山洪災害監(jiān)測預警系統(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)務中發(fā)揮著非常重要的作用。系統(tǒng)具備采集、通信傳輸、預警及發(fā)布、響應反饋、預測預報、決策支持等功能，共享國土、氣象等相關信息，提供與國土、氣象、防汛決策支持等系統(tǒng)的服務接口，同時將水文預報、災害評估等相關水利模型納入系統(tǒng)中，為山洪災害多發(fā)地區(qū)提供監(jiān)測、預警、決策、搶險、調度等全面的服務和支持。
大唐電信山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)將大唐自主知識產權的聲學駐波數(shù)字水位計及無線接力傳輸系統(tǒng)等專利產品和技術運用其中，同時在應用系統(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報方法及系統(tǒng)等兩項專利。創(chuàng)新產品和技術的運用，使系統(tǒng)在先進性、可靠性和決策支持能力等方面有了很大程度的提升。
1. 建設目標
山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)是山洪防治非工程措施的重要組成部分，系統(tǒng)根據國家《山洪災害防治縣級非工程措施建設實施方案編制大綱》（下簡稱《編制大綱》）要求進行開發(fā)，在國家四部委的聯(lián)合部署下，山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)向著功能更加全面、技術更加先進、操作更加人性和預警更加準確的方向不斷向前發(fā)展。本系統(tǒng)立足以客戶為中心、市場為導向、效益最大化的新型運營模式下實現(xiàn)山洪預警，減少人民群眾生命財產損失的核心目標，真正發(fā)揮山洪防治非工程措施的重要作用。
2. 案例簡介
針對地質地貌復雜，易受臺風等天氣現(xiàn)象直接或間接影響，暴雨頻發(fā)，易發(fā)生山洪、泥石流、滑坡等地質災害的地區(qū)，防災減災，結合物聯(lián)網設計思想，大唐電信結合自身TD網絡、芯片設計與制造、終端應用、信息安全等領域的優(yōu)勢，專門打造了專業(yè)級山洪災害監(jiān)測預警整體解決方案。
系統(tǒng)以數(shù)據采集監(jiān)測為基礎，借助通信網絡設施，以山洪災害監(jiān)測預警系統(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)和預警系統(tǒng)于一體，通過對各類數(shù)據的整合、查詢、分析，從而提高災害監(jiān)測預警效率，保障國家及人民群眾生命財產安全。
我國屬自然災害頻發(fā)國家，解決洪、澇、臺災害任務艱巨，尤其在相對偏僻的山區(qū)，因暴雨、臺風等引發(fā)的山洪、滑坡、泥石流災害更為嚴重。對這些區(qū)域的災害防御和治理存在著覆蓋面廣、地形復雜，監(jiān)測困難，決策缺乏數(shù)據支持與科學評估，以及缺乏先進有效的管理手段等問題。
將物聯(lián)網的泛在感知、可靠傳送、智能處理等特點應用到山洪災害防治領域，帶動具備共性的關鍵技術的創(chuàng)新與實施，能非常有效地解決上述各類難題。
泛在感知：應用物聯(lián)網感知層的RFID、傳感器、攝像控制、定位授時等技術，將自動采集的水位計、雨量計、視頻設備等安裝在地形復雜、偏遠的地區(qū)，通過網絡層的無線和有限傳輸技術，將信息定時采集上來，從而解決了覆蓋面廣、地形復雜的問題。
精準監(jiān)測：通過感知層的信息感知采集，網絡層的數(shù)據傳輸收集，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)網應用層提供的業(yè)務功能，借助手持終端、發(fā)布系統(tǒng)等設備，可以對工程設施、監(jiān)測設備等進行遠程的控制，也可通過應用服務實現(xiàn)業(yè)務的上下級管理和指導。在設備、網絡、應用之間，將業(yè)務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。
科學決策：應用層根據對感知層、網絡層收集數(shù)據的處理、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果，同時可以將復雜的水文模型、水利模型、數(shù)學模型用計算機模擬實現(xiàn)，快速、便捷地為決策提供數(shù)據支持和科學評估。
由此可見，物聯(lián)網技術在山洪監(jiān)測預警工作中能充分發(fā)揮優(yōu)勢。
3. 實施方案
3.1用戶需求
根據國家《編制大綱》要求，山洪監(jiān)測預警系統(tǒng)建設主要包括水雨情監(jiān)測、監(jiān)測預警平臺、預警等子系統(tǒng)建設。考慮防御泥石流、滑坡等災害的要求，預留接收氣象、國土等相關專業(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。根據山洪災害預警的需要和各地的建站條件，考慮山洪災害威脅區(qū)地形地貌復雜、降雨分布不均、群眾居住分散、地方經濟發(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)測預警平臺是山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)數(shù)據信息處理和服務的核心，主要由計算機網絡、數(shù)據庫、應用系統(tǒng)組成，主要功能包括信息匯集、信息服務、預警信息發(fā)布模塊等。
預警系統(tǒng)建設是在監(jiān)測信息采集及預報分析決策的基礎上，通過確定的預警程序和方式，將預警信息及時、準確地傳送到山洪災害可能威脅區(qū)域，使接收預警區(qū)域人員根據山洪災害防御預案，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害頻發(fā)縣，根據國家《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并實施了基于物聯(lián)網的山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)。
系統(tǒng)包括水雨情監(jiān)測、通訊網絡、災害預警平臺和信息發(fā)布平臺四部分。
水雨情監(jiān)測，根據需要按照一定的監(jiān)測站網建設原則，安裝了自動、人工或簡易的雨量站、水位站，并在需要進行現(xiàn)場查看的地方建設了視頻監(jiān)控設備。
通訊網絡實現(xiàn)方案，水雨情數(shù)據傳輸以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)測站點信息傳輸采用電話語音或短信等方式傳輸。預警應用系統(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絡，或通過無線終端借助無線網絡，訪問系統(tǒng)。
災害預警平臺包括數(shù)據匯集共享平臺、數(shù)據庫、應用服務及預警處理分發(fā)服務等部分。通過數(shù)據匯集共享平臺將采集終端通過各種通訊方式送達的各類數(shù)據進行分析、整理、存入數(shù)據庫。根據預先設定的預警指標，預警處理服務分析生成預警，并通過分發(fā)服務通知系統(tǒng)客戶端，完成及時地預警顯示。主應用服務則為用戶提供包括GIS操作服務、基礎信息查詢管理、氣象國土信息查詢管理、實時水雨情監(jiān)測、水情預報服務、預警信息發(fā)布、應急響應、災害風險分析、短信傳真管理、系統(tǒng)管理等功能在內的業(yè)務應用支持。
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，完成預警信息的逐級發(fā)布和響應反饋的互動支持。
4. 系統(tǒng)特點
圍繞解決洪、澇、臺等災害問題，遵循洪澇臺災的自然規(guī)律，堅持“以人為本、防避結合、技術創(chuàng)新、實用先進、資源共享、決策科學” 為原則，強化政府在防御洪澇臺災的社會管理和公共服務職能，建立完善水、雨、工情及人員、物資等各類避災對象基礎數(shù)據實時監(jiān)測、監(jiān)控，洪澇臺災害形勢科學分析、評估、決策和預測預報預警，提供成熟、專業(yè)、穩(wěn)定的整體解決方案及產品。
系統(tǒng)總體特點：
創(chuàng)新性地以物聯(lián)網架構為基礎，以先進的感知技術、平臺化的應用技術為載體，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職能。
遵循國家在山洪災害防治領域的系列業(yè)務和技術標準，在規(guī)范性的同時，在覆蓋面、業(yè)務支撐等方面具有良好的擴展性。
系統(tǒng)技術特點：
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、批量導入等多手段的收集感知。
數(shù)據匯集平臺向下提供標準的信息采集協(xié)議，可與包括大唐自主專利產品在內的各種采集設備兼容；向上對數(shù)據進行數(shù)據容錯分析、數(shù)據排重、邏輯錯誤分析、格式化等處理，保證入庫數(shù)據的完整性、正確性和標準化。
統(tǒng)一資源數(shù)據庫基于國家水利標準數(shù)據庫建立，具有很強的兼容性和擴展性。
災害預警平臺業(yè)務理解貼近用戶所想、采用先進的技術架構、功能設計豐富合理、系統(tǒng)維護便捷、多手段保障系統(tǒng)運行、系統(tǒng)界面賞心悅目。
依托先進的GIS平臺，匯總系統(tǒng)重要業(yè)務功能，提供綜合便捷操作。
嵌入小流域徑流預報模型，為決策者提供未來24小時內水雨情預報服務。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)預警信息、反饋交互在多級管理和業(yè)務操作層及公眾的零死角、全覆蓋。
5. 用戶評價
經過一段時間的使用，業(yè)主認為，該系統(tǒng)設計起點高、結構合理、設計先進、功能全面、操作方便易用，在使用期間適應能力強、性能穩(wěn)定、技術和可靠性都達到了國內同類產品先進水平。與同類產品相比，其功能在《編制大綱》要求的功能基礎上，分析行業(yè)和業(yè)務需求，有很大程度地補充和完善，能為業(yè)主提供更加全面、靈活和便捷的服務。借助本系統(tǒng)，業(yè)主防洪工作有了明顯的保障，為保護國家及人民生命財產安全起到了重要作用。
6. 實施經驗
在工程實施的過程中，得到了許多寶貴的經驗和教訓。從需求、研發(fā)、實施、到系統(tǒng)維護、保障，大唐電信能夠提供全過程的優(yōu)質服務。
目前一般水雨情監(jiān)測及預警已基本能夠滿足山洪防御需求，氣象、國土信息的接入，3S技術的運用，水雨情預測預報也在很大程度上起到了輔助作用。但新技術在不斷發(fā)展和創(chuàng)造，業(yè)務需求也會要求越來越高，在更豐富、更智能、更準確的決策支持方面還需要進行不斷的嘗試和探索。
7. 結束語
水利防洪防臺災害監(jiān)測預警信息化與物聯(lián)網的融合，可以充分發(fā)揮物聯(lián)網各類技術的優(yōu)勢，為災害防御服務。大唐電信作為通信領域標準研究及創(chuàng)新應用的領導者，傳感器、RFID等多項感知產品的創(chuàng)造者，國內起步較早的水利行業(yè)軟件設計開發(fā)和實施的企業(yè)，將憑借在物聯(lián)網技術及水利軟件應用等領域的雄厚實力，全面助推水利行業(yè)用戶實現(xiàn)在移動互聯(lián)網、物聯(lián)網、三網融合等戰(zhàn)略性新興產業(yè)領域的創(chuàng)新應用，為水利行業(yè)用戶尋求更為深遠的發(fā)展規(guī)劃，攜手業(yè)界同仁共同開啟美好新篇章。
