金笛短信设备在防汛指挥系统中的应用

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山洪灾害是指山丘区由于降雨引发的山洪和由山洪引发的泥石流、滑坡等对人民生命和财产造成损失的自然灾害。据统计，我国每年因山洪灾害对国家和人民生命财产造成的损失约占自然灾害造成的总损失的40%左右。

山洪灾害不仅对山丘区的基础设施造成毁灭性破坏，而且对人民群众的生命及财产安全构成极大的威胁，制约山丘区经济社会可持续发展，已成为当前防灾减灾中的突出问题。在国家防汛抗旱总指挥部办公室的规划指导下，为了有效地防御山洪灾害，保证抗洪抢险救灾工作高效有序进行，最大限度地减少人员伤亡以及财产损失，保证社会全面、协调、可持续发展，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，我们适时推山洪灾害防治解决方案。

1、系统框架
山洪灾害预警系统是防汛指挥系统的重要组成部分，遵循国家防汛系统的总体设计的框架，系统分为用户界面层、应用分析层和系统支撑层。

系统用户界面层
系统用户界面是系统使用者与应用软件之间的人机接口，主要进行信息展示和会商决策，并提供支持决策和会商过程的信息监控、系统管理等操作界面。

实时汛情监视
GIS平台数据交换平台
防汛基础数据库防汛业务数据库
人机接口
基础信息管理
监测信息采集
预警信息发布
预报信息管理
防御预案管理
计算机网络通信网络基础设施服务器安全设施
…… 地理信息数据库
短信预警平台
人员物资管理
防汛信息服务
系
统信息管理
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系统应用层
系统应用层是系统的核心，提供预警指挥决策过程中所需的各种信息接收处
理、数据管理和分析计算等功能，完成预警指挥决策过程中各个阶段、各个环节
的多种信息需求和分析功能，主要包括汛情监控、信息服务、报表管理、预警服
务、会商管理、预案管理等。
系统支撑层
系统支撑层包括系统基础设施支撑、平台支撑以及数据支撑。基础设施是整个系统建设的基础，为系统正常运行和安全提供保障。数据支撑主要包含各类防汛基础数据，防汛业务数据等，是系统正确运行的基础，同时还提供数据接收处理和数据交换服务，为上层功能子系统之间以及与其他系统之间数据进行交换与缓冲。平台支撑为系统应用层提供系统支持，主要包括GIS平台、数据交换平台和短信预警平台。

2、系统的划分
根据用户的功能需求，建设山洪灾害预警系统。预警系统设计划分为水雨情监测子系统、信息汇集与决策会商平台子系统、预警子系统三个部分。

3、水雨情监测子系统
水雨情监测子系统监测项目主要包括降雨量、水位。监测站主要包括雨量站、水位站。雨量站监测雨量信息，水位站监测水位信息。

对设置的雨量、水位自动监测站点实行责任制，采用有人看管，无人值守的管理模式，配置相应的雨量、水位传感器，以及遥测终端及通信终端设备，实现水雨情信息的自动采集、双向传输和实时控制。自动监测站采用定时自报、事件加报的工作体制。

山洪灾害严重的区域原则上按照20～100km2/站的密度布设自动或人工雨量站；在山洪灾害特别严重的乡(镇)、山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发区的暴雨中心，按照20～30km2/站的密度布设自动或人工雨量站，视测站重要程度和当地的建站条件、经济条件确定自动站和人工站的数量。

水位站以实时观测流域水位信息、满足山洪灾害预测预报的需求为原则，收集与灾害相关的水文资料，分析、研究山洪发生的特点和规律，用于灾害的预警预报、治理等，满足山洪灾害防治的要求，并可兼顾山丘区的水资源开发利用。

站网布设范围主要针对重点防治区内人口较为稠密、有较重要工矿企业或重要的基础设施的山溪洪水灾害易发的山洪沟。

自动监测雨量站和水位站以遥测终端为核心，配置翻斗式雨量传感器或水位传感器、通信终端、电源系统以及避雷系统，实现水雨情信息的自动采集和自动传输。雨量和水位自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电，并配备必要的避雷设施。
自动监测雨量站和水位站的通信设备可根据各站选用的数据传输通信方式进行相应的选配，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。

自动雨量监测站
自动雨量监测站建议都设置在已有建筑物的屋顶上，将雨量传感器放置在雨量观测场内；雨量站与建筑物、树木等障碍物的水平距离为障碍物高度的两倍以上。设备主要有：短信通信终端，太阳能板及充电控制器，信号避雷器。

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蓄电池
遥测站
终端
翻斗式
雨量计
充电控制器
太阳能电池板
通信终端
自动监测雨量站功能设计
a.可设定采样间隔，可根据雨强自动设定采样间隔，可定时或实时自动采集
雨量参数；
b.能按定时或事件自报方式通过主备式信道发送数据，当第一发送信道不通时，自动切换到第二信道发送(亦可采用单信道)；
c.具有现场或异地网控编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
d.可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
e.具有工况报告和检索功能；
f.具有双向传送和接收数据的功能。

自动水位监测站
水位信息采集设计主要包括水位观测设施和水位传感器。
水位传感器选用浮子式水位传感器；水位自记观测井建设简易水位自记井。

井筒可采用直立式，选用水泥管；井口直径1m左右，并考虑防淤积的措施。

主要设备有：短信通信终端，太阳能板及充电控制器，信号避雷器。
蓄电池
遥测站
终端
雨量计
充电控制器
太阳能电池板
水位计
人工置数器
通讯终端

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自动监测水位站的功能设计
a.可设定采样间隔，可根据雨强和水位自动设定采样间隔，可定时或实时自
动采集雨量、水位参数；
b.能按定时或事件自报方式通过第一信道发送数据，当第一发送信道出现故障，自动切换到第二信道发送(亦可采用单信道)；
c.具有现场或异地网控编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
d.可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
e.具有工况报告和检索功能；
f.具有双向传送和接收数据的功能；
g.具有人工置数功能。

信息传输通信网
数据传输方式的选择：建议利用金笛短信息平台组网，具有系统响应速度快、系统容量较大、可传输的数据量大、无需中继、双向通信等特点，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。

4、预警子系统
预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪灾害可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪灾害可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

预警信息获取途径可以为群测群防，预警信息的发布一般主要由群测群防监测点上的监测人员以及自动报警装置通过预警信息传输网络和其它方式完成。

预警发布方式
预警发布方式分为通信网络畅通下的预警发布方式和无通信网络(或通信网络中断)下的预警发布方式两种情况。建立金笛短信预警发布平台和电话(或传真)预警发布平台，在规定的条件下由山洪灾害预警系统软件自动发送山洪灾害预警信息。

通信网络畅通时，预警信息发布单位或责任人利用语音电话、手机通话、手机短信、传真、广播等及时向下发布预警信息，各级根据接收的预警信息，按照案采取相应的措施。
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在无通信网络(或通信网络中断)时，根据当地预警设备配置情况和山洪灾害危险情况，按照预案中事先确定的报警信号，利用鸣锣、启动报警器和无线广播、高音喇叭喊话等方式，向灾害可能威胁区域发送警报。

金笛短信预警发布平台提供短信群发功能，能向列表中的各级主管领导、责任人自动发送山洪灾害预警短信。

电话传真预警发布平台能自动向列表中的各个单位传送山洪灾害预警信息或调度指示文件等，克服人工拨号打电话、发传真，费时易出差错的问题。

预警信息传输通信网
作为山洪警报传输及信息反馈的渠道和通路，通信网必须有效、实用，且应能满足突发通信的需求。
预警信息通信方式选用原则：根据山洪灾害的特点，可用于预警信息传输的通信方式有电视、广播、Internet网络、电话、传真、移动通信、短信、报警器、锣鼓号等。为保障预警信息能及时发布到乡(镇)、村、组、户，有条件的县与乡(镇)应尽可能建立双信道的通信网络，以保证一种信道通信中断时预警信息能够顺利传递。
(1)固定时间发布的预警信息，考虑通信覆盖面，可选择电视或者广播等与群众生活联系紧密的通信平台。

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(2)不定时的山洪灾害警报信息，时效性要求比较强，通过电话、移动电话等直通方式进行通信。对于特别紧急的情况，警报传输通信必须各种方式并用。
(3)对于乡(镇)政府所在地可综合运用固定电话、移动通信通话和短信、传真、有线电视和广播警报系统等多种方式。
(4)对于没有公共通信条件，人口居住比较分散的偏僻山村，可以通过广播、喇叭、锣鼓、报警器、烟火、人力等根据已设定的预警信号发布预警信息。

预警设备配置：
金笛短信预警系统：短信收发系统直接通过山洪灾害预警软件接口控制，自动的将预警发布信息和响应指令发送到责任部门和责任人，并实时接收部门和人员的反馈。
1、短信预警系统同决策支持系统连接，支持自动发送预警短信和手动发送短信功能；
2、支持金笛GSM MODEM（串口、USB口、PCI接口）、金笛短信猫池（串口、网口）、短信猫、短信网关接入；
3、能在很短的时间内（不超过10分钟）向所有预警对象发出预警短信；
4、支持移动、联通、电信等各类营运商的手机用户。

短信发布的主要方式有：
（1） 短信模块接入：短信模块，俗称短信猫，是一种基于无线GSM技术的工业级的MODEM，是一种内嵌GSM无线通信模块，插入移动运营商的手机SIM卡，可以与移动运营商的短信中心建立无线连接，本地通过与PC的连接可以实现计算机控制应用系统实现自由的短信收发。配置一台短信猫池，建立预警对象分类数据库，通过预警决策支持系统，对监测信息进行统计和分析，依照预警条件和级别，自动实现预警信息以短信群发的方式通知相关人员，同时提供手动发送预警短信或其它短信功能。
（2）短信网关接入：短信网关集成了电信运营商的短信通道，无需购买短信收发设备，安装好软件联入互联网即可通过移动/联通/电信/网通短信网关以特服号码实现全网短信收发。

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预警短信发送是指由系统自动生成预警信息，由管理人员编辑预警信息内容，自定预警对象，向其发送预警信息。
电话传真预警发布系统：直接通过山洪灾害预警软件接口控制，以电话传真方式自动逐一传送警讯或调度指示文件到重点防汛单位，可实现自动重试和发送确认等功能。
无线广播预警系统：将预警信息发布网络延伸到村一级，有效解决预警信息发布?最后一公里?瓶颈。建设后将提高农村防御自然灾害能力、构筑农村安全防控体系、维护农村稳定等方面也发挥了不可替代的作用。遇到汛警预报、紧急情况、重大事项，只要在广播室里一喊，在最短的时间里向群众广而告之，让大家很快行动起来。

预警信息的发布
预警发布权限：根据预警信息获取途径不同，预警发布权限归属不同的防汛负责人(或防汛部门)。
预警发布内容包括：暴雨洪水预报信息，暴雨洪水监测信息，水库水位监测信息，降雨、洪水位是否达到临界值，流量监测信息预警信息等级等。
山洪灾害雨、水情临界值确定:结合历史山洪灾害降雨雨强数据和全国现有防灾措施，一般最大10分钟降雨量超过5mm就可能引发一定规模的山洪灾害。除了10分钟雨强对山洪灾害爆发起诱发作用外，最大1小时和24小时降雨量也与山洪灾害的爆发密切相关，其中长时间的降雨量还决定山洪灾害爆发的规模。

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洪灾害的最小临界雨量作为防洪预案的依据。由于历史统计数据的局限，故准确临界雨量还要经过长时间实测数据来修正。