山洪灾害监测与预警解决方案

• 关键词：山洪灾害监测与预警 实时监控视频进行山洪预警
• 摘要：山洪灾害监测与预警系统实时监测区域暴雨数据和流域山洪区域实时视频，根据降雨量监测结果及防护区域周围实时监控视频进行山洪预警，为领导决策山洪灾害防御提供实时信息和依据，在监测信息采集、预报分析、会商决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围，通过手机群发、传真群发、无线广播、对讲机、高音喇叭、手摇警报器、锣等预警程序和方式，将预警信息层层传达，及时、准确地传送到山洪可能危及的区域，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,为群众生命财产安全提供保障和支撑。

u  系统结构

山洪灾害监测与预警系统由雨水情监测子系统、3G视频监控子系统、预报决策指挥平台和灾情预警发布子系统四部分组成，系统总体结构介绍如下：

u  系统图示

系统结构示意图：

工程实例安装图：

u  雨水情监测子系统

雨水情监测子系统是整个山洪灾害监测与预警系统的信息基础，主要包含一体化雨量监测站、通信组网、设备设施配置等，并可兼容多种常用传感器，支持模拟量（电流、电压）输入。

雨水情监测站采用有人看管，无人值守的管理模式，一体化雨量监测站配置相应的雨量、水位传感器，以及采集终端、通信终端设备、太阳能供电设备，实现水雨情信息的自动采集，通过GPRS/SMS无线传输方式进行传输并可长期存储数据。采用自动采集数据、定时自报、增量自报和召测兼容的工作体制，特殊数据可以通过人工置数器输入，并进行实时传输。

u  3G视频监控子系统

3G视频监测子系统利用先进的数字图像压缩、低功耗、无线通讯、太阳能供电等技术，将监控现场的拍摄图片或视频数据通过3G无线网络传输到监控中心，从而实现对监测点的全天候监测，使得指挥决策人员及时了解现场信息，开展预防监测工作，提前预报告警，及时撤离危险地区，有效地减少由于山洪及其诱发的泥石流、山体滑坡等因素引起的对国民经济和人民生命财产造成损失的山洪灾害。3G视频监测子系统为山洪预警开辟了一条新思路。

3G视频监控子系统可实现对山洪灾害防护区域内的实时情况进行监控并将现场情况通过3G无线通信回传到监控中心，为决策指挥人员提供现场画面的直观依据。摄像机可对监控现场实时画面进行捕捉，监测点一旦出现山体位移、裂缝等异常变化，摄像机可以实施动态实时监控，在山体上没有植被覆盖的地方，可检测到任何一个裂缝的直观影像。

3G视频监控子系统摄像机所提供的监测现场的直观影像数据给决策指挥人员提供了有效的依据。本系统同时具有双向语音功能，监控平台可通过3G无线通信网络对山洪灾害防护区域监测点范围内进行喊话警告，对监测点发生的及时性抢险事件通过实时视频监控的画面进行调度和救援的指挥。

u  软件平台

山洪灾害信息汇集查询与预警软件平台实现以预警为核心的实时监视、内部预警、预警发布、预警响应、信息查询、数据管理和配置管理等功能。软件平台主要包括信息汇集、信息查询和预警发布等功能模块，主要包括各类监测站的实时数据接收处理和其它相关部门的共享与交换信息的处理以及各类信息的查询服务和预警信息发布的服务。

信息汇集功能模块主要完成平台所辖各监测站的雨水情信息的实时接收、处理和入库以及各监测站实时监测视频画面的展示、查询、存储等处理。针对山洪灾害防御的实际需求和信息汇集的功能要求，结合现代信息处理技术、网络技术和GIS技术，实现以下信息的汇集：县乡村基础信息、小流域信息、监测站基础信息、水雨情信息、气象信息、工情信息、灾情信息、水雨情预报信息、山洪灾害防治预案、规章制度等多种信息一体化信息进行汇集。对水利、气象、国土和防汛办等相关部门的共享与交换信息经处理后按规定的数据库表结构存入数据库中。

信息查询功能模块主要为防汛决策部门、系统维护管理等部门提供基于WEB方式的各类数据信息的查询服务。

预警发布功能模块是基于服务架构、基于B/S的专业信息系统。软件以社会经济数据、气象雨水情数据、预警数据、水雨情预报数据、组织机构数据和地理信息数据为基础，基于WebGIS，实现以预警为核心的实时监视、内部预警、预警发布、预警响应、信息查询和配置管理功能。软件界面展示如下图：

1）水雨情信息实时监测

实现针对雨量站、河道站和水库站的实时雨水情的监测，并可以根据预先设定时段雨量报警值、河道水库水位报警值，系统自动根据设定的条件判断是否产生报警，如果满足条件则在地图上闪烁、动态文字、声音等方式提示预警，并能显示预警相关信息。

2）山洪灾害防护区域3G视频实时监控

实现对山洪灾害防护区域内易发生洪水、滑坡和泥石流等灾害的监测点进行实时视频的监控，系统可通过软件对监测点云台进行控制，实现对现场情况的跟踪观看，可对现场情况进行图片抓拍，为预警决策提供更直观更可靠的现场影像依据。

3）预警发布

预警发布服务具有预警信息和状态显示、内部预警、预警发布、预警反馈、预警记录查询、预警指标显示修改等功能；

预警信息的发布主要由各级山洪灾害防御指挥部门或者群测群防监测点上的监测人员通过预警信息传输网络和其它方式完成；

预警信息提供电话、短信、广播通知自动发布功能，实现预警信息自动传真群发布、短信发送和广播通知等；

不同的防汛负责人（或防汛部门）依据权限发布预警信息，包括：暴雨洪水监测信息，水库及山塘水位监测信息，降雨、洪水位是否达到临界值，流量监测信息的预警信息等级等。

4）应急响应

根据预警结果及信息发布情况，各相关部门要启动相应的响应预案。系统跟踪县、乡镇的响应执行情况，直到响应结束；

响应工作流程：以图形方式显示工作流程，供使用人员参考；

响应地图：在地图上显示响应启动图示，并提供响应相关操作用户接口；

列表：显示各乡镇所有关联内部预警和预警发布的应急响应状态信息列表，包括“预警级别、预警时间、预警发布级别、预警发布时间、响应级别、响应启动时间、响应结束时间”等信息，并可以根据预警启动、修改和结束响应，提供历史响应的查询功能；

响应措施：以图表的方式显示响应措施的种类，可查看各个级别的响应措施；

响应反馈：在列表中显示各个乡镇响应反馈信息，同时提供实时录入功能，以便实时跟踪进展情况。

5）信息查询

基础信息查询包括对县乡村基本情况、小流域基本情况、监测站基本情况、预案查询、历史灾害查询、工情信息、系统使用帮助等。

实时信息查询包括对实时水雨情信息查询、国土气象信息查询、水雨情预报信息的查询。

实时展示预警情况、气象、雨水情信息，并生成相应的报表，支持各级业务相关部门灵活地查询、输出各类统计报表，提供决策辅助支持。

6）数据管理

数据管理是数据存储和管理的核心，实现数据维护和管理功能。系统采用B/S体系结构，实现信息查询分析显示和用户交互。同时提供数据转移工具，以系统授权的方式对实时水雨情数据、水情预报信息数据及山洪预警的基础信息进行维护。

7）系统管理

系统的后台管理模块，该模块对系统进行配置，以适应不同地区的需要。功能包括：系统登录、菜单管理、用户组和权限管理、后台日志管理等。

u  系统优势

山洪灾害监测与预警系统创新性地以物联网架构为基础，以先进的感知技术、视频压缩传输技术、无线通信网络、平台化的应用技术为载体，为山洪预警工作提供全方位的监测信息及管理手段。

本系统软件平台整合水利、气象、国土等多部门资源，提供多种类、多层次的辅助手段支持决策，支持政府社会管理及公共服务职能。

本系统遵循国家在山洪灾害防治领域的业务和技术标准，在覆盖面、业务支撑等方面具有良好的规范性与扩展性。

1）系统采用一体化结构设计，集成度高，安装简便，维护方便，适应性强；

2）系统所有设备采用太阳能电池板与蓄电池供电，可低功耗长期稳定工作，省电、可靠、防雷；

3）系统主要采用GPRS/GSM/3G无线通信技术，并支持卫星通信；

4）系统通信系统使用多级式无线网络结构，具有强大的设备联网功能，支持中继通信；

5）系统支持单一类型监测设备组网和多类型监测设备混合组网；

6）山洪灾害3G视频监测点支持定时和事件触发监测模式，提供3G视频/图片现场画面回传，智能报警的功能；

7）监测中心可由实时监测参数根据设定预案发出声、光报警，并通过自动短信和广播方式提示涉险人员安全避险；

8）软件平台需要分析与概要设计完全以用户为中心，采用先进的技术架构、功能设计丰富合理、系统维护便捷、多手段保障系统运行、系统界面直观，富于人性化。

u  结语

山洪灾害监测与预警系统可实现对山洪灾害重点防治区域内发生的降雨、洪水、泥石流及滑坡体位移等信息及视频情况进行连续自动监测和告警。与传统山洪灾害监测系统相比，本系统具有无需布线、工作稳定、无线通讯可靠、低功耗、防雷、防破坏等突出优点，适应在断电、暴雨、洪水等恶劣环境下的长期运行，并且建设和运行成本低廉。