一、產(chǎn)品概述

我國山洪災(zāi)害點多面廣、發(fā)生頻繁，山洪災(zāi)害的發(fā)生造成了重大人員傷亡和基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境的毀滅性破壞。每年因山洪災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為400億元以上，已經(jīng)成為當(dāng)前防災(zāi)減災(zāi)中的突出問題，是山丘區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一。

南瑞山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)MTS2000功能覆蓋在線監(jiān)測、預(yù)警分析、山洪動態(tài)演進(jìn)、風(fēng)險分區(qū)制圖、決策支持、應(yīng)急響應(yīng)、信息服務(wù)等具有完整山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警以及決策支持功能的系統(tǒng)，并進(jìn)行了多項新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。本項目解決了山洪區(qū)惡劣野外環(huán)境下的一體化數(shù)據(jù)采集、低功耗視頻圖像采集傳輸、山洪態(tài)勢預(yù)演、預(yù)測預(yù)警、災(zāi)情預(yù)測分析和實時指揮調(diào)度等國內(nèi)山洪災(zāi)害防治領(lǐng)域的重大難題，為承擔(dān)山洪災(zāi)害防治任務(wù)的山洪易發(fā)區(qū)構(gòu)建了科學(xué)、準(zhǔn)確、及時的山洪災(zāi)害數(shù)字防御體系，提高山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)水文信息采集、傳輸和洪水預(yù)警預(yù)報能力，可有效提升山洪災(zāi)害防御水平，改變山洪災(zāi)害日趨嚴(yán)重的局面，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，尤其是有效避免群死群傷事件。

二、主要性能

災(zāi)情數(shù)據(jù)采集裝置

實時采集雨量、水位、流量、蒸發(fā)等信息并進(jìn)行本地存儲；

支持圖像采集和傳輸；

支持和中心站采集系統(tǒng)之間通過GPRS、CDMA、短消息、VHF、北斗信道進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；

支持通過遠(yuǎn)程信道進(jìn)行對時、招測實時或歷史數(shù)據(jù)，修改工作參數(shù)等操作；

支持遠(yuǎn)程更新裝置固件程序。

GPRS無線通信裝置

TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸

支持GPRS在線檢測，掉線自動重?fù)?

支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動態(tài)域名和IP地址訪問

支持多數(shù)據(jù)中心

支持短信備份

基于弦式位移傳感器和視頻聯(lián)動的山體滑坡監(jiān)測

由傳感器測量值報警引發(fā)視頻傳輸?shù)臋C(jī)制，即給位移設(shè)定一個報警值，當(dāng)位移計測量值大于這個報警值時，由數(shù)據(jù)采集終端立即打開視頻設(shè)備電源，啟動視頻傳輸。當(dāng)傳感器測量值小于報警值時，視頻設(shè)備始終處于關(guān)閉狀態(tài)。這種機(jī)制不僅可以有效節(jié)省功耗，同時也節(jié)省了傳輸費(fèi)用。

基于GPS RTK技術(shù)的地表位移監(jiān)測

使用自主開發(fā)的ACS04100 GPRS DTU和配套的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件實現(xiàn)了基于GPRS信道的點對點RTK數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)采集平臺

數(shù)據(jù)采集應(yīng)用多線程技術(shù)，采集通道之間相互獨(dú)立；

通信信道和協(xié)議可擴(kuò)展，支持多信道實時采集； 

支持跨平臺，采集和處理等后臺服務(wù)可在UNIX/WIN下運(yùn)行；

C/S與B/S混合模式的設(shè)計，提供客戶端和瀏覽器應(yīng)用界面；

集成化的監(jiān)視、控制和管理界面，信道、采集站工作狀態(tài)圖形化展示；

具有本地ACCESS數(shù)據(jù)庫，可獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)保存時間長度可配置；

運(yùn)行參數(shù)在線可配置，且無須重新啟動；

支持自報式、應(yīng)答式或兼容式工作體制；

自動采集和處理傳感器數(shù)據(jù)并本地存儲；

定時遠(yuǎn)程發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)和電池電壓等工況信息、低電壓告警；

定時自報、超閾值加報及遠(yuǎn)程召測傳感器數(shù)據(jù)；

現(xiàn)場或者遠(yuǎn)程讀取和修改遙測站運(yùn)行參數(shù)、人工置數(shù)；

高精度實時日歷時鐘，現(xiàn)場或遠(yuǎn)程可校時；

接入多種通信設(shè)備，主備信道自動切換。

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺

MTS2000是國內(nèi)首個可以提供在線監(jiān)測、預(yù)警分析、山洪動態(tài)演進(jìn)、風(fēng)險分區(qū)動態(tài)制圖、決策支持、應(yīng)急響應(yīng)、信息服務(wù)等具有完整山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警以及決策支持功能的系統(tǒng)。在線監(jiān)測裝置不僅能夠兼容傳統(tǒng)的水雨情信息采集，同時適用于視頻圖像處理、傳輸?shù)葦?shù)據(jù)量要求較高的場合。并且針對裝置在野外惡劣環(huán)境中可靠運(yùn)行的需求，在低功耗、可靠性方面進(jìn)行精心設(shè)計，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)大大領(lǐng)先于國內(nèi)同類產(chǎn)品，甚至優(yōu)于國外知名廠商的同類產(chǎn)品。

采用B/S軟件架構(gòu)設(shè)計模式，采用三層模式，Web客戶端、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。

以基于Flex的WEBOS系統(tǒng)為主，通過GIS服務(wù)和BlazeDS提供的數(shù)據(jù)服務(wù)實現(xiàn)與Spring和Hibernate的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)通信。

基于WEBOS分層多級數(shù)據(jù)融合的山洪預(yù)測預(yù)警聯(lián)動技術(shù)，采用松散體系架構(gòu)、分區(qū)WEBOS技術(shù)、分層多級數(shù)據(jù)融合技術(shù)和分布式聯(lián)動預(yù)警技術(shù)，可實現(xiàn)智能化的災(zāi)前實時預(yù)測預(yù)警、災(zāi)中聯(lián)動應(yīng)急響應(yīng)、災(zāi)后輔助評估決策。

基于無規(guī)則非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型和動態(tài)風(fēng)險分區(qū)成圖算法的山洪實時淹沒模擬技術(shù)，結(jié)合二維淺水方程的水流控制方程、集成三角形網(wǎng)格求解淺水方程的Godunov型有限體積模型、并模擬具有復(fù)雜計算域和無規(guī)則非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型的二維洪水演進(jìn)過程，可實現(xiàn)山洪動態(tài)淹沒水動力學(xué)模型建模和洪水風(fēng)險圖的動態(tài)生成。

基于洪水動態(tài)演進(jìn)模型和數(shù)字高程模型的山洪動態(tài)淹沒仿真技術(shù)，實現(xiàn)了洪水淹沒深度、淹沒面積和淹沒歷時的模擬計算，并動態(tài)顯示洪水淹沒的演進(jìn)過程，可全面掌握山洪災(zāi)情的發(fā)生和發(fā)展態(tài)勢、災(zāi)情覆蓋范圍和歷時等。

三、工程實例

南瑞山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)MTS2000先后成功應(yīng)用于湖南、新疆、海南、遼寧、黑龍江、山東、西藏等十多個省份工程現(xiàn)場，為當(dāng)?shù)胤姥粗笓]部門科學(xué)決策和調(diào)度指揮提供了重要的技術(shù)支撐手段，受到了用戶的廣泛好評。本系統(tǒng)通過了水利部水利科技推廣中心測評，通過了國家軟件產(chǎn)品檢測中心、江蘇省軟件產(chǎn)品檢測中心檢測，擁有發(fā)明專利4項，獲得了2014年度南京市科技進(jìn)步一等獎。南瑞山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)MTS2000及瀏陽市工程現(xiàn)場已被國家防總作為典型示范項目在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域全行業(yè)推廣演示。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于水利行業(yè)的防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域，如山洪災(zāi)害防治、防汛決策支持、城市水安全、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等，適用于水利行業(yè)的流域、省級、地市級和縣級多級行業(yè)管理部門。