李 成，時(shí)訓(xùn)利

(1.淮安市淮陰區(qū)防汛防旱指揮部辦公室，江蘇 淮安 223300；2.盱眙縣水利設(shè)計(jì)室，江蘇 盱眙 211700)

1 概述

我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)受防洪工程和措施不到位、防汛避險(xiǎn)理念落后、防汛搶險(xiǎn)救援難度大等諸多因素制約[1- 2]，一旦經(jīng)受洪水侵襲，廣大人民生命財(cái)產(chǎn)安全將受到極大威脅，因而農(nóng)村防汛預(yù)報(bào)預(yù)警是防汛工作中的重中之重。但是，從近年的洪澇災(zāi)害防御工作實(shí)踐來(lái)看，針對(duì)農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警方面還沒(méi)有形成完整的防御體系，仍然存在以下薄弱環(huán)節(jié)[3- 5]：尚未進(jìn)行系統(tǒng)的洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作、水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)覆蓋密度不足、重點(diǎn)工程及險(xiǎn)工險(xiǎn)段視頻監(jiān)測(cè)站缺乏、基層預(yù)警設(shè)施設(shè)備不足、缺乏統(tǒng)一調(diào)度指揮的監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。

淮陰區(qū)位于江蘇省北部平原的中心，地形平坦，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，季風(fēng)顯著，年降水量基本穩(wěn)定在1000mm左右，區(qū)域內(nèi)京杭大運(yùn)河、淮沭河、鹽河、古黃河、張福河等多條河流交匯，歷史洪澇災(zāi)害頻發(fā)。針對(duì)廣大農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，淮陰在進(jìn)行了系統(tǒng)的洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作基礎(chǔ)上，建設(shè)了水雨工情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、閘泵站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線預(yù)警廣播系統(tǒng)，防汛監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水雨工情數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和預(yù)警消息發(fā)布等功能，并集成以上功能構(gòu)建了防汛監(jiān)控預(yù)警一體化平臺(tái)。

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)淮陰區(qū)易受外洪和低洼易澇威脅的不同類型區(qū)的行政村開(kāi)展調(diào)查，掌握易洪、易澇行政村分布及人口分布、水文氣象、地形地貌、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、歷史洪澇災(zāi)害、涉水工程以及洪澇災(zāi)害防治現(xiàn)狀等基本情況，建立調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫(kù)。

針對(duì)易受外洪影響、低洼易澇等易災(zāi)村落，在內(nèi)業(yè)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，深入分析洪澇災(zāi)害防治區(qū)暴雨洪水特性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況，研究歷史洪澇災(zāi)害情況，綜合分析評(píng)價(jià)防治區(qū)村落、行政村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的防洪現(xiàn)狀，劃定洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)，確定雨量、水位等預(yù)警指標(biāo)和閾值，為及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)布預(yù)警信息、安全轉(zhuǎn)移人員提供了有力支撐。

2.2 汛情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.2.1水雨工情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

水雨工情情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由前端傳感器(水位計(jì)、雨量計(jì)、閘門開(kāi)度儀、電流變送器)、數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ)等四部分組成。利用浮子式水位計(jì)采集水位，遙測(cè)翻斗式雨量計(jì)采集雨情，閘門開(kāi)度儀采集閘門開(kāi)度、電流變送器采集水泵工作電流等工作狀態(tài)，并將以上采集的水位、雨量、工情等信息自動(dòng)傳輸?shù)绞兴姆种行拇鎯?chǔ)，區(qū)水利局和市水利局通過(guò)水利專網(wǎng)讀取水文分中心的水情數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，為防汛指揮決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)報(bào)表分析服務(wù)。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 水雨工情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2.2遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

閘泵站在保留原有現(xiàn)地控制方式下，新建遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集閘門開(kāi)度、閘門升降狀態(tài)、泵電流、泵運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控閘門啟閉狀況、泵運(yùn)行狀態(tài)、外河閘口及水面的情況，并可以通過(guò)控制中心向閘泵站的控制柜傳輸指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘、泵進(jìn)行開(kāi)、關(guān)、停止等遠(yuǎn)程操作，并可以查詢閘泵站的歷史操作記錄。

2.2.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端采集設(shè)備、視頻傳輸、管理中心、監(jiān)控中心四部分組成，主要監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行情況與閘泵站周圍情況。夜間無(wú)人值守狀態(tài)時(shí)，可通過(guò)實(shí)時(shí)錄像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況；監(jiān)測(cè)泵閘站的周邊環(huán)境，起到安防作用，并通過(guò)租用運(yùn)營(yíng)商的VPN專網(wǎng)光纖接入?yún)^(qū)級(jí)視頻監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一體化管理。

2.3 無(wú)線預(yù)警廣播系統(tǒng)

無(wú)線預(yù)警廣播系統(tǒng)主要由預(yù)警廣播終端和預(yù)警廣播平臺(tái)兩部分組成。無(wú)線預(yù)警廣播終端安裝在水利局、水管單位、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村部等合適位置，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的發(fā)布和提醒。無(wú)線預(yù)警廣播平臺(tái)用于統(tǒng)籌管理區(qū)域內(nèi)所有無(wú)線預(yù)警廣播終端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備、數(shù)據(jù)管理和遠(yuǎn)程發(fā)布預(yù)警信息等。

對(duì)于人口居住較分散的村，合理布設(shè)無(wú)線預(yù)警廣播，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息遠(yuǎn)距離傳輸并延伸到村級(jí)，有效解決預(yù)警信息發(fā)布“最后一公里”瓶頸。當(dāng)預(yù)測(cè)到洪澇災(zāi)害將要來(lái)臨時(shí)，通過(guò)無(wú)線預(yù)警廣播，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，通知到戶、到人，極大程度地減少人身財(cái)產(chǎn)損失。對(duì)于過(guò)漁船且流量較大的重要漫水閘，也可安裝無(wú)線預(yù)警廣播設(shè)備，當(dāng)漫水閘開(kāi)閘放水時(shí)提前通知漁民安全撤離。

3 防汛監(jiān)控預(yù)警一體化平臺(tái)

3.1 總體架構(gòu)

防汛監(jiān)控預(yù)警一體化平臺(tái)邏輯上分為：數(shù)據(jù)層、支撐服務(wù)層、應(yīng)用層、用戶層4個(gè)部分。數(shù)據(jù)層包括以上提到的水雨工情數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻圖像庫(kù)，另外還有工程信息庫(kù)、氣象數(shù)據(jù)庫(kù)等，囊括了防汛工作所需的大部分?jǐn)?shù)據(jù)信息；支撐服務(wù)層包括：短信服務(wù)平臺(tái)、報(bào)表服務(wù)平臺(tái)、地理信息平臺(tái)和視頻發(fā)布平臺(tái)，提供對(duì)數(shù)據(jù)層信息的瀏覽和分析功能；用戶可以在電腦和移動(dòng)終端使用，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用層為電腦端的防汛監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)和移動(dòng)端的防汛微信預(yù)警平臺(tái)，可供不同用戶在不同情境下方便使用。具體的層次關(guān)系以及各層的模塊功能如圖2所示。

圖2 防汛監(jiān)控預(yù)警一體化平臺(tái)總體架構(gòu)圖

3.2 防汛監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

基于江蘇省防汛指揮系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)書規(guī)范要求，集成已建防汛決策支持系統(tǒng)，打造城鄉(xiāng)一體化的防汛監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)。除以上提到的水雨工情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、閘泵站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線預(yù)警廣播系統(tǒng)，防汛監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)還引入了防汛綜合信息管理和氣象專題監(jiān)視等功能。

3.2.1防汛綜合信息管理

(1)防汛檢查信息管理

對(duì)水利工程安全巡查、汛前檢查、工程檢查、安全檢查、防汛防臺(tái)工作組督查等工作過(guò)程中編制、收發(fā)、采集到的各種材料的查詢檢索服務(wù)，包括各種文檔資料、圖片資料、匯報(bào)資料、總結(jié)材料等。對(duì)巡查檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題根據(jù)問(wèn)題性質(zhì)、問(wèn)題類型等及時(shí)進(jìn)行預(yù)警發(fā)布。

(2)防汛組織管理

提供列表和地圖兩種模式。列表模式，顯示所有搶險(xiǎn)隊(duì)伍信息列表，輸入工程名稱，進(jìn)行條件查詢工程信息名列表，點(diǎn)擊某條記錄顯示詳細(xì)信息。地圖模式，頁(yè)面地圖上顯示查詢到的所有搶險(xiǎn)隊(duì)伍所在地點(diǎn)。

(3)防汛預(yù)案管理

收集整理淮陰防汛管理相關(guān)工程調(diào)度方案、控制運(yùn)行計(jì)劃、應(yīng)急預(yù)案，開(kāi)展屬性與關(guān)聯(lián)指標(biāo)數(shù)據(jù)的提取，根據(jù)工程調(diào)度方案、控制運(yùn)行計(jì)劃、應(yīng)急預(yù)案屬性數(shù)據(jù)與關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合實(shí)時(shí)汛情信息建立合理的方案預(yù)案啟用預(yù)警機(jī)制，當(dāng)實(shí)時(shí)報(bào)訊信息達(dá)到或?qū)⒁_(dá)到方案預(yù)案啟用條件時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)發(fā)出方案預(yù)案的啟用提醒。

(4)防汛物資管理

建立防汛物資倉(cāng)庫(kù)電子臺(tái)賬系統(tǒng)，與現(xiàn)有的紙質(zhì)臺(tái)賬結(jié)合起來(lái)，保證資料的完整性和安全性；建設(shè)防汛物資庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息共享，對(duì)現(xiàn)有物資，調(diào)出物資，剩余物資的統(tǒng)計(jì)，物資在系統(tǒng)中可根據(jù)易耗和重復(fù)使用進(jìn)行細(xì)化分類；實(shí)現(xiàn)防汛物資維護(hù)預(yù)警功能，對(duì)于庫(kù)存及需定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的設(shè)備在平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)警提醒；對(duì)于低于最低庫(kù)存要求及達(dá)到使用壽命的設(shè)備也可進(jìn)行預(yù)警，提醒及時(shí)采購(gòu)或更換。

3.2.2氣象監(jiān)視

引入氣象信息作為防汛輔助，包括衛(wèi)星云圖、臺(tái)風(fēng)路徑、降雨預(yù)報(bào)、雷達(dá)云圖等，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史氣象信息的瀏覽、報(bào)表分析以及對(duì)未來(lái)氣象的預(yù)報(bào)。

3.3 防汛微信預(yù)警平臺(tái)

基于微信平臺(tái)打造淮陰防汛監(jiān)控預(yù)警的移動(dòng)平臺(tái)，系統(tǒng)服務(wù)端部署運(yùn)行在淮陰區(qū)水利局?jǐn)?shù)據(jù)機(jī)房服務(wù)器，通過(guò)與微信平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和功能調(diào)用，可查看電腦端即防汛監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)上的所有信息，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的專業(yè)移動(dòng)辦公以及對(duì)公眾的信息發(fā)布互動(dòng)。

4 應(yīng)用效果

淮陰區(qū)防汛工作人員通過(guò)開(kāi)展農(nóng)村基層洪澇災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)，實(shí)施農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系建設(shè)，不斷完善洪澇災(zāi)害防御體系，提高綜合防御水平，極大限度地減少了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供了良好的安全保障，收到了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為廣大農(nóng)村的防汛預(yù)警工作提供了重要的技術(shù)支持和借鑒意義。