一、方案概述

近年來(lái)，我國(guó)突發(fā)性、局部性極端強(qiáng)降雨引發(fā)的山洪災(zāi)害導(dǎo)致大量人員傷亡，嚴(yán)重制約山區(qū)和丘陵地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民群眾脫貧致富、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)局部暴雨引起小流域河水暴漲，對(duì)附近山體造成沖刷，無(wú)法及時(shí)勘測(cè)山體的穩(wěn)定程度，無(wú)法做出有關(guān)預(yù)報(bào)，如何為崩塌、滑坡、山洪的正確分析評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及治理工程。山洪災(zāi)害小流域監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是一種重要的山洪災(zāi)害防治非工程措施，集信息采集、傳輸、分析和預(yù)警等多功能于一休，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地上傳下達(dá)，從而使可能受災(zāi)區(qū)域能夠及時(shí)采取措施、最大限度地減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。

二、系統(tǒng)組成

小流域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息直接入戶。在原有區(qū)級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)基礎(chǔ)上小流域山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)是區(qū)級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的補(bǔ)充拓展，重點(diǎn)研究解決了小流域網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)預(yù)警信息直接到戶的“最后一公里”問題。系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)LoRa協(xié)議，能夠獨(dú)立于通信運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)自主運(yùn)行，將監(jiān)測(cè)設(shè)備、預(yù)警設(shè)備、顯示設(shè)備通過局域網(wǎng)自行組成以山洪監(jiān)測(cè)站為中心的網(wǎng)格化小流域監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)、智能分析、預(yù)警發(fā)布功能，一個(gè)監(jiān)測(cè)站可以鏈接下游多個(gè)預(yù)警信息屏和預(yù)警廣播站，能全面覆該蓋小流域內(nèi)危險(xiǎn)區(qū)的重點(diǎn)居民戶，提高了監(jiān)測(cè)預(yù)警的時(shí)效性與可靠性，在山洪災(zāi)害來(lái)臨分秒必爭(zhēng)的緊要關(guān)頭，具有突出的優(yōu)勢(shì)。監(jiān)測(cè)的雨量信息除了發(fā)送到區(qū)級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)外，還通過LoRa無(wú)線局域網(wǎng)傳遞給小流域下游多個(gè)村莊的預(yù)警信息大屏；當(dāng)降雨量超出設(shè)定的預(yù)警閾值時(shí)，預(yù)警信息直接發(fā)布給預(yù)警信息大屏以及村級(jí)預(yù)警廣播，預(yù)警信息大屏通過聲光信號(hào)、預(yù)警廣播同時(shí)播放預(yù)警信息，按照“注意安全、準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移、立即轉(zhuǎn)移”三個(gè)級(jí)別，提醒群眾注意安全或及時(shí)轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)，完成小流域山洪災(zāi)害預(yù)警信息直接入戶?？梢园焉胶闉?zāi)害小流域監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。感知層：實(shí)時(shí)感應(yīng)災(zāi)害點(diǎn)各種監(jiān)測(cè)參數(shù)傳感器的狀態(tài)，如地下水位、土壤含水率、土壓力、雨情等前端感知設(shè)備；

網(wǎng)絡(luò)層：支持?jǐn)?shù)據(jù)通信，可上、下雙向通訊，支持無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感應(yīng)設(shè)備M21F2可通過監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的通訊方式，上行發(fā)送至監(jiān)測(cè)控制中心平臺(tái)。

平臺(tái)層：整合各層設(shè)備和系統(tǒng)功能，通過信號(hào)的連接，下發(fā)平臺(tái)對(duì)前端感應(yīng)器的命令，上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和分析，實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)前端各大監(jiān)控設(shè)備。

應(yīng)用層：開啟信息發(fā)布途徑，實(shí)時(shí)展示信息數(shù)據(jù)和預(yù)警信息。三、

系統(tǒng)功能

●監(jiān)測(cè)點(diǎn)管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)山洪災(zāi)害小流域點(diǎn)信息與監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息的展示、查詢與統(tǒng)計(jì)。

●監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)采集：系統(tǒng)可快速采集、存儲(chǔ)災(zāi)害監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的雨量、水位、表面位移、深部位移、土壤含水量數(shù)據(jù)及設(shè)備工作電壓和環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。

●監(jiān)測(cè)儀器狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控：系統(tǒng)通過GIS的空間定位功能，能夠準(zhǔn)確定位到各種監(jiān)測(cè)設(shè)備的具體位置，并且能夠直觀的展示每種設(shè)備的工作狀態(tài)，是否正常運(yùn)作。

●監(jiān)測(cè)信息管理與分析：能按時(shí)間、按類型檢索災(zāi)害監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)值，并生成對(duì)應(yīng)的曲線圖、折線圖，可與歷史同期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。●監(jiān)測(cè)點(diǎn)自動(dòng)預(yù)警：可以自定義不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)預(yù)警閥值，在監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)值達(dá)到預(yù)警閥值后會(huì)自動(dòng)向指定人員發(fā)送預(yù)警信息。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)采集雨量信息，并將實(shí)時(shí)雨情發(fā)送至山洪業(yè)務(wù)平臺(tái)，讓防汛工作人員及時(shí)獲取信息，為山洪預(yù)警決策提供支持。

自動(dòng)報(bào)警功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨水?dāng)?shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超閾值時(shí)，通過簡(jiǎn)易雨量報(bào)警器發(fā)出預(yù)警鈴聲，實(shí)現(xiàn)預(yù)警警報(bào)直接到人，增加群眾轉(zhuǎn)移時(shí)間 。

穩(wěn)定性強(qiáng)：預(yù)警系統(tǒng)采用多種通信方式融合使用，在斷網(wǎng)、斷電的條件下仍可以正常工作，確保山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)無(wú)中斷，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

預(yù)警手段多樣化：人工預(yù)警，聲音預(yù)警，短信預(yù)警，廣播預(yù)警，全方位的預(yù)警手段讓預(yù)警信息傳達(dá)到每一個(gè)人。五、系統(tǒng)意義

山洪災(zāi)害小流域監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)從需求層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合山洪防治與防汛工作，提供多層次信息化展示服務(wù)。以預(yù)案為主線，以事件為驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及預(yù)案啟動(dòng)邊界條件關(guān)聯(lián)，自動(dòng)分析預(yù)警響應(yīng)等級(jí)及下一步工作部署，通過省、市、縣、鄉(xiāng)防汛信息化平臺(tái)的信息聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防汛、抗旱、防風(fēng)等業(yè)務(wù)快速有效開展，同時(shí)定制不同信息服務(wù)產(chǎn)品，滿足防汛綜合業(yè)務(wù)管理需求。