CN200969136Y - 实时水文信息自动监测和灾情预警报警*** - Google Patents

Abstract

一种实时水文信息自动监测和灾情预警报警***包括水文信息检测单元、接收和处理水文信息检测单元发来的信息的水文信息采集和处理传输单元、根据水文信息采集和处理传输单元做出决定的灾情预警决策单元、发出灾情预警决策单元做出的决定的灾情报警远程发布和监控单元、接收上述决定的灾情报警现场接收和监控单元、以及发出警报的灾情报警广播及状态检测单元。本实用新型的***可以使各个水文监测站能够及时把所检测到的水文信息向上级防汛和水文主管部门报告，使决策部门能够有效地了解各个水文监测站的实时水文信息，做出及时的决定和灾情预报，和及时向监测区域发出灾情警报。

Description

实时水文信息自动监测和灾情预警报警***

技术领域

本实用新型涉及一种实时水文信息自动监测和灾情预警报警***。用来对所监测地区的水情及有关资料进行监测、传送、分析和发出警报。

背景技术

为了防止出现水灾，实时监测水情变化，并对监测到的数据进行整理，在灾情发生之前，能及时采取措施发出必要的指示是非常重要的。从最早的利用有线通讯手段从各个水文检测站收集资料和反馈信息，以及发出灾情警报，到利用现代的测控通讯技术，能够更加准确和迅速地监测和获得水情资料，并适时采取必要措施。

目前，在许多地方，能够及时做出水情的监测和报告，而上级也能及对灾情做出及时的决定，但预报预警信息及时和可靠地传达到基层则还停留在人工报警阶段，严重地影响了以防为主预防洪涝灾害基本原则的贯彻执行。利用现代科技将预报预警信息及时和可靠地传达到基层已迫在眉睫。

为实现准确和迅速地监测和获得水情资料、做出决定并使基层的水情监测站及时收到决定或者预警指令，本实用新型集测控技术、通信技术、计算机技术、网络技术、数据库技术、WEB技术为一体，以遥测遥控***实现了信息和指令的实时传输。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实时水文信息自动监测和灾情预警报警***。

本实用新型的***包括水文信息检测单元、接收和处理上述水文信息检测单元发来的信息的水文信息采集和处理传输单元、根据上述的水文信息采集和处理传输单元做出决定的灾情预警决策单元、发出上述灾情预警决策单元做出的决定的灾情报警远程发布和监控单元、接收上述决定的灾情报警现场接收和监控单元、以及发出警报的灾情报警广播及状态检测单元。

使用了本实用新型的***，可以使各个水文监测站能够及时把所检测到的水文信息向上级防汛和水文主管部门报告，使决策部门能够有效地了解各个水文监测站的实时水文信息，做出及时的决定和灾情预报，以至向监测区域发出灾情警报。由于这个过程是实时的，对于水文信息的分析和防灾减灾是极为重要的。

根据本实用新型，能够充分利用已建的水情测报***的通信资源和遥测遥控***设备资源，再配置上相应自动报警装置和控制技术，实现利用一个监视控制和数据采集***同时实现对本监测区域的水情自动测报和灾情自动报警功能的目的。

附图说明

图1是本实用新型的***的工作流程图。

图2是本实用新型的***的水文信息检测单元的构成。

图3是本实用新型的***的水文信息现场采集、处理和传输单元的构成。

图4表明了根据本实用新型的***的水文信息远程接收和处理单元。

图5是本实用新型的***的灾情报警远程发布和监控单元的构成。

图6是本实用新型的***的灾情报警现场接收和监控单元的构成。

图7为本实用新型的***的灾情报警广播及状态检测单元的构成。

具体实施方式

图1表明了本实用新型的***的工作流程图。在各个水文监测站的水文信息检测单元检测实时的水文信息，并将信息传送给水文信息采集和处理传输单元进行处理和向水文信息远程接收和处理单元发送；而灾情预警决策单元根据水文信息远程接收和处理单元接收和处理的实时水情信息做出水情调度和灾情警报决策，并把灾情警报决策指令送到灾情报警远程发布和监控单元发出，最后由灾情报警现场接收和监控单元把远程接收的有关决定或灾情报警信息送到报警广播及状态检测单元，以传送给辖区内下属有关防汛部门和基层单位。

图2表明了根据本实用新型的***的水文信息检测单元的构成。为了实时监测各监测点水情变化，通过各种水文传感器(水文信息检测装置21)自动检测和解析各种水文信息。经过机电转换装置22得到电信号，并以现场显示装置23显示，随后送到现场数据传输装置24，以传送到水文信息现场采集、处理和传输单元。

比如通过并行数字量(12位格雷码)水位计和/或模拟量类型水位计(如：压力式)检测水位或闸位信息；通过开关量翻斗式雨量计(干簧管)检测雨量信息；通过模拟量类型墒情计(或其他传感器)检测土壤含水量、(或气温、水质、风速、风向等其它水文信息)；通过RS232/RS486接口类型传感器检测水位、闸位、气温、水质、蒸发、风速、风向、地下水位、地下水温等信息。

图3表明了根据本实用新型的***的水文信息现场采集、处理和传输单元的构成。它自动采集和处理来自水文信息检测单元的各种水文信息，实现自动数据采集、预检、存储、现场显示等功能，利用各种远程通讯手段传送信息到水文信息远程接收和处理单元。

反过来，水文信息现场采集、处理和传输单元也接收水文信息远程接收和处理单元的指令，实现远程随机召测、远程设置、远程数据下载、远程诊断、远程维护等功能。

水文信息现场采集、处理和传输单元也可同时自动采集和处理来自灾情报警设备及状态检测单元的灾情报警广播状态和设备状态信息，实现自动数据采集、预检、存储、现场显示等功能，利用各种远程通讯手段传送信息到水文信息远程接收和处理单元。

同时实现灾情报警现场接收和监控单元的功能。两单元共用同一设备是本***突出特点。

图3中的人工置数器装置31接收水文信息检测单元送来的各种人工观测数据，送到数据采集装置32采集各种水文监测数据，在数据预检和消浪装置33对上述数据进行预检，存入数据存储装置34和在数据显示装置35现场显示；将存储的数据通过数据传输装置36按照传输体系要求(自报、查询应答、随机召测等)，在经过数据调制装置37调制后自动发送到水文信息远程接收和处理单元。

为了消除由于各种波动干扰导致被采集的数据上下跳动的现象，数据预检和消浪装置33采用时段加权平均法消除数据波动。

数据存储装置34的内置测控软件具有多个数据库用以数据存储和访问。当数据溢出时能够自动刷新。可根据需求设定存储数据的步长，如设定雨量变化阈值，雨强阈值、水位变化阈值、采集时间阈值等，送入阈值比较器装置39。

存储的大量现场数据，可使用便携机通过RS232端口现场下载所存储的数据或支持水文信息远程接收和处理单元远程下载数据，将指定历史时间范围内存储的历史数据通过无线或有线信道自动发出。

当数据传送采用超短波、PSTN、RS232/485发送，将采用单元内置的远程通信协议，如MDLC协议(摩托罗拉远程数据传输协议)等，实现数据可靠高效传输。本***的通信协议能够确保在数据传输信道状态自动检测功能下的主备信道自动切换功能，当主信道发送失败时，能够自动切换到备用信道。

当采用GSM/GPRS/CDMA、卫星通信(VSAT、INMARSAT、北斗卫星等)或PSTN等公网进行数据传输时，则采用相应公网的通信协议。

由于能够通过各种通信方式传输且具有通信协议保障，因此数据发送前必须经过调制，以数据包的形式发送。

当采用专网方式传输数据时(如短波、超短波、微波等)一般采用实时发送的方式，即根据时间或事件阈值，由阈值比较器装置39进行比较，当检测量变化超过阈值立即采集、存储和发送，确保数据实时性。

当采用公网传输数据时，为减少通信费用，且保证数据的完整性，平时采用时段定时发送方式，即根据定时设定和阈值设定，将本时段中根据阈值比较装置39采集的数据压缩在同一数据包内定时发送中心站，以降低运行费用；当发生灾难性的突发事件时，为保证数据实时性，可通过设置预警发送阈值的方式，当发生突发事件时，能够自动将突发事件实时报送中心站，从而达到既节省费用又确保灾情报警的功能。

由于可使用的远程数据通信网包括公网***，如GPRS/GSM/CDMA、ADSL、卫星***、公用电话网(PSTN)，为确保报送信息的保密性和安全性，数据加密装置38对数据存储装置34中的报送的数据采用加密算法，并送回数据存储装置34，以防止数据在传输过程中的失密、干扰、误码等。控制字采用镜像、求反、移位等技术实现。

为确保数据传输的高可靠性，要求所有发起通讯的终端必须得到接收方的确认后，才认为发送成功，否则将会自动重发(除特定设置纯自报方式除外)。

如图1所示，水文信息现场采集、处理和传输单元还接口灾情报警广播及状态检测单元，接收各报警主站的各种报警状态信息，对上述数据进行预检、存储和现场显示；将接收的正常状态信息(如电源电压、设备当前状态等)以定时方式报送水文信息远程接收和处理单元；将接收的突发或临界状态信息(如供电***掉电、广播设备加电、报警装置故障、广播音频信息不满足要求、启动或关闭播放预警信号、启动或关闭播放灾警信号、解除报警信号等)以突发方式自动发送水文信息远程接收和处理单元。

图4表明了根据本实用新型的***的水文信息远程接收和处理单元。

远程接收和处理单元包括数据接收模块41、运行分析和处理模块42、数据存储模块43、数据统计分析模块45、和信息发布模块47。

数据接收模块41包括数据解调装置411、数据接收装置412、误码分析和处理装置413、报警装置414、***监控平台415、数据调制装置416。

数据解调装置411从图3的单元所接收的数据包中还原数据，送到数据接收装置412。误码分析和处理装置413对数据接收装置412收到的信号作误码分析和处理后送回数据接收装置412。同时，报警装置414检测到超过阈值时，立即启动声光和图示报警，并存储记录。

运行分析和处理模块42主要是对遥测数据接收***每日接收来的水情数据进行分析，对数据接收的准确性、误码率、畅通率、迟报、误报、漏报进行分析。进而分析整个遥测***的数据采集、通信情况，得出各种统计报告，以备用来维护、改进软硬件工作环境和***的通信方式。根据运行需求向***监控平台415下达控制指令需求。***监控平台415再通过数据调制装置416向水文信息现场处理和传输单元发出指令，实现远程数据查询、远程召测和巡测、远程数据下载、远程设置、远程诊断和维护等功能。

数据存储模块43主要是对原始数据库44的数据信息进行重新组织，去掉数据库里的冗余和不合理数据，提取数据库里的特征数据并加以处理，使之成为能正确反映监测区域的水位、雨量等水文要素变化过程的数据。如果发现数据不合理，能通过明显的告警信息(语音、文字等)提醒管理人员进行校核，并具有人工数据插补功能。

对各测站的所有水雨情数据进行合理性分析、排错和分类整理同时能够适时将各测站的实时水雨情数据按时段整理写入实时水雨情数据库。

模块43按原始数据库和实时水雨情数据库标准，把各测站数据写入水情中心站遥测数据库和实时水雨情数据库各实时表中；当写库失败时，***具备缓存能力；具有信息处理、错误分析处理、数据管理维护等功能；能够现场、远程下载各水文信息现场处理和传输单元固态存储器内记录的自动采集和人工置数采集的全部数据，并写入历史数据库。

数据统计分析模块45根据数据存储模块43的数据和阈值比较器46中预存的阈值数值比较，把数据送到水情会商***，以做出灾情报警决策。也可向信息发布模块47发出指令，发布当前水情。

数据统计分析模块45可以向阈值比较器46发出指令，修改预存的阈值数值。

根据上述的收集到的水情数据、工情数据和统计分析结果，以及外接的气象预报信息、洪水预报调度***分析成果、地质状态信息、行政资源信息等，经过图1中的灾情预警决策***单元的会商***形成正确决策指令，由图5所示的灾情报警远程发布和监控单元发出灾情报警。也能根据监测的数据，在上述的数据统计分析模块45对预存的阈值数值比较，得出水情统计分析成果，向各有关单位发出暴雨、洪水、和泥石流预警警报，提示准备启动防洪预案，防止在会商***形成正确决策指令前意外的、急剧恶化的灾情发生。

灾情报警指令或者水情统计分析成果送入图5的灾情报警远程发布和监控单元中的指令接收装置51，在密码检查装置52确认指令的密码是否正确，由权限核实装置53根据权限阈值比较器54中预存的权限阈值对当前指令发布者的权限比较确认，最后送入灾情发布和监控平台55。

灾情发布监控平台55的预警、报警、除警信息发布装置551通过远程报警发布装置56发出报警指令，同时灾情报警状态远程监控装置552也可接收远程报警发布装置56收到的由图1中灾情报警现场接收和监控单元(根据本实用新型的特点，灾情报警现场接收和监控单元和水文信息现场处理和传输单元实为一体)，通过灾情报警广播及状态检测单元实时检测到的报警设备工作状态和报警效果信息等。

在决策指令发出前的预警报警指令还可通过与灾情发布和监控平台55相连的报警电话机远程发布装置57发出。

上述的警报指令和预警报警指令可以通过各种在上文描述图3的装置所用各种远程数据通信方式传输到报警监控站(灾情报警现场接收和监控单元)。预警报警信息从各报警监控站到所辖报警转播分站(图1中的灾情报警广播接收单元)采用无线微型广播网实现，以扩大报警信息的覆盖范围。根据本实用新型的特点，从灾情报警远程发布和监控单元到灾情报警现场接收和监控单元所发布灾情警报指令可与水文信息现场处理和传输单元向水文信息远程接收和处理单元报送水文信息共用同一远程数据通信网。

图6是灾情报警现场接收和监控单元，在上文中称为报警监控站。

灾情报警现场接收和监控单元接收来自灾情报警远程发布和监控单元的预警报警除警指令后，根据指令要求自动启动预制的报警语音，并通过监控微型调频广播电台，发布灾情报警信息，包括通过调频广播网向远端发送语音报警，或通过喇叭实现本地语音报警。

在微型调频广播电台覆盖范围内的各相关单位通过调频接收机，接收灾情语音报警信息，并通过高音喇叭将灾情语音报警信息广播出去。

报警信息接收装置61接收来自灾情报警远程发布和监控单元的远程报警发布装置56发出的预警、报警、除警指令，由报警信息分析和处理装置62分析和处理后，自动启动报警设备控制装置63，根据报警指令要求从报警信息预制装置64获取相应的报警语音信息，并控制启动灾情报警广播及状态检测单元进入工作状态。

报警信息预制装置64中预制有根据控制指令的相应预警、报警、除警语音信息。

启动灾情报警广播及状态检测单元进入工作状态后，报警状态接收装置65，将实时接收来自灾情报警广播及状态检测单元的报警设备状态信息和报警效果信息，并送回报警信息分析和处理装置62分析和处理。

图7为灾情报警广播及状态检测单元。

预警、报警、除警指令和报警设备控制装置63启动灾情报警广播及状态检测单元进入工作状态后，报警发布装置71将相应的报警语音信息自动送到音响放大装置72放大信号后，通过调频广播网向远端发送报警，或通过喇叭实现本地语音报警。

状态检测装置73自动检测本单元中的装置71和72及其它辅助装置74的状态信号，监测本单元的报警设备的状态和报警音响效果，并送到图6所示的报警状态接收装置65处理。

图1中的灾情报警广播接收单元包括各报警转播站，其主要设备是调频无线接收机、音响播放器(高音喇叭)等。其主要功能为通过无线调频广播***接收到报警信息后，通过本地喇叭立即进行转播。

在使用本实用新型的***时可以有各种变化，比如，可以采用不同的具体设备、不同的通信方法，也可根据企业情况决定简便、实用的装置和设备等等。所有这些变化或置换都是本领域的普通技术人员无需创造性的劳动就能实现的，都没有脱离本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，包括水文信息检测单元、接收和处理所述水文信息检测单元发来的信息的水文信息现场处理和传输单元、根据所述的水文信息现场处理和传输单元做出决定的灾情预警决策单元、发出所述灾情预警决策单元做出的决定的灾情报警远程发布和监控单元、接收所述决定的灾情报警现场接收和监控单元、以及发出警报的灾情报警广播及状态检测单元。

2.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的水文信息检测单元包括：检测和解析各种水文信息的水文信息检测装置、接收来自水文信息检测装置的信号的机电转换装置、把机电转换装置的信号传送到水文信息现场采集、处理和传输单元的现场数据传输装置、以及现场显示装置。

3.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的水文信息现场处理和传输单元包括：接收来自所述的水文信息检测单元的信号的人工置数器装置和数据采集装置、把数据采集装置来的信号预检的数据预检和消浪装置、接收数据预检和消浪装置发出的信号的数据存储装置、和发出信号和对信号调制的数据传输装置、数据调制装置。

4.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的水文信息远程接收和处理单元包括：接收来自所述的水文信息现场处理和传输单元的的信息的数据接收模块、分析和处理所述的数据接收模块收到的信息的运行分析和处理模块、数据存储模块和数据库、以及和一个阈值比较器相连的数据统计分析模块。

5.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的灾情报警远程发布和监控单元包括：指令接收装置、确认指令的密码是否正确的密码检查装置、根据一个权限阈值比较器中预存的权限阈值确认指令发布者权限的权限核实装置，以及接受所述权限核实装置输出的信号的灾情发布和监控平台。

6.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的灾情报警现场接收和监控单元包括：接收来自灾情报警远程发布和监控单元的预警报警除警指令的报警信息接收装置、分析和处理所述指令的报警信息分析和处理装置、根据报警指令要求启动的报警设备控制装置和产生相应的报警语音信息的报警信息预制装置、以及实时接收来自灾情报警广播及状态检测单元的报警设备状态和报警效果信息并送回所述报警信息分析和处理装置的报警状态接收装置。

7.一种如权利要求1的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的灾情报警广播接收单元包括：各报警转播站的调频无线接收机、音响播放器。

8.一种如权利要求3的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的数据存储装置和一个数据加密装置相连接，而所述的数据传输装置和一个阈值比较器装置相连。

9.一种如权利要求4的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的数据接收模块包括：接收来自所述的水文信息现场处理和传输单元的的信息的数据解调装置、从数据解调装置接收信息的数据接收装置、和数据接收装置相连的误码分析和处理装置以及报警装置、和运行分析和处理模块相连的***监控平台和数据调制装置。

10.一种如权利要求5的实时水文信息自动监测和灾情预警报警***，其特征在于，所述的灾情发布监控平台包括发出报警指令的预警、报警、除警信息发布装置和灾情报警状态远程监控装置。

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