劉生杰

（駐馬店市水利防汛通信站，河南 駐馬店 463000）

0 前言

駐馬店作為淮河流域的重點(diǎn)區(qū)域之一，由于特殊的地理特點(diǎn)和氣候條件，洪澇旱災(zāi)交替發(fā)生，自然災(zāi)害頻繁。近年來駐馬店市水利事業(yè)得到了快速發(fā)展。目前，市水利防汛通信站已經(jīng)通過淮河流域的 8 GHz 的無線數(shù)字微波，可直接與國(guó)家防總、水利部信息中心、淮委、省水利廳和有關(guān)地市水利防汛部門聯(lián)絡(luò)。同時(shí)利用原有模擬 600 MHz 無線通信系統(tǒng)，可將本市的 7 個(gè)縣、4 座大型水庫、3 個(gè)滯洪區(qū)連成防汛預(yù)警通信系統(tǒng)。水利防汛通信網(wǎng)雖已初具規(guī)模，并發(fā)揮了重要作用，但水利基礎(chǔ)設(shè)施整體仍然十分薄弱，特別是水利系統(tǒng)通信設(shè)施的發(fā)展仍然不能滿足防汛抗旱、水資源管理、節(jié)水灌溉、飲水安全等方面的信息化建設(shè)需求。要解決一線通信就要把防汛通信網(wǎng)向下延伸至各個(gè)險(xiǎn)工險(xiǎn)段、涵閘、堤防、水庫等工程管理現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)能夠提供包括語音、視頻、數(shù)據(jù)在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)功能，這是目前水利部門通信系統(tǒng)無法滿足的。水利防汛設(shè)施的站點(diǎn)，大多在人口稀疏、遠(yuǎn)離城市、傳傳輸條件困難、公網(wǎng)覆蓋不到的地方，完全采用公網(wǎng)系統(tǒng)也無法解決所有問題，而無線接入技術(shù)恰好可以解決這個(gè)問題，它具有部署靈活、便于安裝施工、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，其環(huán)境適應(yīng)、通信覆蓋能力，兼容特性等特點(diǎn)較適合水利防汛通信網(wǎng)向下延伸的需要。

如何選擇適合的無線寬帶通信產(chǎn)品，如何將無線寬帶通信技術(shù)應(yīng)用在水利信息化建設(shè)中，成為水利發(fā)展的課題之一。為此，水利防汛通信站在淮河流域新近建設(shè)的 SCDMA 無線寬帶通信系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱 SCDMA 系統(tǒng)）中進(jìn)行了相關(guān)的探索和實(shí)踐，SCDMA 技術(shù)具有覆蓋范圍廣、高帶寬、高保密性、非視距傳輸、支持高速移動(dòng)、支持終端漫游切換等優(yōu)勢(shì)，可以提供無線語音、集群調(diào)度、視頻監(jiān)控、水文采集等通信解決手段，為水利信息化建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)有力的通信保障。

1 SCDMA 系統(tǒng)組成

SCDMA 系統(tǒng)包括 SCDMA 基站系統(tǒng)、核心交換控制系統(tǒng)和應(yīng)用終端。其核心交換控制系統(tǒng)與水利局內(nèi)部程控電話及 IP 網(wǎng)絡(luò)、淮委程控交換網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互通，彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字微波傳輸和模擬對(duì)講系統(tǒng)的不足，擴(kuò)大 IP 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，SCDMA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

2 基于 SCDMA 的系統(tǒng)功能

SCDMA 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程水文數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程閘門的啟閉、重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┮曨l監(jiān)控、應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)的集群調(diào)度、日常工作中的辦公自動(dòng)化等。

1）辦公自動(dòng)化

圖1 SCDMA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

以前的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，基于光纖網(wǎng)絡(luò)或微波傳輸，基本解決了內(nèi)部之間的語音通信和上網(wǎng)問題，覆蓋了主要的縣水利部門，對(duì)于縣以下基層水利部門（如水文站、河閘、小型水庫等）并沒有完全解決，這些部門的通信主要以公網(wǎng)有線及超短波語音為主，受地區(qū)及傳輸和性能的限制，仍有很多部門（如沿河防汛站點(diǎn)）無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音的綜合通信。SCDMA 系統(tǒng)工作頻率使用 400 MHz，傳輸性能優(yōu)于600 MHz。特有的智能天線技術(shù)，使得系統(tǒng)覆蓋范圍更大，提供了優(yōu)良的數(shù)據(jù)語音綜合通信能力，解決辦公自動(dòng)化覆蓋窄的問題，搭建了水利信息化的通訊平臺(tái)。

2）語音調(diào)度通信

語音通信包括有線和無線電話 2 類，有線方式主要覆蓋主要辦事機(jī)構(gòu)，而無線方式則主要用來覆蓋大中型水庫和滯洪區(qū)，以及偏遠(yuǎn)的大型河流沿河防汛站點(diǎn)和監(jiān)測(cè)站。由于水利設(shè)施分布范圍廣，大多數(shù)沿河防汛站點(diǎn)和小型水庫尚未解決電話接入。

借助 SCDMA 網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)了集群語音調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了管理部門對(duì)下屬單位人員的集群指揮調(diào)度，尤其是防汛指揮部對(duì)抗洪搶險(xiǎn)突擊隊(duì)的指揮調(diào)度。在災(zāi)情發(fā)生時(shí)，移動(dòng)、聯(lián)通等公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)由于話務(wù)量激增等原因不能保障防汛指揮的語音暢通，影響防汛指揮信息的及時(shí)傳達(dá)，集群調(diào)度系統(tǒng)作為專用通信網(wǎng)絡(luò)，不受公網(wǎng)用戶的影響，同時(shí)在 SCDMA 網(wǎng)絡(luò)中采取了優(yōu)先級(jí)別的設(shè)定，為搶險(xiǎn)救災(zāi)工作提供了及時(shí)有效的通信保障。

3）水文監(jiān)測(cè)

水文監(jiān)測(cè)是監(jiān)控水資源、保障水質(zhì)的有效方法，水文信息包括水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸發(fā)、泥沙、冰凌、墑情、水質(zhì)等。目前水文監(jiān)測(cè)有自動(dòng)和手動(dòng) 2 種方式。由于駐馬店地區(qū)水資源豐富，河流、支流、湖泊眾多，很多水文監(jiān)測(cè)還是采用手動(dòng)方式，不但需要大量的人員和資金投入，而且準(zhǔn)確性、及時(shí)性及自動(dòng)化水平差，難以形成對(duì)流域水資源的有效管理和對(duì)水情的及時(shí)準(zhǔn)確處理。通過SCDMA 網(wǎng)絡(luò)將水文信息自動(dòng)回傳，解決了人工抄錄的低效、高錯(cuò)誤率問題，提高了自動(dòng)化水平，加快信息反饋和問題處理的能力。

4）視頻監(jiān)控

SCDMA 系統(tǒng)，解決了流域視頻監(jiān)控點(diǎn)過少，有線視頻監(jiān)控布設(shè)困難等問題，建設(shè)無線視頻監(jiān)控點(diǎn)，方便靈活的選擇監(jiān)控區(qū)域，對(duì)水庫大壩、流域河道、施工工地等地點(diǎn)，可以通過無線監(jiān)控設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)準(zhǔn)確地處理突發(fā)事件和進(jìn)行相關(guān)信息的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)。在移動(dòng)視頻監(jiān)控車上配置車載攝像頭，進(jìn)行大壩巡邏、河道安全巡視等工作，為管理人員在第 1 時(shí)間提供現(xiàn)場(chǎng)圖像資料。

5）移動(dòng)應(yīng)急視頻監(jiān)控

通過 SCDMA 無線終端設(shè)備，可以為防汛指揮人員提供現(xiàn)場(chǎng)第 1 手圖像資料，為直觀了解現(xiàn)場(chǎng)情況、制定救災(zāi)方案等提供幫助；同時(shí)，通過后方的視頻存儲(chǔ)服務(wù)器可以將現(xiàn)場(chǎng)資料保存，方便今后對(duì)災(zāi)情信息的深入研究。

6）應(yīng)急通信

應(yīng)急通信是保障抗洪防汛的重要環(huán)節(jié)，目前配備了基于衛(wèi)星通信的應(yīng)急通信車，可以實(shí)現(xiàn)指揮中心到應(yīng)急通信車的及時(shí)語音數(shù)據(jù)通信，但是指揮范圍僅限于“指揮到車”，無法實(shí)現(xiàn)“指揮到人”，指揮中心無法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況（如圖像等信息）的完全了解，以及直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員下發(fā)作戰(zhàn)指令?，F(xiàn)采用衛(wèi)星通信與 SCDMA 通信相結(jié)合，共同應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)。在出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，尤其是當(dāng)主要通信設(shè)備遭到破壞時(shí)，將應(yīng)急通信車，或者通信艇開赴現(xiàn)場(chǎng)，借助衛(wèi)星通信，快速實(shí)現(xiàn)險(xiǎn)情區(qū)域的信號(hào)覆蓋，回傳現(xiàn)場(chǎng)視頻、數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行語音調(diào)度，使得指揮中心可以及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并指揮到每個(gè)作戰(zhàn)隊(duì)員，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)事件快速?zèng)Q策處理。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

1）綜合業(yè)務(wù)提供能力強(qiáng)。除了提供日常的語音通信以外，還滿足水利信息數(shù)據(jù)采集、無線視頻監(jiān)控、語音集群調(diào)度等功能要求。

2）覆蓋范圍廣。SCDMA 系統(tǒng)的智能天線技術(shù)保證較大的覆蓋范圍，單基站山區(qū)覆蓋半徑可達(dá)15～20 km，開闊的平原地區(qū)覆蓋半徑可達(dá) 20～40 km?？梢员ＷC山區(qū)、小型水庫、小型河流湖泊等偏遠(yuǎn)區(qū)域應(yīng)用。

3）非視距能力強(qiáng)。終端安裝靈活方便，無需面積很大的室外天線，基站與終端之間可以完全非視距通信。

4）系統(tǒng)容量大。SCDMA 單基站可以提供15.36 Mbps 的數(shù)據(jù)吞吐量，語音并發(fā)話務(wù)量最大為 120 路，可同時(shí)支持 15 路 512 kbps 的 CIF 格式視頻傳輸。

5）豐富的通信接口?？商峁┐?(RS-232/485)，以太網(wǎng)口（RJ45），USB 接口等，方便與各種水文監(jiān)測(cè)設(shè)備、視頻圖像監(jiān)測(cè)設(shè)備等進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的上傳和匯總功能。

6）操作方便。系統(tǒng)操作界面簡(jiǎn)單易學(xué)，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可完成絕大部分操作內(nèi)容；無線通信系統(tǒng)配有專門的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，每天會(huì)自動(dòng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，人工維護(hù)量小，維護(hù)便捷；在終端側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，方便各級(jí)人員的使用。

7）系統(tǒng)生命力強(qiáng)。后期沒有運(yùn)營(yíng)成本，并且系統(tǒng)是完全基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的；綜合應(yīng)用平臺(tái)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可以進(jìn)行新功能和模塊的開發(fā)。

4 結(jié)語

基于 SCDMA 技術(shù)建設(shè)的信息化通信系統(tǒng)，為流域日常管理、防汛抗旱指揮、水文信息監(jiān)控等方面提供了及時(shí)可靠的通信支持，駐馬店在基于SCDMA 技術(shù)應(yīng)用方面的探索，為流域和相關(guān)部門提供了新的思路。實(shí)踐證明，采用 SCDMA 系統(tǒng)構(gòu)建的防汛通信系統(tǒng)，不但解決了駐馬店地區(qū)基本的通信需求，還為現(xiàn)代化管理及防汛治理工作與 SCDMA系統(tǒng)相結(jié)合的應(yīng)用模式探索做出了貢獻(xiàn)。

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