山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)防御預(yù)案

??? ? 山洪災(zāi)害信息匯集與預(yù)警平臺是山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的核心，主要由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收、處理、加工與信息查詢、預(yù)警決策、預(yù)警信息發(fā)布、信息交換等服務(wù)提供硬軟件平臺。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要為系統(tǒng)維護(hù)管理、信息查詢與服務(wù)、預(yù)報決策提供數(shù)據(jù)信息。

山洪預(yù)警系統(tǒng)主要由三部分組成：水情監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警中心系統(tǒng)及預(yù)警發(fā)布終端系統(tǒng)。
2.2.1水情監(jiān)測子系統(tǒng)
水雨情監(jiān)測子系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)、信息采集、信息傳輸?shù)?。監(jiān)測子系統(tǒng)主要任務(wù)是采集各項水文數(shù)據(jù)并將各項數(shù)據(jù)信息通過無線傳輸終端傳送到預(yù)警中心系統(tǒng)，為預(yù)警中心子系統(tǒng)提供各項災(zāi)害數(shù)據(jù)。

2.2.2預(yù)警中心子系統(tǒng)
預(yù)警中心子系統(tǒng)主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)信息匯集、綜合分析，根據(jù)分析結(jié)果做預(yù)警決策，根據(jù)危急等級及山洪可能危害的范圍不同，選取適宜的預(yù)警程序的方式，將預(yù)警信息及時、準(zhǔn)確地傳送到山洪災(zāi)害可能危及的區(qū)域，從而使接收到預(yù)警區(qū)域的人員能根據(jù)山洪災(zāi)害防御預(yù)案，及時采取預(yù)防措施，最大限度地減少人員傷亡及人民群眾的財產(chǎn)損失。其可再分為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)，

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要有災(zāi)害數(shù)據(jù)信息匯集、數(shù)據(jù)加工分析、數(shù)據(jù)查詢、預(yù)警決策和預(yù)警信息發(fā)布。數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)主要系統(tǒng)的維護(hù)管理、提供查詢服務(wù)及為預(yù)警決策系統(tǒng)提供歷史相關(guān)數(shù)據(jù)。

預(yù)警中心系統(tǒng)一般采用有線光纖等的接入方式。

2.2.3預(yù)警信息發(fā)布終端子系統(tǒng)
預(yù)警信息發(fā)布終端子系統(tǒng)的主要任務(wù)是將中心子系統(tǒng)的決策信息以各種方式通知預(yù)警區(qū)內(nèi)的相關(guān)人員與人民群眾做好災(zāi)害的防患準(zhǔn)備工作，以確保災(zāi)害帶來的財產(chǎn)損失及人民群眾的人生安全損害降至最低。其中包括發(fā)布終端與無線通信終端。

2.3 防洪預(yù)警架構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成分析，山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的總體拓?fù)淙缟?其整個系統(tǒng)以控制中心為中心分成兩條鏈路，分別是監(jiān)測終端與控制中心的鏈路，控制中心與預(yù)警發(fā)布終端的鏈路。實現(xiàn)災(zāi)害信息的匯集和災(zāi)害預(yù)警通告。

2.3.1 監(jiān)測終端與控制中心的鏈路
此鏈路的作用是將前端采集數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，為供控制中心決策預(yù)警提供原始水文數(shù)據(jù)。
監(jiān)測終端設(shè)備分別分布在險情危地，自然環(huán)境條件惡劣，因此需要設(shè)備具有工業(yè)級設(shè)計。廈門四信無線RTU采用了工業(yè)級的設(shè)計理念，正常工作耐溫范圍大，在-25℃~65℃的情況下設(shè)備能正常穩(wěn)定運(yùn)行，并采用金外殼設(shè)計使用設(shè)備能在各種惡劣環(huán)境條件下不易受到損害，能在山洪災(zāi)害險情發(fā)生地區(qū)保持著穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

終端數(shù)據(jù)采集器要采集的數(shù)據(jù)包括：單位時間內(nèi)的降雨量、降雨強(qiáng)度，河流水庫的水位，河流水速，水庫放閘水速、水量等各種水文數(shù)據(jù)。

在汛期階段，無線RTU將處于長期的在線工作狀態(tài)，時刻通過GRPS網(wǎng)絡(luò)與控制中心保持鏈接，但由于受到環(huán)境、供電等外界因素的影響，設(shè)備可能會出現(xiàn)無法正常工作的狀態(tài)，這時需要人工對設(shè)備進(jìn)行重新上電或重啟，隨之而來的就是將會對設(shè)備的維護(hù)帶來世大的工作量，同時直接影響控制中心獲得災(zāi)情數(shù)據(jù)的實時性與準(zhǔn)確性，因此我司推出智能無線RTU，能夠保證在無線RTU受外界因素影響而出現(xiàn)故障時能夠自行恢復(fù)通信，網(wǎng)絡(luò)掉線形后設(shè)備自動再次鏈接，保證與控制中心的連通性。無線RTU將數(shù)據(jù)采用透明傳輸?shù)姆绞缴蠄蠼o控制中心，為控制中心提供最原始的災(zāi)情數(shù)據(jù)，以便控制中心對災(zāi)情做出判斷。

當(dāng)處于非汛期階段，設(shè)備不必保持時刻在線狀態(tài)，控制中心可以通過直接控制和短信通信兩種方式對無線RTU進(jìn)行配置參數(shù)的修改，控制設(shè)備的活動狀態(tài)、設(shè)備上下線時間、開關(guān)機(jī)模式或使設(shè)備完全進(jìn)入休眠狀態(tài)。同時移動手機(jī)終端也可通過短信方式對無線RTU配置參數(shù)進(jìn)行修改。通過這樣的模式可以很大程度地降設(shè)備功耗節(jié)能減排。
2.3.2控制中心與預(yù)警發(fā)布終端鏈路
此鏈路的主要作用是將控制中心發(fā)出的預(yù)警信息以廣播、LED屏等方式通告給險情區(qū)域內(nèi)的相關(guān)人員與群眾，急時采取防患措施，將危害降到最低。

鏈路是建立在控制中心經(jīng)過分析各項數(shù)據(jù)得出預(yù)警信息時，向預(yù)警終端發(fā)出預(yù)警。控制中心可通過三種通信方式向預(yù)警終端發(fā)出預(yù)警信息：GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、語音、短信。

預(yù)警終端主要放置在易發(fā)生山洪災(zāi)害區(qū)域的村莊、縣城或人類活動頻繁的地方。預(yù)警終端主要包括無線預(yù)警廣播設(shè)備（包括主站設(shè)備、從站設(shè)備和單站設(shè)備）、喇叭、LED顯示屏等設(shè)備。無線預(yù)警廣播設(shè)備有三種通信方式接收預(yù)警信息，第一，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與控制中心保持鏈拉，實時偵聽控制中心的預(yù)警通告；第二，提供語音通道，為緊急災(zāi)害情況提供直接語音通告；第三，提供短信通道，控制中心和移動電話終端可通過短信的方式向預(yù)警終端發(fā)布預(yù)警信息。無線預(yù)警廣播設(shè)備內(nèi)存儲著授權(quán)拔入的號碼池和各種預(yù)制的災(zāi)害預(yù)警信息。

無線預(yù)警廣播設(shè)備獲得預(yù)警信息并分析后，對功放設(shè)備發(fā)出指令，使功放設(shè)備與音頻設(shè)備進(jìn)入播放狀態(tài)。
當(dāng)控制中心發(fā)出預(yù)警信息之后，無線預(yù)警廣播設(shè)備獲得的預(yù)警信息可以通過兩種方式，第一種通過GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺直接從控制中心獲取，第二種是通過短信通道，控制中心或移動電話直接向無線預(yù)警廣播設(shè)備發(fā)出相對應(yīng)的預(yù)警信息，無線預(yù)警廣播設(shè)備根據(jù)預(yù)警信息的內(nèi)容、災(zāi)害等級觸發(fā)啟動功放設(shè)備，并按程序設(shè)定播放相對應(yīng)的預(yù)警信息。當(dāng)出現(xiàn)緊急災(zāi)害時，管理人員可通過已授權(quán)的固定電話或移動電話撥打無線預(yù)警廣播設(shè)備的號碼，無線預(yù)警廣播設(shè)備自動接通來電，同時控制功放與音響設(shè)備進(jìn)入播放狀態(tài)，此時管理人員可直接進(jìn)行語音告警。

2.4 無線預(yù)警廣播設(shè)備
山洪地質(zhì)災(zāi)害無線預(yù)警廣播系統(tǒng)用于鄉(xiāng)村防洪緊急預(yù)警信息播報，當(dāng)暴雨和山洪來臨時，政府監(jiān)管部門及村組防汛責(zé)任人通過手機(jī)/固定電話、短信、現(xiàn)場話筒、對講機(jī)、錄音播放等方式將緊急預(yù)警信息通過大功率的高音號角喇叭發(fā)布給附近廣大居民，通知相關(guān)村民做好防災(zāi)避災(zāi)準(zhǔn)備，實現(xiàn)居民緊急避險救災(zāi)，減小損失。

四信公司遵循國家山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警相關(guān)指導(dǎo)性文件，推出F9103系列無線預(yù)警廣播設(shè)備。預(yù)警廣播設(shè)備包括預(yù)警廣播主站設(shè)備，預(yù)警廣播從站設(shè)備和預(yù)警廣播單站設(shè)備。主站設(shè)備和從站設(shè)備通過本地調(diào)頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完善的預(yù)警廣播網(wǎng)絡(luò)。三個系列設(shè)備均可單獨(dú)使用，獨(dú)立完成預(yù)警廣播功能。

四信無線預(yù)警廣播設(shè)備主要功能：遠(yuǎn)程電話告警（同時支持手機(jī)、固定電話和小靈通）、短信息合成語音告警、GPRS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)語音告警、車載臺/FM調(diào)頻網(wǎng)絡(luò)告警、本地對講機(jī)無線告警、本地麥克風(fēng)喊話告警、預(yù)置信息轉(zhuǎn)語音告警、預(yù)置MP3音頻告警、音頻線路輸入告警等服務(wù)。四信無線預(yù)警廣播設(shè)備優(yōu)勢如下：
支持系列型號（主站、從站和單站），應(yīng)用靈活方便
支持九種告警方式，功能強(qiáng)大
（特有MP3預(yù)警，線輸入預(yù)警，預(yù)置信息預(yù)警，車載臺/FM調(diào)頻預(yù)警）
同時支持監(jiān)聽喇叭和大功率喇叭，調(diào)試使用方便
支持遠(yuǎn)程配置和遠(yuǎn)程升級，維護(hù)方便
支持蓄電池充放電管理及保護(hù)，最大限度延長蓄電池使用壽命
支持主備電自動切換，主電掉電時，設(shè)備及發(fā)射機(jī)仍能正常工作
支持車載臺全雙工模式，滿足預(yù)警發(fā)布需求
可選GPS功能，便于預(yù)警地點(diǎn)定位及管理
可選太陽能供電，應(yīng)用場合不受市電限制
工業(yè)級應(yīng)用設(shè)計，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠
2.5無線RTU
四信公司的無線RTU同時具備模擬量采集、數(shù)字量采集、開關(guān)量輸出、繼電器輸出及GPRS/CDMA無線傳輸功能。同時還具備工業(yè)級設(shè)計、智能防掉線、遠(yuǎn)程參數(shù)配置（短信和GPRS/CDMA）、遠(yuǎn)程升級、高可靠性傳輸、加密安全傳輸、低功耗等特點(diǎn)。

2.6傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇
GPRS是作為現(xiàn)行GSM網(wǎng)絡(luò)向第3代移動通信演變的過渡技術(shù)，突出的特點(diǎn)是傳輸速率高和費(fèi)用低。GPRS上行速率較GSM為高，下行速率則可達(dá)100Kbps。鑒于利用GPRS的運(yùn)行速度快、運(yùn)行成本低，建議盡可能地利用GPRS傳輸。目前，GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，國內(nèi)運(yùn)營商經(jīng)過十多年的建設(shè)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到全國各地，甚至連偏遠(yuǎn)的山區(qū)也有覆蓋。覆蓋范圍廣泛且資費(fèi)便宜、套餐豐富，非常適合小數(shù)據(jù)量的傳輸，如果傳輸設(shè)備有較好的可配置性和開放性，能根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行模式配置，將使成本大幅下降。

三、方案總結(jié)
實踐證明，GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一種“性價比”較高，恰當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞?。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，以及所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)，借助四信公司的產(chǎn)品，能夠順利完成各級山洪預(yù)警系統(tǒng)中的監(jiān)測采集站網(wǎng)的汛情信息采集及傳輸、預(yù)警信息的無線傳輸及廣播，為山洪災(zāi)害的及時監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報，以及決策會商和指揮高度工作提供了暢通、快速、可靠穩(wěn)定的通信信道。節(jié)省了傳統(tǒng)詢查的人力物力、回避了詢查人員的生命安全，為山洪的發(fā)生地的廣大人民群眾贏得寶貴的數(shù)據(jù)資料和應(yīng)急行動的時