山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)作為“智慧水利”，尤其是防汛抗旱信息化支持的重要組成部分，在水利行業(yè)防汛抗旱防臺業(yè)務(wù)中發(fā)揮著非常重要的作用。系統(tǒng)具備采集、通信傳輸、預(yù)警及發(fā)布、響應(yīng)反饋、預(yù)測預(yù)報、決策支持等功能，共享國土、氣象等相關(guān)信息，提供與國土、氣象、防汛決策支持等系統(tǒng)的服務(wù)接口，同時將水文預(yù)報、災(zāi)害評估等相關(guān)水利模型納入系統(tǒng)中，為山洪災(zāi)害多發(fā)地區(qū)提供監(jiān)測、預(yù)警、決策、搶險、調(diào)度等全面的服務(wù)和支持。

大唐電信山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)將大唐自主知識產(chǎn)權(quán)的聲學(xué)駐波數(shù)字水位計及無線接力傳輸系統(tǒng)等專利產(chǎn)品和技術(shù)運(yùn)用其中，同時在應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)中也不斷創(chuàng)新，挖掘了基于陸氣耦合的小流域洪水預(yù)報方法及系統(tǒng)等兩項專利。創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)的運(yùn)用，使系統(tǒng)在先進(jìn)性、可靠性和決策支持能力等方面有了很大程度的提升。

1.    建設(shè)目標(biāo)

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是山洪防治非工程措施的重要組成部分，系統(tǒng)根據(jù)國家《山洪災(zāi)害防治縣級非工程措施建設(shè)實施方案編制大綱》（下簡稱《編制大綱》）要求進(jìn)行開發(fā)，在國家四部委的聯(lián)合部署下，山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)向著功能更加全面、技術(shù)更加先進(jìn)、操作更加人性和預(yù)警更加準(zhǔn)確的方向不斷向前發(fā)展。本系統(tǒng)立足以客戶為中心、市場為導(dǎo)向、效益最大化的新型運(yùn)營模式下實現(xiàn)山洪預(yù)警，減少人民群眾生命財產(chǎn)損失的核心目標(biāo)，真正發(fā)揮山洪防治非工程措施的重要作用。

2.    案例簡介

針對地質(zhì)地貌復(fù)雜，易受臺風(fēng)等天氣現(xiàn)象直接或間接影響，暴雨頻發(fā)，易發(fā)生山洪、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)，防災(zāi)減災(zāi)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計思想，大唐電信結(jié)合自身TD網(wǎng)絡(luò)、芯片設(shè)計與制造、終端應(yīng)用、信息安全等領(lǐng)域的優(yōu)勢，專門打造了專業(yè)級山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警整體解決方案。

系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集監(jiān)測為基礎(chǔ)，借助通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，以山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)軟件為核心，以多種信息發(fā)布手段為窗口，集雨水情、國土、氣象監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)于一體，通過對各類數(shù)據(jù)的整合、查詢、分析，從而提高災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警效率，保障國家及人民群眾生命財產(chǎn)安全。 

我國屬自然災(zāi)害頻發(fā)國家，解決洪、澇、臺災(zāi)害任務(wù)艱巨，尤其在相對偏僻的山區(qū)，因暴雨、臺風(fēng)等引發(fā)的山洪、滑坡、泥石流災(zāi)害更為嚴(yán)重。對這些區(qū)域的災(zāi)害防御和治理存在著覆蓋面廣、地形復(fù)雜，監(jiān)測困難，決策缺乏數(shù)據(jù)支持與科學(xué)評估，以及缺乏先進(jìn)有效的管理手段等問題。

將物聯(lián)網(wǎng)的泛在感知、可靠傳送、智能處理等特點(diǎn)應(yīng)用到山洪災(zāi)害防治領(lǐng)域，帶動具備共性的關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新與實施，能非常有效地解決上述各類難題。

泛在感知：應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)感知層的RFID、傳感器、攝像控制、定位授時等技術(shù)，將自動采集的水位計、雨量計、視頻設(shè)備等安裝在地形復(fù)雜、偏遠(yuǎn)的地區(qū)，通過網(wǎng)絡(luò)層的無線和有限傳輸技術(shù)，將信息定時采集上來，從而解決了覆蓋面廣、地形復(fù)雜的問題。

精準(zhǔn)監(jiān)測：通過感知層的信息感知采集，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸收集，很大程度上減少了人工監(jiān)測的難度，提高了監(jiān)測效率和頻度，也降低了人工監(jiān)測帶來的錯誤和誤差，很大程度上解決了監(jiān)測困難的問題。

可監(jiān)可控：借助物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層提供的業(yè)務(wù)功能，借助手持終端、發(fā)布系統(tǒng)等設(shè)備，可以對工程設(shè)施、監(jiān)測設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，也可通過應(yīng)用服務(wù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)的上下級管理和指導(dǎo)。在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用之間，將業(yè)務(wù)人員和管理人員納入其中，充分發(fā)揮了M2M的閉環(huán)反饋，從而為管理提供了豐富、有效的手段。

科學(xué)決策：應(yīng)用層根據(jù)對感知層、網(wǎng)絡(luò)層收集數(shù)據(jù)的處理、分析，以圖表、GIS等各種生動、豐富的形式為決策者提供信息和分析結(jié)果，同時可以將復(fù)雜的水文模型、水利模型、數(shù)學(xué)模型用計算機(jī)模擬實現(xiàn)，快速、便捷地為決策提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)評估。

由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山洪監(jiān)測預(yù)警工作中能充分發(fā)揮優(yōu)勢。

3.    實施方案

3.1用戶需求

根據(jù)國家《編制大綱》要求，山洪監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)主要包括水雨情監(jiān)測、監(jiān)測預(yù)警平臺、預(yù)警等子系統(tǒng)建設(shè)?？紤]防御泥石流、滑坡等災(zāi)害的要求，預(yù)留接收氣象、國土等相關(guān)專業(yè)部門信息的接口。

水雨情監(jiān)測主要包括雨量站、水位站。雨量站監(jiān)測雨量信息，水位站監(jiān)測雨量和水位信息。根據(jù)山洪災(zāi)害預(yù)警的需要和各地的建站條件，考慮山洪災(zāi)害威脅區(qū)地形地貌復(fù)雜、降雨分布不均、群眾居住分散、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡等實際情況，水雨情監(jiān)測站可建成簡易站和自動站。

監(jiān)測預(yù)警平臺是山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理和服務(wù)的核心，主要由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)組成，主要功能包括信息匯集、信息服務(wù)、預(yù)警信息發(fā)布模塊等。

預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)是在監(jiān)測信息采集及預(yù)報分析決策的基礎(chǔ)上，通過確定的預(yù)警程序和方式，將預(yù)警信息及時、準(zhǔn)確地傳送到山洪災(zāi)害可能威脅區(qū)域，使接收預(yù)警區(qū)域人員根據(jù)山洪災(zāi)害防御預(yù)案，及時采取防范措施，最大限度地減少人員傷亡。

3.2實施方案

大唐電信在某山洪災(zāi)害頻發(fā)縣，根據(jù)國家《編制大綱》要求，并針對用戶的本地化需求，為該縣水利防汛部門建設(shè)并實施了基于物聯(lián)網(wǎng)的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。 

系統(tǒng)包括水雨情監(jiān)測、通訊網(wǎng)絡(luò)、災(zāi)害預(yù)警平臺和信息發(fā)布平臺四部分。

水雨情監(jiān)測，根據(jù)需要按照一定的監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)原則，安裝了自動、人工或簡易的雨量站、水位站，并在需要進(jìn)行現(xiàn)場查看的地方建設(shè)了視頻監(jiān)控設(shè)備。 

通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案，水雨情數(shù)據(jù)傳輸以GSM/GPRS/CDMA等無線傳輸方式為主，同時為保證山洪自動預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)具備支持多種傳輸方式、多種物理接口的能力，加裝了北斗衛(wèi)星通信模塊接口，人工監(jiān)測站點(diǎn)信息傳輸采用電話語音或短信等方式傳輸。預(yù)警應(yīng)用系統(tǒng)采用B/S方式，各單位用戶通過Internet，或借助VPN通道等方式搭建的水利信息網(wǎng)絡(luò)，或通過無線終端借助無線網(wǎng)絡(luò)，訪問系統(tǒng)。

災(zāi)害預(yù)警平臺包括數(shù)據(jù)匯集共享平臺、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)及預(yù)警處理分發(fā)服務(wù)等部分。通過數(shù)據(jù)匯集共享平臺將采集終端通過各種通訊方式送達(dá)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、存入數(shù)據(jù)庫。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警指標(biāo)，預(yù)警處理服務(wù)分析生成預(yù)警，并通過分發(fā)服務(wù)通知系統(tǒng)客戶端，完成及時地預(yù)警顯示。主應(yīng)用服務(wù)則為用戶提供包括GIS操作服務(wù)、基礎(chǔ)信息查詢管理、氣象國土信息查詢管理、實時水雨情監(jiān)測、水情預(yù)報服務(wù)、預(yù)警信息發(fā)布、應(yīng)急響應(yīng)、災(zāi)害風(fēng)險分析、短信傳真管理、系統(tǒng)管理等功能在內(nèi)的業(yè)務(wù)應(yīng)用支持。

信息發(fā)布平臺借助短信、傳真、手持終端、電子屏、廣播系統(tǒng)等多種手段，完成預(yù)警信息的逐級發(fā)布和響應(yīng)反饋的互動支持。

4.    系統(tǒng)特點(diǎn)

圍繞解決洪、澇、臺等災(zāi)害問題，遵循洪澇臺災(zāi)的自然規(guī)律，堅持“以人為本、防避結(jié)合、技術(shù)創(chuàng)新、實用先進(jìn)、資源共享、決策科學(xué)” 為原則，強(qiáng)化政府在防御洪澇臺災(zāi)的社會管理和公共服務(wù)職能，建立完善水、雨、工情及人員、物資等各類避災(zāi)對象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、監(jiān)控，洪澇臺災(zāi)害形勢科學(xué)分析、評估、決策和預(yù)測預(yù)報預(yù)警，提供成熟、專業(yè)、穩(wěn)定的整體解決方案及產(chǎn)品。

系統(tǒng)總體特點(diǎn)：

創(chuàng)新性地以物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的感知技術(shù)、平臺化的應(yīng)用技術(shù)為載體，為防洪防臺工作提供全方位的管理手段。

整合水利、氣象、國土等多部門資源，提供多種類、多層次的輔助手段支持決策，支持政府社會管理及公共服務(wù)職能。

遵循國家在山洪災(zāi)害防治領(lǐng)域的系列業(yè)務(wù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)范性的同時，在覆蓋面、業(yè)務(wù)支撐等方面具有良好的擴(kuò)展性。

系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：

信息采集及獲取方式多樣，提供多種信息的自動采集、手工或簡易采集、系統(tǒng)接口接入、手工錄入、批量導(dǎo)入等多手段的收集感知。

數(shù)據(jù)匯集平臺向下提供標(biāo)準(zhǔn)的信息采集協(xié)議，可與包括大唐自主專利產(chǎn)品在內(nèi)的各種采集設(shè)備兼容；向上對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)容錯分析、數(shù)據(jù)排重、邏輯錯誤分析、格式化等處理，保證入庫數(shù)據(jù)的完整性、正確性和標(biāo)準(zhǔn)化。

統(tǒng)一資源數(shù)據(jù)庫基于國家水利標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫建立，具有很強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性。

災(zāi)害預(yù)警平臺業(yè)務(wù)理解貼近用戶所想、采用先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)、功能設(shè)計豐富合理、系統(tǒng)維護(hù)便捷、多手段保障系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)界面賞心悅目。

依托先進(jìn)的GIS平臺，匯總系統(tǒng)重要業(yè)務(wù)功能，提供綜合便捷操作。

嵌入小流域徑流預(yù)報模型，為決策者提供未來24小時內(nèi)水雨情預(yù)報服務(wù)。同時系統(tǒng)嵌入多種輔助功能為用戶提供豐富的決策支持。

提供多選擇發(fā)布手段，實現(xiàn)預(yù)警信息、反饋交互在多級管理和業(yè)務(wù)操作層及公眾的零死角、全覆蓋。

5.    用戶評價

經(jīng)過一段時間的使用，業(yè)主認(rèn)為，該系統(tǒng)設(shè)計起點(diǎn)高、結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計先進(jìn)、功能全面、操作方便易用，在使用期間適應(yīng)能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、技術(shù)和可靠性都達(dá)到了國內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。與同類產(chǎn)品相比，其功能在《編制大綱》要求的功能基礎(chǔ)上，分析行業(yè)和業(yè)務(wù)需求，有很大程度地補(bǔ)充和完善，能為業(yè)主提供更加全面、靈活和便捷的服務(wù)。借助本系統(tǒng)，業(yè)主防洪工作有了明顯的保障，為保護(hù)國家及人民生命財產(chǎn)安全起到了重要作用。

6.    實施經(jīng)驗

在工程實施的過程中，得到了許多寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn)。從需求、研發(fā)、實施、到系統(tǒng)維護(hù)、保障，大唐電信能夠提供全過程的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

目前一般水雨情監(jiān)測及預(yù)警已基本能夠滿足山洪防御需求，氣象、國土信息的接入，3S技術(shù)的運(yùn)用，水雨情預(yù)測預(yù)報也在很大程度上起到了輔助作用。但新技術(shù)在不斷發(fā)展和創(chuàng)造，業(yè)務(wù)需求也會要求越來越高，在更豐富、更智能、更準(zhǔn)確的決策支持方面還需要進(jìn)行不斷的嘗試和探索。

7.    結(jié)束語

水利防洪防臺災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息化與物聯(lián)網(wǎng)的融合，可以充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)各類技術(shù)的優(yōu)勢，為災(zāi)害防御服務(wù)。大唐電信作為通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)研究及創(chuàng)新應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者，傳感器、RFID等多項感知產(chǎn)品的創(chuàng)造者，國內(nèi)起步較早的水利行業(yè)軟件設(shè)計開發(fā)和實施的企業(yè)，將憑借在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及水利軟件應(yīng)用等領(lǐng)域的雄厚實力，全面助推水利行業(yè)用戶實現(xiàn)在移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，為水利行業(yè)用戶尋求更為深遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，攜手業(yè)界同仁共同開啟美好新篇章。