无人机完成了调试,悄然起飞。翼龙-2H无人机。

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4个小时后,这架名为翼龙-2H的无人机抵达巩义上空。配合飞机上的通信基站,翼龙为灾区人民带去了通信信号。两个小时之后,2572户居民通过翼龙上的基站,向外界报送了平安。

除了移动基站的本领之外,翼龙还装载有摄航测相机与合成孔径雷达。它所拍摄的照片与雷达成像资料,在第一时间传输回指挥部,为后续的抗洪救灾行动,提供了大量的实用信息。也让救援队能在第一时间能够做出准确的决断。

无人机,并不是高新科技,但翼龙上所搭载的基站、相机和雷达,却是最新科技的集合。翼龙对受灾区域进行拍照和监测,实施将有关信息回传至指挥中心。

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在抢险救灾中,恢复通讯的优先级,高于药品运送和给养投递。2017年,黑龙江珍珠山乡遭遇特大暴雨导致“三断”,当时派出的直9直升机,只能完成点对点的通信,属于有效手段中的最低标准。而2015年,天津滨海新区港口爆炸,AC311直升机在第一时间奔赴现场。但考虑到这是有人航空器,且爆炸物中具有有毒气体,所以AC311并没有反复进入现场,完成采集任务。

这一次的翼龙-2H,不仅弥补了诸多短板,还在科技感上,满足了人们的想象。解决问题:天气预报

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设备:风云系列气象卫星

雨是不是还要继续下,还要下多久,什么时候停,是处在灾区的人们最关心的信息。这个时候,天气预报就成了救命稻草和一线希望——哪怕是令人失望的信息,也要比没有信息好过万倍。

此次在郑州暴雨中,提供天气信息的风云2号、3号和4号气象卫星。可以说,这些气象卫星,是我们国家的保护神——尤其是今年6月才发射升空的风云4号B——这颗卫星,可以对较小尺度上的突发天气情况形成观测能力。风云三号。

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天气预报是一个复杂的系统,其中1-14天的天气预报,是通过数学方程组计算出来的。其中具有海量的变量。而这些变量随着时间变化,因此有海量数据需要高速处理。因此,国家级的高速计算机都应用在这个领域。根据测算的数值,3天内的短期预报,准确度异常精准。上图:风云四号B星快速成像仪获取的河南及周边地区7月21日上午10:30(UTC时间2:30)高分辨率影像。

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下图:风云四号A星红外增强图像。

在20日的大雨之前,郑州气象台已经密集地发布了数十条暴雨预警信息。这足以引起人们的重视。不过,有人诟病在当时的预警中,气象部门没有对雨量做出正确的预计。但这着实有些强人所难,因为在所谓的“甚短时”维度上,天气预报难以做出准确的判断。换而言之,卫星和人类现有的科技,无法对暴雨的雨量做出精准的预测。卫星云图对比。

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只有合适的尺度,才有合适的预报。在更大和更小的尺度上,天气预报的准确度就要大打折扣。14-30天的延伸期天气预报,谈不上准确度,如果预报准确,纯属老天爷赏饭吃。而2小时以内的甚短时预报,也难以准确。因为甚短时预报在预报的空间尺度上很小,所以云层、含水量的微小变化,卫星和数据难以捕捉和分析。而且,这些气象变化转瞬即逝。可能卫星刚刚观测到,就消亡了。经过50年的不懈努力,中国已经成功发射了18颗气象卫星。尤其是最先进的风云4号,每3分钟就能对台风区域进行观测,弥补卫星云图的不足。所谓天气预报的“不准”,还是蝴蝶效应使然——观测误差在迭代计算中,被无限的放大。相比较于救灾的成本、损失和人员伤亡,科技研发,还是便宜的太多。风云卫星。

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因此,即使是天文数字,国家在超级计算机和卫星上的投入一直没有停止。

��解决问题:灾区实时图像

��设备:高分系列卫星

在抢险救援的活动中,过于细节的信息,会造成信息干扰,影响总体决策。那么如何才能从一个统领的角度,获得一手的资料并且做出总体性的决定?

答案是,高分卫星。

此次在郑州暴雨中起到定乾坤作用的,是我国的高分3号和6号卫星。这两颗卫星,均为低地球轨道卫星。3号分辨率为1米,能够对地面进行全天候全天时的观测;而6号,则是一颗专门进行高精度观测的卫星。

在郑州暴雨之后,卫星中心第一时间就将卫星的遥感图像传送回了国家的信息中心。根据灾情,卫星中心按照安排观测灾情,为整个救援工作提供了第一手的信息资料。从卫星云图上看。7月20日,郑州市的地表河流水流量出现了明显的增长。而且,当地水库的水域面积,也出现了明显的增大。

而才投入使用不久的北斗卫星,也在这一次的暴雨灾害中,起到了关键性作用。上图:高分卫星河南郑州及周边区域洪涝监测图。

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下图:高分卫星河南郑州及周边区域洪涝水体与土地利用叠加图。

7月22日下午,为了让前来支援的无人机、救援车辆与人员有的放矢。河南的卫星导航定位基准服务中心,紧急开通了北斗高精度定位信号接口。所有接入服务的设备,都能获得精确到厘米级的定位服务。据河南工程测绘院的介绍,只有在少数基站损毁的区域,网络会有延时,但基本精度,不会有任何问题。

目前,河南境内一共有247座北斗卫星定位基准站,密度达到了30公里一个基站,实现了全覆盖。当然,北斗卫星的作用不止这些,在预测降雨量和水位方面,北斗和GPS卫星也有巨大的作用。

根据相关文献的分析,北斗卫星所组成的卫星网,能利用大气的折射率来反推气象参数。这个技术起源于2000年之后的一项研究。当时,人们发现卫星信号在传输过程中,发生了延时。这种延时效果可以理解为在一个流体静力学分量和一个湿度分量。而湿度分量,又与大气中的水汽函数息息相关。于是,人们利用延时噪声发明了GPS大气水汽含量方法。

这种卫星基础和数学模型,为下一代天气观测预报系统奠定了理论基础。��解决问题:积水、地面救援

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��设备:大功率抽水泵 救生机器人

冲锋舟、皮划艇、救生圈,肩背手拉,似乎是司空见惯的暴雨洪水救援场景。但是在这一次的郑州,除了这些常见的救援装备,还出现了很多难得一见的“黑科技产品”。正在作业的龙吸水。

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首先是最引人注目的是被人称为“龙吸水”的大功率抽水泵,这种顶级工业设备,每小时排水量3000吨,是一般工业农业水泵机的上百倍。恐怖的排水能力造成了“龙吸水”的造价过高,保养费用也居高不下。因此,全国只有30台。而为了此次抗灾,有22台龙吸水被调遣到了郑州。而在城市的积水路段,海豚一号救生机器人,派上了大用场。从表面上看,海豚一号就是一个无人皮艇,但他却有150公斤的承重能力,加上伺服电机,可以同时拖拽三人。对于城市内涝,小型化设备的用武之地要远远大于大型设备。海豚一号。

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而且,使用海豚一号几乎不需要上岗培训,它可以从任何地方投掷、可以自动翻转扶正,更是一个支持遥控的设备。海豚一号的投入使用,大大解放了救援的工作量,让以往的救援神器——竹竿、绳索之类,退出了历史舞台。海豚一号。

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经过两天一夜的奋战,郑州的水退了下去,城市也渐渐恢复正常的运转。但是,雨还没有停,降雨团开始渐渐向北移动。迫于上游压力以及全省人民的福祉,河南小浪底水电站开闸泄洪。

王先生楼下的贾鲁河并没有泛滥,住在高层的王先生,也并没有被疏散到其他城市。小区里的清淤工作随即展开。虽然还没有来电,但是小区的居民发起了自助,新能源车的车主开始帮助邻居们为手机充电。重新开机的王先生搜到了稳定的4G信号,向家人报了平安。

阳光重新从乌云的缝隙中播撒下来……返回搜狐,查看更多

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