山洪预警系统主要由三部分组成:水情监测系统、预警中心系统及预警发布终端系统。
2.2.1水情监测子系统
水雨情监测子系统主要包括水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输等。监测子系统主要任务是采集各项水文数据并将各项数据信息通过无线传输终端传送到预警中心系统,为预警中心子系统提供各项灾害数据。
2.2.2预警中心子系统
预警中心子系统主要任务是进行数据信息汇集、综合分析,根据分析结果做预警决策,根据危急等级及山洪可能危害的范围不同,选取适宜的预警程序的方式,将预警信息及时、准确地传送到山洪灾害可能危及的区域,从而使接收到预警区域的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及人民群众的财产损失。其可再分为计算机网络子系统和数据库子系统,
计算机网络子系统主要有灾害数据信息汇集、数据加工分析、数据查询、预警决策和预警信息发布。数据库子系统主要系统的维护管理、提供查询服务及为预警决策系统提供历史相关数据。
预警中心系统一般采用有线光纤等的接入方式。
2.2.3预警信息发布终端子系统
预警信息发布终端子系统的主要任务是将中心子系统的决策信息以各种方式通知预警区内的相关人员与人民群众做好灾害的防患准备工作,以确保灾害带来的财产损失及人民群众的人生安全损害降至最低。其中包括发布终端与无线通信终端。
2.3 防洪预警架构
根据系统构成分析,山洪灾害预警系统的总体拓扑如上,其整个系统以控制中心为中心分成两条链路,分别是监测终端与控制中心的链路,控制中心与预警发布终端的链路。实现灾害信息的汇集和灾害预警通告。
2.3.1 监测终端与控制中心的链路
此链路的作用是将前端采集数据发送到控制中心,为供控制中心决策预警提供原始水文数据。
监测终端设备分别分布在险情危地,自然环境条件恶劣,因此需要设备具有工业级设计。厦门四信无线RTU采用了工业级的设计理念,正常工作耐温范围大,在-25℃~65℃的情况下设备能正常稳定运行,并采用金外壳设计使用设备能在各种恶劣环境条件下不易受到损害,能在山洪灾害险情发生地区保持着稳定的工作状态。
终端数据采集器要采集的数据包括:单位时间内的降雨量、降雨强度,河流水库的水位,河流水速,水库放闸水速、水量等各种水文数据。
在汛期阶段,无线RTU将处于长期的在线工作状态,时刻通过GRPS网络与控制中心保持链接,但由于受到环境、供电等外界因素的影响,设备可能会出现无法正常工作的状态,这时需要人工对设备进行重新上电或重启,随之而来的就是将会对设备的维护带来世大的工作量,同时直接影响控制中心获得灾情数据的实时性与准确性,因此我司推出智能无线RTU,能够保证在无线RTU受外界因素影响而出现故障时能够自行恢复通信,网络掉线形后设备自动再次链接,保证与控制中心的连通性。无线RTU将数据采用透明传输的方式上报给控制中心,为控制中心提供最原始的灾情数据,以便控制中心对灾情做出判断。
当处于非汛期阶段,设备不必保持时刻在线状态,控制中心可以通过直接控制和短信通信两种方式对无线RTU进行配置参数的修改,控制设备的活动状态、设备上下线时间、开关机模式或使设备完全进入休眠状态。同时移动手机终端也可通过短信方式对无线RTU配置参数进行修改。通过这样的模式可以很大程度地降设备功耗节能减排。
2.3.2控制中心与预警发布终端链路
此链路的主要作用是将控制中心发出的预警信息以广播、LED屏等方式通告给险情区域内的相关人员与群众,急时采取防患措施,将危害降到最低。
链路是建立在控制中心经过分析各项数据得出预警信息时,向预警终端发出预警。控制中心可通过三种通信方式向预警终端发出预警信息:GPRS网络数据、语音、短信。
预警终端主要放置在易发生山洪灾害区域的村庄、县城或人类活动频繁的地方。预警终端主要包括无线预警广播设备(包括主站设备、从站设备和单站设备)、喇叭、LED显示屏等设备。无线预警广播设备有三种通信方式接收预警信息,第一,通过GPRS网络与控制中心保持链拉,实时侦听控制中心的预警通告;第二,提供语音通道,为紧急灾害情况提供直接语音通告;第三,提供短信通道,控制中心和移动电话终端可通过短信的方式向预警终端发布预警信息。无线预警广播设备内存储着授权拔入的号码池和各种预制的灾害预警信息。
无线预警广播设备获得预警信息并分析后,对功放设备发出指令,使功放设备与音频设备进入播放状态。
当控制中心发出预警信息之后,无线预警广播设备获得的预警信息可以通过两种方式,第一种通过GPRS网络平台直接从控制中心获取,第二种是通过短信通道,控制中心或移动电话直接向无线预警广播设备发出相对应的预警信息,无线预警广播设备根据预警信息的内容、灾害等级触发启动功放设备,并按程序设定播放相对应的预警信息。当出现紧急灾害时,管理人员可通过已授权的固定电话或移动电话拨打无线预警广播设备的号码,无线预警广播设备自动接通来电,同时控制功放与音响设备进入播放状态,此时管理人员可直接进行语音告警。