山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

大唐電信科技股份有限公司行業(yè)應(yīng)用事業(yè)部 二 O一一年三月 匯報提綱 2 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3 山洪災(zāi)害預(yù)警實施方案 4 系統(tǒng)特點 公司簡介 5 背景 1 最近幾年 ， 自然災(zāi)害嚴(yán)重 ， 尤其是舟曲泥石流災(zāi)害給當(dāng)?shù)厝罕妿砹司薮蟮纳敭a(chǎn)損失 ， 國家提出了山洪災(zāi)害非工程措施 ， 預(yù)防山洪災(zāi)害 。 我們?yōu)檎J(rèn)真落實 水利部山洪災(zāi)害預(yù)防非工程措施的 要求 ， 探索暴雨山洪發(fā)生發(fā)展規(guī)律 ， 提出 了建設(shè)縣級山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)非工程措施 ， 最大限度地減少因山洪災(zāi)害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失 。 系統(tǒng)建設(shè)依據(jù) 全國山洪災(zāi)害防治規(guī)劃 、 全國山洪災(zāi)害防治試點縣實施方案編制大綱 、 山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計方案指導(dǎo)書 、 全國山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)要求 和 山洪災(zāi)害數(shù)據(jù)字典 等指導(dǎo)性文件的基礎(chǔ)上設(shè)計完成 。 系統(tǒng)建設(shè)背景 匯報提綱 2 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3 山洪災(zāi)害預(yù)警實施方案 4 系統(tǒng)特點 公司簡介 5 背景 1 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3. 通信網(wǎng)絡(luò) 5. 山洪預(yù)警系統(tǒng) 6. 預(yù)警廣播系統(tǒng) 2. 監(jiān)測系統(tǒng) 4. 信息匯集系統(tǒng) 1. 基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想 2009年 2008年 2005年 1998年 MIT的 Kevin Ashton第一次提出：把 RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)應(yīng)用于日常物品中形成一個 “ 物聯(lián)網(wǎng) ”。 ITU報告：物聯(lián)網(wǎng)是通過 RFID和智能計算等技術(shù)實現(xiàn)全世界設(shè)備互連的網(wǎng)絡(luò) 。 IBM提出：把傳感器設(shè)備安裝到 各種物體中 ，并且普遍連接形成網(wǎng)絡(luò)，即 “ 物聯(lián)網(wǎng) ” ，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上形成 “ 智慧地球。 歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究項目工作組 制訂 物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖 ，介紹傳感網(wǎng) /RFID等前端技術(shù)和 20年發(fā)展趨勢。 物聯(lián)網(wǎng)形式早已存在，統(tǒng)一意義上的物聯(lián)網(wǎng)概念提出是在架構(gòu)在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟的基礎(chǔ)上 物聯(lián)網(wǎng)概念解析 隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的普及，人們提出了一個問題，既然無處不在的網(wǎng)絡(luò)能夠成為人際間溝通的無所不能的工具，為什么我們不能將網(wǎng)絡(luò)作為物體與物體溝通的工具，人與物體溝通的工具，乃至人與自然溝通的工具？ 中國移動通信集團(tuán)公司總經(jīng)理 王建宙 從互聯(lián)網(wǎng)到“物聯(lián)網(wǎng)” 計算機 :自動計算 以獨立計算機進(jìn)行信息處理 互聯(lián)網(wǎng)：人與人交互 基于計算機網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互 物聯(lián)網(wǎng)：物物 &人物交互 萬物的信息感知、交互、處理的網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng) （ IoT： The Internet of Things) 是“萬物溝通”的、具有全面感知、可靠傳送、智能處理特征的連接物理世界的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了任何時間、任何地點及任何物體的連結(jié)?？梢詭椭鷮崿F(xiàn)人類社會與物理世界的有機結(jié)合，使人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，從而提高整個社會的信息化能力。 物聯(lián)網(wǎng)時代示意圖：萬物相聯(lián)。例如：當(dāng)司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西。 物聯(lián)網(wǎng)概念解析 信息匯聚 協(xié)同感知 泛在聚合 主要特征 泛在的感知服務(wù)將海量信息進(jìn)行聚合，產(chǎn)生出新的有應(yīng)用價值的信息，即物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，實現(xiàn)任何人、任何物體、任何時間、任何地點的互聯(lián)互通，引發(fā)新的應(yīng)用和服務(wù)模式。 關(guān)鍵技術(shù) 信息聚合理論、模糊控制技術(shù)、泛在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、仿生傳感器、納米材料、生物芯片等。 主要特征 將分布于多區(qū)域的、利用多種感知技術(shù)手段所采集信息進(jìn)行匯聚，通過通信網(wǎng)絡(luò)將感知信息匯聚到業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，集中進(jìn)行信息的處理與共享，并提供信息應(yīng)用服務(wù)。 關(guān)鍵技術(shù) 傳感器設(shè)計與實現(xiàn)、短距離無線傳輸技術(shù)、低功耗技術(shù)、電磁兼容技術(shù)等，以實現(xiàn)相關(guān)信息采集、匯聚設(shè)備的小型化、低功耗、低成本、國產(chǎn)化和綠色環(huán)保。 主要特征 以事件、任務(wù)和目標(biāo)為驅(qū)動進(jìn)行感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用各個層面的協(xié)同工作，系統(tǒng)具備分布式、跨層次、自學(xué)習(xí)的協(xié)同處理能力，提供智能、精確的多元化信息服務(wù)。 關(guān)鍵技術(shù) 任務(wù)驅(qū)動的大規(guī)模自治組網(wǎng)技術(shù)、上下文感知技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無縫融合技術(shù)、海量信息處理技術(shù)等。 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展 物聯(lián)網(wǎng)感知層 RFID讀寫 M2M應(yīng)用 傳感器網(wǎng) 攝像監(jiān)控 定位授時 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層 接入網(wǎng)絡(luò) 核心網(wǎng)絡(luò) 業(yè)務(wù)平臺 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層 應(yīng)用支撐平臺 應(yīng)用系統(tǒng) 智能家居 智能城管 智能交通 智能電力 智能醫(yī)療 行業(yè)應(yīng)用導(dǎo)向，集成解決方案交付 產(chǎn)業(yè)鏈明確定位 ， 專注的產(chǎn)品和服務(wù)提供 全面感知 可靠傳送 智能處理 基于物聯(lián)網(wǎng)的山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)體系架構(gòu) 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3. 通信網(wǎng)絡(luò) 5. 山洪預(yù)警系統(tǒng) 6. 預(yù)警廣播系統(tǒng) 1. 基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想 4. 信息匯集系統(tǒng) 2. 監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測系統(tǒng) -監(jiān)測站 1 簡易監(jiān)測站 為擴大水雨情信息監(jiān)測的覆蓋面 ， 充分發(fā)揮村組自防自救的作用 ， 因地制宜地配置簡易的雨量 、 水位監(jiān)測設(shè)施 ， 由鄉(xiāng) 、 村 、 組采用直觀 、 可行的監(jiān)測方法進(jìn)行水雨情信息的監(jiān)測 。 利用本區(qū)域適用的預(yù)警方式進(jìn)行信息發(fā)布 ， 達(dá)到群測群防的目的 。 簡易雨量站 、 水位站采用有雨定時監(jiān)測 ， 大到暴雨或水位上漲加密監(jiān)測的工作形式 ， 及時上報和通知下游相關(guān)村組 。 2 自動監(jiān)測站 為及時掌握山洪災(zāi)害威脅區(qū)的雨水情信息 ， 應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的暴雨洪水特性 、 區(qū)域分布和人員居住 、 經(jīng)濟布局條件 ， 設(shè)立自動監(jiān)測雨量 、 水位站點 。 采用有人看管 、 無人值守的管理模式 ，實現(xiàn)水雨情信息的自動采集 、 傳輸 。 自動監(jiān)測站采用自報式 、 查詢 應(yīng)答式相結(jié)合的遙測方式和定時自報 、 事件加報和召測兼容的工作體制；對超短波組網(wǎng)的自動監(jiān)測站 ， 則采用增量隨機自報與定時自報兼容的工作體制 。 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 5. 山洪預(yù)警系統(tǒng) 6. 預(yù)警廣播系統(tǒng) 2. 監(jiān)測系統(tǒng) 1. 基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想 4. 信息匯集系統(tǒng) 3. 通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò) -通信網(wǎng)絡(luò)要求 水雨情數(shù)據(jù)傳輸通信方式采用 GSM/GPRS。 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 ， 提供技術(shù)升級 、 設(shè)備更新的靈活性 。 使系統(tǒng)滿足當(dāng)前社會的需求 ， 兼顧未來的需要 ， 使整個系統(tǒng)在一段時期內(nèi)保持技術(shù)的先進(jìn)性 ， 并具有良好的發(fā)展?jié)摿?， 以適應(yīng)未來發(fā)展和技術(shù)升級的需要 。本次要求在現(xiàn)有的 GPRS/GSM的基礎(chǔ)上加裝北斗衛(wèi)星通信模塊接口 ， 條件允許的情況下實現(xiàn)互為備份 、 自動切換的功能 ， 確保信息傳輸信道的暢通 。 人工監(jiān)測站點信息傳輸采用電話語音或短信的方式傳輸 。 通信網(wǎng)絡(luò) -計算機網(wǎng)絡(luò)要求 計算機網(wǎng)絡(luò)對外互聯(lián)采用 TCP/IP協(xié)議 ， 局域網(wǎng)內(nèi)部支持 TCP/IP、 IPS/SPX、 NetBEUI等協(xié)議 。 計算機監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)采用瀏覽器 /服務(wù)器 （ BROWSER/SERVER， 簡稱 B/S） 三層體系結(jié)構(gòu)模式 。B/S模式只在服務(wù)器端安裝應(yīng)用程序 ， 客戶端不須安裝程序 ， 直接使用 IE或其他瀏覽器即可使用 ，修改應(yīng)用程序只與服務(wù)器有關(guān) ， 客戶端不作任何改動 ， 操作簡單 ， 維護(hù)方便 。 信息匯集與預(yù)警平臺計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用千兆以太網(wǎng)交換技術(shù) ， 及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 。 各雨量站 、水位站信息通過 GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)同時發(fā)送至準(zhǔn)格爾旗防辦 ， 經(jīng)數(shù)據(jù)接收處理機 、 交換機存儲于服務(wù)器 。 自治區(qū)防汛辦 、 鄂爾多斯市防汛辦 、 各鄉(xiāng) （ 鎮(zhèn) 、 蘇木 ） 通過 VPN安全網(wǎng)關(guān)與準(zhǔn)格爾旗防辦組成廣域網(wǎng) ， 經(jīng)防火墻實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享與交換 ， 保證了信息傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定 。 自治區(qū)防汛辦 、 鄂爾多斯市防汛辦 、 準(zhǔn)格爾旗防汛辦 、 鄉(xiāng) （ 鎮(zhèn) ） 、 村等山洪災(zāi)害防治氣象 、 暴雨 、 洪水等監(jiān)測信息 ， 通過 VPN安全網(wǎng)關(guān)與光纖連接的方式實現(xiàn)共享與交換 。 新裝 2條光纖 （ 一條 VPN專線接到市防辦通過市防辦與國家防汛骨干網(wǎng)相連 ， 用于數(shù)據(jù)交換共享等 ， 另一條接入INTERNET接收通過公網(wǎng)與各鄉(xiāng)組成廣域網(wǎng) ， 接收發(fā)送的觀測數(shù)據(jù)及向鄉(xiāng)村發(fā)布信息等 ） 。 通信網(wǎng)絡(luò) -綜合組網(wǎng) 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3. 通信網(wǎng)絡(luò) 5. 山洪預(yù)警系統(tǒng) 6. 預(yù)警廣播系統(tǒng) 2. 監(jiān)測系統(tǒng) 1. 基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想 4. 信息匯集系統(tǒng) 信息匯集系統(tǒng)功能 數(shù)據(jù)接收處理單元 （ 硬件設(shè)備 ） 主要由數(shù)據(jù)接收通信設(shè)備 、 數(shù)據(jù)接收處理計算機 、電源以及設(shè)備安裝設(shè)施和避雷系統(tǒng)組成 。 各自動監(jiān)測站點的水雨情信息通過數(shù)據(jù)傳輸信道傳輸?shù)狡脚_后 ， 進(jìn)入數(shù)據(jù)接收處理計算機 ， 通過數(shù)據(jù)接收軟件實時完成監(jiān)測站水雨情數(shù)據(jù)的實時接收處理 ， 并存入數(shù)據(jù)庫中 。 人工觀測的水雨情信息通過語音電話報汛方式自動存入數(shù)據(jù)庫中 。 對于簡易監(jiān)測站的信息可采用事后整理的形式存入數(shù)據(jù)庫 。 對于上級部門轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)信息經(jīng)處理后 ， 按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式存入數(shù)據(jù)庫中 。 預(yù)留氣象 、 國土等部門信息接口 ， 通過信息匯集與預(yù)警平臺與氣象 、 國土等部門進(jìn)行信息交換 ， 經(jīng)處理后存入數(shù)據(jù)庫 。 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3. 通信網(wǎng)絡(luò) 6. 預(yù)警廣播系統(tǒng) 2. 監(jiān)測系統(tǒng) 1. 基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思路 4. 信息匯集系統(tǒng) 5. 山洪預(yù)警系統(tǒng) 主要系統(tǒng)構(gòu)成 主要功能模塊 業(yè)務(wù)支撐層 數(shù)據(jù)采集站網(wǎng) 山洪災(zāi)害預(yù)警平臺部署在縣級水利部門 ，屬于山洪災(zāi)害防治重要非工程措施 。 系統(tǒng)通過對重點區(qū)域水雨情的監(jiān)測 ， 經(jīng)過水文模型分析 ， 輔助水利業(yè)務(wù)人員識別山洪災(zāi)害征兆 ，及時發(fā)出預(yù)警 ， 保障山區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)和國家財產(chǎn)安全 。 山洪災(zāi)害預(yù)警平臺通過模塊重組也可以部署在市 、 省級水利部門 ， 借助系統(tǒng)的計算和分析 ， 提高對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理能力 、 使用能力 ， 提高分析計算的及時性和準(zhǔn)確性 ， 及時發(fā)現(xiàn)山洪問題 ， 以便提早做出防御準(zhǔn)備和緩解措施 。 山洪預(yù)警系統(tǒng)總體架構(gòu) 山洪預(yù)警系統(tǒng)功能架構(gòu) 災(zāi)害評估 模塊 水情預(yù)報 服務(wù)模塊 預(yù)警信息 發(fā)布模塊 應(yīng)急響應(yīng) 模塊 實時水雨 情模塊 快捷操作 服 務(wù) 模 塊 基礎(chǔ)信息 查詢模塊 氣象國土 信息模塊 三維電子 沙盤模塊 山洪預(yù)警系統(tǒng)功能概覽 實時水雨情監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢是比較重要的功能 ， 能夠為用戶提供實時的本地雨水情信息 ， 對山洪預(yù)警起到了決定性的左右 。 系統(tǒng)使用多種方式對采集到的實時水雨情信息進(jìn)行查詢 、 展示 ， 提供統(tǒng)計 、 報表 、 導(dǎo)出 、 打印等功能輔助用戶匯總 、 分析和使用數(shù)據(jù) 。 對簡易人工監(jiān)測測站的采集信息提供錄入和刪除 、 修改的維護(hù)功能 ， 同時對人工測站數(shù)據(jù)及歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)提供 Excel格式數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入 。 山洪預(yù)警系統(tǒng)功能介紹 -實時水雨情 水文預(yù)報模型服務(wù) 能夠為用戶提供河道洪水預(yù)報結(jié)果 ， 系統(tǒng)中主要是采用了小流域 降雨徑流預(yù)報模型 。 上下游水位 （ 流量 ） 相關(guān)法 等方法預(yù)報河道斷面流量 ， 預(yù)報精度較高 。 山洪預(yù)警系統(tǒng)功能介紹 -水文預(yù)報 根據(jù)預(yù)警結(jié)果及信息發(fā)布情況 ， 各相關(guān)部門要啟動相應(yīng)的響應(yīng)預(yù)案 。系統(tǒng)跟蹤縣 、 鄉(xiāng)鎮(zhèn)的響應(yīng)執(zhí)行情況 ， 直到響應(yīng)結(jié)束 。 應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)主要包括響應(yīng)工作流程 、 響應(yīng)地圖 、 響應(yīng)列表 、 響應(yīng)措施 、 響應(yīng)反饋等功能 。 山洪預(yù)警系統(tǒng)功能介紹 -應(yīng)急響應(yīng) 匯報提綱 2 山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案 3 山洪災(zāi)害預(yù)警實施方案 4 系統(tǒng)特點 公司簡介 5 背景 1 系統(tǒng)特點及創(chuàng)新點 系統(tǒng)特點 可以使用水文預(yù)報模型預(yù)報小流域洪水 。 實現(xiàn)了基于 WEBGIS的大量空間數(shù)據(jù)管理和展示 ， 系統(tǒng)融合大比例尺遙感數(shù)據(jù)和 DLG數(shù)據(jù) 。 采用液晶屏顯示方式實現(xiàn)人工雨量站自動顯示 、 自動測量及三級報警 。 人工觀測水文站引測真實水準(zhǔn)點高程 ， 在水尺上有警戒標(biāo)識 、 調(diào)查歷時洪水 ， 增加了水尺高程標(biāo)牌 。 實現(xiàn)市 、 省之間監(jiān)測信息實時共享和管理 。 實現(xiàn)監(jiān)測 、 預(yù)報 、 預(yù)警和預(yù)案之間的聯(lián)動管理 ， 實時監(jiān)測 、 及時預(yù)報 、 提取預(yù)案和啟動預(yù)警 。 系統(tǒng)特點及創(chuàng)新點 系統(tǒng)創(chuàng)新點 實現(xiàn)了等雨量線和等雨量面的實時繪制 。 系統(tǒng)主控界面采用 WEBG