顏 虎，楊亞芳

(西昌水文水資源勘測(cè)局，四川西昌 615000)

當(dāng)前水安全和水資源問題已經(jīng)成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要因素，而其中的洪澇災(zāi)害已成為制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，防洪減災(zāi)的任務(wù)艱巨而迫切。水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展，能夠有效的為水情預(yù)報(bào)工作提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的水情資料，更進(jìn)一步的提高洪澇災(zāi)害的預(yù)警效果。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)歷，著重介紹信息采集平臺(tái)在日常洪水預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用。

1 信息采集平臺(tái)的主要特點(diǎn)

四川省西昌水文水資源勘測(cè)局水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)采用的是南京南瑞水情的RTU數(shù)據(jù)采集平臺(tái)——ACSCOMM，該平臺(tái)是集成了多種通信信道和多種RTU協(xié)議的通用水情遙測(cè)數(shù)據(jù)采集、查詢分析與數(shù)據(jù)處理的平臺(tái)。其主要特點(diǎn)及功能如下:

1)數(shù)據(jù)采集采用多線程，每個(gè)串行通訊端口分別占用一個(gè)線程，某一線程發(fā)生故障不影響其他線程的采集。

2)具有本地ACSCESS數(shù)據(jù)庫，可脫離平臺(tái)數(shù)據(jù)庫獨(dú)立運(yùn)行，歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)短可任意設(shè)定，自動(dòng)刪除過期數(shù)據(jù)。

3)采用模塊化設(shè)計(jì)，支持多信道采集和多種RTU通訊協(xié)議，且可以通過DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫)任意擴(kuò)展信道和協(xié)議。目前支持 VHF(超短波)、PSTN、GSM(短信)、Inmarsat(海事衛(wèi)星)、BEIDOU(北斗衛(wèi)星)、GPRS等常用信道的數(shù)據(jù)采集。

4)運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)在線配置，修改任何配置不需要重啟程序。

5)集成化監(jiān)視界面，可查看信道狀況及原始來報(bào)碼、遙測(cè)站當(dāng)前來數(shù)實(shí)時(shí)信息、遙測(cè)站歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)配置等。

6)支持對(duì)遙測(cè)站進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)數(shù)。

7)可直接從南瑞水情的WDS9001或WDS9002系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入配置。

8)主運(yùn)行界面以及查詢界面操作簡(jiǎn)單明了，實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)計(jì)算查詢簡(jiǎn)單便捷(圖1):

圖1 實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)查詢

2 信息采集平臺(tái)的應(yīng)用

2.1 信息的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性

信息穩(wěn)定性方面，由于采用了多線程采集和多信道傳輸，從根本上保證了水情信息的及時(shí)和穩(wěn)定傳送。本局所用系統(tǒng)常用信道為BEIDOU信道，當(dāng)BEIDOU信道出現(xiàn)擁堵或故障的時(shí)候，備用的GSM信道會(huì)快速啟動(dòng)并補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)，從而大大的減少了數(shù)據(jù)傳輸不暢的概率。本局自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行近5 a，通過對(duì)下屬39個(gè)遙測(cè)站的年暢通率統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，年平均暢通率均＞97%，該系統(tǒng)完全能滿足日常測(cè)報(bào)需要。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面，每年進(jìn)行的汛前及汛末巡檢，以及專門為系統(tǒng)配備的設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)小組，確保了系統(tǒng)各軟硬件設(shè)備的正常工作。加之系統(tǒng)人機(jī)界面所提供的各站雨量柱狀排列圖(圖2)，利于工作人員方便快捷的進(jìn)行雨量站合理性分析，確保各遙測(cè)站自動(dòng)雨量器工作正常。人機(jī)界面提供的各站實(shí)時(shí)水位過程線(圖3)查詢，也能讓工作人員隨時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)水位計(jì)的工作情況。通過幾年的整編資料對(duì)比，資料精度也能滿足整編要求。所以，該系統(tǒng)為水情預(yù)報(bào)工作所需提供的水情信息是穩(wěn)定可靠的。

圖2 各雨量站柱狀排列圖

圖3 雨量站水位實(shí)時(shí)過程線圖

2.2 信息的實(shí)時(shí)性

作為水情預(yù)報(bào)工作來講，最重要最關(guān)鍵的就是獲得及時(shí)準(zhǔn)確的水情實(shí)時(shí)信息。遙測(cè)站向采集平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)包1次/h，一個(gè)數(shù)據(jù)包包含12個(gè)水情信息(采集1次/5 min)，再加上ACSCOMM的數(shù)據(jù)召測(cè)功能，該遠(yuǎn)程命令實(shí)現(xiàn)召測(cè)遙測(cè)站的當(dāng)前數(shù)據(jù)，遙測(cè)站接收到該命令后會(huì)主動(dòng)發(fā)起一次對(duì)所用傳感器的測(cè)量，并把測(cè)量結(jié)果發(fā)送采集平臺(tái)，也就是說，可以隨時(shí)得到遙測(cè)站的實(shí)時(shí)水情信息。這對(duì)于無論是用相關(guān)關(guān)系或系統(tǒng)模型的預(yù)報(bào)方案來講，從信息密度和實(shí)時(shí)性上已極大程度的滿足了預(yù)報(bào)需求。以本局下屬孫水關(guān)水文站為例，現(xiàn)行的預(yù)報(bào)方案是通過上游喜德水位站洪峰水位以及區(qū)間平均面雨量和孫水關(guān)水文站實(shí)時(shí)流量相關(guān)關(guān)系建立的，本方案的區(qū)間平均面雨量只有通過前一時(shí)段的報(bào)文獲得，這就大大的增大了預(yù)報(bào)結(jié)果的誤差。而有了自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)后，就可以在喜德站出現(xiàn)洪峰水位后及時(shí)查詢區(qū)間的冕山、深溝、則約、項(xiàng)姑、波洛等5個(gè)雨量站的實(shí)時(shí)雨量信息，然后通過泰森多邊形法可求得區(qū)間5個(gè)雨量站降雨的產(chǎn)匯流情況，從而可以及時(shí)修定原來的預(yù)報(bào)方案，使得預(yù)報(bào)結(jié)果更加準(zhǔn)確合理。在已經(jīng)發(fā)生險(xiǎn)情的情況下，還能夠通過自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)及時(shí)傳遞的雨水情信息對(duì)已經(jīng)發(fā)出的水情預(yù)報(bào)結(jié)果作進(jìn)一步的修正，確保險(xiǎn)情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，為防汛救災(zāi)工作提供有力的信息保證。

2.3 信息的導(dǎo)入導(dǎo)出

ACSCOMM提供了從其他格式文件或數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入或?qū)С霾糠窒到y(tǒng)配置的功能。從數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出歷史以及實(shí)時(shí)水情資料目前提供的文件格式有Excel文件和WDS表。歷史和實(shí)時(shí)資料的方便導(dǎo)出，對(duì)水情預(yù)報(bào)建立模型或資料收集解決了原始資料錄入以及編輯的繁瑣工作，大大減輕了工作量。

綜上所述，實(shí)踐證明，自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水情預(yù)報(bào)工作中的作用越來越顯著，對(duì)水情預(yù)警以及搶險(xiǎn)救災(zāi)都有著有力的支持。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化系統(tǒng)在水情預(yù)報(bào)中的應(yīng)用會(huì)越來越普及和廣泛，并會(huì)很大程度的提高水情預(yù)報(bào)結(jié)果的精度和防汛部門的反應(yīng)速度。

［1］NARI WDS9002系統(tǒng)使用維護(hù)手冊(cè)［Z］.南京南瑞集團(tuán)公司水情水調(diào)環(huán)境監(jiān)測(cè)分公司，2008.

［2］陳興芳、趙振國(guó).中國(guó)汛期降水預(yù)測(cè)研究及應(yīng)用［M］.北京:氣象出版社，2000.

［3］四川省水利電力廳.四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)［K］.成都:四川省水利廳，1984.