一
、 概述
      我國是一個多山的國家，山丘區麵積約占全國陸地麵積的三分之二。伴隨著社會的發展人類活動的影響，導致山洪災害事故發生頻繁。

      據全國防汛抗旱指揮部的統計，近些年來，中小河流和山洪地質災害因災死亡、失蹤的人數
，以及造成的財產損失均占因洪災害總計的70%。中小河流和山洪地質災害成為防洪減災體係的薄弱環節。“滑坡”、“崩塌”、“泥石流”、 “中小河流”
、“病險水庫”……這些熱點詞彙充斥著從國家宏觀決策到相關行業領域的行動方針，也成為各界人士所議論的熱點話題。

      2010年10月12日
，國家發展改革委副主任杜鷹
、國土資源部副部長汪民
、水利部副部長矯勇、國家林業局副局長印紅召開新聞發布會介紹中小河流治理和山洪地質災害防治等方麵已開展的工作和下一步工作安排情況時表示：山洪地質災害客觀存在，但是一定是可防可治的，要把水利投資
、地質災害防治投資、生態環境綜合治理投資擺在更加重要的位置。五年內基本完成防災減災治理工程。

      山洪災害的防治需堅持“以防為主
，防治結合”，通過建立一套具備完善預測
、預報
、預警能力和應急指揮能力的“山洪災害防禦係統”，在山洪到來之前能發出預警信息
，讓相關部門迅速科學決策


，保障民眾生命財產安全。

      隨著物聯網、工業無線通信等相關學科發展，山洪地質災害防禦通過引用相關領域新產品、新技術實現了災害預測、預報、預警、應(ying)急(ji)指(zhi)揮(hui)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)。四(si)信(xin)通(tong)信(xin)是(shi)中(zhong)國(guo)物(wu)聯(lian)網(wang)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)領(ling)域(yu)的(de)骨(gu)幹(gan)企(qi)業(ye)，幾(ji)年(nian)來(lai)一(yi)直(zhi)緊(jin)貼(tie)物(wu)聯(lian)網(wang)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)脈(mai)搏(bo)，深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)工(gong)業(ye)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)產(chan)品(pin)在(zai)水(shui)利(li)水(shui)文(wen)
、防洪防災等領域的應用，逐步形成了以產品為基礎

，為行業內客戶提供係統解決方案的專業化經營特色，全麵協助客戶實現“智慧、標準、安全


、可靠”的無線通信目標。

二、 項目分析
2.1係統需求
      山洪災害預警是在各種原始監測數據和曆史數據分析對比的基礎上,根據數據分析結果來決策預警信息。
      各偵測點終端數據采集設備對各項水文數據進行實時偵測
，如單位時間內的降雨量、降雨強度、水位、河流水速、水庫放閘水速、水量等。終端數據采集設備實時或間隔采集各項數據，並在GPRS無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)平(ping)台(tai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)
，將(jiang)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)傳(chuan)送(song)到(dao)預(yu)警(jing)中(zhong)心(xin)係(xi)統(tong)
，中(zhong)心(xin)係(xi)統(tong)將(jiang)所(suo)得(de)的(de)各(ge)項(xiang)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)綜(zong)合(he)分(fen)析(xi)，為(wei)預(yu)警(jing)決(jue)策(ce)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)依(yi)據(ju)。當(dang)預(yu)警(jing)決(jue)策(ce)係(xi)統(tong)得(de)出(chu)預(yu)警(jing)信(xin)息(xi)後(hou)，預(yu)警(jing)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)、語音
、短信的形式向預警終端發出預警信息。

2.2 係統構成
      根據各地區山洪災害防禦工作的特點和山洪災害預警決策的需求，利用通信、計算機網絡

、數據庫應用等技術手段，在省、市或縣級別的防汛指揮部門建立山洪災害防預係統，為收集山洪災害防治區水雨情數據信息以及其它部門的相關信息
、信息查詢、山洪預報決策、預警信息發布等服務。

      山shan洪hong災zai害hai信xin息xi彙hui集ji與yu預yu警jing平ping台tai是shi山shan洪hong災zai害hai預yu警jing係xi統tong的de核he心xin，主zhu要yao由you計ji算suan機ji網wang絡luo係xi統tong和he數shu據ju庫ku係xi統tong組zu成cheng。計ji算suan機ji網wang絡luo係xi統tong主zhu要yao為wei係xi統tong數shu據ju接jie收shou、處理、加工與信息查詢、預警決策、預警信息發布
、信息交換等服務提供軟硬件平台。數據庫係統主要為係統維護管理、信息查詢與服務、預報決策提供數據信息。

      山洪災害預警係統主要由三部分組成：水情監測係統、預警中心係統和預警發布終端係統。

2．2．1水情監測係統
      水雨情監測係統主要包括水雨情監測站網布設、信息采集、信xin息xi傳chuan輸shu等deng。監jian測ce係xi統tong主zhu要yao任ren務wu是shi采cai集ji各ge項xiang水shui文wen數shu據ju並bing將jiang各ge項xiang數shu據ju信xin息xi通tong過guo無wu線xian傳chuan輸shu終zhong端duan傳chuan送song到dao預yu警jing中zhong心xin係xi統tong，為wei預yu警jing中zhong心xin係xi統tong提ti供gong各ge項xiang災zai害hai數shu據ju。

2．2．2預警中心係統
      預警中心係統主要任務是進行數據信息彙集、綜合分析，根據分析結果做出預警決策，根據危急等級及山洪可能危害的範圍不同，選取適宜的預警程序方式
，將預警信息及時、準zhun確que地di傳chuan送song到dao山shan洪hong災zai害hai可ke能neng危wei及ji的de區qu域yu，從cong而er使shi接jie收shou到dao預yu警jing區qu域yu的de人ren員yuan能neng根gen據ju山shan洪hong災zai害hai防fang禦yu預yu案an
，及ji時shi采cai取qu預yu防fang措cuo施shi，最zui大da限xian度du地di減jian少shao人ren員yuan傷shang亡wang及ji人ren民min群qun眾zhong的de財cai產chan損sun失shi。

      預警中心係統由計算機網絡子係統和數據庫子係統組成。計算機網絡子係統主要有災害數據信息彙集、數據加工分析、數據查詢
、預警決策和預警信息發布。數據庫子係統主要係統的維護管理、提供查詢服務及為預警決策係統提供曆史相關數據。

      預警中心係統一般采用有線光纖等的接入方式。

2．2．3預警信息發布終端係統
       yujingxinxifabuzhongduanzixitongdezhuyaorenwushijiangzhongxinxitongdejuecexinxiyigezhongfangshitongzhiyujingquneidexiangguanrenyuanyurenminqunzhongzuohaozaihaidefanghuanzhunbeigongzuo，yiquebaozaihaidailaidecaichansunshijirenminqunzhongderenshenganquansunhaijiangzhizuidi。qizhongbaokuofabuzhongduanyuwuxiantongxinzhongduan。

2．3 防洪預警架構

      根據係統構成分析，山洪災害預警係統的總體拓撲如上圖,其(qi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)以(yi)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)為(wei)中(zhong)心(xin)分(fen)成(cheng)兩(liang)條(tiao)鏈(lian)路(lu)
，分(fen)別(bie)是(shi)監(jian)測(ce)終(zhong)端(duan)與(yu)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)的(de)鏈(lian)路(lu)，控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)與(yu)預(yu)警(jing)發(fa)布(bu)終(zhong)端(duan)的(de)鏈(lian)路(lu)。實(shi)現(xian)災(zai)害(hai)信(xin)息(xi)的(de)彙(hui)集(ji)和(he)災(zai)害(hai)預(yu)警(jing)通(tong)告(gao)。

2．3．1 監測終端與控製中心的鏈路
      此鏈路的作用是將前端采集數據發送到控製中心

，為供控製中心決策預警提供最原始水文數據。
      監測終端設備大部分分布在災害易發現場，自然環境條件惡劣，因此需要設備具有工業級設計。廈門四信IP Modem采用了工業級的設計理念，正常工作耐溫範圍大，在-25℃~65℃的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)設(she)備(bei)能(neng)正(zheng)常(chang)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)，並(bing)采(cai)用(yong)金(jin)屬(shu)外(wai)殼(ke)使(shi)設(she)備(bei)能(neng)在(zai)各(ge)種(zhong)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)不(bu)易(yi)受(shou)到(dao)損(sun)害(hai)，能(neng)在(zai)山(shan)洪(hong)災(zai)害(hai)發(fa)生(sheng)地(di)區(qu)保(bao)持(chi)著(zhe)穩(wen)定(ding)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。監(jian)測(ce)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)包(bao)括(kuo)各(ge)種(zhong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)器(qi)和(he)IP Modem。終端數據采集器要采集的數據包括:單位時間內的降雨量、降雨強度、水位、河流水速、水庫放閘水速
、水量等各種水文數據。數據采集終端通過RS-232或RS-485線與IP Modem連接。

      汛期階段，IP Modem將處於長期在線的工作狀態，時刻通過GRPS網絡與控製中心保持連接，但由於受到環境、供(gong)電(dian)等(deng)外(wai)界(jie)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)，設(she)備(bei)可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)狀(zhuang)態(tai)，這(zhe)時(shi)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)對(dui)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)上(shang)電(dian)或(huo)重(zhong)啟(qi)，隨(sui)之(zhi)而(er)來(lai)的(de)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)將(jiang)會(hui)對(dui)設(she)備(bei)的(de)維(wei)護(hu)帶(dai)來(lai)很(hen)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)量(liang)
，同(tong)時(shi)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)獲(huo)得(de)災(zai)情(qing)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)與(yu)準(zhun)確(que)性(xing)，因(yin)此(ci)我(wo)司(si)推(tui)出(chu)智(zhi)能(neng)IP Modem

，能夠保證IP Modem在受外界因素影響而出現故障時能夠自動恢複通信，網絡掉線後設備自動再次連接，保證與控製中心的連通性。當IP Modem偵zhen聽ting到dao采cai集ji終zhong端duan發fa過guo來lai的de數shu據ju時shi

，立li刻ke采cai用yong透tou明ming傳chuan輸shu的de方fang式shi將jiang數shu據ju上shang傳chuan給gei控kong製zhi中zhong心xin
，為wei控kong製zhi中zhong心xin提ti供gong最zui原yuan始shi的de災zai情qing數shu據ju，以yi便bian控kong製zhi中zhong心xin及ji時shi對dui災zai情qing做zuo出chu正zheng確que的de判pan斷duan。

      非汛期階段
，設備不必保持時刻在線狀態
，控製中心可以通過直接控製和短信通信兩種方式對IP Modem進行配置參數的修改
，控製設備的活動狀態，設備上下線時間、開關機模式或使設備完全進入休眠狀態。同時移動手機終端也可通過短信方式對IP Modem配置參數進行修改。通過這樣的模式可以很大程度地降低設備功耗節能減排。

2．3．2控製中心與預警發布終端鏈路
      此鏈路的主要作用是將控製中心發出的預警信息以廣播、LED屏(ping)等(deng)方(fang)式(shi)通(tong)告(gao)險(xian)情(qing)區(qu)域(yu)內(nei)的(de)相(xiang)關(guan)人(ren)員(yuan)與(yu)群(qun)眾(zhong)及(ji)時(shi)采(cai)取(qu)防(fang)患(huan)措(cuo)施(shi)，將(jiang)危(wei)害(hai)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)可(ke)通(tong)過(guo)三(san)種(zhong)通(tong)信(xin)方(fang)式(shi)向(xiang)預(yu)警(jing)終(zhong)端(duan)發(fa)出(chu)預(yu)警(jing)信(xin)息(xi)：GPRS網絡數據、語音
、短信。

      預警終端主要放置在易發生山洪災害區域的村莊
、縣城或人類活動頻繁的地方。預警終端主要包括IP Modem 
、控製器
、功放設備、喇叭、LED顯示屏等設備。IP Modem有三種通信方式接收預警信息。第一，通過GPRS網絡與控製中心保持連接
，實時偵聽控製中心的預警通告；第二，提供語音通道
，為緊急災害情況提供直接語音通告

；第三，提供短信通道，控製中心和移動電話終端可通過短信的方式向預警終端發送修改配置指令和發布預警信息。控製器內存儲著IP Modem授權拔入的號碼池和各種災害信息播放錄音。

      IP Modem通過RS-232/RS-485與控製器連接，IP Modem將從控製中心所獲得的預警信息提交給控製器進行分析；控製器將從IP Modemhuodedeyujingxinxifenxihou，duigongfangshebeifachuzhiling，shigongfangshebeiyuyinpinshebeijinruzhunbeibofangzhuangtai
，tongshigenjufenxijieguobofangbendiluyinyujingxiaoxi。gongfangshebeitongguoyinpinxianyuIP Modem
、喇叭連接，通過控製線與控製器連接。

      當控製中心發出預警信息之後
，IP Modem有三種獲得的預警信息的方式。第一，通過GPRS網絡平台直接從控製中心獲取；第二
，通過短信通道；第三，語音通話的拔入。控製中心或移動電話可直接向IP Modem發出相應的預警信息
，IP Modem將獲得的信息移交給控製器處理，控製器根據預警信息的內容、災zai害hai等deng級ji觸chu發fa啟qi動dong功gong放fang設she備bei，並bing按an設she定ding程cheng序xu播bo放fang相xiang對dui應ying的de廣guang播bo錄lu音yin。當dang出chu現xian緊jin急ji災zai害hai情qing況kuang下xia，控kong製zhi中zhong心xin的de固gu話hua或huo移yi動dong電dian話hua可ke直zhi接jie拔ba通tong終zhong端duanIP Modem，IP Modemjiangtiqubaruhaomabingfasongzhikongzhiqi，kongzhiqijieshoubaruhaomahou，jiangqiyubendishouquanhaomachijinxingduibi
，ruguobaruhaomazaishouquanchineiyoudingyi
，zefasongjietingminglingzhiIP Modem，IP Modemjieshoudaojietingzhilinghouzhixingzhiling，tonghuazhengshijietong，tongshikongzhiqikongzhigongfangyuyinxiangshebeijinruzhunbeibofangzhuangtai

，cishitonghuaduiduankezhijiejinxingyuyinyujingtonggao。

2．5無線通信設備功能
      鑒於上述係統設計的需求，對無線通信終端不僅需要數據傳輸的基礎功能

，還必須具備短信及語音功能，能達到數據


、短信、語音三通道的傳輸方式。廈門四信通信的IP Modem產品功能與性能設計與防洪防災領域的應用緊密結合

，具有智能防掉線、短信通道
、語音通道、高可性加密等功能
，實現數據穩定傳輸、數據安全傳輸。

2．6傳輸網絡的選擇
      GPRS，突出的特點是傳輸速率高和費用低。GPRS上行速率較GSM為高，下行速率則可達100Kbps。鑒於利用GPRS的運行速度快
、運行成本低，建議盡可能地利用GPRS傳輸。目前，GPRS網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)成(cheng)熟(shu)
，國(guo)內(nei)運(yun)營(ying)商(shang)經(jing)過(guo)十(shi)多(duo)年(nian)的(de)建(jian)設(she)發(fa)展(zhan)，網(wang)絡(luo)已(yi)經(jing)覆(fu)蓋(gai)到(dao)全(quan)國(guo)各(ge)地(di)，甚(shen)至(zhi)連(lian)偏(pian)遠(yuan)的(de)山(shan)區(qu)也(ye)有(you)覆(fu)蓋(gai)。覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)廣(guang)泛(fan)且(qie)資(zi)費(fei)便(bian)宜(yi)、套餐豐富，非常適合小數據量的傳輸
，如果傳輸設備有較好的可配置性和開放性，能根據具體應用進行模式配置，將使成本大幅下降。

三、方案總結
      以實踐證明，GPRS無線數據傳輸係統是一種“性價比”較高的通信方式。經“統一規劃
，分布實施”，GPRS技術將使通訊更加穩定，準確快捷，並取得良好的效益。

      利用GPRS網絡
，以及所提供的數據服務，借助於四信通信的GPRS通訊產品
，能夠順利完成各級山洪預警係統中的監測終端的數據傳輸和預警信息的傳送
，為山洪災害的及時監測
、預警

、預報，以及決策會商和指揮工作提供了順暢
、快捷、穩定可靠的通信信道。大量節省了傳統預警方式的人力物力，為山洪的發生地的廣大人民群眾贏得寶貴的數據資料和應急行動的時間。

      廈門四信通信經過多年的努力
，已推出多個係列的無線通訊終端，在水利
、氣象
、電力、環保、交通
、金融等多個行業項目中應用與推廣，並得到客戶的高度肯定。