泄洪预警广播系统解决方案

第1页四信泄洪预警广播系统解决方案陈银助（厦门四信通信科技有限公司，厦门361000）摘要：水库或水电站定期或不定期都会进行开闸泄洪工作，在泄洪之前应启动泄洪预警广播系统，及时通知沿江村民及涉水作业人员，最大限度避免人员伤亡和减少经济损失。通过建设无线预警广播系统来实现高效便捷的通知，是非常有效的手段。关键词：泄洪预警、预警广播、水库泄洪预警、水电站泄洪预警、无线预警广播一、项目背景每到汛期水库泄洪时，下游各责任单位接到泄洪通知后，组织人员对下游河道进行巡查，耗费大量的人力物力，且信息传递效果不明显。巡查办法老套单一，信息传递速度慢、覆盖范围小，无法让沿途的乡镇、街道和大部分行政村及时获得泄洪信息，致使泄洪河道排查存在一定的盲区，威胁下游人民群众生命和财产安全。为加强水库下游泄洪和放水影响区的安全管理，做好水库泄洪和放水预警工作，保证泄洪和放水工作安全有序进行，保护影响区群众生命和财产安全，加强宣传，提高群众预警意识，并采用警示标牌和预警广播系统相结合的方式，快捷、及时、准确地将泄洪信息传播给社会公众，扩大泄洪预警信息覆盖面，提高泄洪预警能力，最大限度避免人员伤亡和减少经济损失。二、系统概述由于沿岸村庄有不少人是留守老人和儿童，他们有的根本没有手机，有的不识字或者看不懂短信，通过无线广播方式，可以大大提高通知的效果和通知范围，以最快的速度通知到下游的居民，针对传统有线广播方式存在电缆敷设难度大、工程费用高、现场取电难、日常维护费用高等缺点，厦门四信公司遵循国家山洪灾害预警相关指导性文件，研发出一套无线预警广播系统。无线预警广播系统中心平台设于指挥中心，采用GSM/GPRS/3G/4G等无线通信方式传送广播信号和控制信号，对于个别移动公网信号较弱区域的远端站采取设置调频广播弥补，实现无线预警广播信号的全覆盖，无需架设广播信号传输线路。远端广播站设备电源由太阳能电板和蓄电池提供，不需要从外部引接电源线，运行维护方便，中心平台能实时监控系统各设备状态，自动化程度高。如图。第2页当因为持续降雨、水库超过警戒水位等原因，需要对水库进行开闸泄洪时，监管部门及村组防汛责任人通过手机/固定电话、短信、现场话筒、对讲机、录音播放等方式将紧急预警信息通过大功率的高音号角喇叭发布给附近广大居民，通知相关村民做好预防和撤离准备，减小损失。三、系统架构第3页无线预警广播系统由预警中心管理平台和无线预警广播设备组成。1、预警中心管理平台预警中心管理平台架设在中心控制机房服务器上，现场各无线预警广播设备通过GPRS网络连接到预警管理平台，以实现预警管理平台对现场广播设备的实时监测、管理、预警信息发布等。通过预警中心管理平台，可实现对现场广播设备的设备状态监测、远程管理、远程升级等。可实现对现场设备的分组管理，分组批量预警，实现对现场设备分区域、分时段预警。可实现对用户的完善管理，严格的权限划分，以保证系统及设备功能的正常使用，实现预警区域的安全、及时预警。2、无线预警广播设备四信公司F9103系列无线预警广播设备包括S型预警广播主站设备、C型预警广播从站设备、D型预警广播单站设备，主站设备和从站设备通过本地调频网络构成完善的预警广播网络。三个系列产品均可单独适用，独立完成预警广播功能。S型预警广播主站：在移动公网信号良好的区域设置S型广播主站，中心平台和S型广播主站间信号利用移动公网传输；第4页C型预警广播从站：在信号较弱区域设置C型广播从站，从站信号由S型广播主站通过调频广播传输。D型预警广播单站：在移动公网信号良好的区域设置S型广播主站，中心平台和D型广播主站间信号利用移动公网传输。预警广播设备接收到预警中心管理平台的预警信息后，通过TTS模块将文字转为语音的形式并通过高音喇叭播放出去，达到预警的目的，同时还具有白名单设置，可实现紧急手机、电话的远程实时人工喊话预警，将预警信息及时传达到需要预警的区域。3、预警信息发布方式可以多种无线方式将预警信息发送到各个广播终端设备。具体实现方式如下：1)GPRS/CDMA联网方式当设备通过GPRS/CDMA/3G/4G网络成功连接到中心管理平台后，即可通过中心平台软件发送预警信息和远程控制信息。设备接收到预警信息后，将预警信息转成语音信息进行预警广播。通过中心管理平台，可远程实现对预警终端设备的分组管理，分组预警，及时准确地将预警信息发布到预警区域。2)短信方式管理员号码或授权号码通过手机或短信平台进行短信群发，直接将预警信息发送到各个预警终端上进行预警。3)调频广播方式由于现场可能没有覆盖运营商信号而提出调频广播方式预警，通过调频广播的形式把预警信号覆盖到运营商信号达到不了的地方。这种预警方式是主从站方式，由主站设备发出预警信息，通过车载台或FM调频发射机将预警信息以无线电的方式发送到远端的预警广播从站，从站设备通过内置的对讲机接收模块或FM接收模块接收主站设备的信息进行预警广播，可以实现多级预警、范围预警，可根据现场情况来决定使用哪种方式。四、预警信息发布方案根据水库泄洪预警的特点，选择如下方案。1、预警广播方案：第5页在水库大坝顶安装一套预警广播主站，在河道沿岸的村庄或泄洪影响区安装预警广播从站，或安装另一台主机进行广播信号中继。在通信顺畅时，相关单位责任人通过本地麦克风、电话、短信等方式向预警广播主站发布预警信息，主站通过无线调频方式将预警信号向外发送，沿河各镇、村、组的从站设备接收到主站设备的广播信号后，将预警信息通过高音喇叭进行广播。另外，在这台广播主站的调频信号覆盖范围内建立另一台主站设备，用于接收上一级主站设备广播信号，实现中继功能，最终以多级中继方式实现水库下游流域统一预警。在无通信网络（或通信网络中断）时，根据当地预警设置配置的情况和泄洪的危险情况，按照预案中事先确定的报警信号，利用麦克风喊话等本地预警方式，或使用手摇报警器、鸣锣、启动报警器等方式，向威胁区域发送警报。2、预警信息发布途径泄洪预警信息传输途径：水库管理中心—水库下游沿河乡镇/街道-行政村村委会-沿江村民及涉水人员。如遇紧急情况，中心平台可通过电话、短信等方式直接向乡镇、社区等单独发布预警信息。3、预警要求水库实施开闸泄洪放水前，组织开展水库泄洪预警工作。一般情况下提前2小时，紧急情况下提前1小时实施预警。在闸门开启前30分钟拉响坝顶警报并广播，警报鸣叫时间为每隔10分钟鸣叫2分钟至闸门开启。这样滞留在河道沿岸的群众在听到警报后就有充足的时间迅速安全撤离。遇超标准洪水放水预警，增加警报次数，延长警报时间。水库泄洪结束后应及时解除预警。五、系统主要功能第6页四信无线预警广播设备主要功能：远程电话预警（同时支持手机、固定电话和小灵通）、短信息TTS语音预警、GPRS数据转语音预警、车载台/FM调频网络预警、本地对讲机无线预警、本地麦克风喊话预警、预置信息转语音预警、预置MP3音频预警、音频线路输入预警等服务。1)中心平台可远程开启或关闭远程广播设备，实现定时、定点、全体广播，可实现对远程广播设备预置音源选择播放功能。2)中心平台将文本信息发送至远程广播设备实现语音播报。3)中心平台能实现单个远程广播设备实时语音广播。4)中心平台能实时监控各远程广播设备的工作和故障状态。5)远程广播设备能自动过滤干扰短信和电话，只允许接收管理员号码或授权号码预警信息。六、预警广播设备特点1、环境适应性强工业级可靠设计，耐严寒酷暑，-35℃～+75℃范围内可靠工作；适应176V～250V宽电压，即使在电压不稳地区也可稳定工作。2、智能工作，永不掉线四信预警广播设备为智能型终端，上电即可进入工作状态；具完备的防掉线机制，保证终端永远在线3、双网络备份，确保防灾预警万无一失具有2.5G/3G/4G公用网络（电话、短信）和调频网络备份传输功能，解决现场偏远、多山，GPRS/CDMA/3G/4G信号不稳定的问题，确保灾情信息传输万无一失。4、调频发射机发射功率可选可据现场环境，发射端和接收端距离等因素，发射机的发射功率可选，现场适应性更强。5、更多供电方式具有AC220V和蓄电池备份供电，确保断电时，设备正常工作。支持太阳能/风能供电,预警广播设备可接驳太阳能/风能设备，实现在无市电环境下正常工作，解决某些项目现场取电困难的问题。6、低功耗具有多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗，待机功耗不大于1W，工作功耗不大于4W，有效节约能源，延长蓄电池工作时间7、防雷设计包括AC220V电源防雷，天线防雷和喇叭线防雷（可选）等，使预警系统在雷电等恶劣环境下依第7页然可靠工作。8、高保真功放音质强劲有力、清晰透亮，指向性强，传播面宽，即使在幅员广阔、障碍物多环境下，依然清晰传播。七、系统特点1、多种预警方式内置10种预警方式，覆盖所有预警方法，更多选择，让管理人员可灵活通过多种手段向全体公众及时发布预警信息，充分发挥预警系统的价值。2、远程控制，操作方便具有B/S和C/S平台，只要能上网，即可在任何地方进行预警信息发布、预警广播设备远程操作、控制、管理和升级，操作更便捷。3、预警任务设置灵活可据险情特点，有针对性地发布不同的预警信息。在B/S或C/S平台直接选择需发布预警的区域和设备，预警设备可单独预警，也可批量同时预警，灵活高效。4、信息自动上报，提升效率自动上报设备状态信息到平台或手机，包括工作模式、供电模式、电池状态、电量状态等，随时掌握设备实时状态，极大提升管理效率。5、分组管理，自由便捷可按管理需要，对预警广播设备进行分组（分组设备数量不限），可对设备进行分组管理，可批量配置各组的设备、批量查询、控制设备工作状态。6、拾音监测（可选），及时准确自动将喇叭音量的状态（高、中、低、无四种状态）回传到平台，以实时监控预警设备工作状态，确保预警信息及时、有效地传播。7、电源管理，安全稳定主备电自动无缝切换，安全稳定。主电捷通即对蓄电池充电，无需额外操作，安装方便。8、角色权限，独立可靠具有管理员、被授权人员、备份号码三种角色，每个角色可设置70个号码，让经过授权的用户可以正常合法地使用已授权的功能，而将那些未授权的非法用户拒之门外，确保预警信息发布安全。第8页八、应用场合：本方案适用于水库因发电防水、泄洪防水需要向下游放水进行预警的应用。九、结束语系统建设完成后，有助于加强下游沿河村镇安全宣传包括涉水安全知识、洪水避险自救常识和突发涉水事件提醒，以及泄洪前的及时预警，形成立体的泄洪安全预警管理体系，达到民生水利和社会防洪的目的。参考文献:[1][2]《山洪灾害监测预警系统设计方案指导书》[3]《全国山洪灾害监测预警系统建设技术要求》[4]《关于加强水库泄洪管理工作的通知》（国汛办电〔2013〕191号）[5]《水库大坝安全管理条例》