摘要:水利行业在我国有着悠久的历史,随着国民经济的迅猛发展,水利工程在国民经济中所起的作用越来越大,防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。实施防汛远程视频实时监控系统建设,可及时对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视,随时了解现场情况,以便采取相应的预防和补救措施,确保安全。
关键词:信息化;远程;可视;防汛
一、引言
目前,国家提出了建设“数字水利”的目标。全面实施大型水库远程视频实时监控系统建设。防汛抗洪工作逐步从被动抗洪向主动防汛转变。为进一步提高防汛抗洪决策的有效性和可靠性,实施防汛远程视频实时监控系统建设,可及时对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视,随时了解现场情况,以便采取相应的预防和补救措施确保水库安全运行。对领导决策和减少洪水灾害,缓解城市的防洪压力,保障人民生命财产的安全具有重要作用。
二、视频会议在水利防汛的应用
我国的许多水利防汛的紧急会议都是通过电话会议或视频会议在全国各省市范围内进行的,可以说电话会议或视频会议是目前水利防汛中不可缺少的一种通讯方式。通过电话会议或视频会议,国家有关领导可以很方便地安排部署全国当前的防汛抗洪救灾工作。
三、计算机网络及通讯技术在水利防汛的应用
目前在全国各省市基本上都建立了本地的局域网,[1]通过卫星线路连接到国家水利部,构成了一个全国范围内的水利专网,为当前的水利防汛打下了扎实的基础。
根据国家防汛指挥系统的总体设计,系统可划分为5个分系统,即信息采集系统、通信系统、计算机网络系统,决策支持系统和天气雷达系统。wwW.133229.Com
国家防汛指挥系统总体结构由两个网络组成:一个是分中心以下的星型报汛网,一个是分中心以上的互联互通的计算机网络。两个网在分中心汇接。利用多种通信信道组成的报汛网和众多的报汛站、采集点一起组成了信息采集系统;计算机网络系统基于国家公众通信网组成,它为各级决策支持系统提供工作平台的相互间交换信息的通路。
四、遥感(rs)技术在水利防汛的应用
“防洪遥感实时传输系统”是综合应用遥感技术、gps、gis、航空卫星通信技术、计算机图像处理技术等多种高新技术建立的一个极其复杂、难度很大的科研工程系统,同时也是一个典型的3s(遥感、gps和gis)一体化系统。该系统由信息获取、信息传输和信息处理三部分组成。信息获取主要由遥感飞机、侧视合成孔径雷达(sar)、实时成像器、gps等组成。信息传输采用“机-星-地”(即飞机-卫星-地面)传输方式。由机载站、转发站和用户站等构成。信息处理由计算机图像处理、gis及其外围设备构成。由于系统采用机载sar,而sar(微波)不同于可见光、红外,它不受天气条件(可以穿透云层)和黑天、白天(黑夜仍可以同白天一样获取地面图像)的影响,再加上飞机机动灵活,因此可以全天候地获取地面信息并在获取地面信息的同时将信息发往通信卫星。经过通信卫星中继,设置在防汛指挥部的接收站就可以从监视器(电视屏幕)上看到灾区的现场图像,实现了全天候、实时洪水监测。
五、决策支持系统在水利防汛的应用
“防汛指挥决策支持系统”是以现代计算机技术、网络技术、通讯技术、多媒体技术、遥感遥测技术和信息工程、系统工程、软件工程等技术手段为基础建立的,面向省级防汛指挥应用的水利信息化应用系统。具有防汛信息自动采集、实时传输、综合分析处理和决策支持等功能,以实现实时完整地进行防汛信息的收集、传送、处理和存储;快捷、灵活地以图、文、声、像一体化的多媒体和超文本方式,提供雨情、水情、工情、旱情、灾情背景资料、历史资料和动态资料等信息服务;基于模型库提供专业分析、预测、预报、调度和电子会商等功能,以提高洪水预报的精度和预见期;改善防洪调度手段;及时向重点分蓄洪区发布洪水警报,收集反馈信息;提供现代化的防洪抗旱管理和决策支持手段;从而提高防汛指挥决策的正确性、及时性和准确性,提高防汛抗旱指挥的办公自动化水平。
“防汛指挥决策支持系统”运用目前国际上较为先进的软件工程技术,[2]采用软件生命周期法与原型开发法相结合的方式,针对不同省(直辖市、自治区)的汛情特征和防汛指挥工作特点,选择省级防汛指挥决策中的关键问题,结合专业模型进行深层次的专题研究和应用软件开发。从而,使研发的软件成果在防汛指挥信息管理的基础上,突出了模型应用的特色。研发成果在重视数据管理,努力通过有效提高数据处理能力来追求对决策工作的积极支持的同时,进一步强调了模型和知识应用的重要意义,强化了模型管理和知识管理对于防汛指挥决策的支持作用,使系统成果具有更强的科学性、适用性和实用性。
六、安乡县水利信息化建设应用
安乡县从1999年起,开始构建防汛可视电话会议系统,用于防汛指挥调度,系统采用无线微波发送方式,县指和四个分指都要架设用于无线发射的天线,视频音频通过调制器调制放大后直接用2ghz左右微波发射,全县共占用5个频点。由于原设备老化,加上无线电波干扰严重,2008年汛前,县指又重新建成了新的可视电话会议系统,新系统租用中国电信光纤接入,用电信“新视通”业务,县指10m带宽,分指2m带宽。
1、以地理信息系统为集成平台
防汛信息包括气象信息、水雨情信息、河道信息、河道工程信息、蓄洪区信息、防汛物资器材信息、险情信息、灾情信息、历史背景信息等,都具有明显的空间分布特征,以地理信息系统为集成平台,可以把各种信息有机的结合起来,并可以实现与实时数据和计算模型的动态连接。
2、专业化的系统功能
(1)图形化信息服务
在综合数据库和gis空间数据库的支持下,以方便快捷的方式查询气象、实时降雨、水情、工情、洪水预报结果、调度方案、灾情评估结果、工程运行状况、各类基本资料等全面信息,公开信息以internet方式发布。
(2)汛情自动监视
根据实时的雨、水、工情等信息,与相应的各种特殊值及防洪预案进行比较,如果超限,则以系统自动触发方式,通过光、声、闪耀等形式给出报警信息。
(3)防洪调度
防洪形势分析、调度方案制订、方案的评价与选择、决策实施。
(4)灾情评估
确定淹没区水位、确定淹没区范围、灾情评估、迁安咨询、实际灾情的统计。
(5)决策会商
会商人员管理、会商信息管理、模拟仿真评估、异地多媒体会商、方案实施。
3、完善的模型库和方法库
防洪指挥决策支持系统包括以下模型:
(1)洪水过程计算模型
暴雨分析模型、气象模拟预测模型、降雨径流模型、洪水演进模型、蓄滞洪区洪水调度模型、溃坝决堤模拟模型。
(2)方案评估体系
灾害损失评估模型
七、结语
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。水利信息化是水利现代化的基础和重要标志。在水利现代化建设中,要大力推进水利信息化进程,利用水利信息化推动水利现代化。要充分利用科学技术发展创造的有利条件,坚持用高新技术对水利传统行业进行技术改造,特别要注意采用计算机技术、微电子技术、现代通信技术、遥感技术、地理信息系统(gis)、全球定位系统及自动化技术等,实现水利信息化。因此,在县级水利部门中建立水利信息系统,可实现水利工作信息化、智能化,可以全面提高水利工作效率,确保工程安全。
参考文献
[1] 庞治国,李纪人, 徐美.全国水环境信息数据库的设计与实现[j]。煤田地质与勘探, 2003, 31 (02) : 45～47
[2] 吴信才。地理信息系统设计与实现[m]。北京: 电子工业出版社, 2002。
