山洪灾害监测预警系统项目建议书.docx

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1、山洪灾害监测预警系统项目建议书目录第一章项目概况31.1 项目背景31.2 建设目标41.3 施工原则6第二章需求描述与分析82.1 概述82.2 需求描述82.2.1.业务需求8接口要求16性能要求17安全要求182.3 需求分析182.4 系统利益相关者分析182.5 功能需求分析202.6 水雨监测系统20第三章整体设计403.1 总体设计目标403.2 总则设计原则413.3 整体逻辑架构设计423.4 网络系统设计453.5 平台选择463.6 标准规格设计47第四章详细设计494.1 技术架构设计494.1.1 设计思路494.1.2 设计原则514.2 设计安全544.3 用户界

2、面设计54第五章技术支持和服务575.1 技术支援575.2 售后服务58第一章项目概况1.1项目背景山洪是由于特殊的地形和地质条件，在一定强度或持续降雨的丘陵地区发生的自然灾害。，往往给当地带来毁灭性的灾难。山洪灾害具有突发性强、点多、范围广、破坏力大等特点，往往造成人员伤亡，房屋、田地、道路、桥梁等被毁，危害严重。我国是多山国家，丘陵面积约占全国国土面积的三分之二。据调查，在全国2100多个县级行政区中，有1500多个位于山区，聚集了全国56%的人口。由于丘陵区人口数量多、密度高、分布广，典型的季风气候导致降雨时空分布不均及地形地质因素复杂，危及生命财产安全。每年汛期居住在丘陵地区的群众都

3、面临山洪、泥石流和山体滑坡的严重威胁，直接受灾人口达7400万人。山洪灾害的防御策略是“防为主，防重于冲”。抗风险能力。综上所述，建立山洪灾害监测预警系统是防治山洪灾害的一项重要非工程措施。山洪灾害监测预警系统主要包括水雨监测系统和预警系统（系统结构见图1.27）o为了更好地发挥制度在防灾减灾中的作用，还需要建立群测防灾的组织体系，加强宣传培训。水雨雨监测系统主要包括水雨雨监测站网络布局、信息采集、信息传输和通信组网、设备设施配置等。乡（镇）村自有监测设施预警总则比较简单简单；县级以上，可根据经济条件和山洪灾害特点，布置具有一定技术含量、实用性、先进性和自动化程度高的设施。导入山洪灾害防灾信息

4、采集预警平台的水雨监测信息主要是县级以上自动遥测信息。针对我国山洪灾害范围广、成因复杂，需要对现有水文气象部门的监测站网进行加密，及时掌握水雨情势，发布预警信息。预警系统包括基于平台的山洪灾害防治预警系统和群测群预警系统。基于平台的山洪灾害预防预警系统主要由信息采集子系统、信息查询子系统、预报决策子系统和预警子系统组成。获取实时水雨信息，及时制作和发布山洪灾害预报预警；系统总则需要水雨信息、汛期、气象水雨信息查询、预报决策、预警、政务文件制作发布、综合资料生成、值班管理等功能。，预留泥石流、滑坡灾害防治信息接口。群测群防预警系统包括预警发布与程序、预警方式、报警传输与信息反馈通信网络、报警设置

5、等；预警信息、预警方式、预警信号等，预警信号应简单易懂，便于老百姓接受。山洪灾害监测预警系统水雨情监测系统水雨情监测信息汇入平台的水雨情监测信息苍于平台的山洪灾害防御预警系统群测群防水雨情监源信息预警系统信息汇集子系统、查询子系统预报决策子系统群测群防强警预警子系统图1.2-1山洪灾害监测预警系统结构图（一）坚持以人为本，以保障人民生命安全为首要目标。丘陵地区暴雨的发生往往是突然的。由于山高坡陡，洪水汇流快，流速大，人口财产分布在有限的低海拔土地上，洪水泛滥时往往会在短时间内造成人员伤亡。经过。财产损失。构建山洪灾害监测预警体系，及时发布预报预警，保障人民生命安全，减少灾害损失。（二）坚持因地

6、制宜、突出重点的原则。不同省（区、市）的自然条件、经济社会条件、山洪灾害的成因和特点、防灾设施、工作基础不同。问题，总结成功经验，切实设计和建设监测预警系统。要突出重点、兼顾总体，按照重点要求逐步完善监测预警体系。（三）坚持经济实用、稳定可靠、易于实施、易于操作推广的原则。结合本地区暴雨特点、地形地质条件、经济条件、人员分布、交通通讯条件等实际情况，制定监测预警系统设计方案并组织实施。要利用遥测、通信、网络和地理信息系统等先进技术，充分考虑丘陵区实际情况。人工观测简易雨量计、手报警器、无线广播、敲锣打鼓等，因地制宜。能有效解决监控、沟通和预警问题，节省投资。同时，要保证系统稳定、可靠、耐用，尽

7、可能降低运行成本。（4）遵守有关规章制度。系统设计应以现行的水文监测、通信系统联网、软件开发、数据库建设等法规和规范为依据；各种构件最好是符合国家标准的型材和通用件，便于施工质量控制和系统。运维管理。(五)充分利用现有气象、水文、地质灾害监测预警网络，系统建设与相关产业规划建设相协调。目前，气象预报站网已基本部署到县级，水文预报站网按流域设置，地质灾害监测站也在重点地区设置县级。充分利用现有气象、水文和地质灾害监测预警站网，雨量站网建设与气象发展规划相协调，山洪监测预警与监测预警相结合。地质灾害预警。(6)充分利用已有数据和成果，与国家防汛指挥系统对接。分析确定山洪灾害预警指标，制定监测预警方

8、案等，要充分利用已有的数据、成果和积累的经验；山洪灾害监测预警系统是对国家防汛抗旱指挥系统的补充。统一国家防汛抗旱指挥系统数据库结构，技术标准与国家防汛抗旱指挥系统标准对接。第二章需求描述与分析2.1概述山洪灾害监测预警系统是通过水雨监测系统实时监测水雨情况，查询和统计雨水信息，进而提供实时天气预报、实时降雨信息、实时/历史台风路径、实时卫星云图和来自数据收集系统的其他气象信息。、滑坡、泥石流等隐患的基本信息和监测信息，并结合群控群防监测到的水雨信息进行统计，预测到决策子系统，决策子系统判断后将险情信息传递给预警系统，最后预警系统将信息致给防汛人员，再传递给公众，从而激活山洪灾害预警。2.2需

9、求描述2.2.1,业务需求2.2.1.1.水雨监测系统通过建设实用可靠的水雨情监测系统，扩大山洪灾害易发地区水雨情信息采集量，提高水雨信息采集及时性，从而为山洪灾害预报预警、做好防灾减灾工作提供准确的基础信息。.水雨监测系统以降雨监测为主，必要时辅以水位监测和流量监测。水雨监测系统的监测项目主要包括降雨量和水位。站类主要包括雨量站和水位站。降雨信息由雨量站监测，水位站监测的信息主要包括降雨量和水位。根据山洪灾害预警的需要和各地建站条件，考虑山洪灾害多发区地形复杂、雨量分布不均、人民生活分散、地方经济发展不平衡等特点，水雨量监测站可建设为简易监测站、人工监测站和自动监测站。(1)简易监测站为扩大

10、水雨信息监测覆盖面，在山洪灾害防治区内的村组设置简易监测站。因地制宜配置简易雨量、水位观测设施，采用直观可行的观测手段监测水雨信息。使用适用于区域的传输方式传输信息，达到群测群防的目的。简易雨量站采用雨量观测和大雨工作制加强观测，有条件时及时上报；简易水位站在下雨或接到通知时进行观测，在水位接近致灾水位时加强观测，有条件时及时上报。(2)人工监测站无条件建设自动监测站但有公共通信资源(程控电话、移动通信网络)的地区，应当按照人工观测站的技术要求建立相应的水雨情人工监测站。采用人工观测和管理的方式，通过语音或电话汛报进行雨量、水位信息的采集和传输。人工监测站采用定期观测、定期报告洪水的工作制度。

11、在大雨状态下，加密观测，增加汛报期数。(3)自动监测站根据区域交通和经济条件，设置降雨、水位自动监测点。采用有人无人值守的管理模式，配备相应的雨量、水位传感器，以及遥测终端和通讯终端设备，实现水雨信息的自动采集和传输。自动监控站采用兼容定时自报、附加事件上报、调用检测的工作系统；超短波网络自动监测站采用增量随机自报和定时自报兼容的工作系统；手动设置信息应具有反馈确认功能。2.2.1.2.信息采集预警平台根据各地山洪灾害防治工作特点和山洪灾害预警决策需要，运用通信、计算机网络、数据库应用等技术手段，建设省、市、县级防汛指挥部。收集山洪灾害防治区水雨数据信息及其他部门的相关信息，提供信息查询、山洪

12、预报决策、预警等服务。山洪灾害防治信息采集预警平台是山洪灾害监测预警系统数据信息处理和服务的核心，主要由计算机网络系统和数据库系统组成。基于平台的山洪灾害预警系统结构如图(2.2-1)所示。图2.27基于平台的山洪灾害预警系统结构图计算机网络系统主要为系统数据的接收、处理、处理和信息查询、预报决策、预警和信息发布、信息交换等服务提供硬件和软件平台。数据库系统主要为系统维护与管理、信息查询与服务、预测决策与预警提供数据信息。各地在设计信息采集预警平台时，应结合当地现有的网络结构、通信渠道、网络管理系统、网络设备状况，根据本山洪流的实际需求，充分利用现有资源。用于网络和通信的灾害监测预警系统。，制

13、定合理的设计方案。2.2.1.3.信息采集、信息查询子系统信息采集子系统和信息查询子系统主要包括监测站的实时数据接收处理、其他相关部门的信息共享和交换处理以及各种信息的查询服务。信息采集子系统主要完成平台下各监测站水雨信息的实时接收、处理和存储。与其他相关部门共享和交换的信息按照指定的数据库表结构处理并存储在数据库中。信息查询子系统主要为防汛决策部门、系统维护管理等部门提供基于WEB的各种数据信息查询服务。信息采集子系统主要由数据接收处理单元（硬件设备）和实时数据接收处理软件组成。数据接收与处理单元主要由数据接收与通信设备、数据接收与处理计算机、电源、设备安装设施和防雷系统组成。各自动监测站的

14、水雨信息通过数据传输通道传输到平台后，进入数据接收处理计算机，对监测站的水雨数据进行实时接收处理。通过数据接收软件实时完成，并存储在数据库中。人工观测的水雨信息通过语音、电话报汛的方式自动存入数据库，或通过其他人工上报方式采集，人工录入存入数据库。简易监测站的信息可以以后期组织的形式存储在数据库中。上级部门转发的相关信息经过处理后，按照统一的数据格式存入数据库。预留气象、国土等部门信息接口，通过信息采集预警平台与气象、国土等部门交换信息，处理后入库。2. 2.1.4.预测决策子系统。山洪灾害预测决策子系统是平台型山洪灾害预警系统的重要组成部分，为省、市、县级山洪灾害防治工作的山洪灾害预警提供依

15、据。指挥部门。预报决策子系统包括三个模块：水雨情况分析与预报、预警信息生成、子系统维护与管理。山洪灾害预报决策子系统具有水雨情分析预报、预警信息生成、系统维护管理、信息输出等功能。将现代信息技术和传统技术融入山洪预报预警工作，增强山洪灾害预报预警能力，提高防灾减灾决策的科学性。预测决策子系统建设内容如下：(1)水雨分析预报模块结合实时水雨情和气象预报信息，根据水雨情预报模型，预报小流域、中小型水库的水位和流量，并输出预报结果(文本、表格)或图表)。(2)预警信息生成模块根据预报结果和预警指标，实时编制预警信息，及时将预警信息致至预警平台。(3)系统维护管理模块该模块可以添加和删除整个系统的内容

16、，并具有控制系统权限的功能。该模块提供系统维护和管理工具。2.2.1.5.预警子系统预警子系统的建设是建立在监测信息收集和预测分析决策的基础上的。根据预警信息的危急程度和山洪可能的破坏范围，通过适当的预警程序和方法，将预警信息及时准确地传递给山洪。区，以便接收预警区的人员能够根据山洪灾害防治预案及时采取预防措施，尽量减少人员伤亡。预警子系统主要包括预警信息的获取和预警信息的发布。根据预警信息获取渠道的不同，预警信息的获取可分为两种方式：从各级建立的基于平台的山洪灾害预防预警系统获取信息，从群体监测获取信息。和群防。预警信息发布主要由各级山洪灾害防御指挥部门或群控、群防监测点的监测人员通过预警信

17、息传输网络等方式完成。预警子系统的组成如图2.2-2所示。水雨情监测信息一预报决策姐Sfl、电话播警 平台基于平台的信息汇集与预警系统图2.2-2预警子系统组成预警流程（一）平台化山洪灾害防治预警流程在已建立平台化山洪灾害预防预警系统的地区，预警信息由系统的预报决策子系统产生。根据平台设立的防汛指挥部门的级别不同，可以分为两种情况：平台设立在县级和市级防汛部门。县级防汛指挥部门获取发布的预警信息，乡（镇）政府接收县级防汛部门发布或发布的预警信息，并传递给村、组、户。紧急情况下，县级防汛部门可以直接向村组发布预警信息。基于平台的预警流程如图（2.2-3）所示.省级防汛指挥部门乡（滇）政府指挥所县

18、级防汛指挥部门村 . 组市级防汛部门预警曼图2.2-3基于平台的预警流程图（2）群测群防预警流程群发群防群防预警信息的获取来自县、乡（镇）、村或监测点。监测人员将根据山洪灾害防治培训宣传获得的监测设施经验、技术和观测信息，发布预警信息。县级防汛指挥部门接收群测群防监测点、乡（镇）、村的预警信息，并逐步发布。乡（镇）政府不仅接收县防汛部门发布或发布的预警信息，还接收群测群防、村、水库、山塘等监测点的预警信息。村、组从上级部门和群监测群防监测点、水库、山塘监测点接收预警信息。县级防汛指挥部组村群测群防监测点乡（滇） 政府水库、山塘溃坝雨、水情异常图2.2-4群测群防预警流程图2.2.1.6.群测群

19、防组织体系由于山洪灾害的突发性强，从降雨到灾害发生的时间较短，灾害发生时经常会出现断电、断路、信号中断等情况，因此群控群防尤为重要。群测群防组织体系是建立县、乡（镇）、村、组、户五级山洪灾害防治责任制。一、县级组织和指挥机构的组成县级设指挥部，与县防汛抗旱指挥部合署办公，受县防汛抗旱指挥部统一指挥。指挥部由政委、司令员、副司令员组成。成员由发改委、水利、国土、民政、气象、金融、建设、交通、公安、卫生等相关职能部门负责人组成。指挥部下设办公室、5个工作组（监控组、信息组、转运组、调度组、安保组）和应急救援小组。二、乡（镇）组织和指挥机构的组成在乡（镇）设立山洪灾害防治指挥机构，设指挥员、副指挥员

20、，成员由水利、国土、民政、气象、建设、交通、公安、卫生。指挥机构由监测、信息、转运、调度、保障五个工作组和应急救援队伍组成。三、村组织指挥结构的组成各行政村成立以村长为负责人的山洪灾害防治指挥机构，各村成立以基层民兵为主体的应急救援队伍，确定监测预警人员，编制名册，报各乡（镇）、县指挥机构备查。.接口要求图形库中的基础电子地图、水利要素分布图、公共数据专题图等GlS数据是由大量的空间对象组成的。存储和管理这些空间数据主要有两种方式，即电子地图文件和关系数据库表。文件格式将不同的电子地图数据以计算机文件的形式存储在计算机中，以文件目录的形式管理电子地图。在图文数据根目录下，分别建立子目录，分别存

21、放基础电子地图、水利要素分布图和公共数据专题图，在各自的子目录下分别建立子目录，存放不同类型的电子地图文件。由于电子地图以文件的形式进行管理，其安全性仅取决于计算机操作系统。关系数据库表近年来，一些GlS应用系统开始使用大型数据库系统进行空间数据管理，可以充分利用RDBMS已有的数据管理功能，实现海量空间数据的存储和管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制和数据仓库等功能，使用扩展的SQL语言对空间和非空间数据进行操作，可以轻松实现长事务和版本管理。特别是可以将空间数据和非空间数据集成在一个统一的数据平台中，从而促进GlS应用与通用应用的无缝集成。同时，使用关系数据库管理空

22、间数据的关键在于采用面向对象的空间数据模型。面向对象的空间数据模型的采用改变了原有GIS中图形与属性分离的概念，反映空间对象的几何图形数据仅作为属性字段（如BLOB字段）存储在关系数据表中和其他非空间属性。连续。这种数据模型可以很容易地定义空间对象之间、空间对象与非空间对象之间的关系和规则，可以更好地对现实世界进行建模。目前使用该技术的有ESRlArCSDE和OraCIeSPatiaI、MapInfoSpatialWareSuperMapSDX+等。性能要求1、实时响应软件系统的各种人机交互操作、信息查询、图形操作；信息查询、操作、输入界面在计算机上以图形、文字、数据三种方式显示。数据表应有报

23、告打印。功能；系统的操作要求简单易用。2 .使用WebGlS执行GlS分析任务。通过标准浏览器（如IE）访问地图服务，进行水雨监测预警响应的相关处理，要求能够对GIS进行可视化处理和查询，实现无级缩放，等降水线条和等沉淀面等绘图功能。建议使用1:50000的电子地图，如果没有条件也可以使用1:250000的电子地图；3 .速度要求：WEBGIS响应速度：5秒；复杂报告响应速度：5秒;总则查询响应速度：3秒：安全要求安全要求：用户认证、授权和访问控制，支持数据库存储加密，数据交换包加密，数据传输通道加密，可以使用64位DES加密算法，当安全事件发生时，可以在事件中通知系统-触发方式管理处理；可靠

24、性要求：应能7X24小时连续工作，平均无故障时间8760小时，发生故障时应能及时报警。软件系统应具有自动或手动恢复措施。自动恢复时间小于15分钟，手动恢复时间12小时，以便在发生错误时快速恢复正常运行，软件系统应防止系统因消耗过多系统资源而崩溃；2.3 需求分析2.4 系统利益相关者分析1简易观测站：观测者需要使用透明的盛水容器观测降雨量，观测者需要使用河边的水尺桩观测水位。2人工观测站：观测员根据水位观测标尺，按照新闻报道的要求，通过语音、短信或电话的方式进行新闻报道。中心站工作人员记录信息并将信息输入计算机。3自动监控站：无人使用，有人在看，系统自动采集数据。4根据不同的地形，使用卫星、超

25、短波、SMS、gprs、PStn进行数据传输。5信息采集预警平台：防汛决策部和系统维护管理部工作人员对信息采集子系统、信息查询子系统、预报决策子系统和预警进行增删改查子系统通过浏览器。操作。6预测决策子系统：工作人员将获取的信息打印成表格，进行人工报警或自动报警；系统维护模块分为系统管理员、预测分析用户、信息查询用户三个权限。系统管理员掌握预测决策系统的管理权限，可以修改、添加、删除整个系统的内容。管理员可以通过该模块控制系统的发布、删除、表达等所有事项；预报分析用户可查询和调用相关数据，实现水雨情况分析预报，编写预警信息；信息查询用户只能查询内容，不能更新、删除或向数据库写入数据。7预警子系

26、统：预警信息发布主要由各级山洪灾害防御指挥部门或群防群防监控点的监控人员通过预警信息传输网络等方式完成。根据获取预警信息的方式不同，发布预警的权限属于不同的防汛人员（或防汛部门）。建立基于平台的山洪灾害预防预警系统的，发布预警的权限属于相应的防汛人员（或防汛部门），即平台建立在县级，预警发布权属于县防汛人员（或防汛部门）。在依靠群测群防进行预警的地区，预警发布权属于防汛人员（或防汛部门）和县、乡（镇）、村的监测员。8群防群测组织体系：（一）设立县级指挥部，与县防汛抗旱指挥部合署办公，受县防汛抗旱指挥部统一指挥。指挥部由政委、司令员、副司令员组成。成员由发改委、水利、国土、民政、气象、金融、建设

27、、交通、公安、卫生等相关职能部门负责人组成。指挥部下设办公室、5个工作组（监控组、信息组、转运组、调度组、安保组）和应急救援小组。（二）在乡（镇）设立山洪灾害防治指挥机构。指挥机构由指挥官和副指挥官组成。成员由水利、国土、民政、气象、建设、交通、公安、卫生等相关职能部门负责人组成。指挥机构下设监测、信息、转运、调度、保障五个工作组和应急救援队伍。（三）各行政村成立以村长为负责人的山洪灾害防治指挥机构，各村成立以基层民兵为主体的应急救援队伍，确定监测及早警务人员，制作名册报乡（镇）、县。指挥机构供参考。2.5 功能需求分析2.6 水雨监测系统2.7 3.2.1.1.简易监控站为扩大水雨信息监测覆

28、盖面，在山洪灾害防治区内的村组设置简易监测站。因地制宜配置简易雨量、水位观测设施，采用直观可行的观测手段监测水雨信息。观测雨量和水位：（1）降雨观测：为方便观测者直观方便地观测降雨，可将接水容器设计成透明装置，并根据该地区降雨的临界值或降雨强度，可在接水容器外进行分割或标记。警告牌。（2）水位观测：在岸边搭建简易水尺桩，可设计为木桩或石柱；对于无条件建桩的观测站，可选择固定建筑物或靠近河流的岩石。水位刻度标在顶部；水位观测刻度的刻度，原则上设置为便于观察者直读。各地要根据当地实际情况，采用现场标注灾害临界水位值的方法作为预警标准。沟通方式：简易监控站的目的是分组测量和防御。当降雨量有可能达到临

29、界雨量值或水位有可能达到临界水位值时，观察者可通过手动传输或使用对讲机向乡（镇）或村防灾负责人报告人，条件内容的可以使用电话或手机。向县级防务指挥部报告；在紧急情况下，可以直接向村、组、户发出预警。在条件内容的情况下，可以为观察员配备对讲机、手机等。2.3.2.1.2.手动监测站无条件建设自动监测站但有公共通信资源(程控电话、移动通信网络)的地区，应当按照人工观测站的技术要求建立相应的水雨情人工监测站。采用人工观测和管理的方式，通过语音或电话汛报进行雨量、水位信息的采集和传输。人工监测站采用定期观测、定期报告洪水的工作制度。在大雨状态下，加密观测，增加汛报期数。降雨、水位观测：(1)雨量观测：

30、应配备虹吸雨量观测设备；确定设备的安装方式，设计必要的安装设施；观察员应根据汛情报告的要求，采用语音或电话方式传输数据。(2)水位观测：新建水位站，应建设水位观测尺和观测道路；观察员应当按照报汛的要求，通过语音、短信或电话等方式报告汛期。沟通方式：人工监控站通常使用语音洪水报告进行数据传输。监控站需要配备电话线和电话，中心站配备语音卡和计算机，自动接收、处理和存储洪水报告信息。在移动通信覆盖范围内，站台可配备手机报汛，由中心站人工记录核对，输入电脑。对于没有公共通信的地区，可根据台站与中心站的距离和地形条件，采用短波或超短波通信来报告汛期。使用短波通信，台站和中心站都需要配备短波电台、天馈线和

31、电源。使用超短波通信的台站和中心站都需要配备超短波电台、天馈线和电源。2.3.2.1.3.自动监测站根据区域交通和经济条件，设置降雨、水位自动监测点。采用有人无人值守的管理模式，配备相应的雨量、水位传感器，以及遥测终端和通讯终端设备，实现水雨信息的自动采集和传输。自动监控站采用兼容定时自报、附加事件上报、调用检测的工作系统；超短波网络自动监测站采用增量随机自报和定时自报兼容的工作系统；手动设置信息应具有反馈确认功能。雨量、水量观察：(1)降雨观测：降雨观测点降雨监测站原则上不新建降雨观测场。已建雨量观测场的台站，将雨量传感器置于雨量观测场内；对于没有雨量观测场的站点，应使用屋顶平台进行观测，但

32、安装时应注意与建筑物、树木等障碍物的水平距离，为障碍物高度的两倍。B雨量传感器雨口直径：200+06mm;分辨率：当站为基本雨量站时，年平均降雨量280Om的站采用0.5mm的雨量传感器，年平均降雨量80Omnl的站采用0.2mm的雨量传感器；对于非基础雨量站，南方潮湿地区可使用1.0mm雨量传感器，北方干旱或半干旱地区可使用0.5mm雨量传感器；测量误差(准确度)：较大雨量的误差是用所测雨量与其自身排水量相比的相对误差来检验的；测试较小降雨量的绝对误差。不同分辨率雨量传感器的测量精度见表2.47环境条件：工作温度0C+50C,工作湿度95%(40);可靠性指标：仪器正常维护条件下MTBF25

33、000小时。(2)水位观测：水位传感器选择各省(自治区、直辖市)可根据实际情况选用浮子水位计、压力水位计和超声波水位计进行水位观测。已建有水位自测井的监测站宜采用浮球式水位传感器；对于尚未建站或不能建站，应根据河流特点和水情，选用压力式(压阻式、气泡式)或超声波传感器。型水位传感器，主要技术指标应满足：分辨率：水位传感器的分辨率为1cmo测量误差：95%测量点内容误差为2cm,99%测量点内容误差为3cm0环境条件：工作温度-30C+50C,工作湿度95%(40)。可靠性指标：仪器正常维护条件下MTBF25000小时。B水位自记录观测井施工要求适用于新建水位自测井的测站，应以建设简易水位自测井

34、为原则。井筒可以是垂直的也可以是倾斜的，总则可以使用水泥管、钢管、铸铁管或PE管；措施。C气泡压力式水位计安装要求气泡压力水位计应放置在基本水位计横截面的仪表室内，其传感器探头应设置在水面以下。管道敷设时，应沿河岸防护坡顺坡，不得出现负坡，以免感压管内结露，形成消火栓。为解决大变水位观测问题，可根据各站实际情况，多级铺设感压气管或在再生水处铺设感应探头。通讯方式：自动监测站数据传输通信，各省（自治区、直辖市）应根据当地通信资源和地形选择超短波、GSM短消息、GPRS、北斗卫星、PSTN通信方式形成网络的条件。（一）北斗卫星通信系统北斗卫星通信系统由卫星和网络管理中心、监测站、中心站组成。通信网

35、络结构示意图如图2.37所示。在北斗卫星通信网络中，监测站和中心站需要配备北斗卫星通信终端和天馈线等主要通信设备。卫星图2.37北斗卫星通信系统网络结构示意图(2)GPRS通讯系统GPRS通信数据传输网络结构示意图如图2.3-2所示。GPRS接入方式主要有互联网接入和专线接入，可根据需要进行选择。使用GPRS通讯网络，监控站需要配备GSM/GPRS通讯终端，中心站需要根据不同的接入方式配置固定IP或专线接入互联网。图2.3-2GPRS通信网络结构示意图(3)程控电话(PSTN)通讯在程控电话(PSTN)通信网络中，监控站和中心站都需要申请程控电话，并配置有线MoDEM、电话避雷器等主要通信和防

36、雷设备。PSTN通信网络设备配置如图2.3-3所示。测站图2.3-3程控电话(PSTN)通信设备配置图(4)超短波通信在超短波通信网络中，台站、中继站、中心站所需的主要通信设备是超短波无线电台、天馈线和同轴避雷器。典型设备配置如图2.3-4所示。测控中心图2.3-4超短波通信设备配置图(5)短信通讯采用短信通讯方式实现数据传输，各地可根据需要采用点对点通讯方式或申请特殊服务号码专线接入。数据传输网络由短信通信构成。测量站需配置短信通信终端、天线和SIM卡。中心站根据选择的组网方式配置短信通信终端、天线、SIM卡或专用短信服务器和专线。，网络结构如图2.3-5所示。、短信终端移动GSM网RTU

37、数据采集终端数据处理 计算机接收处理接收站则站图2.3-5GSM通信网络结构示意图对于公网覆盖的区域，总则应使用公网进行组网；对于公网未覆盖的丘陵低山地区，总则应采用超短波通信方式组网；在面积较大的地区，使用卫星通信；对有条件的重要监测站和区域，采用两种不同的通讯方式组成网络，实现相互备份和自动切换功能，保证信息传输通道畅通。2.2.3.1.信息采集预警平台在选择合适的数据库管理平台的基础上，建立了信息采集与预警平台数据库系统，包括实时水雨情数据库、预报预警结果、气象数据库、工业条件数据库、管理数据库和超文本数据库。数据库等服务共享需求。省、市、县等不同行政区域建立的山洪灾害信息采集预警平台对

38、数据库系统的要求不同。因此，可以根据各个地区的具体情况选择合适的数据库操作系统。数据库操作系统的选择应与就地建设的国家防汛抗旱指挥系统水情中心的数据库选择保持一致。对数据库操作系统的其他要求可以根据各省市县的实际需要结合以下几个方面考虑：(1)根据实际原理、要处理的数据量以及分布式应用的支持需求，选择合适的数据库系统。(2)为实现数据库数据的实时共享，数据库系统应具备并发控制功能。(3)选择专业数据库时必须考虑数据库设计的难度。是否方便系统维护、开发和移植；是否有面向用户且易于使用的开发工具，先进的数据库开发工具将大大减少系统开发和运维的工作量。(4)数据库系统对数据库管理和维护的支持程度也是

39、选择数据库系统的重要参考指标。主要指数据库系统的用户管理、权限管理、数据库备份、数据传输等功能。这些功能将对系统运行的稳定性和安全性产生很大影响。(5)选择数据库系统是否支持比较完善的开发工具。(6)升级数据库系统的能力。数据库设计要求：(一)数据库设计内容信息采集与预警平台数据库从内容上可分为属性数据库和图层空间数据库。属性数据库主要包括：水雨信息数据库、气象信息数据库、行业信息数据库、经济社会信息数据库、灾情数据库、组织信息数据库、图形图像数据库和超文本数据库等。空间数据库主要包括省、市、县区域图、行政区划图、流域水系图、水库池塘分布图、防汛站分布图、防洪工程布置图、交通图设施、安全区和危

40、险区地图等。(2)数据库表结构数据库表结构应按照国家防汛指挥系统工程实时雨水情况数据库表结构、防汛工程数据库表结构等设计；其他类型的数据库应根据当地灾害特点、实际需要和数据情况合理设计。2.2.3.2.信息采集、信息查询子系统1 .信息采集子系统信息采集子系统和信息查询子系统主要包括监测站的实时数据接收处理、其他相关部门的信息共享和交换处理以及各种信息的查询服务。根据平台接收的数据信息的特点，数据接收处理软件的整体结构设计应满足以下要求：(1)可实时接收自动监测站的水雨数据和工况信息；(2)具有自动监控站远程控制功能；(3)接收到的数据信息可以实时处理，分类存储在数据库中；(4)具有数据查询和

41、维护功能；(5)具有手动数据录入功能；(6)软件运行环境支持中文Win2000/中文WinXP等操作系统。2 .信息查询子系统为了实现山洪灾害监测信息的访问、查询和比对，需要开发配套的查询系统。针对山洪灾害防治的实际需要和信息查询的便捷性，结合现代信息处理技术、网络技术和GlS技术，在水雨信息、气象信息、行业信息、灾害信息、山洪灾害防治等方面计划、规章制度等。在信息集成的基础上，提供数据库水雨情况、基本气象数据、工业情况、灾害情况等的查询、检索和分析比较功能。系统开发要求：(1)以数据库为接口设计开发数据查询软件，查询结果应以表格、图形等形式展示。(2)信息查询软件具有通用性，可定制信息的范围

42、和内容。(3)具有强大的信息输出和性能功能。除基本信息、水量信息、雨量信息、统计信息和分析信息数据表现外，还具有图形查询功能，如：工艺线、直方图等多种方式显示，显示方式可由用户选择.(4)可以按时间段查询重组信息，例如可以按年、月、十日、日进行查询和统计值查询。(5)丰富的系统页面，可以对数据进行分析比较，并具有生成各种统计报表和打印功能。(6)软件可以采用B/S和C/S结构相结合的方式开发。为了获得更好的系统运行效率，推荐使用B/S方式组织软件系统，充分利用C/S方式。S结构的优点，系统的一些辅助功能是通过C/S结构来实现的。C/S架构可以无条件使用。设计内容及功能要求：2.2.3.3.预测

43、决策子系统2.2.3.3.1.水雨分析预测模块对于有水文资料的流域，可以利用已有的水文资料，通过常规方法制定预报方案。但是，对于大多数小流域来说，水文站点少，水文资料匮乏，因此可以采用以下预测方法：(1)降雨径流预报方法径流可根据各地实际情况，通过折减系数(径流系数)、雨量与径流的关系、初期损失和后续损失来计算。根据山洪沟的实际情况，可以采用单元线（经验单元线、瞬时单元线、综合单元线）、合流系数（曲线）等方法计算合流。在条件内容的情况下，可以利用DEM和GlS提取的山洪灾害防治区小流域特点，建立分布式洪水预报模型。（2）上下游水位（流量）关联法对于有上下游水位（文）站的河流，可以利用历史水位流

44、量数据建立上游水位流量与下游水位流量的关系。对于上游有水位（文）站，下游（或灾点上游）无水位（文）站，但下游可调查较大洪水的洪峰水位的河流，实测水文资料为可以使用上游和下游的调查数据。，建立上下游水位关系，制定水位相关预报方案。（3）雨量与水位（流量）的相关方法对于流域面积小、汇合时间短的山洪，根据实测或调查的降雨量和实测或调查的水位（流量）数据，建立流域降雨与灾点上游水位（流量）的相关性灾点上游，制定预报方案。（4）比较法对于没有水文资料的山洪，可借用附近水文气象、地理条件相近的流域预报方案，必要时可适当调整相关参数。水文气象资料采集完毕后，修改相关参数或重新编制预报方案。上述编制的预报计划

45、应在实测数据或新的调查数据可用后及时修订和重新编制。2.3.2.3.1.预警信息生成模块一、预警指标的预警指标是指引发山洪灾害的雨水条件临界值。山洪灾害的预警条件和预警时间主要依据是否接近、达到或超过临界降雨量和致灾水位（流量）。确定预警指标，需要对已有的历史灾害、降雨、水位（流量）数据进行分析和利用，通过分析计算得出。缺乏资料的山洪灾区可采用插值法、比较法、山洪灾害个案调查法、灾害和降雨。采用频率分析法等方法确定该地区的临界降雨量和致灾水位（流量）。（1）临界雨量分析计算正常情况下，南方湿润区年降水量大的地区临界降水量较大，北方干旱区年降水量少的地区临界降水量较小。然而，由于地质、地形和气候

46、条件的不同，灾区的临界降雨量差异很大。各地区应根据当地降雨特点，分析计算各灾点的临界降雨量，并利用已有数据进行分析计算。随着数据的积累和灾害的发生，应不断对临界降雨量进行检查和修正。（2）灾害水位（流量）分析计算对于已设置水位站或水文站的灾害点，只需统计历史上所有山洪灾害对应的水位（流量），最小值为灾害水位初始值水平（流量）。根据灾害点的地形资料确定灾害水位（流量）。对过去未设置但拟设置的水位或水文站，可将灾害易发水位换算为灾点对应场地的易灾水位（流量）（流）的灾难点。换算方法总则可采用水面梯度法、河流梯度法等。台站建站后，根据水文观测资料对灾害的水位（流量）进行校核和修正。2 .预警信息的准

47、备根据实时水雨情况、水文气象预报信息和预警指标，决定是否编制预警信息。山洪灾害的警戒级别总则分为三个级别。详细情况如下：（1）三级报警预报有强降雨时，降雨量可能接近或达到临界降雨量，或预报水位（流量）接近或达到易受灾水位（流量），可能发生山洪灾害，Ill级准备了预警信息。（2）二级报警发生强降雨时，预报降雨量可能达到临界降雨量，降雨将继续，或预报水位（流量）可能达到易受灾水位（流量），山洪灾害即将发生，级别二是预警信息编制。3 3）I类报警当已有强降雨，实测降雨接近或达到临界降雨，且前次降雨接近山洪形成区土壤饱和含水量时，预报降雨将继续，实测水位（流量）接近或达到致灾水位（流量），水位（当车流量）仍在上升，将发生严重山洪灾害时，编制I级预警信息。三、系统维护与管理对已有的水雨数据、预报预案、灾害数据、预警指标等进行系统维护管理，对数据进行编辑、录入、设置各种参数。（1）水雨数据的维护山洪灾害防治区降雨实时监测信息，各中小流域、中小水库水位、流