山洪灾害多媒体监测预警系统技术方案.doc

山洪灾害多媒体监测预警系统 技 术 研 究 报 告 目 录 1 概述 1 1.1 山洪灾害预警系统研究的重要意义 1 1.2 山洪灾害预警系统研究方法 2 1.3 山洪灾害预警系统建设目标 5 1.4 山洪灾害预警系统设计依据 5 1.5 山洪灾害监测系统研究综述 7 1.5.1 山洪灾害监测技术 7 1.5.2 监测系统组成 8 1.6 山洪预警系统现状 9 1.6.1 山洪灾害防治规划 9 1.6.2 洪水预警信息发布方式 10 2 山洪灾害监测控制系统 11 2.1 监测终端可靠性研究 11 2.1.1 可靠性理论 11 2.1.2 提高元件可靠性 12 2.1.3 提高单元可靠性 12 2.1.4 监测终端可靠性设计 14 2.1.5 监测终端软件可靠性设计 17 2.2 信息采集控制 17 2.2.1 传感器的适应性 18 2.2.2 传感器的控制 19 2.3 传输通信控制 20 2.3.1 通信设备适应性 20 2.3.2 通信体制兼容性 21 2.3.3 信道侦听 22 2.4 终端全兼容策略 23 2.4.1 监测预警站作为中继站 23 2.4.2 监测站之间传递信息 23 2.4.3 远程通信设置 24 2.5 固态存储技术 24 2.6 电源管理 24 2.6.1 终端节能设计 24 2.6.2 太阳能充电控制 25 2.6.3 监测预警站电源监测 25 2.7 控制终端界面设计 26 2.8 设备防雷保护 27 2.8.1 限压防雷设计 27 2.8.2 等电位防雷设计 28 2.8.3 综合防雷措施 28 3 监测信息传输 30 3.1信息传输途径 30 3.1.1 超短波传输 30 3.1.2 GSM短信传输 30 3.1.3 GPRS实时在线传输 32 3.1.4提高无线电路质量 33 3.2 信息传输协议 34 3.2.1 WDTP无线通信数据格式 35 3.2.2 WDTP无线组网协议 39 3.3 信号碰撞概率分析 44 3.3.1 信号碰撞概率 44 3.3.2 降低碰撞概率措施 45 3.4 山洪灾害多媒体传输网络结构 45 3.4.1 ADSL宽带网络结构 45 3.4.2 GPRS传输网络结构 46 3.4.3 IP地址与动态域名解析 48 4 实时洪水预报系统 50 4.1 概念性洪水预报系统 50 4.1.1 流域洪水预报模型 50 4.1.2 模型选择 51 4.1.3 模型参数率定 51 4.2 河道汇流演算 52 4.3 系统结构与设计 53 4.3.1 子系统组成 53 4.3.2 系统流程 54 4.3.3 系统设计目标 55 4.3.4 关键技术研究 56 4.4 洪水预报软件系统 58 4.4.1 洪水预报模型结构设计 58 4.4.2 洪水预报模型参数修正 59 4.4.3 预报资料检查修正 61 4.4.4 洪水预报 62 4.4.5 洪水预报成果查询 63 5 远程语音预警系统 65 5.1 灾害预警系统通信方式 65 5.2 超短波山洪灾害预警系统 66 5.2.1 设备低温运行环境 66 5.2.2 设备省电技术研究 67 5.2.3 监测预警站拓扑结构图 68 5.2.4 预警系统流程 69 5.2.5 山洪灾害预警方式 70 6 系统综合评价 73 6.1 技术特征 73 6.1.1 集成化程度高 73 6.1.2 智能化程度高 73 6.1.3 预报预警相结合 74 6.1.4 直观的多媒体监测 74 6.1.5 多种警报方式 74 6.1.6 低功耗设计 74 6.2 总体性能指标 75 6.2.1 监测系统性能指标 75 6.2.2 预报系统性能指标 76 6.2.3 预警系统性能指标 76 6.3 技术成熟程度 76 6.4 推广应用的条件和前景 77 6.4.1 自然灾害频发，需要高科技监测预警系统 77 6.4.2 政府重视，行政管理部门积极落实 77 6.4.3 防御山洪灾害的成熟方法 78 6.4.4 推广应用前景 78 6.5 存在的问题 79 6.5.1 降低系统造价 79 6.5.2 智能化的“傻瓜型”设备研制 79 6.5.3 培养综合应用型人才 79 1 概述 1.1 山洪灾害预警系统研究的重要意义 众所周知，我国是山洪灾害极其频繁严重的国家，每年汛期由降雨引发的山洪、泥石流、滑坡都造成了大量人员伤亡和财产损失，不仅严重威胁着广大人民群众的生命安全，而且严重制约着广大山丘区经济社会的发展和人民群众的脱贫致富，影响全面建设小康社会目标的实现。据1950～1990年统计资料，我国洪涝灾害死亡人数共计22.5万人，其中山丘区死亡人数15.2万人，占总死亡人数的67.4%，年均死亡人数3707人。1992～1998年全国每年因山