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、數學模型用計算機模擬實現，快速、便捷地為決策提供數據支持和科學評估。
由此可見，物聯網技術在山洪監(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?？紤]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)數據信息處理和服務的核心，主要由計算機網絡、數據庫、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，并在需要進行現場查看的地方建設了視頻監(jiān)控設備。
通訊網絡實現方案，水雨情數據傳輸以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據匯集共享平臺、數據庫、應用服務及預警處理分發(fā)服務等部分。通過數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據進行分析、整理、存入數據庫。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。
數據匯集平臺向下提供標準的信息采集協議，可與包括大唐自主專利產品在內的各種采集設備兼容；向上對數據進行數據容錯分析、數據排重、邏輯錯誤分析、格式化等處理，保證入庫數據的完整性、正確性和標準化。
統(tǒng)一資源數據庫基于國家水利標準數據庫建立，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網的融合，可以充分發(fā)揮物聯網各類技術的優(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)用戶實現在移動互聯網、物聯網、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。
