山洪项目与金笛短信猫的应用

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山洪项目用金笛单口短信猫来发送预警。超过指定的阈值，系统产升预警时，让短信猫发出去短信预警。

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　　我国是山洪灾害极其频繁严重的国家，每年汛期由降雨引发的山洪、泥石流、滑坡都造成了大量人员伤亡和财产损失，全国2100多个县级行政区中有1500多个在山区。根据相关统计，有7400万人不同程度地受到山洪、泥石流、滑坡灾害的威胁。

　　山洪灾害一般是在一定强度或持续的降雨和特殊的地形地质条件下发生的，有突发、易发、多发、破坏性大、防御困难的鲜明特点，往往会对局部地区造成毁灭性灾害。

　　解决山洪灾害有两种办法：一是治，采用修水库，建堤防等工程措施；二是防，在灾害即将发生时及时撤离人员，也就是洪涝灾害的预警。

　　金笛推出最新的无线减灾预警系统，是一款基于金笛GPRS/GSM无线设备的数据或者语音通信的智能系统，可通过GPRS数据、文字短信息、本地模拟对讲或者电话呼叫等通讯方式获取预警信息并进行广播。

　　该系统广泛应用于水利、气象、地质灾害等行业，能进行预警电话广播、信息语音预报和本地广播预报。

系统组成

　　山洪灾害预警是在监测信息采集及预报分析会商决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围的不同，选取适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及的区域，从而使得接收预警的区域人员能根据山洪灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

　　预警系统主要包括预警信息的获取和预警信息的发布：

　　（1）根据预警信息的获取渠道不同，分为从基于平台的山洪灾害防御预警系统获取信息和群测群防获取信息两种途径。
　　（2）预警信息的发布主要由山洪灾害防御指挥部门或者群测群防监测点上的监测人员通过预警信息传输网络完成。
　　
预警体系
　　1.预警机制
　　山洪灾害为局部区域性自然灾害，多以小流域为发生单元，考虑到小流域之间的地形地貌、地质、植被、防治山洪工程等情况的不同导致山洪预警降雨临界值的取值也不同的特点，所以按小流域划分山洪预警单元。

　　以小流域为预警单元能更真实反映山洪灾害形成的自然规律特点，预警具有时间、空间的准确性，惊扰非受灾区居民的程度能减小到最低程度。以小流域为山洪预警单元，向流域内危险乡镇、村发布预警信息，形成小流域与乡镇、村相结合的山洪预警体系。

　　山洪预警系统服务对象为山洪灾害威胁区的城镇、乡村、居民点、学校、工矿企业等。预警内容主要包括：暴雨洪水实时监测信息；降雨、洪水位是否达到了临界值；水库及区域降雨、水位监测信息；可能发生泥石流或滑坡的监测和预报信息；山洪警报、抢险救灾及居民迁移安置调度指令等。

　　2．预警指标
　　预警指标是指触发山洪灾害的雨、水量临界值。山洪灾害预警条件、预警时间以是否接近、达到、超过临界雨量和成灾水位为主要的依据。

　预警指标的确定通过分析现有历史灾害、雨量、水位资料计算得到。

　　（1）临界雨量

　　在一个流域或区域内，降雨量达到或超过某一量级和强度时，该流域或区域可能发生山溪洪水、泥石流、滑坡等山洪灾害，这时的降雨量或降雨强度，称为该流域或区域的临界雨量。临界雨量是及时发布山洪灾害警报的基本依据。

　　山洪灾害预警分为外部预警和内部预警。外部预警的临界雨量值设为三级，分别是黄色预警临界雨量、橙色预警临界雨量以及红色预警临界雨量。内部预警是对值班人员的预警，可设置为接近外部预警临界值时预警，预警临界值分流域分级别设置。

　　由于小流域山洪灾害点的临界雨量分析计算是一项复杂的工作，建议组织力量进行此项工作的研究，成立预警指标研究项目组，对各小流域的情况进行调查分析，确定各小流域临界雨量值。

　　研究成果将对提高预警预报准确率提供有力的支持。随着资料的积累及灾害的发生，临界雨量应不断进行校核与修订。

　　（2）成灾水位

　　溪河水位预警值是根据历史山洪灾害发生时溪河水位变化情况确定，可将上游水情变化作为判断是否对下游造成山洪灾害的主要预警依据。成灾水位应根据水文观测资料进行校核与修订。

　　河道水位站预警也分三级预警，当河道水位超过警戒水位、保证水位或历史最高水位时，向相关防汛责任人、下游沿河危险区居民等发出相应级别的预警信息。当水位接近警戒水位时向值班人员发出内部预警信息，提醒值班人员注意。

　3.预警模型
　1、自动预警
　　预警系统提供系统自动预警功能，当某监测站降雨强度（30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时）超过该站所在流域临界雨量时，系统将自动启动预警系统，自动对流域内相关各级防汛责任人发送预警信息。

　临界雨量可分级设置，包括黄色预警临界雨量、橙色预警临界雨量以及红色预警临界雨量。各级预警降雨临界值在预警系统中可分流域设置。根据今后各年实际降雨成灾情况，可逐步修改以求更加科学准确地预警，系统提供预警模型维护功能。当某流域降雨强度（30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时）超过黄色（橙色、红色）预警临界雨量时，系统自动发布黄色（橙色、红色）预警信息。当某流域降雨强度（30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时）接近黄色预警临界雨量时，系统对值班人员发出值班提醒信息。

2、手动预警
　　预警系统提供手动预警功能，手动预警可自由选择预警级别、短信内容以及发送人群等，广播系统可自由喊话，给危险区发布各种预警信息。

　　当预报有强降雨发生，降雨可能接近或达到临界雨量，或者预报水位可能接近或达到成灾水位，将可能发生山洪灾害时，发布Ⅲ级（黄色）预警信息。
　　当已有强降雨发生，预报降雨可能达到临界雨量，降雨还将持续，或者预报水位可能达到成灾水位，山洪灾害即将发生时，发布Ⅱ级（橙色）预警信息。
　当已有强降雨发生，实测降雨接近或达到临界雨量，且前期降雨量接近山洪形成区土壤饱和含水量，预报降雨将持续，实测水位接近或达到成灾水位，水位仍在上涨，将发生严重山洪灾害时，发布Ⅰ级（红色）预警信息。

　　4.预警流程　　1、基于平台的山洪灾害防御预警流程
　　县山洪灾害预警系统的建立基于县级平台的山洪灾害防御预警系统，预警信息由该系统的预报决策会商子系统制作。县防汛指挥部门获取省、市防汛指挥部门发布的预警信息，各乡（镇）政府接收县级防汛部门发布或下发的预警信息，传输给村、组、户。紧急情况下县级防汛部门可直接对村、组发布预警信息。

　2、群测群防山洪灾害防御预警流程

　　群测群防预警信息的获取来自县、乡（镇）、村或监测点。由监测人员根据从山洪灾害防御培训学习到的经验、技术和监测设施观测信息，发布预警信息。县防汛指挥部门接收群测群防监测点、乡（镇）、村的预警信息，逐级发布。各乡（镇）政府除接收县防汛部门发布或下发的预警信息，还接受群测群防监测点、村和堤防等水利工程监测点的预警信息。村、组接受上级部门和群测群防监测点、堤防等水利工程监测点的预警信息。

　　通过建立山洪灾害预警系统，预警信息和指令能在最短的时间内通过多种预警方式传递给各级防汛指挥人员以及山洪危险区人员，为保护人民的生命财产提供极大的保障。
　　5．应急响应
　　山洪灾害预警可实行黄、橙、红三色预警响应机制。当发出黄色预警时，县、乡（镇）防讯部门应进入临战状态，随时收集了解雨、水情信息，密切关注山洪灾害的发展状态，及时与村委会保持联系。当发出橙色预警时，县、乡（镇）、村责任人应进入备战状态，密切关注雨、水情信息与山洪灾害的发展状态，积极做好居民群众紧急转移的各项准备工作。当发出红色预警时，县、乡（镇）、村、组责任人应紧急动员，及时组织人民群众脱险转移，避免人员伤亡。如出现超历史的特大暴雨、滑坡隐患出现崩塌前兆特征等紧急情况时，监测信息负责人可直接向居民群众发出紧急预警避险信息，并同时向乡（镇）防汛指挥部报告。

　　6．预警信息发布
　　山洪预警信息发布方式分为通信网络畅通下的预警发布方式和无通信网络（或通信网络中断）下的预警发布方式两种情况。目前常用的预警方式有语音电话、电视媒体、网络媒体、手机短信、预警广播、报警信号（如信号弹、报警器等）等现代预警手段与喇叭、鸣锣、烟火、人员喊话等传统预警方式。

　　通信网络畅通时，预警信息发布单位或责任人利用Internet公网、语音电话、手机通话、手机短信、有线电视、广播等及时向下发布预警信息，各级根据接收的预警信息，按照预案采取相应的措施。

　　在无通信网络（或通信网络中断）时，根据当地预警设备配置情况和山洪灾害危险情况，按照预案中事先确定的报警信号，利用发送信号弹、鸣锣、启动报警器和无线广播、高音喇叭喊话等方式，向灾害可能威胁区域发送警报。

　　系统配置一台短信发送设备，提供预警信息发送服务，并支持长短信的收发。

　　在内部预警、预警发布、启动响应过程中，系统通过移动短信通知防汛负责人员，短信的内容根据预警信息自动生成。其中，短信子系统能及时并发处理大量的短信收发功能(短信系统支持长短信)。

　　系统提供以WEB方式实现的短信操作平台，防汛工作人员可以随时通过平台发送其它自定义的工作短信。

　　县山洪灾害预警系统建立短信预警发布平台和无线广播预警发布平台，在一定的条件下自动发送山洪灾害预警信息。

　　为保证预警信息的发送，在各应用点配置短信相关设备，建立预警信息发送平台。

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山洪灾害是指山丘区由于降雨引发的山洪和由山洪引发的泥石流、滑坡等对人民生命和财产造成损失的自然灾害。据统计，我国每年因山洪灾害对国家和人民生命财产造成的损失约占自然灾害造成的总损失的40%左右。

山洪灾害不仅对山丘区的基础设施造成毁灭性破坏，而且对人民群众的生命及财产安全构成极大的威胁，制约山丘区经济社会可持续发展，已成为当前防灾减灾中的突出问题。在国家防汛抗旱总指挥部办公室的规划指导下，为了有效地防御山洪灾害，保证抗洪抢险救灾工作高效有序进行，最大限度地减少人员伤亡以及财产损失，保证社会全面、协调、可持续发展，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，我们适时推山洪灾害防治解决方案。

1、系统框架
山洪灾害预警系统是防汛指挥系统的重要组成部分，遵循国家防汛系统的总体设计的框架，系统分为用户界面层、应用分析层和系统支撑层。

系统用户界面层
系统用户界面是系统使用者与应用软件之间的人机接口，主要进行信息展示和会商决策，并提供支持决策和会商过程的信息监控、系统管理等操作界面。

实时汛情监视
GIS平台数据交换平台
防汛基础数据库防汛业务数据库
人机接口
基础信息管理
监测信息采集
预警信息发布
预报信息管理
防御预案管理
计算机网络通信网络基础设施服务器安全设施
…… 地理信息数据库
短信预警平台
人员物资管理
防汛信息服务
系
统信息管理
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系统应用层
系统应用层是系统的核心，提供预警指挥决策过程中所需的各种信息接收处
理、数据管理和分析计算等功能，完成预警指挥决策过程中各个阶段、各个环节
的多种信息需求和分析功能，主要包括汛情监控、信息服务、报表管理、预警服
务、会商管理、预案管理等。
系统支撑层
系统支撑层包括系统基础设施支撑、平台支撑以及数据支撑。基础设施是整个系统建设的基础，为系统正常运行和安全提供保障。数据支撑主要包含各类防汛基础数据，防汛业务数据等，是系统正确运行的基础，同时还提供数据接收处理和数据交换服务，为上层功能子系统之间以及与其他系统之间数据进行交换与缓冲。平台支撑为系统应用层提供系统支持，主要包括GIS平台、数据交换平台和短信预警平台。

2、系统的划分
根据用户的功能需求，建设山洪灾害预警系统。预警系统设计划分为水雨情监测子系统、信息汇集与决策会商平台子系统、预警子系统三个部分。

3、水雨情监测子系统
水雨情监测子系统监测项目主要包括降雨量、水位。监测站主要包括雨量站、水位站。雨量站监测雨量信息，水位站监测水位信息。

对设置的雨量、水位自动监测站点实行责任制，采用有人看管，无人值守的管理模式，配置相应的雨量、水位传感器，以及遥测终端及通信终端设备，实现水雨情信息的自动采集、双向传输和实时控制。自动监测站采用定时自报、事件加报的工作体制。

山洪灾害严重的区域原则上按照20～100km2/站的密度布设自动或人工雨量站；在山洪灾害特别严重的乡(镇)、山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发区的暴雨中心，按照20～30km2/站的密度布设自动或人工雨量站，视测站重要程度和当地的建站条件、经济条件确定自动站和人工站的数量。

水位站以实时观测流域水位信息、满足山洪灾害预测预报的需求为原则，收集与灾害相关的水文资料，分析、研究山洪发生的特点和规律，用于灾害的预警预报、治理等，满足山洪灾害防治的要求，并可兼顾山丘区的水资源开发利用。

站网布设范围主要针对重点防治区内人口较为稠密、有较重要工矿企业或重要的基础设施的山溪洪水灾害易发的山洪沟。站网布设应符合“容许最稀站网”的原则。

自动监测雨量站和水位站以遥测终端为核心，配置翻斗式雨量传感器或水位传感器、通信终端、电源系统以及避雷系统，实现水雨情信息的自动采集和自动传输。雨量和水位自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电，并配备必要的避雷设施。
自动监测雨量站和水位站的通信设备可根据各站选用的数据传输通信方式进行相应的选配，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。

自动雨量监测站
自动雨量监测站建议都设置在已有建筑物的屋顶上，将雨量传感器放置在雨量观测场内；雨量站与建筑物、树木等障碍物的水平距离为障碍物高度的两倍以上。设备主要有：短信通信终端，太阳能板及充电控制器，信号避雷器。

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蓄电池
遥测站
终端
翻斗式
雨量计
充电控制器
太阳能电池板
通信终端
自动监测雨量站功能设计
a.可设定采样间隔，可根据雨强自动设定采样间隔，可定时或实时自动采集
雨量参数；
b.能按定时或事件自报方式通过主备式信道发送数据，当第一发送信道不通时，自动切换到第二信道发送(亦可采用单信道)；
c.具有现场或异地网控编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
d.可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
e.具有工况报告和检索功能；
f.具有双向传送和接收数据的功能。

自动水位监测站
水位信息采集设计主要包括水位观测设施和水位传感器。
水位传感器选用浮子式水位传感器；水位自记观测井建设简易水位自记井。

井筒可采用直立式，选用水泥管；井口直径1m左右，并考虑防淤积的措施。

主要设备有：短信通信终端，太阳能板及充电控制器，信号避雷器。
蓄电池
遥测站
终端
雨量计
充电控制器
太阳能电池板
水位计
人工置数器
通讯终端
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自动监测水位站的功能设计
a.可设定采样间隔，可根据雨强和水位自动设定采样间隔，可定时或实时自
动采集雨量、水位参数；
b.能按定时或事件自报方式通过第一信道发送数据，当第一发送信道出现故障，自动切换到第二信道发送(亦可采用单信道)；
c.具有现场或异地网控编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
d.可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
e.具有工况报告和检索功能；
f.具有双向传送和接收数据的功能；
g.具有人工置数功能。

信息传输通信网
数据传输方式的选择：建议利用短信息平台组网，具有系统响应速度快、系统容量较大、可传输的数据量大、无需中继、双向通信等特点，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。

4、预警子系统
预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪灾害可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪灾害可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪
灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

预警信息获取途径可以为群测群防，预警信息的发布一般主要由群测群防监测点上的监测人员以及自动报警装置通过预警信息传输网络和其它方式完成。

预警发布方式
预警发布方式分为通信网络畅通下的预警发布方式和无通信网络(或通信网络中断)下的预警发布方式两种情况。建立短信预警发布平台和电话(或传真)预警发布平台，在规定的条件下由山洪灾害预警系统软件自动发送山洪灾害预警信息。

通信网络畅通时，预警信息发布单位或责任人利用语音电话、手机通话、手机短信、传真、广播等及时向下发布预警信息，各级根据接收的预警信息，按照案采取相应的措施。
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在无通信网络(或通信网络中断)时，根据当地预警设备配置情况和山洪灾害危险情况，按照预案中事先确定的报警信号，利用鸣锣、启动报警器和无线广播、高音喇叭喊话等方式，向灾害可能威胁区域发送警报。

短信预警发布平台提供短信群发功能，能向列表中的各级主管领导、责任人自动发送山洪灾害预警短信。

电话传真预警发布平台能自动向列表中的各个单位传送山洪灾害预警信息或调度指示文件等，克服人工拨号打电话、发传真，费时易出差错的问题。

预警信息传输通信网
作为山洪警报传输及信息反馈的渠道和通路，通信网必须有效、实用，且应能满足突发通信的需求。
预警信息通信方式选用原则：根据山洪灾害的特点，可用于预警信息传输的通信方式有电视、广播、Internet网络、电话、传真、移动通信、短信、报警器、锣鼓号等。为保障预警信息能及时发布到乡(镇)、村、组、户，有条件的县与乡(镇)应尽可能建立双信道的通信网络，以保证一种信道通信中断时预警信息能够顺利传递。
(1)固定时间发布的预警信息，考虑通信覆盖面，可选择电视或者广播等与群众生活联系紧密的通信平台。
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(2)不定时的山洪灾害警报信息，时效性要求比较强，通过电话、移动电话等直通方式进行通信。对于特别紧急的情况，警报传输通信必须各种方式并用。
(3)对于乡(镇)政府所在地可综合运用固定电话、移动通信通话和短信、传真、有线电视和广播警报系统等多种方式。
(4)对于没有公共通信条件，人口居住比较分散的偏僻山村，可以通过广播、喇叭、锣鼓、报警器、烟火、人力等根据已设定的预警信号发布预警信息。

预警设备配置：
短信预警系统：短信收发系统直接通过山洪灾害预警软件接口控制，自动的将预警发布信息和响应指令发送到责任部门和责任人，并实时接收部门和人员的反馈。
1、短信预警系统同决策支持系统连接，支持自动发送预警短信和手动发送短信功能；
2、支持金笛GSM MODEM（串口、USB口、PCI接口）、金笛短信猫池（串口、网口）、短信猫、短信网关接入；
3、能在很短的时间内（不超过10分钟）向所有预警对象发出预警短信；
4、支持移动、联通、电信等各类营运商的手机用户。

短信发布的主要方式有：
（1） 短信模块接入：短信模块，俗称短信猫，是一种基于无线GSM技术的工业级的MODEM，是一种内嵌GSM无线通信模块，插入移动运营商的手机SIM卡，可以与移动运营商的短信中心建立无线连接，本地通过与PC的连接可以实现计算机控制应用系统实现自由的短信收发。配置一台短信猫池，建立预警对象分类数据库，通过预警决策支持系统，对监测信息进行统计和分析，依照预警条件和级别，自动实现预警信息以短信群发的方式通知相关人员，同时提供手动发送预
警短信或其它短信功能。
（2）短信网关接入：短信网关集成了电信运营商的短信通道，无需购买短
信收发设备，安装好软件联入互联网即可通过移动/联通/电信/网通短信网关
以特服号码实现全网短信收发。
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预警短信发送是指由系统自动生成预警信息，由管理人员编辑预警信息内容，自定预警对象，向其发送预警信息。
电话传真预警发布系统：直接通过山洪灾害预警软件接口控制，以电话传真方式自动逐一传送警讯或调度指示文件到重点防汛单位，可实现自动重试和发送确认等功能。
无线广播预警系统：将预警信息发布网络延伸到村一级，有效解决预警信息发布“最后一公里”瓶颈。建设后将提高农村防御自然灾害能力、构筑农村安全防控体系、维护农村稳定等方面也发挥了不可替代的作用。遇到汛警预报、紧急情况、重大事项，只要在广播室里一喊，在最短的时间里向群众广而告之，让大家很快行动起来。

预警信息的发布
预警发布权限：根据预警信息获取途径不同，预警发布权限归属不同的防汛负责人(或防汛部门)。
预警发布内容包括：暴雨洪水预报信息，暴雨洪水监测信息，水库水位监测信息，降雨、洪水位是否达到临界值，流量监测信息预警信息等级等。
山洪灾害雨、水情临界值确定:结合历史山洪灾害降雨雨强数据和全国现有防灾措施，一般最大10分钟降雨量超过5mm就可能引发一定规模的山洪灾害。除了10分钟雨强对山洪灾害爆发起诱发作用外，最大1小时和24小时降雨量也与山洪灾害的爆发密切相关，其中长时间的降雨量还决定山洪灾害爆发的规模。

一般根据有雨量记载的多次山洪灾害，我们可以用统计的方法推算出可能引发山接收设备无线收扩机发射前端发射天线无线发射系统
电话机
电脑
卡座
数字收转机
DVD
调音台
话筒
手机
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洪灾害的最小临界雨量作为防洪预案的依据。由于历史统计数据的局限，故准确临界雨量还要经过长时间实测数据来修正。

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为加快县级山洪灾害预报预警服务系统的推广应用,提高县级山洪灾害监测预报预警服务能力, 近日，省气象服务中心承办了《县级山洪灾害预报预警服务系统》培训班，就该系统功能使用、安装配置等进行培训，同时给第一批34个山洪灾害防治县级非工程措施项目建设的县（区）气象局配发了安装“山洪系统”的计算机一台及传真卡、短信猫等设备。该系统是基于GIS（DMGIS）与SQL SERVER开发,采用CS+BS混合模式进行运行操作，具有信息采集、数据监控、综合分析和WEB发布等四大功能。实现了气象与水利数据共享，山洪信息的实时监控和阀值报警，山洪预警自动分析和手动标绘，以及短信、LED、大喇叭、邮件、Notes等发布手段的一键式发布功能。该系统的建设和推广，有助于推进陕西省山洪灾害防治县级非工程措施（气象部分）建设进度，提高县级山洪灾害监测预报预警和综合服务能力。