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山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)
遙測終端
RTU
摘要：山洪災(zāi)害監(jiān)測面臨預(yù)測難度大、技術(shù)要求高等難題，云南縣級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)從前端采集雨量值、水位值，經(jīng)遙測終端 RTU傳輸?shù)胶笈_(tái)，一旦數(shù)值超過劃定界限，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警模式，將災(zāi)害險(xiǎn)情第一時(shí)間發(fā)布傳送到戶。
山洪災(zāi)害監(jiān)測面臨預(yù)測難度大、技術(shù)要求高等難題，云南縣級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)從前端采集雨量值、水位值，經(jīng)遙測終端 RTU傳輸?shù)胶笈_(tái)，一旦數(shù)值超過劃定界限，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警模式，將災(zāi)害險(xiǎn)情第一時(shí)間發(fā)布傳送到戶。
山洪災(zāi)害是山丘區(qū)在一定強(qiáng)度或持續(xù)的降雨下，因特殊的地形地質(zhì)條件而發(fā)生的自然災(zāi)害，具有突發(fā)性強(qiáng)、點(diǎn)多面廣、破壞力大、防治困難等特點(diǎn)，嚴(yán)重危害國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)。山洪災(zāi)害的預(yù)警與監(jiān)測面臨預(yù)測難度大、技術(shù)要求高、硬件及系統(tǒng)穩(wěn)定性需求強(qiáng)等各種難題，任何的疏忽與差錯(cuò)均會(huì)導(dǎo)致巨大的人力、物力資源的浪費(fèi)。
云南地勢西北高東南低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省地面坡度大于 25°的占 39.3%，滇西北與滇東北地區(qū)約占 60%-90%；全省降水總量年均約1100mm，6、7、8三個(gè)月占全年降水量的 55%-65%。山多、坡陡、降雨集中，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂和斷塊差異運(yùn)動(dòng)等十分強(qiáng)烈，山洪災(zāi)害頻發(fā)與多發(fā)。由昆明雄越科技有限公司開發(fā)承建的縣級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)已經(jīng)在云南的 68個(gè)縣（市、區(qū)）上線，實(shí)現(xiàn)了險(xiǎn)情精準(zhǔn)可靠預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了山洪災(zāi)害“未卜先知”，極為有效地提高了云南省基層應(yīng)對山洪災(zāi)害的預(yù)警水平。
可靠感知，重大險(xiǎn)情實(shí)時(shí)監(jiān)測
“我們的平臺(tái)建設(shè)主要包括水利信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、預(yù)報(bào)決策系統(tǒng)及相應(yīng)的信息服務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)和最終的一個(gè)預(yù)警發(fā)布系統(tǒng) ,”昆明雄越科技有限公司副總經(jīng)理丁培江介紹。
在前端，主要在受山洪威脅的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者河道上面，根據(jù)水利部門的勘察，在不同的地點(diǎn)合理分配建雨量站、水位站，實(shí)現(xiàn)對縣內(nèi)雨情水情等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面感知。
以昆明市祿勸縣為例，昆明雄越在全縣十四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)里，建成了 92個(gè)重要站點(diǎn)，包括自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站，加上在建的視頻圖像監(jiān)測站，全部站點(diǎn)共 108個(gè)。自動(dòng)雨量站主要部署在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)有一定人口居住的村落中，安裝于住戶樓房或村委會(huì)樓房之上，便于維護(hù)設(shè)備；自動(dòng)水位站主要部署在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要河道上，配備水位傳感器、雨量傳感器，觀測水位與雨量；在一些重要河道上、人群聚集較多的地方，建置視頻監(jiān)測站，結(jié)合水位、視頻及定時(shí)抓拍的一些圖片，確定真實(shí)的水位。此外，還建了 62個(gè)簡易雨量站，28個(gè)簡易水位站，這些站點(diǎn)只作預(yù)警報(bào)警，不作遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸。例如，某一村民家裝了簡易雨量站，一旦雨量達(dá)到設(shè)定值，雨量報(bào)警器便發(fā)出聲音，提醒當(dāng)前以此村民家為中心的這塊區(qū)域，雨量已經(jīng)超過設(shè)定的預(yù)警值，請大家注意。
預(yù)警站點(diǎn)的建立也因地制宜，如在某一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者人口聚集地建筑物較高處建一個(gè)預(yù)警廣播，主要配備話筒、喇叭、預(yù)警器、揚(yáng)聲器等；在某一個(gè)村委會(huì)或者村小組配備手搖式報(bào)警器，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)報(bào)警，提醒村民注意。
穩(wěn)定傳輸，大數(shù)據(jù)有效整合利用
山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)運(yùn)行的效果主要在于前端的設(shè)備運(yùn)行是否正常。昆明雄越的遙測終端（RTU）專利設(shè)備在整個(gè)平臺(tái)中至關(guān)重要，一旦 RTU出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)傳輸鏈路則全部中斷，數(shù)據(jù)就無法傳輸?shù)胶笈_(tái)，整個(gè)系統(tǒng)就癱瘓了。每個(gè) RTU可連接一定數(shù)量的、種類不同的傳感器，把傳感器采集的信息進(jìn)行本地存貯，同時(shí)以遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞剑ɑ镜?GPRS信號(hào)或北斗衛(wèi)星），給固定 IP的服務(wù)器里面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)。
在野外站點(diǎn)的設(shè)備供電設(shè)計(jì)上，采用“太陽能 +蓄電池”的供電方式。在沒有光照的情況下，蓄電池能保證設(shè)備30天內(nèi)正常運(yùn)行，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行與數(shù)據(jù)可靠傳輸。在設(shè)備的選擇上，昆明雄越經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)積累和長期調(diào)研下來，選擇的廠商研華，保證了設(shè)備端不影響平臺(tái)上線后的正常運(yùn)行。
對于采集到的龐大數(shù)據(jù)，則會(huì)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范，整合成具有標(biāo)準(zhǔn)化具有接口的信息數(shù)據(jù)，形成山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括：供電數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)水利監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、山洪災(zāi)害分級(jí)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)混搭的大量數(shù)據(jù)庫。在平臺(tái)里開發(fā)相應(yīng)的軟件，把空間信息與屬性信息等各類數(shù)據(jù)結(jié)合起來，加上統(tǒng)計(jì)分析模塊、預(yù)警發(fā)布模塊、基礎(chǔ)信息模塊等，讓數(shù)據(jù)以三維的形式在系統(tǒng)里面立體展現(xiàn)出來。平臺(tái)不僅實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合立體展現(xiàn)，還提供年、月、日甚至具體到小時(shí)的查詢模塊，長期還能做年度、季度、月度的數(shù)據(jù)整編，形成一個(gè)報(bào)表數(shù)據(jù)。
全面預(yù)警，多方聯(lián)動(dòng)防災(zāi)減災(zāi)
山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)的建設(shè)已經(jīng)延伸到村組、農(nóng)戶，汛期來臨時(shí)前端的傳感器將采集到的雨量值和水位值經(jīng)RTU傳輸?shù)胶笈_(tái)的服務(wù)器，通過服務(wù)器里的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警軟件平臺(tái)，把前端的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人文數(shù) 據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等，在平臺(tái)里面三維動(dòng)態(tài)展現(xiàn)出來，一旦某一個(gè)站點(diǎn)或者區(qū)域的雨量值或水位值超過劃定界限，系統(tǒng)便會(huì)形成一部分重大危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)?zāi)害預(yù)案并劃分災(zāi)情等級(jí)，自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警模式，以發(fā)布預(yù)警信息和聲光狀態(tài)顯示、短信平臺(tái)發(fā)送短信、廣播預(yù)警系統(tǒng)報(bào)警等方式將災(zāi)害信息第一時(shí)間發(fā)布傳送到戶，及時(shí)避險(xiǎn)避災(zāi)。
通過前期的平臺(tái)建設(shè)，加上后期強(qiáng)化群測群防體系、完善防御預(yù)案、宣傳防御知識(shí)、演練防御過程，逐漸提高了全民防災(zāi)避災(zāi)意識(shí)，有效防御山洪災(zāi)害，改變山洪災(zāi)害日趨嚴(yán)重的局面，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，尤其是有效避免群死群傷事件。
包括昆明雄越建成的 68個(gè)，云南已建成 129個(gè)縣（市、區(qū)）建設(shè)了縣級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)。 2015年汛期，這些平臺(tái)發(fā)揮了較好作用，其中有 28個(gè)縣（區(qū)）發(fā)布預(yù)警 1239次，及時(shí)轉(zhuǎn)移 2.67萬人，避免傷亡 1357人，有效保障了群眾生命安全、財(cái)產(chǎn)安全。
實(shí)際上，山洪災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方面，從國家立項(xiàng)到項(xiàng)目實(shí)施，已經(jīng)接近尾聲。后期將會(huì)做一些站點(diǎn)的增加、傳輸信道的改變，把平臺(tái)延伸到鄉(xiāng)鎮(zhèn)。“在未來，站點(diǎn)將越來越多，數(shù)據(jù)量將會(huì)更加龐大，整合起來，可能會(huì)產(chǎn)生全國山洪的智慧云。”丁培江說。
“治國必先治水 ”，除了山洪監(jiān)測 預(yù)警，水資源監(jiān)控、灌區(qū)信息化、水情測報(bào)等方面國家也予以了高度重視。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)發(fā)展迅速，如何應(yīng)用新一代技術(shù)為水利信息化服務(wù)則是當(dāng)前需要思考與實(shí)踐的重任。
“水利信息化將會(huì)向一個(gè)自動(dòng)化、模塊化及高度集成化方向發(fā)展。”丁培江認(rèn)為。在未來，將有一個(gè)個(gè)模塊做出來，因需組裝可成新的軟件；而硬件設(shè)備將摒棄以往的有限連接單一功能，實(shí)現(xiàn)多功能，實(shí)現(xiàn)打包服務(wù)，呈高度集成趨勢；水庫、水利樞紐等一些水利信息化關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)將陸續(xù)實(shí)行自動(dòng)化功能，而這也將是昆明雄越下一個(gè)工作重點(diǎn)。
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