北斗遙測終端在山洪災害監測預警應用方案

一、方案概述

我國山洪災害防治經歷了”從理清思路，確定規?！?、“探索方案，積累經驗”、“急用先行，形成框架”、“補充完善，形成體系”四個階段的發展，基本能夠滿足山洪災害的“預警”和“預報”。為了最大程度的降低山洪災害引發生命安全和財產損失，山洪災害防治后續的建設進入“鞏固提升，拓展深化”階段，加強應對災害的“預演”和“預案”能力。

新階段山洪災害自動監測站的建設，必須解決現有測站存在的不足，才能真正滿足防洪“四預”的系統建設要求。為此，水利部印發了《2022年度山洪災害防御能力提升項目建設工作要求》，明確了新階段山洪災害建設的要求。北斗三號衛星的推出，極大地解決北斗二號衛星通訊在山洪災害預警監測站中的應用缺陷。針對山洪災害測站短報文北斗通訊的應用，北斗二代與北斗三代的功能對比如下：

二、系統組成

山洪災害監測預警系統是一套具備完善預測、預報、預警能力和應急指揮能力的系統。統主要包括水雨情監測系統、無線預警廣播系統、視頻會商系統組成。系統結合水量、雨情、水情、墑情、視頻、圖像、氣象、遙感等智能感知產品和平臺，分析確定警戒雨量和危險雨量，超過警戒線及時預警，確保雨情及時檢測到，預警信息及時發出，關鍵時刻與山洪搶跑。通過采集終端對各項水文數據進行實時監測，并將采集數據通過無線通信終端傳到中心的山洪災害監測預警平臺，平臺對所得的數據進行綜合分析并得出預警信息，最終由無線減災發布系統發布預警信息。提高山洪災害監測預警預報能力和應急救災快速反應能力。可以把地質災害監測分為四層：感知層、網絡層、平臺層、應用層。

感知層：實時感應各種監測參數傳感器的狀態，如地下水位、土壤含水率、土壓力、雨情等前端感知設備；

網絡層：支持數據通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網絡、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感應設備M21F2可通過監測預警平臺的通訊方式，上行發送至監測控制中心平臺。

平臺層：整合各層設備和系統功能，通過信號的連接，下發平臺對前端感應器的命令，上傳監測數據的采集、處理、存儲和分析，實時聯動前端各大監控設備。

應用層：開啟信息發布途徑，實時展示信息數據和預警信息。

三、系統功能

山洪災害監測預警系統基于北斗衛星通信備用信道、高分辨率遙感數據及先進計算模型等關鍵技術，開發了山洪災害監測預警系統。系統支持云平臺，能實現災害的預警分析、災害損失快速評估、數據的實時更新及分析結果統計報表的輸出、專題圖的制作等功能。將虛擬現實技術與三維可視技術相結合，通過洪災模擬演示，實現了基于真實場景下的山洪監測預警，是集監測、預警、分析、查詢、應急、反饋、統計為一體的完整解決方案。

◆ 基礎信息查詢：主要有縣鄉村基本情況、小流域基本情況、監測站基本情況、縣鄉村防治預案、歷史災害情況、基礎工情信息的檢索、查詢、添加、修改、刪除、數據導入導出等功能；

◆ 水雨情監測服務：水雨情監測查詢主要以WEBGIS及表格方式實時監視水雨情狀況，查詢統計水雨情信息；系統分為水雨情報警、雨情監測、河道水情監測、水庫水情監測四大部分；

◆氣象國土信息服務：可提供天氣實況及預報、實時雨量信息、實時/歷史臺風路徑、實時衛星云圖等氣象信息，滑坡、泥石流等隱患點的基本信息及監測信息，同時對雨量進行預測分析并保存入庫；

◆ 預警發布服務：預警信息和狀態顯示、內部預警、外部預警、預警反饋、預警記錄查詢、預警指標顯示修改等；

◆ 預警響應服務：預警發布服務子系統發布社會公眾預警后，應急響應服務子系統自動啟動，該系統將為決策者提供詳盡、完整的山洪災害響應工作流程。在災害發生時，系統將提供準確的災害發生位置和各種撤離路線的詳細地圖并提供響應列表查詢服務，針對山洪災害發生給人民群眾帶來的生命財產安全問題，系統還提供了各種救援措施、自救措施等方案，并對這些方案實施效果進行實時反饋服務；

◆應急指揮服務：可通過視頻會議系統、移動式應急指揮系統實現信息的互聯互通和人員及物資的統一調配。

◆ 門戶管理功能：集中在一個窗口展示用戶關注的信息，用戶可進行個性化設置，根據需要實現水雨情信息、洪水預報、氣象國土等不同數據的顯示和分析，以一張圖進行工作指引，完成山洪災害預警的整體工作流程，實現相關的業務功能和信息管理。

四、系統特點

廣域覆蓋：山洪災害預警廣播系統采用IP網絡、無線移動網絡等多種傳輸方式進行數據和語音通信，保證預警信號覆蓋面積，對地形環境的適應性強，基本上在手機可以打電話的地方都可傳輸山洪應急預警廣播。

永遠在線：系統可保證長期安全地運行，只要激活無線預警廣播應用后，將一直保持在線狀態，并可通過云平臺實時監控設備狀態。

實時發布：山洪災害預警系統可實現文字、短信、電話撥號等多種播報方式，支持定時播報、緊急播報等功能，隨時隨地的發布和接收信息。

易操作性：現場硬件設備操作簡單，只要有無線信息網絡，山洪應急預警廣播終端接通電源即可。軟件界面操作方便，易于學習掌握，適合山區農村等環境。

電源保障：設備自帶12伏供電蓄電池，在本地斷電情況下使用蓄電池直接供電，同時可利用太陽能給終端供電，環保且安全。

五、系統意義

山洪災害是一種破壞性極大的自然地質災害，目前人們只能使用一些預警策略盡量降低山洪暴發的概率，但還不能在根本上杜絕這一災害的發生，尤其是丘陵地區。使用山洪災害監測預警系統，可以提前預知山洪災害發生的時間，給人民群眾盡力爭取轉移的時間，從而達到保護群眾生命財產安全的目的。物聯網技術的發展，進一步保證了人民群眾的生命財產安全，為我國丘陵地區的經濟發展做出巨大奉獻。