安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與分析

商笑妍

（安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會）水利科學(xué)研究院 合肥 230088）

1 安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)總體框架設(shè)計

安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)在充分立足于現(xiàn)有防洪工程體系的基礎(chǔ)上，著力加強非工程措施建設(shè)，在防汛雨水情數(shù)據(jù)采集方面，通過自動監(jiān)測采集的應(yīng)用，改變原有人工觀測的模式，實現(xiàn)水雨情信息的自動采集和傳輸，以提高水雨情信息采集的數(shù)量、質(zhì)量和傳輸速度；通過新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用以最簡單、最全面、最清晰的方式為基層防汛工作者和決策者提供數(shù)據(jù)服務(wù)，以便隨時掌握防汛信息。

安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)總體框架圖參見圖1 所示。

圖1 安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)總體框架圖

自動水位監(jiān)測站、視頻監(jiān)測站實時采集相關(guān)水位、視頻數(shù)據(jù)，采用無線公網(wǎng)或有線專網(wǎng)將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲管理中心。數(shù)據(jù)中心主要用于分類、存儲各類數(shù)據(jù)，為應(yīng)用邏輯平臺提供數(shù)據(jù)服務(wù)。應(yīng)用邏輯平臺則為數(shù)據(jù)邏輯處理、各子模塊數(shù)據(jù)交換共享等提供支持。監(jiān)測預(yù)報平臺展示處理各種信息和功能，為信息查詢、預(yù)警展示、預(yù)警信息發(fā)布和系統(tǒng)管理等提供平臺。

2 安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)功能設(shè)計

安徽省農(nóng)村基層防汛監(jiān)測預(yù)警體系以計算機網(wǎng)絡(luò)專線為基礎(chǔ)，建設(shè)必要的硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件環(huán)境，整合省內(nèi)已有各類資源，通過權(quán)限劃分使用省級開發(fā)的農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警多級通用軟件，實現(xiàn)對雨水情、水利工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實時查詢和歷史檢索功能，并實時監(jiān)視雨情、水情，對可能發(fā)生致災(zāi)的汛情進行預(yù)警，主要功能模塊圖如圖2 所示。

2.1 監(jiān)視預(yù)警

監(jiān)測預(yù)警是系統(tǒng)的核心功能，主要實現(xiàn)雨水情監(jiān)測，關(guān)聯(lián)預(yù)警閾值自動預(yù)警，向相關(guān)責(zé)任人和社會發(fā)布預(yù)警信息，人員轉(zhuǎn)移安置等行動的反饋等。

（1）雨水情監(jiān)測：實時監(jiān)視、查詢?nèi)我鈺r段雨水情。

（2）預(yù)警監(jiān)視：監(jiān)測分析雨水情數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值，系統(tǒng)通過手機短信自動向有關(guān)人員發(fā)送內(nèi)部預(yù)警信息，并在地圖上自動顯示預(yù)警信息、發(fā)送聲音提醒；或根據(jù)天氣預(yù)報、工情變化、上級命令等，手動發(fā)送預(yù)警信息。

（3）預(yù)警處置：根據(jù)內(nèi)部預(yù)警信息進行研判，關(guān)閉內(nèi)部預(yù)警或發(fā)布外部預(yù)警。

關(guān)閉內(nèi)部預(yù)警：填寫原因，結(jié)束預(yù)警流程。

發(fā)布外部預(yù)警：系統(tǒng)發(fā)送加強戒備、準備轉(zhuǎn)移、立即轉(zhuǎn)移等三類預(yù)警信息。

加強戒備：通過系統(tǒng)以手機短信方式，通知縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村等相關(guān)責(zé)任人到崗到位、密切關(guān)注天氣和雨水工情變化。

準備轉(zhuǎn)移：通過系統(tǒng)以手機短信方式，通知縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村、網(wǎng)格等相關(guān)責(zé)任人做好群眾轉(zhuǎn)移準備；啟動無線預(yù)警廣播等向群眾播放預(yù)警信息。

立即轉(zhuǎn)移：通過系統(tǒng)以手機短信方式，通知縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村、網(wǎng)格等相關(guān)責(zé)任人和危險區(qū)群眾按照預(yù)案立即轉(zhuǎn)移；啟動無線預(yù)警廣播等向群眾播放警報信息。

（4）行動反饋：縣級防辦在系統(tǒng)內(nèi)填報責(zé)任人到崗到位、下派工作組、人員轉(zhuǎn)移安置（轉(zhuǎn)移人數(shù)、安置方式）等行動信息。

（5）解除預(yù)警：危險區(qū)人員已安全轉(zhuǎn)移或汛情穩(wěn)定，適時解除預(yù)警，填寫洪澇災(zāi)害發(fā)生情況。

2.2 群測群防

匯總、統(tǒng)計影響區(qū)域內(nèi)防汛責(zé)任人、預(yù)案、培訓(xùn)演練等信息，實現(xiàn)圖、表展示和查詢。

（1）責(zé)任人：收集內(nèi)容為責(zé)任人姓名、單位、職務(wù)、手機、責(zé)任行政區(qū)域或工程對象等信息。收集范圍為網(wǎng)格責(zé)任人（包保責(zé)任人），行政村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣、市級防汛行政責(zé)任人，技術(shù)責(zé)任人；水利工程行政責(zé)任人、技術(shù)責(zé)任人、管理責(zé)任人等。

（2）預(yù)案：收集縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村及責(zé)任網(wǎng)格預(yù)案及相關(guān)批文。

（3）培訓(xùn)演練：收集市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村等各級培訓(xùn)演練內(nèi)容、場次、人數(shù)和現(xiàn)場圖像、視頻等相關(guān)資料。

2.3 設(shè)備監(jiān)視

在地圖上實時監(jiān)視無線廣播、雨水情站、視頻圖像站和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀態(tài)。

圖 2 安徽省農(nóng)村基層防汛監(jiān)測預(yù)警體系軟件功能結(jié)構(gòu)圖

2.4 輔助決策

匯總歷史預(yù)警信息、調(diào)查評價成果、設(shè)施設(shè)備、山洪溝等農(nóng)村基層預(yù)報預(yù)警體系非工程措施建設(shè)成果和水利工程相關(guān)信息，可分類、匯總查詢并在地圖展布。

2.5 監(jiān)督評價

對預(yù)警處置反應(yīng)速度、系統(tǒng)使用頻率、預(yù)警準確率、預(yù)警效益等進行統(tǒng)計分析，評估應(yīng)用系統(tǒng)處置預(yù)警的能力；對相關(guān)信息完整性、設(shè)備在線率、設(shè)備管理規(guī)范性等進行統(tǒng)計分析，評估管理水平；修改完善預(yù)警規(guī)則配置。

2.6 值守管理

實時掌握縣級防辦值班動態(tài)，并建立通訊錄，實現(xiàn)在線短信發(fā)送。

3 安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)

安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要包括防汛業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、防汛預(yù)案數(shù)據(jù)庫、非工程措施數(shù)據(jù)庫、防洪工程數(shù)據(jù)庫、防汛調(diào)查數(shù)據(jù)庫、涉河工程數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫等。

3.1 屬性數(shù)據(jù)庫

屬性數(shù)據(jù)庫包含防汛業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、防汛預(yù)案數(shù)據(jù)庫、非工程措施數(shù)據(jù)庫、防洪工程數(shù)據(jù)庫、防汛調(diào)查數(shù)據(jù)庫、涉河工程數(shù)據(jù)庫等，按照各類數(shù)據(jù)資源存儲內(nèi)容、結(jié)構(gòu)與功能要求建設(shè)數(shù)據(jù)庫。

（1）防汛業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫：對防汛業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中涉及到防汛業(yè)務(wù)內(nèi)容進行數(shù)據(jù)庫表設(shè)計，主要包括調(diào)查評價業(yè)務(wù)、防汛業(yè)務(wù)中涉及的內(nèi)容。

（2）防汛預(yù)案數(shù)據(jù)庫：預(yù)案基礎(chǔ)名錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：預(yù)案編碼、預(yù)案名稱、附件、所屬單位/工程編碼、所屬單位/工程名稱、編制單位、預(yù)案類型、所在市/縣/鄉(xiāng)鎮(zhèn)/行政村、預(yù)案所屬年度等。

（3）非工程措施數(shù)據(jù)庫：通過對信息展播終端、設(shè)備二維碼等表結(jié)構(gòu)的設(shè)計，預(yù)警廣播、視頻站、圖像站、水位站和雨量站等表結(jié)構(gòu)屬性的擴充，建設(shè)非工程措施數(shù)據(jù)庫。

（4）防洪工程數(shù)據(jù)庫：安徽省境內(nèi)河流信息，湖泊信息，全省大型、中型、小型水庫信息，全省大、中、小型閘壩信息，全省水利大、中、小型堤防信息以及排澇涵基礎(chǔ)信息等。

（5）防汛調(diào)查數(shù)據(jù)庫：調(diào)查區(qū)域基礎(chǔ)信息、歷史洪水信息、居民戶基礎(chǔ)信息、區(qū)域河流堰壩基礎(chǔ)信息等。

（6）涉河工程數(shù)據(jù)庫：針對重點橋梁、堰壩、排澇涵相關(guān)專題進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，建設(shè)涉河工程數(shù)據(jù)庫。

3.2 空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)庫主要包括各類對象對應(yīng)的空間信息、屬性信息（指與空間數(shù)據(jù)存儲在一起的空間對象的屬性項信息）和關(guān)系信息。

4 農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)

4.1.1 雨水情監(jiān)測數(shù)據(jù)共享匯集

按照“充分共享”的原則，根據(jù)防汛預(yù)報預(yù)警需要，對水文、氣象部門已建的水雨情自動監(jiān)測站點開展數(shù)據(jù)共享建設(shè)。根據(jù)水文、氣象部門信息管理平臺庫表結(jié)構(gòu)及水文信息采集相關(guān)技術(shù)標準，采用中間件技術(shù)，開發(fā)數(shù)據(jù)制式轉(zhuǎn)換軟件，實現(xiàn)水位監(jiān)測數(shù)據(jù)到省監(jiān)測預(yù)警平臺的數(shù)據(jù)同步及共享。雨水情監(jiān)測數(shù)據(jù)共享流程圖如圖3 所示。

圖3 雨水情監(jiān)測數(shù)據(jù)共享流程圖

4.1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享匯集

安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享匯集可通過發(fā)布專門的數(shù)據(jù)上傳頁面，縣級防汛部門用戶采用固定的文件格式打包整體發(fā)送，由省級平臺自動解析、入庫。

4.2 防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)功能

通過農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)用戶可完成所有的操作，如數(shù)據(jù)信息的查詢展示、監(jiān)測預(yù)報預(yù)警以及系統(tǒng)管理等。農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警發(fā)布與執(zhí)行由無線預(yù)警廣播功能模塊與基層信息展播功能模塊實現(xiàn)完成。

4.2.1 無線預(yù)警廣播功能模塊

無線預(yù)警廣播是一臺無線預(yù)警接收機，可以實時發(fā)布來自手機（短信或語音）、監(jiān)測預(yù)警平臺、固定電話、話筒的預(yù)警信息?？h級防汛指揮部門通過監(jiān)測預(yù)警平臺產(chǎn)生內(nèi)部預(yù)警、發(fā)布預(yù)警信息，各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府接收縣級防汛部門下發(fā)的預(yù)警信息，傳輸給村、組、戶響應(yīng)啟動。信息接收人可通過無線預(yù)警廣播發(fā)送預(yù)警信息并及時反饋給縣級防汛指揮部門響應(yīng)結(jié)束。緊急情況下縣級防汛部門可通過無線預(yù)警廣播直接對村、組發(fā)布預(yù)警信息。

4.2.2 基層預(yù)警展播功能模塊

基層防汛信息展播是以RCU 主控單元為核心，根據(jù)安裝環(huán)境的不同配置相應(yīng)顯示設(shè)備（室內(nèi)液晶顯示屏或者室外LED 顯示屏）、遙控器等，縣級水利管理人員通過在監(jiān)測預(yù)警平臺定制當(dāng)前預(yù)警、雨水情、視頻/圖像、水利宣傳等頻道，并將頻道發(fā)布到各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)RCU 主控單元，鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利管理人員便可通過遙控器以類似切換電視頻道的方式簡單獲取轄內(nèi)相應(yīng)實時預(yù)警、雨水情、視頻/圖像、水利宣傳等信息，也可以通過手機發(fā)送短信實現(xiàn)日常通知的發(fā)布。

基層防汛信息展播主要技術(shù)路線如圖4 所示

圖4 基層防汛信息展播設(shè)備技術(shù)路線圖

省、市、縣用戶通過各級農(nóng)村基層防汛監(jiān)測預(yù)警平臺實現(xiàn)對防汛信息展播設(shè)備的管理和信息發(fā)布，鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶通過手機短信實現(xiàn)本級通知、宣傳信息的發(fā)布。

5 結(jié)語

近年來，安徽省廣大農(nóng)村地區(qū)的財產(chǎn)和人身遭受洪澇災(zāi)害的危險，本文立足于實際，根據(jù)用戶需求及相關(guān)水利管理部門對農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)要求，開發(fā)并實現(xiàn)了安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)。安徽省農(nóng)村基層防汛預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的建成，將進一步提高安徽省洪澇災(zāi)害預(yù)警預(yù)報防御精細化管理水平，全面提高防汛預(yù)警預(yù)報防御能力和山丘區(qū)基層防洪指揮決策水平，受災(zāi)害威脅的人民群眾生命財產(chǎn)將得到更加有效的保護，有利于維護安徽省社會穩(wěn)定，促進社會發(fā)展