關(guān)鍵字：GPRS RTU；GPRS 預(yù)警系統(tǒng)；遙測(cè)通信終端；遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)；預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)
一、前言
山洪是指由于暴雨、冰雪融化或攔洪設(shè)施潰決等原因，在山區(qū)(包括山地、丘陵、崗地)沿河流及溪溝形成的暴漲暴落的洪水及伴隨發(fā)生的滑坡、崩塌、泥石流的總稱。其中，暴雨引起的山洪在我國(guó)最為常見(jiàn)，具體表現(xiàn)為它的形成與發(fā)展主要受降雨量及降雨強(qiáng)度、地形地質(zhì)的影響。
山洪災(zāi)害的主要特點(diǎn)：
(1)季節(jié)性強(qiáng)，頻率高。山洪災(zāi)害主要集中在汛期，尤其主汛期更是山洪災(zāi)害的多發(fā)期。
(2)區(qū)域性明顯，易發(fā)性強(qiáng)。山洪主要發(fā)生虧山區(qū)、丘陵區(qū)及崗地，特別是位于暴雨中心的上述地區(qū)，暴雨時(shí)極易形成具有沖擊力的地表徑流，導(dǎo)致山洪暴發(fā)，形成山洪災(zāi)害。
(3)來(lái)勢(shì)迅猛，成災(zāi)快。集，降雨迅速轉(zhuǎn)化為徑流，小時(shí)即成災(zāi)受損，防不勝防。
(4)破壞性強(qiáng)，危害嚴(yán)重。山洪災(zāi)害發(fā)生時(shí)往往伴生滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，并造成河流改道、公路中斷、耕地沖淹、房屋倒塌、人畜傷亡等，因此危害性、破壞性很大。
建立山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，是防治山洪災(zāi)害的一項(xiàng)重要的非工程性措施。山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)集自動(dòng)采集、傳輸、查詢和決策為一體，實(shí)現(xiàn)了水情測(cè)報(bào)、防洪調(diào)度的自動(dòng)化和現(xiàn)代化，提高了防汛抗旱調(diào)度指揮手段的先進(jìn)性，可有效增強(qiáng)地區(qū)抗御自然災(zāi)害的能力。
山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分:
1)災(zāi)害易發(fā)區(qū)雨量、水位自動(dòng)采集系統(tǒng)
2)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及自然災(zāi)害防御應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)
3)基于GIS電子地圖的山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與決策支持系統(tǒng)
4)災(zāi)害預(yù)警發(fā)布平臺(tái)與應(yīng)急響應(yīng)支持系統(tǒng)
山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨量、河道水位、水庫(kù)水位變化情況、水庫(kù)實(shí)時(shí)庫(kù)容等信息，為是否需要開(kāi)閘、泄洪等決策提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),從而為各級(jí)政府、防汛指揮機(jī)構(gòu)和減災(zāi)組織提供及時(shí)準(zhǔn)確的水情信息，為其早決策、早部署提供幫助，使防災(zāi)減災(zāi)決策更加及時(shí)、科學(xué)。
二、系統(tǒng)組成
山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)，決策分析子系統(tǒng)、預(yù)警發(fā)布子系統(tǒng)組成。
1） 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)介紹
自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)站：
（1）翻斗式雨量計(jì)
①承雨口口徑Φ200+0.6mm；
②分辨率0.5mm或0.2mm或1.0mm（根據(jù)年平均降雨量確定）；
③雨強(qiáng)測(cè)量范圍0～4mm/min（允許通過(guò)最大雨強(qiáng)8mm/min）；
④測(cè)量精度：根據(jù)不同分辨率雨量傳感器的自身排水量確定，總體不超過(guò)±4%；
⑤工作環(huán)境：溫度-10℃～+50℃，濕度<95%(40℃)；
（2）壓力水位計(jì)
①測(cè)量范圍：0-15m、0-20m、0-35m；
②供電電源：8-16VDC，使用電流：25mA/24hr avg；
③輸出：SDI-12，RS232；
④壓力范圍：0-22 psi；
⑤精度：0.05% F·S，分辨率：0.0001 psi；
⑥壓縮機(jī)類型：活塞和圓筒壓縮機(jī)；
⑦工作環(huán)境：溫度-40℃～+60℃，濕度 0-95%（無(wú)凝結(jié)）。
（3）遙測(cè)終端（RTU）
遙測(cè)終端的功能指標(biāo)如下：
①可外接增量式 （翻斗式） 雨量傳感器、可外接水位傳感器；實(shí)現(xiàn)GPRS、CDMA、GSM、衛(wèi)星通信等方式的發(fā)送和接收傳輸功能；
②具有定時(shí)自檢發(fā)送、死機(jī)自動(dòng)復(fù)位、站址設(shè)定、隨時(shí)召測(cè)、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)人工置入、直觀現(xiàn)場(chǎng)顯示和設(shè)備測(cè)試等功能；
③支持休眠喚醒工作方式；能夠通過(guò)軟件設(shè)置（包括遠(yuǎn)程設(shè)置）數(shù)據(jù)傳輸體制、數(shù)據(jù)報(bào)送頻次等；所有外部接口具有光電隔離能力；
④可存儲(chǔ)十年以上原始水情數(shù)據(jù)，RTU固態(tài)存儲(chǔ)器容量達(dá)到2GB；支持遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程維護(hù)等。
遙測(cè)終端的主要技術(shù)指標(biāo)為：
①供電方式：蓄電池向設(shè)備供電，太陽(yáng)能電池板浮充供電；
②值守功耗：小于等于2mA（電池電壓12V時(shí)）；
③設(shè)備平均無(wú)故障工作時(shí)間：MTBF＞225，000小時(shí)；
④工作溫度：－30℃～＋60℃，濕度：0～90％。
（4）電源
自動(dòng)監(jiān)測(cè)站采用太陽(yáng)能浮充蓄電池方式供電。
主要技術(shù)指標(biāo)如下：
①蓄電池采用鉛酸免維護(hù)可充電蓄電池。對(duì)于高寒地區(qū)，應(yīng)選用耐低溫的蓄電池；
②太陽(yáng)能板采用進(jìn)口單晶硅太陽(yáng)能電池組件，最大工作電壓：17V，開(kāi)路電壓：21V；
③充電控制器電壓：12/24V DC，最終充電電壓：13.8V，氣息電壓：14.5V，工作環(huán)境溫度：-25℃～50℃。
2）遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)介紹
三 通信終端
自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸通信，選用GPRS、GSM、超短波、北斗衛(wèi)星等通信方式進(jìn)行組網(wǎng)，其設(shè)備技術(shù)指標(biāo)如下：
1）GPRS/GSM模塊
①工作頻率：支持雙頻GSM/GPRS ，符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)；
②協(xié)議：支持TCP/IP全透明傳輸，支持增強(qiáng)型TCP-ZSD協(xié)議；
③發(fā)射功率：2W（900MHz）/1W（1800MHz）；
④功耗(mA@12V )：≤150mA（工作），≤12mA（空閑）；
⑥頻率誤差：≤0.1ppm；
⑧工作溫度：-25℃～＋60℃。
2）北斗衛(wèi)星終端
①天線波束寬度：俯仰方向25°～90°,水平0°～360°；
②頻率：接收S波段，發(fā)射L波段；
③接收靈敏度：C≤-157.6dBW；
④接收信號(hào)誤碼率：≤1×10-7；
⑤發(fā)射EIRP值：≥13dBW；
⑥MTBF（平均故障間隔時(shí)間）：25000小時(shí)；
⑦功耗：平均功耗≤6W，發(fā)射最大功耗≤120W；
⑧工作環(huán)境：溫度-20℃～+55℃，濕度5％～98％（45℃）
3）超短波通信終端
①工作頻段：220～240MHz；
②數(shù)據(jù)速率：19200bps；
③運(yùn)行模式：半雙工；
④信道帶寬：12.5/25KHz；
1） 預(yù)警與決策分析子系統(tǒng)介紹
處理流程圖：
系統(tǒng)對(duì)采集到的雨量及水位信息進(jìn)行模型化分析，當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的雨量或水位超過(guò)預(yù)警臨界點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警提示信息。
通過(guò)電子地圖上，可以直觀地看到每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的預(yù)警狀態(tài)。
1） 預(yù)警發(fā)布子系統(tǒng)介紹
自動(dòng)語(yǔ)音通知設(shè)備置于地區(qū)災(zāi)害指揮總部，當(dāng)即將發(fā)生水災(zāi)或者其他災(zāi)害時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)電話、短信、鄉(xiāng)村廣播喇叭和其他一切可以使用的通信工具發(fā)出警報(bào)信息。
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