□袁建華 □丁志安 □楊 軍
(河南省駐馬店水文水資源勘測(cè)局)
駐馬店防汛信息采集示范區(qū)又稱(chēng)遙測(cè)系統(tǒng),是全國(guó)首批20個(gè)防汛信息采集示范區(qū)之一。遙測(cè)系統(tǒng)從2000年8月開(kāi)始建設(shè),2001年6月底竣工并通過(guò)水利部專(zhuān)家組預(yù)驗(yàn)收,2002年汛期正式投入使用,2008年對(duì)遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了徹底的改造;同時(shí)`對(duì)水情分中心的系統(tǒng)集成設(shè)施設(shè)備更新改造,并于當(dāng)年投入使用。遙測(cè)系統(tǒng)的建立,使防汛信息采集手段有了根本性改善,防汛水情信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性明顯增強(qiáng)。
駐馬店地跨淮河、長(zhǎng)江兩大流域,洪汝河水系占全市總面積90%以上,其氣候、地理特征復(fù)雜。多年平均降雨量900mm,降雨時(shí)空分布不均。洪汝河是洪澇災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)之一,曾發(fā)生過(guò)舉世聞名的“75·8”特大暴雨洪水。洪河現(xiàn)有防汛標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇,汝河防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇。較低的防汛標(biāo)準(zhǔn)給穿越該市的京廣鐵路、京珠高速公路、107國(guó)道造成極大威脅。
駐馬店遙測(cè)系統(tǒng)共有55個(gè)報(bào)汛站組成,其中中央報(bào)汛站37個(gè)。
(一)通信信道:遙測(cè)站采用短信息(GSM)為主信道,PSTN(電話(huà))為備用信道;分中心接收省中心下傳信息和采用GPRS(無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng))和寬帶網(wǎng)SDH(光纖)向省中心上傳信息。
(二)信息流向:GSM信息:全市所有遙測(cè)站信息直接全部發(fā)往省中心(鄭州),省中心將接收到的遙測(cè)信息在存入原始遙測(cè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)用寬帶網(wǎng)或GPRS向各分中心轉(zhuǎn)發(fā)轄區(qū)內(nèi)遙測(cè)站信息,各分中心將轄區(qū)內(nèi)的遙測(cè)站信息糾錯(cuò)后再將正確信息上傳至省中心,并同時(shí)編碼上傳實(shí)時(shí)水情信息,進(jìn)入實(shí)時(shí)水情信息數(shù)據(jù)庫(kù)。PSTN信息:遙測(cè)站利用電話(huà)將信息發(fā)往分中心,分中心接收、處理、糾錯(cuò)后將信息利用寬帶網(wǎng)或GPRS上傳至省中心(見(jiàn)圖)。
駐馬店市遙測(cè)系統(tǒng)信息流向示意圖
(一)雨量信息拍發(fā)標(biāo)準(zhǔn)要求:每日8時(shí)必發(fā)日雨量和儀器檢測(cè)電報(bào);每10min降雨≥0.5mm即報(bào)。
(二)水位信息拍發(fā)標(biāo)準(zhǔn)要求:每日8時(shí)必發(fā)水位及其它情報(bào);一級(jí)拍報(bào)水位以下每日8時(shí)發(fā)一次;一級(jí)拍報(bào)水位以上,二級(jí)拍報(bào)水位以下時(shí),1h內(nèi)水位漲落>3cm即報(bào)整點(diǎn)水位,<3cm時(shí)漲水 2h一報(bào);落水時(shí) 6h一報(bào)(8、14、20、次日 2時(shí));二級(jí)拍報(bào)水位以上,水位漲落>3cm時(shí)0.5h一報(bào),<3cm漲水時(shí)1h一報(bào);落水時(shí) 2h一報(bào)(8、10、12……);超過(guò)3級(jí)加報(bào)水位,>3cm時(shí),10min一報(bào);其他0.5h一報(bào)。
駐馬店水情分中心站是本系統(tǒng)的中樞,由中心站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng),接收、入庫(kù)服務(wù)器分系統(tǒng),電源供電分系統(tǒng)組成。分中心的主要功能:
(一)實(shí)時(shí)接收?qǐng)?bào)汛站主動(dòng)發(fā)送的信息;
(二)分析、處理、顯示打印各遙測(cè)站實(shí)時(shí)水文數(shù)據(jù),存儲(chǔ)和自動(dòng)備份原始數(shù)據(jù),定時(shí)存盤(pán)保存,進(jìn)入分中心局域網(wǎng)內(nèi),供洪水預(yù)報(bào)和洪水調(diào)度應(yīng)用;
(三)進(jìn)行水文數(shù)據(jù)圖表化處理;
(四)對(duì)流域能夠具有輸入、更新及查詢(xún)功能,并能夠修改存儲(chǔ)數(shù)據(jù),雨量插補(bǔ)及人工置數(shù);
(五)能實(shí)時(shí)屏幕顯示越限參數(shù),設(shè)備故障,事故記錄及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),具有聲光報(bào)警功能;
(六)進(jìn)行水情預(yù)報(bào)及洪水調(diào)度;
(七)配置讀取設(shè)備以便到測(cè)站取出長(zhǎng)期記憶的數(shù)據(jù);
(八)各類(lèi)通信網(wǎng)全天候值守,不中斷運(yùn)行;
(九)向報(bào)汛站發(fā)指令,主動(dòng)查詢(xún),召測(cè)數(shù)據(jù);
(十)向省、流域或鄰近中心傳遞信息;
(十一)按“水文情報(bào)預(yù)報(bào)拍報(bào)辦法”的要求,對(duì)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的水情數(shù)據(jù)進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”處理。
系統(tǒng)中心接收設(shè)備通過(guò)GSM數(shù)據(jù)傳輸方式把各測(cè)站的數(shù)據(jù)信息傳送收集到分中心以后,經(jīng)遙測(cè)接收系統(tǒng)和入庫(kù)系統(tǒng)輸入服務(wù)器,該服務(wù)器及水情工作站長(zhǎng)期值守,經(jīng)過(guò)處理后可以通過(guò)打印機(jī)打印出數(shù)據(jù)。工作站可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,洪水預(yù)報(bào)與水庫(kù)調(diào)度。也可通過(guò)前置處理轉(zhuǎn)發(fā)控制器并經(jīng)過(guò)廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)系統(tǒng)將水情信息傳輸?shù)礁鱾€(gè)有關(guān)部門(mén)。
測(cè)站采用YDH-1A型遙測(cè)數(shù)據(jù)終端RTU構(gòu)成,前端數(shù)據(jù)采集通過(guò)翻斗式雨量計(jì),浮子式、氣泡式或超聲波水位計(jì)等傳感器實(shí)現(xiàn)。
報(bào)汛遙測(cè)站的主要功能:
(一)主動(dòng)發(fā)報(bào)功能:當(dāng)降雨量每10min降雨≥0.5mm即以短信方式經(jīng)省水情中心通過(guò)GPRS或局域網(wǎng)進(jìn)入到遙測(cè)服務(wù)器接收系統(tǒng),通過(guò)入庫(kù)軟件處理進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù);水位按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)地發(fā)送信息入庫(kù)。
(二)接受分中心站的召測(cè)或校對(duì)時(shí)鐘。
(三)配置有固態(tài)存儲(chǔ)器的雨量站、水位站基本實(shí)現(xiàn)有人看管,無(wú)人值守,自動(dòng)運(yùn)行。在信息傳輸過(guò)程中,常用的信道出現(xiàn)故障時(shí),要求備份信道能夠自動(dòng)啟動(dòng),保證信息傳輸不中斷,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。
(四)不能通過(guò)傳感器直接取得的水情信息,可通過(guò)人工置數(shù)方式拍報(bào)。
(一)系統(tǒng)軟件的特點(diǎn):先進(jìn)性、開(kāi)放性、擴(kuò)展性好,實(shí)時(shí)性強(qiáng),支持多種數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化程度高。
(二)組網(wǎng)技術(shù):采用當(dāng)今最流行的10/100M快速以太網(wǎng)技術(shù),它是目前性能/價(jià)格比最好的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
(三)操作系統(tǒng)選型:采用Windows2003,該操作系統(tǒng)采用Windows界面,操作直觀,管理簡(jiǎn)單易行,具有安全性高、可靠性好和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持能力。
(四)數(shù)據(jù)庫(kù)選型:采用SQLServer2000數(shù)據(jù)庫(kù)。
(五)應(yīng)用軟件:采用專(zhuān)用水利防汛調(diào)度系統(tǒng)軟件包,該軟件包包括接收軟件、入庫(kù)軟件、數(shù)據(jù)管理、查詢(xún)軟件等。
(一)在水情信息采集方面,雨量和水位全部采用數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、固態(tài)存儲(chǔ)、數(shù)字化自動(dòng)傳輸技術(shù),以提高觀測(cè)精度和時(shí)效。測(cè)洪能力提高到能夠施測(cè)相當(dāng)于設(shè)站以來(lái)發(fā)生的最大洪水或略高于堤防防御洪水標(biāo)準(zhǔn)的水平。在發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水或意外事件的情況下,有應(yīng)急測(cè)驗(yàn)措施。對(duì)流量信息通過(guò)人工置數(shù)可進(jìn)行數(shù)字化自動(dòng)傳輸。
(二)在報(bào)汛通信方面,通過(guò)對(duì)報(bào)汛設(shè)施設(shè)備的更新改造和建設(shè)水情分中心,實(shí)現(xiàn)在10~15min內(nèi)分中心收集齊報(bào)汛站的雨水情信息并通過(guò)局域網(wǎng)傳遞至省水情分中心,30min內(nèi)上傳至國(guó)家防汛抗旱總指揮部的目標(biāo)。
(三)系統(tǒng)集成方面,以決策支持系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)等開(kāi)發(fā)技術(shù)為手段,建立為防汛抗旱決策和水資源評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提高防汛抗旱和水資源管理工作的效率、質(zhì)量、效益和決策的科學(xué)性和正確性。
(一)管理問(wèn)題:遙測(cè)系統(tǒng)建設(shè)站點(diǎn)多且分散,有許多端站設(shè)在中型水庫(kù)和委托雨量站。系統(tǒng)分中心和大部分水文站都有機(jī)房,因此要完善管理制度,確保系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),這不僅要制訂各種規(guī)章制度,將設(shè)備管理責(zé)任落實(shí)到人,同時(shí)要落實(shí)管理經(jīng)費(fèi),以提高管理人員的主動(dòng)性和積極性。
(二)技術(shù)問(wèn)題:遙測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中,駐馬店水文局大部分水文站均配置了1臺(tái)以上微機(jī),極大地提高了工作效率。但由于基層測(cè)站職工的微機(jī)應(yīng)用知識(shí)較貧乏,給正常工作帶來(lái)了不便,因此建議要及時(shí)對(duì)測(cè)站人員進(jìn)行微機(jī)基本知識(shí)培訓(xùn),使他們盡快掌握微機(jī)操作技能,確保遙測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。