气象灾害预警系统

气象灾害预警系统（精选11篇）

气象灾害预警系统 第1篇

近年来焦作市气象灾害呈现种类多、范围广、强度大的特征, 气象灾害每年造成的直接经济损失占GDP的3-6% 左右, 利用科技手段防灾减灾, 已经成为各级政府的重要施政内容。为此建设焦作市气象灾害预警系统实现农村气象灾害预警信息发布的快速响应, 解决气象预警信息传递“最后一公里”问题, 达到最大限度防灾减灾的目的。

1焦作概况及主要气象灾害

焦作市位于河南省西北部, 北依太行与山西省接壤, 南临黄河与郑州相望, 地势北高南低, 地形变化较大, 地貌类型多样, 分为山地、丘陵、平原三部分。焦作属暖温带大陆性季风型气候, 年平均气温15.6℃, 年平均降雨量为551.4mm, 年平均风速2.0m/s, 无霜期220~240d, 全市共103 个乡镇办事处, 1826 个村 (居) 民委员会, 常住人口352.7 万人。几种主要灾害性天气有:干旱、雨涝、连阴雨、寒潮、大风、干热风。

1.1 干旱

干旱是区内最主要的自然灾害之一, 出现次数多, 危害面积大。常见的有春旱、伏旱和冬旱, 其中春旱、伏旱出现次数最多, 冬旱次之。春旱多出现在3 月上旬和4 月中旬, 总降水量小雨30mm, 且多年连年出现, 间隔周期短, 危害越冬作物的正常发育, 影响春播。1995 年春旱, 8 万hm2农田受灾, 9.4 万人和6 万头牲畜饮水困难;1996 年春寒, 5 万hm2农作物受灾, 7.4万人和3.7 万头牲畜饮水困难。伏旱一般7、8 月份出现, 总降水量小于30mm, 严重影响秋作物生长。1987 年伏旱, 受灾面积15 万hm2, 2.7 万hm2农田减产80%或绝收。

1.2 洪涝

洪涝包括春涝, 初夏涝、夏涝和秋涝等。保护区洪涝以内涝为主, 夏、秋涝发生次数最多。其中夏涝发生最为频繁, 危害严重, 平均2a一遇;秋涝阴雨连绵, 造成涝灾, 影响小麦的适时播种, 平均3 ~ 4a一遇。

1.3 雷暴

夏秋之交, 雷电常见, 往往伴随着狂风暴雨, 造成山洪暴发, 毁田坏屋。最早的雷暴雨发生于2 月, 最晚10 月, 全年7 月份最多, 8 月次之, 曾发生过雷电击死人畜现象。

1.4 风灾

焦作的大风, 东部多于西部。 全是年均大于17m/s的大风日数为6.3d, 最多的一年有40 个大风日。全年大风以4 ~ 7 月份最多, 9 ~ 10 月份最少。1988 年7 月21 日, 修武县遭受大风袭击, 农作物受灾8900hm2, 毁坏高低压电线杆255 根, 毁坏民房254 间, 重伤2 人;1989 年6 月29 日, 温县遭受大风袭击, 损坏树木2 万余棵, 电杆80 多根, 毁坏民房180 余间, 死亡2 人, 重伤9 人。

1.5 冰雹

冰雹是焦作最严重的自然灾害之一, 降雹时常伴随狂风暴雨, 时间短, 危害大。焦作是河南的冰雹集中区, 年均0.5 次, 一般出现在5 ~ 9 月份, 6 月份最多, 占36% 以上, 5、7 月份次之, 各占18%。每次降雹时间一般5 ~ 15min, 雹粒直径1 ~ 3cm居多, 最大直径5cm;重量一般在0.5 ~ 2g, 最重的曾超过60g。

1.6 寒潮

秋末开始, 由于强冷空气南下, 气温急剧下降, 形成寒潮。1959~2010 年, 焦作市共出现寒潮90 次。最早出现在10 月下旬, 最晚出现在次年4 月上旬, 以11 月和3 月出现次数最多。寒潮过后气温急剧下降, 会影响农作物的返青和正常生长。

1.7 干热风

焦作的干热风因高温低湿并伴随强风而形成, 近70% 发生于5、6 月之交的几天, 时值小麦灌浆、乳熟期, 干热风会使小麦青干枯死, 影响产量和品质。干热风平均每年两次左右, 轻重程度不同。

2焦作气象灾害预警发布系统介绍

2.1 本系统遵循“先进科学、稳定可靠、方便扩展、经济适用、安全保密”的原则进行设计

主要采用虚拟数据网、GPRS无线网、UTP/Gn接入、嵌入式文语转换、LED显示控制等技术, 由气象灾害信息发布平台和预警语音信息终端、无线电子显示屏构成, 可满足气象、农业、科技等多种信息及时、快速、准确发布的需要。

预警终端和发布平台通过预警中心路由器直接进行联络、传输数据, 也可通过GPRS服务器来进行数据转发。中心交换机还须和气象台交换机进行连通, 气象台将天气预报、预警等信息数据上传到预警中心文件服务器上, 供预警发布平台使用。

2.2 预警信息发布平台

需完成自动气象站数据采集发布、语音预警信息发布、电子显示屏预警信息发布、短信预警发布, 操作以方便、简洁、高效为目标, 既充分体现快速反应的特点, 又能便于操作人员进行信息设置、发布和广播。

对于预警发布实行权限管理, 对于网络传输采用数据APN专网, 完全与外网隔离, 确保系统使用安全可靠, 杜绝非法侵入盗用平台宣传。

2.3 语音预警终端

也称作“气象大喇叭”, 接收终端将接收到的文字信息自动转化为语音, 通过高音喇叭播报出去。

播报次数可设置, 系统默认3 次。驱动大喇叭功放的电源通常是关闭状态。当接收终端接收到有效信息时, 自动把电源打开。

用手机或固定电话拨打接收终端号码, 可以将语音通话通过喇叭实时播报出去。该终端不影响原有话筒进行人工语音播报。

支持GPRS/SMS双模接收信息, 系统支持大容量信息接收, 一条短信最长可达350 个汉字。通过GPRS传递的文本信息则无字数限制, 发布信息前可进行试听。

为了确保信息接收发布的正确性, 避免垃圾信息侵入, 系统设置了发布人 (含信息平台) 号码授权。只有已授权的电话号码 (含信息平台) 发布的信息, 接收终端才会接收和播报。对于未授权的号码发来的信息, 接收终端将拒绝接收, 设备设计有防雷电路。

2.4 电子显示屏预警终端

实时显示自动气象站采集的数据, 发送的数据可以设置每分钟或2min、5min发送一次。当接收到气象灾害预警信息时, 大屏就会立即切换显示预警信息。

为满足户外使用, 预警显示屏系统支持箱体温度、湿度检测, 支持屏体亮度自动控制、电源硬关机、控制箱体风机等功能, 方便扩展, 系统支持信息个性化设置, 文字颜色、显示速度、停留时间和多达40 种的显示特效可以随信息一起生效, 信息显示人性化, 达到最好的显示效果。

为保证信息接收的正确性, 避免垃圾信息的侵入, 保证公共信息发布的安全性, 系统设置了多重验证措施:

授权号码验证:对授权发布人的信息可进行发布。

信息密码验证:对密码正确的信息可进行发布。

发布有效期验证:对有效期内的信息可进行发布。

当信息接收成功后, 系统会自动给该屏的管理员发送回执。系统将成功接收到的预警信息和服务信息存入了自带的大容量存储器。可通过PC机对存储器的数据进行调阅、导出和备份。实现了信息管理有据可查。

3结语

焦作市农村气象灾害预警系统正式运行后, 解决了广大农村气象预警信息传递“最后一公里”的问题, 扩大了气象灾害预警信息的公众覆盖面, 对气象灾害预警提前量达到2h以上, 对指导农民生产尤其是大棚蔬菜管理、山药种植、冬小麦管理、畜牧养殖、经济类作物销售等起到了重要的参谋助手作用。

摘要：基于GPRS技术利用农村大喇叭和电子显示屏组建焦作气象灾害预警信息发布系统, 解决气象灾害预警信息传递“最后一公里”问题, 焦作目前全市1826个村, 利用该系统仅需1min。

关键词：GPRS技术,预警终端,农村大喇叭,电子显示屏

参考文献

山洪灾害监测预警系统设计方案 第2篇

设计方案

山洪灾害监测预警系统设计方案

1概述

我国是一个多山的国家，山丘区面积约占全国陆地面积的三分之二。我国主要位于东亚季风区，暴雨分布范围广；季风气候决定了我国降雨在年内分布不均，汛期高度集中，以强降雨引发的山洪灾害发生最为频繁，危害大。

路路通山洪灾害监测预警系统以山洪灾害防治坚持“以防为主，防治结合”、“以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合”的原则为指导，运用当代信息监测技术、通信技术、网络技术、计算机技术、系统集成技术在山洪灾害防治区建立以信息采集、预报分析、视频会商决策为基础的预警平台，通过手机群发、传真群发、无线广播、高音喇叭、手摇警报器、锣等预警程序和方式，将预警信息及时准确地传送到山洪可能危及的区域，使接收预警区域人员能根据山洪灾害防御预案及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

2系统总体结构

2.1系统组成

路路通山洪灾害监测预警系统主要包括水雨情监测系统和预警系统。为更好地发挥系统的防灾减灾作用，还需建立群测群防的组织体系，加强宣传培训。

水雨情监测系统及时将简易监测站、人工监测站、自动监测站的监测信息汇入预警平台。

预警系统由基于平台的山洪灾害防御预警系统和山洪灾害群测群防预警系统组成。基于平台的山洪灾害防御预警系统主要由信息汇集子系统、信息查询子系统、预报决策子系统和预警子系统组成。群测群防预警系统包括预警发布程序、预警方式、警报传输和信息反馈通信网、警报器设置等。

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第1页 山洪灾害监测预警系统设计方案

2.2系统建设模式

由于山洪预见期短、致灾快，因此为有效防御山洪灾害，提出在县级行政区建立基于平台的山洪灾害预警系统建设模式，省、市、县、乡（镇）、村等各方面的山洪灾害防治相关信息汇集于平台，县级防汛部门根据系统信息，及时发布预报、警报。同时县、乡（镇）、村、组建立群测群防的组织体系，开展监测、预警工作。

3系统特点

（1）软硬件一体化集成

公司提供完善的系统的集成方案，自主开发山洪监测预警软件。（2）多层次水、雨情决策分析

可查询时段、日、旬、月显示区域内的雨量值、平均雨量值、最大雨量值、共23页

第2页 山洪灾害监测预警系统设计方案

各站降雨过程柱状图及数据表、雨量强度统计等。

（3）完善的预警责任体系

建立县、乡、村三级预警责任人体系，短信、传真预警时可灵活选择接收人员。

（4）灵活的预警监测方式

采用水雨情系统自动预警及人工预警两种方式。（5）完善的信息统计上报功能

依据国家防总要求定制的灾情报表，由各基层按照不同权限上报汇总，为县级领导决策提供强有力的支持和依据。

（6）丰富的结果呈现方式

系统结合地理信息系统提供了直观的图形化分析界面，使分析结果一目了然，数据结果展现方式多样化，数据列表、雨量柱状图、雨量等值面、线、点标注、水位流量过程曲线。系统具有信息输出和表现功能，除具备基础信息、水雨情信息、工情、灾情统计分析信息的数据输出外，还具备表、文字、图形的输出和保存以及打印功能。

（7）响应快速及时、运行稳定可靠。

（8）各子系统，均可以独立安装实施，扩展灵活。（9）围绕预警核心应用，全面提供整体解决方案。（10）针对县级用户特点，应用简单，高度产品化。

4系统设计

4.1水雨情监测系统设计

通过建设实用、可靠的水雨情监测系统，扩大山洪灾害易发区水雨情收集的信息量，提高水雨情信息的收集时效，为山洪灾害的预报预警、做好防灾减灾工作提供准确的基本信息。4.1.1监测方式及报汛工作体制

水雨情监测系统监测项目主要包括降雨量、水位。站类主要包括雨量站、水位站。根据山洪灾害预警的需要和各地的建站条件，考虑山洪灾害易发区地形复杂、降雨分布不均、群众居住分散、地方经济发展不均衡等实际情况，水雨情监测站可建成简易监测站、人工监测站和自动监测站。其监测方式及报汛工作体制如下：

（1）简易监测站

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第3页 山洪灾害监测预警系统设计方案

简易的雨量、水位观测设施，采用直观、可行的观测方法进行水雨情信息的监测。利用本地区适用的传播方式进行信息的传输，达到群测群防的目的。

简易雨量站采用有雨观测、下大雨加强观测的工作体制，有条件时及时上报；简易水位站在有雨时或接到通知时观测，水位接近成灾水位时加强观测，有条件时及时上报。

（2）人工监测站

无条件建设自动监测站，但拥有公用通信资源（程控电话、移动通信网）的地区，按照人工观测站的技术要求建立相应的水雨情人工监测站。采用人工观测和管理的模式，通过语音或通话报汛进行雨量、水位信息的采集和传输。

人工监测站采用定时观测，定时报汛的工作体制，在暴雨天气状态下加密观测、增加报汛段次。

（3）自动监测站

自动监测站采用有人看管，无人值守的管理模式，配置相应的雨量、水位传感器，遥测终端及通信终端设备，实现水雨情信息的自动采集、传输。

自动监测站采用定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制；对超短波组网的自动监测站，则采用增量随机自报与定时自报兼容的工作体制；人工置数信息有反馈确认的功能。4.1.2 信息传输通信网设计

水雨情数据传输常用的通信方式有卫星、超短波（UHF/VHF）、GSM短信、GPRS，以及程控电话网（PSTN）等。

（1）卫星通信

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站、转发无线电波实现地球站之间相互通信的一种方式，具有覆盖面大、通信频带宽、组网灵活机动等优点。目前，在国家防汛指挥系统建设中用于测站与中心站间数据传输的卫星信道主要选用海事卫星和北斗卫星。

卫星通信的适用条件：所建监测站地处高山峡谷，且公网未覆盖和无条件建专用网的区域。

（2）超短波通信

超短波是指工作于VHF/UHF频段的信道，超短波通信的传播机理是对流层内的视距传播与绕射传播。视距传播损耗小，受环境的影响也小，接收信号稳定。但是，由于传播距离较短，一般需要建设中继站进行接力。

适用条件：所建监测站地处公用通信网不能覆盖，或位于低山和丘陵地区，且所需建中继站级数不超过3级的地区。

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第4页 山洪灾害监测预警系统设计方案

（3）PSTN通信

程控电话（PSTN）是普及程度最高的信道资源，它具有设备简单、入网方式简单灵活、适用范围广、传输质量较高、通信费用低廉等优点，可进行话音和数据的传输。

适用条件：被PSTN网覆盖且电话通讯质量较好的地区。（4）短信通信

移动通信是我国近十多年来发展最快的一种通信系统，目前已覆盖我国很多城镇，正逐步向农村扩展延伸，移动通信系统正得到越来越广泛的应用，对于山洪灾害信息和警报的传输有着十分重要的实际应用价值。目前可利用的短信通信有中国移动的GSM短信和中国电信的CDMA短信。

适用条件：被中国移动通信网或中国电信通信网所覆盖的地区。（5）GPRS通信

GPRS是GSM系统的无线分组交换技术，不仅提供点对点、而且提供广域的无限IP连接，是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将数据传送到用户手中。GPRS是作为现行GSM网络向第3代移动通信演变的过渡技术，突出的特点是传输速率高和费用低。GPRS上行速率较GSM为高，下行速率则可达100Kbps。鉴于利用GPRS的运行速度快、运行成本低，建议尽可能地利用GPRS传输。

适用条件：已开通GPRS业务的地区。

4.2预警系统设计

山洪灾害防御预警系统平台是山洪灾害监测预警系统数据信息处理和服务的核心，提供数据接收、处理、加工，信息查询、预报决策、预警与信息发布、信息交换等服务，主要由信息汇集子系统、信息查询子系统、预报决策子系统和预警子系统组成。

4.2.1信息汇集、查询子系统

信息汇集子系统与信息查询子系统主要包括监测站的实时数据接收处理、和其它相关部门的共享与交换信息的处理以及各类信息的查询服务。

主要功能有：

（1）实时接收自动监测站的水雨情数据和工况信息；（2）对自动监测站进行远程控制；

（3）实时处理接收的数据信息，并分类存入数据库中；（4）数据查询与维护；

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第5页 山洪灾害监测预警系统设计方案

（5）人工数据录入；（6）基础信息查询 ① 雨量站基本信息

查询雨量站的基本信息，如：雨量站类别（自动、人工、简易等）、水系、河名、站号，站名，站址位置、设立日期、所属部门等。

② 水文（位）站基本信息

查询水文（位）站的基本信息，如：测站类别（自动、人工、简易等）、站号，站名，站址，经度，纬度，高程、设立日期等。

③ 工情基本信息

查询堤防工程、水库、山塘等的基本信息，如：建设地点、所在河流、集水面积、多年平均降雨量（径流量）、设计洪水位（流量）、库容、坝顶高程等。

④ 灾害点基本信息

查询灾害点的基本信息，如：地理、地质、气候特点、人口密度、基础设施、灾害频繁程度等。

（7）水雨情信息查询

通过对系统数据库的访问，可以实现各小流域、中小型水库水位、流量实时监测信息、历史资料信息查询，为预报决策提供历史资料对比分析。可以实现单站、多站实时或者历史水雨情图形化查询。具体包括：水文（水位）站雨量、水位（流量）实时和历史资料查询（包括日平均水位/流量、月水位/流量等），以及降雨量统计表、降雨量图等形式对雨量资料进行日、时段等综合查询。

（8）气象信息查询

将查询数据库得到的气象信息显示给用户，主要包括：中央气象台、省气象台和临近省气象台、本地市（县）气象台发布的当日天气预报（文字、图、表），卫星云图信息（图片）、多普勒雷达测雨信息、台风警报信息等。

（9）工情信息查询

工情信息主要包括：堤防、水库的各种特征值、工程图、工程指标、工程运行状况等数据；水库运行状况的实时信息，如闸门开度、大坝安全状况，溢洪道、泄洪洞、输水洞流量，水库、山塘水位状况（流量）、水库调度方案等。堤防主要信息有各断面水位、堤防安全状况、出险情况及类型。可以实现单站、多站实时和历史工情信息和运行参数的查询。

（10）经济社会状况及灾情信息查询

山洪灾害监测区域经济社会指标：村镇分布、人口分布、固定资产、重要设施、GDP等。

直接总经济损失：受灾范围，受灾人口，受淹城市，倒塌房屋，死亡人口等。

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第6页 山洪灾害监测预警系统设计方案

工业、交通运输业直接经济损失：停产工矿企业（个），铁路、公路中断（条次）、毁坏路基（面）（千米），毁坏输电线路，毁坏通讯线路（千米）等。

水利设施直接经济损失：毁坏水库，水库跨坝，毁坏堤防、护岸、水闸，冲毁塘坝，毁坏灌溉设施，毁坏机电井、水电站、机电泵站，毁坏雨量站、水文测站。

农林牧渔业直接经济损失：农作物受灾面积，农作物成灾面积，农作物绝收面积，减少粮食，死亡大牲畜，水产养殖损失等。

（11）数据的输出保存打印

查询系统具有信息输出和表现功能，除具备基础信息、水雨情信息、工情、灾情统计分析信息的数据输出外，还具备表、文字、图形的输出和保存以及打印功能。

4.2.2预报决策子系统

预报决策子系统为各省级、市级或县级山洪灾害防御指挥部门进行山洪灾害预警提供依据。预报决策子系统包括水雨情分析预报、预警信息生成、维护及管理等3个模块。

预报决策子系统主要功能有：（1）水雨情分析预报模块

结合实时水雨情、气象预报信息，根据水雨情分析预报模型，对小流域、中小水库水位、流量进行预测，并输出预测结果（文字、表格或图形）。

（2）预警信息生成模块

根据预报成果及预警指标实时编制预警信息，并及时将预警信息发送至预警平台。

（3）维护和管理模块

该模块可以对整个系统的内容进行添加和删除，具有控制系统权限的功能。本模块为系统维护管理提供工具。4.2.3预警子系统

预警子系统是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

在建立了基于平台的山洪灾害防御预警系统的地区，预警信息由该系统的预报决策子系统制作。根据平台设立的防汛指挥部门的级别不同，分为平台设立在共23页

第7页 山洪灾害监测预警系统设计方案

县级、市级防汛部门两种情况。县级防汛指挥部门获取发布的预警信息，各乡（镇）政府接收县级防汛部门发布或下发的预警信息，传输给村、组、户。紧急情况下县级防汛部门可直接对村、组发布的预警信息。

群测群防预警信息的获取来自县、乡（镇）、村或监测点。由监测人员根据山洪灾害防御培训宣传掌握的经验、技术和监测设施观测信息，发布预警信息。县级防汛指挥部门接收群测群防监测点、乡（镇）、村的预警信息，逐级发布。各乡（镇）政府除接收县防汛部门发布或下发的预警信息，还接受群测群防监测点、村和水库、山塘监测点的预警信息。村、组接受上级部门和群测群防监测点、水库、山塘监测点的预警信息。

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第8页 山洪灾害监测预警系统设计方案

4.3群策群防组织体系

由于山洪灾害突发性强，从降雨到发生灾害之间的时间短，且往往在灾害发生时断电、断路、断信号，因此群测群防尤为重要。群测群防组织体系为建立县、乡（镇）、村、组、户五级山洪灾害防御责任制体系，群测群防组织指挥机构主要在县、乡（镇）、村一级建立。

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第9页 山洪灾害监测预警系统设计方案

5土建工程

遥测站自动实时采集、存储降雨量和水位等数据，并进行信道编码和信号调制，自动发送实时采集的雨、水情等信息，并可人工置数，具备增量自报、定时自报功能，重要的遥测站具备自报兼查询应答功能。

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第10页 山洪灾害监测预警系统设计方案

5.1雨量站

5.1.1简易雨量站

简易雨量站按照《降水量观测规范》SL21-2006规定，主要配置直径200毫米的漏斗、放置于200毫升玻璃筒上，并固定于预制砼基块上(简易雨量器见示意图)。为直观和方便地观测雨量，承水器皿采用透明装置，并根据降雨的临界值或降雨强度，在承水器皿外进行划分或标注明显的预警标志线。

简易雨量观测器

5.1.2自动雨量站

自动雨量站是水雨情监测系统中数量最多、分布最广的遥测站。单个遥测站的土建工作量不大，占地面积小，但分布广，各建站地点的环境条件差异大．土建的设计应结合具体情况、因地制宜地作出设计方案。

一、自动雨量站位置的选择

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第11页 山洪灾害监测预警系统设计方案

自动雨量站的位置在站网论证基础上经无线电通信电路测试后确定。一般情况下，要选择交通方便有人居住的村屯、城镇，做到“无人值守，有人看管”，确保雨量站设施不遭受人为破坏．必须设立雨量站，而又无人居住的地点，也需要委托较近的居民看护。

在农村选择自动雨量站点时，应注意以下几点：(1)满足建站目的及要求。(2)满足通信要求。

(3)选择建站地点的人家有条件且愿意承担看护任务。(4)选择建站的庭院应开阔，无高大房屋、树木。

(5)选择在居民区有一定社会地位、受人尊敬的人家，这样雨量站不宜被人破坏。

(6)选择的居民家近年没有较大的迁移规划。

二、自动雨量站的结构型式

自动雨量站多设在平坦、开阔的庭院中，周围远离树木、房屋，雨量计周围设有围栏，以防止家畜，家禽或人为的损坏。有条件的也可在楼房或平房的平顶上直接设立，省去很多土建工作，还较安全，受周围的环境影响也较小。

自动雨量站一般应符合气象站安装要求。由于属于专用站，一般不参加资料整编、刊印，在安装高度上常因地制宜．国内已建的雨量站，有的直接坐落在地面的平台上，有的坐落在乎顶房的屋顶，有的被支撑物垂直支撑在空中，有的旁侧悬臂支撑在空中。近年的遥测雨量站大都为全密封铝合金筒式结构，甚至有的雨量筒大部采用全电磁屏蔽、全密封铝合金法拉第筒结构，全面实现环境(雷电，高低温、高湿、台风)防护，还可省去站房建设、铁塔和地网敷设费用。将雨量传感器、天线安装房屋顶上时，遥测仪可挂在房屋中的墙上，这样既降低了土建造价，也解决了看护问题。国内巳建的测报系统中，自动雨量站大都采用上述形式。法拉第筒不需要做地线，也不需要做绝缘支撑，占地面积小，适应全天候工作条件。所选用设备均适用于野外恶劣环境工作，按无人值守连续运行设计。有的正常运行已超过10年。如果以上条件不具备，须单独建造站房时，站房面积约4m2，净高大于3m，平顶，太阳能电池板、雨量计装在房顶。天线高度按电路设计报告布设，地网接地电阻应小于10Ω。站房应防潮(百叶窗)，屋顶防嚣，周围排水通畅，设铁皮门、暗锁，防止老鼠出入。雨量站站房除应预留太阳能电池板进线孔外，还应预留雨量计信号线的进线孔。测站站房还可利用原有房屋改建，也可采用架空高架方式，应按具体情况和要求灵活处理。

三、雨量计的安装设计

雨量计坐落在地面或屋顶，可预先将雨量计安装底座用混凝土浇筑好．在站

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第12页 山洪灾害监测预警系统设计方案

房顶上安装雨量计时，要求房顶能满足安装尺寸和承载能力，并在雨量计上方35°的仰角范围内无遮挡物。遥测雨量站采用立筒式，筒式站房为铝合金密封结构，直径0.3m，高度2.0m，将遥测终端设备放在筒的底部，筒内底部温度比较稳定，可延长设备使用寿命，适合野外长期工作。筒式站房施工中，基础挖好后，浇筑混凝土，将筒埋深1m，回填后找平夯实即可。

雨量计应和太阳能电池板相隔一定的距离，防止雨水从太阳能电池板上溅人雨量计的盛雨口内。

雨量传感器和太阳能板

安装示意图

四、太阳能电池板的安装

太阳能电池板的受光应向南，周围应无高大建筑、树木、电杆等遮光物。铝合金法拉第筒可直接将太阳能电池板固定在筒的外面或将其固定在铁塔或塔杆上。

五、避雷针的设计

(1)安装天线的铁塔应装置避雷针，避雷针、铁塔、地网之间应焊接可靠。

(2)避雷针上端应加工成针尖形，以利尖端放电，井作镀锌 筒式自动雨量站施工示意图 处理。

(3)避雷针的最高点应比天线

顶端高出3—5m。

(4)避雷针的保护角为35°，设备和天馈线应在避雷针的保护范围内。

六、自动雨量站天线铁塔土建施工

雨量站必须设立通信铁塔时，铁塔的高度由通信电路测试决定．但雨量站的共23页

第13页 山洪灾害监测预警系统设计方案

通信铁塔相对较低，一般不超6m。因而，其结构和形式宜筒化，铁塔与站房 间距不宜过远，应在防雷保护角之内。6m通信塔的施工要求如下：(1)塔杆用钢管焊制，设避雷地线。

(2)塔基础挖深一般大1.2m；基础应先挖好基坑，找平夯实再打垫层，然后浇筑基础；基础采用高标号混凝土浇筑。

(3)基础回填土应分层夯实，夯实后的土容重不得小于1．6t／m3．6m杆塔结构及摹础示意图如图所示。

6m通信塔示意图

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5.2水位站

5.2.1简易水位站

简易监测水位站是在溪河岸边、水库坝前设立便于监测的直立、斜坡式水尺； 对于无条件设立水尺的监测站，可在水流岸边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度，以方便监测员直接读数。

水尺的刻度必须清晰,数字必须清楚且大小适宜,数字的下边缘应放在靠近相应的刻度处。刻度面宽不应小于5cm。刻度、数字、底板的色彩对比应鲜明，且不易褪色，不易剥落。最小刻度为1cm，误差不大于0.5mm，当水尺长度在0.5m以下时，累积误差不得超过0.5mm，当水尺长度在0.5m 以上时，累积误差不得超过该段长度的 1%。

直立式水尺的水尺板应固定在垂直的靠桩上，靠桩宜做流线型，靠桩可用型钢、铁管或钢筋混凝土等材料做成，或可用直径10~20cm 的木桩做成。当采用木质靠桩时，表面应作防腐处理。安装时，应将靠桩浇注在稳固的岩石或水泥护坡上，或直接将靠桩打入，或埋设至河底。有条件的测站，可将水尺刻度直接刻绘或将水尺板安装在阻水作用小的坚固岩石上，或混凝土块石的河岸、桥梁、水工建筑物上。

5.2.2自动水位站

自动水位站主要的土建内容为；站房、铁塔及基础。

一、浮子式水位计

采用浮于式水位计，水位站要建测井。其设计标准，应视测站重要性而定．有堤防的自动水位站的设计标准一般应高于堤防的设计标准；大扛大河干流水位站

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一般可按百年一遇水位设计，支流按50年一遇设计，在冲淤变化大的河道上应考虑一定水平年后河道的冲淤幅度。

测井的具体形式应根据拟建站地点和地形特点、防护要求，可建成岛式、岸式、岛岸结合式。1 测井

（1）水位井的设计符合 GB/T50138-2010《水位观测标准》中的有关规定。（2）测井不应干扰水流的流态，测井截面可建成圆形或椭圆形。（3）井壁必须垂直，井底应低于设计最低水位0.5---1.0m，测井口应高于设计最高水位0.5---1.0m。

（4）测井井底及进水管应设防淤和清淤设施，卧式进水管可在入水口建筑沙池。测井及进水管应定期清淤泥沙。多沙河流测井应设在经常流水处，并在测井下部上下游两测开防淤对流孔。

（5）测井可用金属、钢筋混凝土、砖或其他适宜材料建成。

（6）测井截面应能容纳浮子随水位自由升降，浮子与井壁应有5---10cm间隙。水位滞后不宜超过1cm，测井内外含沙量差异引起的水位差不宜超过1cm，并使测井具有一定的削弱波浪的性能。

（7）水位井用于安装水位传感器。（浮子式水位传感器的外形见示意图）根据浮子式传感器的使用要求，井房面 积应不小于2m2，并具有通风孔和进线丝绳要平滑垂直放置，以防互相缠绕。

这样，方能保证传感器测试的准确性。具体可参考示意图。

（8）井房底板可选用能拆装木板，其厚度为3--6cm左右(或其它设施)。井房的设计应便于水位计的安装与维护。

（9）井房距遥测站房的距离不应大于200m，信号线应做架空或埋地处理。（10）如水位站同时兼做雨量站（即同时安装雨量传感器），则应将水位井房顶做成平顶房，并且应留有雨量传感器安装固定件。

根据国内已建测报系统的运行实践，遥测站和中继站的站房仅需满足安置通信、电源、传感器等室内设备的要求，使用面积不宜大于5m2。

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重锤

浮子(根据不同需要选择不同的浮子和重锤)

浮子式水位传感器外形图

轮

盘

水位传计数器

孔，测井内直径不得小于0.3m，安装时浮子和重锤的外壁要离井壁最少0.1m，钢山洪灾害监测预警系统设计方案

水位测井的设计，结冰河流要考虑冬季的冻胀、流冰期冰块的撞击，同时也要考虑大洪水的冲刷、淘空和漂浮物的撞击，主体要坚固，基础必须在冲刷层和冻土层以下，有条件时基础应与基岩连接，水位井平台在设计过程中应尽可能与堤防护坡等水利工程相结合。

井身可建成圆形或矩形，但有效截面积一般不小于600mmX 600mm，水位井筒内壁要垂直、光滑．最好用钢筋混凝土建成，为节省投资，也可根据浮于大小选用相应的工业管材，如钢管、PVC塑料管、混握土预制管等。

进水口尺寸大小应能起到一定的水流控制作用，既保持井内水位在各种水流情况下与河水水位相同，防止井内水位的滞后作用，又能减小波浪引起的测井内水位的波动．一般进水口的截面积不应小于测井截面积的1％。对于水流条件复杂，而又要求测量精度高的测井，进水管长度、截面积以及进水管的形状与水流方向的夹角等可通过水工模型实验确定。

测井结构要牢固，防淤、防浪、抗冻．在含抄量较大的河流上建设自记水位测井，测井与进水口之间应设沉沙池，每次洪水过后最好检查一次，定期清除泥沙。目前，国内已建的遥测站大多采用棍凝土、砖砌或石砌，有的采用预制混凝土管，有的采用钢管，可谓不拘一格，多种多样。2 站房

站房与水位井的相对位置关系一般有：地面井口直接建房、在测井上建仪器室站房、测井各自独立设置等三种。

如果水位井建于站房内，站房面积一般约为6mz。

只要条件许可，应将水位井和站房合二为一，这样可避免长距离铺设水位信号线，减少信号的干扰，降低土建费用，也便于以后的管理和维修。

测站站房还可利用原有的房屋改建，也可采用架空高架方式，应按具体情况和要求灵活处理。

站房建在水位测井上的站房面积、形式，取决于水位测井的形式及材料。如果水位测井采用钢管，为节省投资，站房可仅用于放置仪器，此时仪器室(站房)面积较小，能满足仪器设备放置的足够空间即可，人不必进入，仪器设备的安装调试，运行维护人员站在井体外面的梯子上进行。仪器室可建成圆形、方形或其他形式。如果水位井采用砖砌或预制混凝土管，其结构和上部空间具备建设站房条件，应建设一仪器室站房，既为后期的运行带来了方便，也很美观。

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第17页 山洪灾害监测预警系统设计方案

8m高水位测井示意图 铁塔(或杆塔)如天线挂高要求较低，站房顶上有足够位置并能承受塔的重量，可直接在房顶上架设一塔杆，除此之外，均应在地面建铁塔。

天线塔应建在站房的背面，两者适当靠近，既做到缩短馈线，减少馈线损耗，又不至于因距离太近，使人可以顺着天线塔爬到站房顶上，造成遥测设备破坏。

天线堵与站房间距离超过5m时，应在两者之间架设钢丝，用于悬挂馈线。如果测井和站房相距较远，水位信号线应加铁套管并埋人地下引入站房，铁管应接地良好，并每隔10m或在拐弯处建造连接井。

铁塔的高度由通信设计决定。一般情况下，没有必要因一个独立的遥测水位站建设一个超过6m以上的铁塔。铁塔太高，其造价会成倍增长，运输、安装都带来一系列问题。

二、非接触式

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采用浮子式水位计的遥测站土建工作量主要为测井的工作量，而采用非接触式遥测水位计的测站可省去测井，感应探头悬挂在空中，不接触水面，通过超声波探测水面的高度．非接触式特别适宜于含沙量大，水面漂浮物多的河流，或因各种原因采用浮子式较困难的河流。非接触式遥测水位计可用于监测各种水体，如人工水渠、水库水位、河道水位等。近年来，黄河上新建的遥测水位站大多采用非接触式。

非接触式虽然省去了在水中建水位井的麻烦，但地面上需建传感器支撑铁塔或整体灌注桩形式支架。

非接触式超声波水位计，该水位计的传感器安装高度要求超过历史最高水位，主河道水位计及传感器安装架设需建传感器支撑铁塔或整体灌注桩型式。如用铁塔可在底部打基础桩，上部建三角铁塔(或四角塔)，在塔的中部(或顶部)设计一个仪器百叶箱，其体积为450mmX500mmX400mm，既要通风透气，又要防雨，防冰雹．顶盖上安装太阳能电池板，另外横向伸出一个相应长度(如3~4m)的横杆作为固定传感器之用。塔顶伸出一个高于天线5m的避雷针，使天线及传感器位于避雷针的保护区之内。避雷针地线接地电阻小于5～10Ω。

如果安装架采用全灌注桩型式，基础可加大、加深，上部要细(可根据当地的水流条件、冲刷要求决定深度和尺寸大小，如底部埋入地下3～5m，直径为80—lOOcm，上部薄径为40cm即可。仪器箱及伸出去的横杆同上，避雷措施也同上。

另一种安装型式为岛式钢管和岸边钢塔式，在岸坡缓、支架伸出去较远时可采用岛式钢管，坡度较陡时采用岸边钢塔形式。

5.3中继站

超短波通信属视距通信，由于受地形的影响，遥测站的信息不能直接到达中心站时，就需建设中继站，用以传递信息。

一般情况下，一个中继站应连接几个或十几个遥测站，因此，如中继站运行不正常，将直接影响遥测站的信息传递，有时甚至使整个系统瘫痪；同时，中继站的工作环境相对遥测站来讲较为恶劣，一般没有人看护，其土建的设计既要防止自然因素的破坏，又要防止人为因素的破坏。

中继站的位置，铁塔高度，由无线电通信电路测试结果决定。中继站的土建项目主要有：站房、铁塔及基础、防雷接地等。

一般情况下，中继站位置高，地理位置偏僻，交通不便，且土建的工作量与遥测站相比较大，在中继站选择、设计和建设中应尽可能利用当地已有的土建设施，或略作改造利用，以减小工作量，降低投资。必需建设的中继站，要进行土建设计。

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中继站多建在高山顶上，环境恶劣，遭雷击的可能性大，避雷要求高，最好采用环行地网，接地电阻小于10Ω，天线铁塔(或杆塔)上应安装避雷针．对于石山，由于山顶上土层薄，接地电阻很难降下来，可考虑埋放降阻剂并盖土夯实，或将地网用钢筋焊接至背阴墟土层较厚处，或采用降阻模块方式，使接地电阻低于规范要求的10Ω。特别需要注意的是，除接地外，其他各个环节都要注意采取防雷措施，包括天线、电源等。由于中继站设在高山顶上，土层薄，易干旱，防雷困难，实践证明，雷击是系统故障的重要原因。

一、通信塔

天线挂高较低，中继站站房顶上有足够位置并能承受塔的重量时，可直接在房顶上架设一个小铁塔，除此之外，均应在地面建铁塔。

虽然电路设计只要求较低的挂高，但从地面架设的铁塔不宜低于6m。较高的天线塔上应架设安装平台，平台的有效直径大于1.2m，护栏高o0.8m．铁塔本身作为雷电载流体，要求每节铁塔连接处除用螺栓连接外，还须焊接在一起。

铁塔的建筑材料一般采用钢管、工字钢、三角钢、钢筋等制作，钢塔的截面有三角形、四边形，应根据当地材料、塔高、基础的物理特性选择。铁塔基础在设计前应进行必要的物探工作，以探明其地质特性，在此基础上确定基础的开挖深度、避雷接地措施．以12m钢塔为例，其施工的设计要求如下：

(1)天线塔基础挖深2m或挖到基岩。

(2)应先挖好基坑，找平夯实再打垫层，然后采用高标号混凝土浇筑基础；基础顶面必须保持水平。

(3)基础回填土，应分层夯实，夯实后的土容重不得小于1.6t／m3。(4)钢塔基础设钢筋网架，并预留法兰盘及螺丝头，以便与铁塔连接。(5)钢塔用钢筋焊接，底部焊接法兰盘，使之与钢塔基础法兰盘及螺丝头能够对接。

(6)钢塔均设避雷地线，12m钢塔要求地线钢筋长度为12m(3根)。(7)钢塔设防盗平台，平台厚板焊制，井留供上下通过的钢门，门由底部向上推开，在下部上锁并加防雨胶布。平台用支撑杆支撑。

二、站房

由于中继站设备体积较小，一般情况下，在钢塔上如防盗平台上设置一个仪器箱即可满足要求，既节省了土建工作量，也减少了在地面上建站房遭受人为破坏的几率。

确需在地面上建设中继站房的，可用砖混结构，房顶为平顶，做好防水处理，屋槽伸出墙外0.5m。东西两面墙上各开一个窗户，井以钢或铁板制成百叶窗牢牢地固定在窗口，既可防雨，又可防盗，东西墙根稍上处各安装一个铁质透气弯管。

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第20页 山洪灾害监测预警系统设计方案

12m通信塔及基础示意图

直管应做到外低内高，以防雨水进入．所有通风口的房内一侧都要加盖铁丝网，以防虫、鼠等侵入。

天线塔与站房应适当靠近，既做到缩短馈线，减少馈线损耗，又要防止因距离太近，人可以顺着天线塔爬到站房顶上，从而对遥测设备造成破坏。

天线塔与站房间相距超过5m时，应在两者之间架设钢丝，用于悬挂馈线。中继站站房在靠近天线塔侧的墙上应留有进线孔，还要预留太阳能电池板线的进线孔。在设备安装时，持进线穿好后，注童把余隙堵牢，防止雨水顺电线流人屋内。中继站站房内应配备一工作台，便于设备的放置。

为安全起见，设在野外的中继站站房应采用隐式电子锁，不采用外挂的挂锁或弹子锁；采用钢板结构门．对于盗窃和人为破坏严重的地点，也可采用双层结

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第21页 山洪灾害监测预警系统设计方案

构，一层、二层和房顶在房内建楼梯上下连通，并分别加盖铁门，这样可有效防止对遥测设备特别是安装在室外的设备的破坏。

三、避雷针的设计

(1)安装天线的铁塔应装置避雷针，避雷针、铁塔、地网之间应焊接可靠。(2)避雷针上端应加工成针尖形，以利尖端放电，并作镀锌处理。(3)避雷针的最高点应比天线顶端高出3～5m。

(4)避雷针的保护角为35°，站房和站房顶上的设备应在避雷针的保护范围内，如达不到这一要求，应单独设立避雷针。

四、接地体设计

为了使系统具有较好的防雷性能，地网设计一般按以下步骤进行：(1)用四极接地法测试各地土壤电阻率。

(2)根据要求的接地电阻，计算出接地网面积和接地体总长度。

(3)复合接地网中，为了减少相邻接地体的屏蔽作用，水平接地体间距和垂直接地体间距均应大于5m。

5.4中心站

中心站土建主要有：中心站房建设、站房装修、中心站铁塔建设。中心站土建设计应尽可能利用现有设施，以减少投资。由于中心站的位置一般由业主单位选择，站房一般情况下不必单独建设，但现有站房大多不能满足要求，需对中心站进行改造和装修．业主单位因通信、防汛等工作需要，一般在中心站附近有高架铁塔可以利用．如不能满足要求，一般在房顶上设置一个不超过6m的塔杆就能满足要求。

中心站房可按计算机室标准建设，接地电阻应小于5Ω；电源应根据不同设备设置相应的电气开关，如空调机、电池充电机、UPS、网络服务器等，可分别设置交流电三相电源、蓄电池组等；室内要防尘、防潮，室温在20℃左右；不安装产生电磁于扰的设备，远离工业干扰源：宜采用静电地板或墙壁贴墙纸，铺设地板时各种电线、电缆线要预先计划好，排在地板下面，避雷针必须高于天线顶端5m以上。

中心站用房一般包括机房、办公室、值班人员休息室、电源室、维修室等，一般不超过120m2。机房使用面积可按通信设备、计算机、打印机、绘图仪以及其他辅助设备面积综合的8--12倍计算，若计算值小于20m2，可采用20m2．为使计算机等有关设备能长期稳定地工作，延长使用寿命，在机房内应有防火、防静电和温湿度调节等设施。

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第22页 山洪灾害监测预警系统设计方案

(1)计算机配电系统。供电系统耍有足够的容量，以满足系统耗电量的要求和系统扩充的需要，计算机供电分为两个部分：一是计算机设备供电系统，要保证计算机设备的可靠运行；二是为其他用电设备如空调设备、动力设备、照明设备等供配电的系统，称为机房辅助供电系统．机房辅助供电设备(空调等供电设备)与计算机设备应分开供电。

(2)空调系统。在机房内应使用可靠的空调设备，能提供适当的过滤加湿、解潮、空气流通等，以保证机房内的最佳操作环境。

(3)地板。为计算机房内的电源、电话、通信器材、空调的管路提供灵活的使用空间，应选择有表面抗静电的地板，尽可能使用高性能材料，地板的任何一部分必须能支撑设备重量，所有的吊顶、地板都应考虑到金属屏蔽。

(4)接地系统。为防止地回路的形成，计算机与设备要很好地隔离，禁止两地共用，各自有自己独立的接地系统。

接地系统包括：①交流保护接地，小于4Ω；②安全保护接地，小于lΩ；③防雷保护接地，小于4Ω。

(5)防火、报警、灭火系统。要装有适当的防火、报警、灭火装置，地面，吊顶、墙壁应使用耐火的非燃性材料等。

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气象灾害预警系统 第3篇

关键词：高速公路；建设灾害；计算机系统；预警管理体系

中图分类号：TP311.13

所谓高速公路建设灾害，是发生在高速公路建设施工期间的社会灾害或者其他各种灾害，从而影响高速公路的正常施工。发生高速公路建设灾害的原因包括很多方面，比如在高速公路修建期间，会由于施工等原因造成目标施工地的地质条件、生态环境、社会等恶化，从而导致灾害发生，进而影响到高速公路的顺利施工。常见的高速公路建设灾害包括安全生产事故灾害、自然灾害、质量灾害、腐败、扰民以及施工噪音、粉尘污染、土壤侵蚀、水资源污染等有形和无形的灾害。考虑到施工现场的特殊性，高速公路的建设灾害是不可能全部避免的。所以，建立高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系是十分必要的。

1 高速公路建设灾害分析

1.1 高速公路建设灾害的表征。高速公路建设灾害的表征，主要由人为影响和环境影响产生，表现为环境态的“人为一环境灾害”和人为态的“环境一人为灾害”。高速公路建设灾害具体都包括安全生产事故灾害、自然灾害、质量灾害、腐败、扰民以及施工噪音、粉尘污染、土壤侵蚀、水资源污染等。如果按照其表现形态来划分的话，高速公路建设灾害可以分为自然环境破坏、社会环境破坏、安全事故和质量事故等；如果按照生产关系来划分的话，可以把高速公路建设灾害划分为内部自身灾害、对外影响灾害、外部对内部影响灾害等；如果是按照其存在形态来划分高速公路建设灾害的话，可以分为有形灾害和无形灾害；如果按照受灾对象来划分高速公路建设灾害的话，可分为人员危害、财产损失以及环境破坏等。将高速公路建设灾害分为现实灾害和潜在灾害是根据其产生时间划分的；将高速公路建设灾害划分为自然灾害和人为灾害是根据其产生原因划分的。

1.2 高速公路建设灾害造成的危害。在高速公路建设施工过程中，高速公路建设灾害会带来一定的危害，具体表现为：首先，高速公路建设灾害会威胁人员的安全和健康，从而造成难以衡量和弥补的损失；其次，这些危害会造成国家或地方政府的投资得不到收益，从而造成财产损失；第三，这些危害会在政治方面造成不良影响。在高速公路的施工建设过程中，高速公路建设灾害的发生对环境的不良影响有很多，例如施工中的粉尘等会造成空气质量下降，施工中机动车产生的CO、SO2、氮氧化物等会造成大气污染，同时施工过程中还会伴随噪音污染和水污染、生态环境破坏等。施工事故灾害也是不可避免的重要方面，施工事故灾害主要表现为机械施工危害和建筑施工危害，比如运输机械、挖掘机械、装载机械等一旦使用方法不对，就会容易造成严重后果。在社会危害方面，征地、出行阻隔、拆迁等都是会造成严重不良影响的问题。

2 建立高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系

2.1 高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系的构建目标。建立高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系，应该以以下三个目标的实现为基本的建立原则，只有明确指出灾害预警管理体系的构建目标，才能保证该体系能够针对性地发挥作用，为提高高速公路工程建设散发光和热，否则只能使得投资和收益不相吻合，从而不利于资源的优化配置。首先，灾害预警管理体系应该能够实现对高速公路的建设环境进行实时监控和评价，通过系统分析环境变化，发现高速公路的施工建设所可能面临的高速公路建设灾害。该系统监测的范围主要集中于自然环境、施工环境的安全度，以及施工技术标准的发展状态和其他人为环境的变化等方面。其次，构建高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系来对施工环境做出监测和评价，应该本着明确并预控这些管理行为的过程与结果的目标，要知道预警管理中的失误、甚至是失败都与高速公路建设灾害的发生有着千丝万缕的联系，该系统应该提供管理优化方法，从而为公路的顺利施工创造条件。最后，在建立高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系的过程中，应该建立完善的高速公路建设灾害预警管理活动的评价指标体系。只有预警管理活动的评价指标体系能够完善，才能保证前两个目标能够不折不扣地实现，才能保证整个管理体系能够有条不紊地运行。否则，经验性、随机性的预警管理体系是不会发挥应有的作用的。

2.2 高速公路建设灾害预警管理体系的构成。高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系应该包括四个必不可少的要素，分别是外部环境变动的预警系统、内部管理不良的预警系统、灾害预警信息管理系统和灾害危机预警系统。外部环境预警系统和内部管理预警系统在处理业务活动时存在并行和交互的关系。预警管理信息系统是完全依附于外部环境预警系统和内部管理预警系统、灾害危机管理系统这三个系统来进行信息处理和业务工作的。值得注意的是，预警管理信息系统的功能核心是分析和决策支持，这样为工作人员提供了可供参考的方案。另外，该系统中的对策库将可能发生的重大问题和灾害的处理方法提前制定以供使用，方便快捷。灾害危机管理系统是针对于特别对象进行预警的系统，它的主要任务，是当灾难问题难以控制时做出警告和对策建议。

2.3 高速公路建设灾害预警管理体系的工作流程。高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系的工作流程应该为：首先，内部管理预警系统和外部环境预警系统收集到各种大量的原始信息，各种信息经过信息管理预警系统进行筛选，确认是否引起警报，如果引起警报，则应该由系统具体指出警报的级别和内容以及处理方法，同时也要做出是否向决策层报警的决定。如果不对决策层进行危机警报，则应该把危机处理建议反馈到信息预警管理系统，然后进行危机处理和解决。由于危机预警信息系统具有特殊性，所以危机预警信息的流程既要遵循外部环境和内部管理预警信息的流程，同时又直接服务于决策层。

2.4 高速公路建设灾害预警指标体系的测评。良好的高速公路假设灾害计算机系统预警管理体系的建立，离不开对高速公路建设灾害预警管理指标的测评和实时监控。对灾害预警管理体系的管理指标进行监控和测评的过程中，有很多值得关注的问题，其中有三方面的基础问题值得予以特别注意。首先，对指标值进行量化是应当特别注意的工作事项，严格做好量化指标值的工作，对建立健全高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系有着重要意义。其次，在对高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系的各项预警指标进行测评和监督时，应该注意量化方法的使用，客观法和主观法都是比较常用的方法，但是，客观法相对于主观法更加准确。第三，虽然主观法在准确度方面存在一定的不足，但是也不是一无是处的，比如一味的对指标进行笼统判断，无法实现量化，而相对的，主观法却是可以帮助指标量化。只要将各项指标层层细分，相应的刻画标准也会呼之欲出，然后对这些标准进行有权重值的综合统计，可得到立足于客观现实的、比较科学的主观分数，与简单的估算相比，精确度将大大提高。

3 结束语

高速公路的大规模建设使人们的生活更加方便快捷，但是高速公路在建设中，不可避免的会产生高速公路建设灾害。如果将这些灾害放任不管，那么会给施工质量、施工人员人身安全、施工场地的生态环境、财产等带来严重损失。所以必须引起足够重视。建立高速公路建设灾害计算机系统预警管理体系，能够对灾害做出事前预警，极大地减少损失，系统所给出的解决方案也为及时处理灾害争取了时间。

参考文献：

[1]刘秀菊，程琦，佘廉.构建高速公路建设灾害预警指标体系的探讨[J].公路，2012（11）.

[2]胡树华，张冀新.高速公路建设灾害预警管理研究[J].统计与决策，2007（22）.

山洪灾害预警系统概述 第4篇

我国幅员辽阔、地势复杂、季风气候明显, 极端天气气候事件导致的灾害比较频繁, 暴雨、洪涝、干旱、冷害、冻害、寒害、暴雪、冰雹、大雾、暴雷、龙卷、大风、热浪、沙尘暴、热风、连阴雨、热带气旋等气象灾害时有发生。尤其是近年天气经常走极端, 气象灾害呈现种类多、范围广、强度大的特征, 气象灾害每年造成的损失占整个自然灾害的70%左右, 造成的直接经济损失占GDP的3~6%左右, 利用科技手段防灾减灾, 已经成为各级政府、水利局、气象单位、广播电视局、防洪抗旱办公室等的重要施政内容。

1 山洪灾害预警系统建立的前提条件

第一, 山洪灾害历来是我国防治任务最为艰巨的自然灾害。我国山地丘陵面积约占国土面积的2/3, 自然条件复杂, 降雨时段集中, 极端天气频发。广大山区山高沟深, 河谷纵横, 地势起伏大, 谷坡稳定性差, 地表风化物和松散堆积物厚。同时, 山丘区人多地少, 生产生活空间狭小, 不少城镇或居民点坐落在泥石流沟口、河谷沿岸甚至滑坡体上, 加之不规范的人类活动等对山体稳定带来的影响, 使得我国山洪灾害呈多发、易发、频发、重发的特点。全国29个省、自治区、直辖市, 274个地级行政区, 1836个县级行政区具有山洪灾害防治任务, 防治区面积达到463万平方公里, 涉及人口5.6亿, 其中重点防治区面积97万平方公里, 影响人口1.3亿, 7400万人受到直接威胁, 防御形势十分严峻、治理任务极为艰巨。

第二, 山洪灾害已成为威胁人民群众生命财产安全的突出隐患。山洪灾害破坏性强, 一旦发生往往造成毁灭性灾难。近几年, 我国突发性、局地性极端强降雨引发的山洪灾害频繁发生, 造成死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例呈递增趋势。据统计, 上世纪90年代以前, 全国每年山洪灾害死亡人数约占洪涝灾害死亡总人数的2/3, 新世纪以来已上升到80%左右。山洪灾害导致大量群死群伤事件, 严重破坏基础设施和生态环境, 直接影响广大人民群众生产生活, 迫切需要加快防治步伐, 加大防御力度, 加强防范措施, 以减轻、化解山洪灾害的威胁和风险, 切实保障人民群众生命财产安全, 维护经济社会发展大局。

第三, 山洪灾害防治仍然是我国防洪减灾体系中的薄弱环节。经过多年持续建设, 我国大江大河大湖治理取得明显成效, 但山洪灾害防治区尚未开展全面、深入的普查和排查, 大量隐患点尚未被发现;雨水情监测预报设施和预警手段严重不足, 灾害预警信息传递和人员转移较为困难;基层群测群防体系还不完善, 尚未建立覆盖到县乡村组户的组织体系和“纵向到底、横向到边”的预案体系;一些地方山洪灾害防治宣传教育、培训力度不够, 基层干部群众防灾减灾意识淡薄, 自防自救能力不足。因此, 迫切需要在继续加快大江大河大湖治理的同时, 进一步加大山洪灾害防治力度, 尽快改变被动局面, 整体提升我国水旱灾害防御能力。基于以上原因, 建立山洪灾害预警系统势在必行。

2 北京江海瑞通公司在国内率先设计、开发并推出基于覆盖全国的无线移动网络的山洪灾害预警系统。

该系统是采用国际先进的IN-TERNET、蜂窝网络带宽传输、UTP/Gn接入、嵌入式文语转换、LED显示控制等技术, 设计的集“无线文转语应急广播”和“无线LED显示屏发布”于一体的山洪灾害预警系统系统。可快速、及时、准确地将各类信息, 特别是气象灾害预警信息传播给社会公众, 扩大气象信息覆盖面, 解决预警信息“最后一公里”问题, 提高山洪灾害预警能力, 达到最大限度防灾减灾的目的。现该系统已在很多地方得到广泛应用。

2.1 建设目标

山洪灾害监测预警系统是山洪防治非工程措施的重要组成部分, 系统根据国家《山洪灾害防治县级非工程措施建设实施方案编制大纲》 (下简称《编制大纲》) 要求进行开发, 在国家四部委的联合部署下, 山洪灾害监测预警系统向着功能更加全面、技术更加先进、操作更加人性和预警更加准确的方向不断向前发展。本系统立足以客户为中心、市场为导向、效益最大化的新型运营模式下实现山洪预警, 减少人民群众生命财产损失的核心目标, 真正发挥山洪防治非工程措施的重要作用。

2.2 山洪灾害预警系统功能特点

2.2.1 山洪灾害预警系统功能

文语转换:支持山洪灾害预警信息文字转语音广播输出;l LED显示:支持山洪灾害预警信息文字转LED显示。

定时播报:支持山洪灾害预警信息定时自动语音播报和LED显示。

紧急播报:支持手动发送信息紧急自动语音播报和LED显示。

播报设置:支持语音男/女声选择, 音调和语速可按需设置。

显示设置:支持LED显示文字滚动速度设置。

次数设置:支持语音播报、LED显示信息次数设置。

身份鉴别:支持信息发送者身份锁定和鉴别, 非法信息不予接收和播报。

状态监测:支持发送状态实时监测, 信息发送成功与否软件有明确提示。

外设控制:支持扩音机电源自动控制功能。

多元文本:支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE四种内码格式文本。

2.2.2 山洪灾害预警系统特点

广域覆盖:中国移动网络在全国31个省的城市和农村均有良好覆盖, 基本上在手机可以打电话的地方都可传输山洪灾害预警系统永远在线:系统只要激活山洪灾害预警系统应用后, 将一直保持在线, 类似于无线专线网络服务。

按量计费:无线专线网络服务虽然保持一直在线, 但只有产生通信流量时才计费, 费用低廉。

高速传输:采用蜂窝网络带宽传输, 可支持53.6Kbps的峰值传输速率, 传输速率高, 传输速度快。

实时发布:随时发布和接收信息, 且可以定时或立即显示和播报。

扩展无限:在全国范围内, 只要无线GPRS网络覆盖的地方都可以使用, 不受距离和位置的限制。

安装方便:只要有无线移动网络, 山洪灾害预警系统终端接通电源即可。

3 结语

总之, 随着农村经济发展和农民生活水平提高, 农业、农村、农民对气象信息特别是灾害性天气信息的需求急剧增强, 但针对农村和农民的气象信息发布手段仍显单一, 在很大程度上影响着农村气象防灾减灾工作的开展。建设山洪灾害预警系统平台, 安装山洪灾害预警系统, 是加强区域性防灾减灾基础设施建设, 有效提高山洪灾害预警能力的重要途径。对农村来讲, “大喇叭”最普及、最方便、最经济、覆盖面最广, “山洪灾害预警系统接收机+大喇叭”的模式, 彻底解决了预警信息到农村“最后一公里”的问题, 可以大大提高农民防灾减灾的能力, 带来巨大的农业经济效益。

参考文献

[1]张廷治, 李守智, 李祥云, 许君强.诱发山洪泥石流特强暴雨的特征[J].气象, 1996, (1) .

爱恨交织的气象预警 第5篇

在暴雨、洪水肆虐之时，气象部门预警频发，为当地政府部门救灾、群众生活安排提供了参考。其实，不仅在遇到灾难时，平时生活中，我们也经常遇到气象部门发布的预警。

面对五颜六色不同种类的天气预警，人们显得有些茫然，不知道是不是应该相信，也不知道这些预警到底意味着什么。

气象预警的由来

位于北京南城的天坛，曾是皇帝祈求风调雨顺之地。那时，人们对于天气变化原因并不了解，对天地敬畏之心远胜于现在。

1743年，西方传教士在当时的北平建立测候所，进行气象观测。直到1912年，民国政府才在此基础上正式建立起自己的气象台——中央观象台。

1949年新中国成立后，气象台站建设进入了一个崭新的历史时期。现在，我国气象部门已建有各类气象台站2600多个。此外，中国农垦、水利、民航、盐业、海洋、航天、石油等部门也设有各类专业台站1300多个。它们相互联结交织成全国气象台站网。

与此同时，我国的天气预报体系也建立起来。中国气象局气象宣传与科普中心副主任陈云峰曾在媒体上表示，目前气象的预测建立在数值预报的基础上，也就是根据大气实际情况，在一定数值的条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象。

这种预测法不仅需要强大的电脑系统做后盾，还需要收集海、陆、空多方观测数据。这点需要多个气象站相互配合。因此，全球建立了数以千计的气象站，它们之间彼此相连，让数据更好地汇集到一起。

在分析天气变化过程中，发现重大灾害天气时，气象部门发出的警示就是气象预警。

预警一般在灾害天气出现前12小时发布，预报时效在24小时以上，最长可达72小时。理论上来说，只要预报的灾害性天气在预报时效内发生就是一次成功的预警。

灾害天气预警和预警信号都分为4级，从高到低依次由红、橙、黄、蓝四种颜色来表示。红色最严重，是最高等级的预警。

为逃命留出时间

值得肯定的是，在过去的20年中，天气预报的准确性有显著提高。如今，72小时天气预报的准确度远高于20年前24小时天气预报。先进的设备也为提供更加准确的灾难性天气警报贡献力量，例如现在龙卷风的预警时间提前了一倍，为人们逃离洪水灾害预留了40分钟。

当然，天气预警不仅让人们远离灾害，也同样让国家免于经济损失。

2010年，世界气象组织秘书长米歇尔·雅罗在纪念世界气象组织成立60周年和“世界气象日”活动时说：“不断提高的天气和气候预测挽救了数百万人生命。在今后数十年，世界气象组织的观测、预报和服务是确保粮食安全、适应气候变化和促进可持续发展的重要工具。”

根据流行病研究中心的统计，1980年至2007年，因天气、水和气候引发的7558场灾害占灾害总数的90%，占灾害死亡人数130万人的72%，占经济损失120亿美元的78%。从数字中不难看出，气象灾害带给人类巨大的损失。如果气象部门能够成功预测灾害性天气，那么人民将从中受益。

在预测方面，科技发达的美国似乎已经遥遥领先。

2001年，普华永道的专门调查报告表明，得益于天气数据的开放，美国天气风险管理行业的产值是整个欧洲的60倍，整个亚洲的146倍。强大的天气风险管理行业，不仅提高了民间预警的自觉性，还促进了各行各业的经济发展。

2008年，美国海洋和大气管理局（NOAA）发布研究报告说，仅全国的发电厂，因为得益于实时开放的数据，从而可以预测下一天、下一周的发电量，优化了资源配置，每年节省经费1.66亿美元。

气象学中的蝴蝶效应

如果你认为美国的气象预测部门就是百分百正确，那么就大错特错了。

大气运动是非线性过程，为了求解方程组，必须根据人们目前对大气运动规律的认识，对其进行简化处理，再加上观测资料的误差，数值预报的结果就存在着误差，因此有时预报就做不到十分准确。

20世纪60年代，一位麻省理工学院的气象学家爱德华·罗伦兹，想出一个对这些问题的恰当描述——蝴蝶效应。

对于这个效应最常见的阐述是：“一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。”因为，蝴蝶扇动翅膀的运动，导致其身边的空气系统发生变化，并产生微弱的气流，而微弱气流的产生又会引起四周空气或其他系统产生相应的变化，由此引起一个连锁反应，最终导致其他系统的极大变化。

罗伦兹称其为混沌学。当然，“蝴蝶效应”主要还是关于混沌学的一个比喻，也是蝴蝶效应的真实反应。不起眼的一个小动作却能引起一连串的巨大反应。

现在，罗伦兹被公认为混沌理论之父。混沌理论用一套科学原理对高度复杂的系统进行阐述，例如天气系统，初始条件十分微小的变化可以完全改变最终结果。

由于混沌理论，天气预报的准确性受到限制，罗伦兹将这一受制周期定为两周。

信不信由你

现代气象学家们运用尖端科技设备，以及最先进的技术和技巧预测复杂多变的天气，比如集合预报。这种预测法，包含几种预测结果，每种预测结果都基于不同出发点。如果这些预测结果大体上看起来相同，天气状况可能就是遵循变化的“乖宝宝”，一旦预测结果严重分歧，那么天气状况变化则会让人“摸不着头脑”。

气象学家们还通过使用多普勒雷达监测天气状况，使预测结果更有效、更完善。多普勒雷达通过发射器向空中发射无线电波，无线电波触及大气层中目标物体后会被反射回来。云层涌向或者飘离发射器所产生的无线电波频率或波长各不相同。雷达计算机再把反射回来的无线电波转换成显示降水云带覆盖面的图片，或者预测风速和风向的数据资料。

正是由于这些科学技术的应用，气象学家们能比以往更加精准的预测天气变化，尤其是短期天气预报。例如，气象学家们对12小时天气的整体状况和发展趋势预测是相当准确的。不幸的是，由于蝴蝶效应，他们永远无法百分之百准确地预测天气。例如沙尘暴、龙卷风、暴雨、洪涝灾害等，依然会突如其来的降临。正是由于这个原因，即使天气预报预测阳光明媚的日子，出门带伞也不失明智之举，“不防雨也防晒”。

网络技术在气象灾害预警系统的应用 第6篇

关键词：气象灾害,预警系统,信息平台,数据库管理

网络作为不同于传统媒体的第四媒体, 已经成为信息发布和传播的重要媒介之一。因此, 为了满足气象系统信息化建设的需求, 晋城市气象灾害预警公共服务系统服务于互联网上的广大用户, 并适度超前发布气象灾害预警信息, 形成了一个以利用Web信息技术、Internet网络技术和大型关系数据库管理技术的灾害预警信息发布专业平台。

1 系统的总体结构

晋城市气象灾害预警公共服务系统的总体结构包括逻辑结构和物理结构。其中, 逻辑结构表示软件的整体结构;物理结构表示软件部署时的总体结构。该系统的逻辑结构如图1所示, 网站设计采用Web四层结构, 自顶部向下依次为表示层、逻辑层、数据持久化层和数据库层。

上述各个层级的功能和作用具体表现在以下4方面: (1) 表示层。表示层是指网站用户和管理员在浏览器中能看到的所有页面, 包括网站所有的页面展示部分, 且与逻辑层分离, 这有利于网站的制作、维护和扩展。 (2) 逻辑层。逻辑层包括用户和管理员的业务逻辑, 定义了业务流程和用户交互的过程。单独划分逻辑层有利于重新定义网站和升级业务逻辑, 且不会影响其他层次。 (3) 数据持久化层。数据持久化层负责所有信息集和信息项的数据持久化操作和增删改查, 可接受其他模块的调用和逻辑组织, 并具有执行相应的持久化功能。 (4) 数据库层。数据库层负责管理系统中的oracle数据库或其他数据库。

晋城市气象灾害预警公共服务系统采用了当下比较流行的四层用户/服务器模式。这种模式在逻辑上将应用功能分为用户显示层、业务逻辑层、数据持久化层和数据层。用户显示层可为用户提供应用服务的图形界面, 有助于用户理解和高效定位应用服务;业务逻辑层位于显示层与数据持久化层之间, 是专门为实现气象局提供明确的业务逻辑的层次, 该层次封装了与系统关联的应用模型, 主要负责业务逻辑的封装, 并分离用户表示层与数据库持久化代码;数据持久化层可确保用户应用程序和数据服务之间的联系, 主要功能是执行用户数据的持久化工作, 将封装的模式呈现给用户应用的程序, 并提供固定的持久化接口;数据层是上述模式中最底层也是最关键的一层, 用来定义、维护、访问和更新数据并管理和满足应用服务对数据的请求。Web四层结构如图2所示。

晋城市气象灾害预警公共服务系统四层结构具有以下4个特点: (1) 任何系统都须具有良好的灵活性和可扩展性。对于环境和应用条件经常变动的情况, 只要对应用层实施相应的改变, 就能达到适应环境的目的。 (2) 增强了气象对象的重复可用性。气象对象是指封装了企业逻辑程序代码、能够执行特定功能的对象。 (3) 随着组件技术的发展, 这种可重用的组件模式会被越来越多的网站开发商接受。 (4) 该系统的四层模式具备很高的稳定性、延展性, 可集中管理服务, 并将服务统一于用户端。

从图3中可以看出网站在web设计四层结构中各个模块的部署位置。其中, 包括1台数据库服务器、2台应用服务器和1台流媒体服务器。数据库服务器用于部署数据库管理系统, 比如My Sql和oracle;1台应用服务器分别部署管理员功能模块和普通用户模块;流媒体服务器可播放视频天气预报。Web四层结构中的表示层、逻辑层和数据持久化层均部署在应用服务器上, 数据层部署在数据库服务器上。采用数据库服务器和应用服务器分离的方式可提高数据库的安全性, 同时还能提高网站的性能。此外, 采用2台应用服务器分离管理员和普通用户有助于提高网站的整体性能。该系统的物理结构如图3所示。

2 关键技术

该系统中的关键技术有以下6种: (1) 信息中插入图片。采用FCKEditor中的html编辑器, 在信息中插入图片后可直接看到效果, 从而简化了图片信息的录入过程。 (2) 系统安全性。建立了严格的用户校验机制, 采用基于角色的访问控制模型实现了对后台管理系统用户访问权限的管理, 以保证系统的安全性;建立了日志管理机制, 可记录系统的登录、退出、编辑和删除等行为。 (3) 并发访问。选择了性能较好的Web服务器tomcat, 并采用静态页面等方式减少并发访问时数据库连接对资源的消耗。在发布信息时, 可生成静态页面, 用户访问时直接读取静态页面, 无需从数据库中动态读取数据, 大大减少了数据库的连接次数, 解决了并发访问时数据库连接耗尽的问题。 (4) 气象站与地理信息的结合。选择了Web GIS提供的Map ABC, 可将气象信息与地理信息有机结合, 并展示于互联网中, 使相关用户能自主获得更多的气象信息, 且具有良好的并发性。 (5) 气象探测信息的互联网展示通过统一的编程接口发出, 整合了零散的气象探测信息, 且能够有效地在互联网上展示, 使相关用户能够在气象产品中获取更多的收益, 进而给人们的日常生活、农业活动和广大科研机构提供了更有效的信息展示方式。 (6) 在流媒体气象视频展示中, 采用了视频压缩技术和多种流媒体服务方式, 可向相关用户展示立体的图像和音频信息。

3 安全防范措施

3.1 数据的安全保护措施

在业务内网的数据收发过程中, 需要在数据收发、身份识别和网络系统等方面具备特别的保护措施, 具体可以采用以下4种措施保护数据的安全: (1) 全套接层协议 (SSL) 是在Internet的基础上提供的一种保证私密性的安全协议, 它能使用户与服务器应用之间的通信不被攻击者窃听, 并始终对服务器和用户进行认证。因此, 采用SSL协议可有效加密和认证网络服务。 (2) 采用SSH协议实现Internet的加密访问。 (3) 后台数据文件的安全是该系统最为关键的部分。因此, 应采用信息加密工具PGPi实现窗口信息加密、签名文件加密、传统档案加密、文件和磁盘的安全清除等功能。 (4) 应独立为系统安装硬件身份识别工具, 可保证与第三方CA认证机构单位认证和数字签名系统的良好连接, 以确保终端用户身份的真实性。

3.2 病毒和恶意代码的防范措施

应安装先进的病毒防治软件。晋城市气象局从2008年起, 购买了正版的卡巴斯基杀毒软件, 并实现了业务内网病毒库的自动更新, 实施监视和判断系统中是否有病毒存在, 从而阻止了计算机病毒的进入。杀毒软件可识别计算机病毒具有的特征, 并提出处理策略, 比如删除可疑病毒、恶意代码和恢复文件。

3.3 黑客的防范措施

黑客的防范措施由以下3部分组成: (1) 安全检测网络、系统、数据库和前台应用程序; (2) 对网络、系统和数据库、前台应用程序进行安全漏洞修补服务; (3) 全天候实时扫描和监控入侵行为。

3.4 系统的备份和恢复

近年来, 晋城市气象局为拓展气象服务领域, 新增了5套应用服务系统, 根据这些系统的运行状况, 任何应用系统随着时间的推移, 难免出现整体或部分的异常情况。因此, 系统软、硬件的备份和恢复是十分关键的。晋城市气象实施了不同的备份和恢复措施, 目的是尽可能快地恢复运行计算机系统所需的数据和系统信息。备份不仅在硬件故障或人为失误时可起到保护作用, 还能在入侵者非法访问或对网络攻击时起到保护作用。

根据系统中不同信息的安全需求, 采用的备份机制为场地内高速度、大容量、全自动的数据存储、备份和恢复;场地外的数据存储、备份和恢复;系统设备的备份和恢复。为了备份该系统, 采用了2套完全相同的服务器备份数据。如果系统出现异常, 则启动另一台备份服务器即可。

4 结束语

21世纪是信息高速发展的时代, 网络革命给气象服务带来新的机遇和挑战。因此, 气象灾害预警的发布手段只有充分利用网络平台, 才能满足社会发展的需要;只有不断完善、改进, 才能及时、准确地服务于社会的各个方面, 这是该系统在今后很长时间内追求的目标。

参考文献

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[2]张国鸣.网络管理员教程[M].第二版.北京:清华大学出版社, 2006.

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[4]盖国强.循序渐进Oracle:数据库管理、优化与备份恢复[M].北京:人民邮电出版社, 2010.

[5]徐新华.midas Building从入门到精通[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

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[7]王璐.地理信息系统 (GIS) 的发展及在农业领域的应用现状与展望[J].农业环境科学学报 (增刊) , 2005 (24) :364-365.

气象灾害预警系统 第7篇

1 系统的构成及工作原理

系统由发射器与接收显示器两大部分构成,信息从发射平台输入,经发射器发出,通过移动通信链路,到达接收地。接收器收到信息后通过格式转换,送到显示电路,以文字、数字、符号的形式加以显示(见图1)。

1.1 发射部分

硬件环境为1台PentiumⅣ以上的计算机(CPU≥3.0 Gb、内存≥512 Mb、硬盘≥80 Gb),操作系统为Microsoft WindowsXP版本;发射器装于1个小盒内,配有发射天线。

1.1.1 LED101B短信发送软件功能特点

1)短信发送软件原理。采用GSM Modem作为短信收发设备,通过数据线把GSM Modem和电脑连接起来,在电脑上运行本软件来控制短信设备,从而实现短信的群发。短信通信费通过手机卡直接由通信运营商收取,和普通手机发送短信的扣费原理一致。目前,测试过GSM Modem的有西门子TC35/MC35i/MC39i,索爱GM47/GR47/R64等设备,其他厂家的模块原则上也没有问题。

2)发送速度。发送速度约600条/h(具体数值受网络和SIM卡因素的影响,600条/h指的是平均值)。

3)内嵌LED101B的短信协议,自动添加密码、消息命令等。

4)可以发送长短信,如果要发送的信息超过70个汉字,将会以长短信方式发送,在接收短信的手机上显示出的是一条完整的短信。

5)可以显示消息报告。消息报告一般同网(即移动到移动,或联通到联通)发送有效。

6)完整的发送历史记录。

7)可以导出和导入联系人列表到Excel文件。

8)强大的分组、排序功能,灵活选择发送目标。

1.1.2 LED101B短信发送软件的安装

1)把SIM卡放在Modem里面,Modem和PC连接好,通电。

2)安装“LED101B短信发送软件”,双击桌面上的“LED101B短信发送软件”图标运行程序。

3)点击“Modem设置”按钮,设置好Modem的参数,主要是Modem所用的串口号和波特率。

4)如果Modem初始化正常,右下角的状态会提示由“正在连接”变为“打开成功”。

5)双击窗口下半部的设备列表框空白处或者点击右键菜单,选择“增加设备”,来添加设备信息,在设备属性对话框中输入设备号、名字,序号会自动生成,也可以修改。

6)双击要编辑的消息,进行内容编辑及显示属性、播放时段的设置。

7)选中要发送短信的目标设备,以及要发送的消息,点击“发送消息”按钮,发送成功后会显示“消息发送成功”,如果目标设备收到短信,会提示“收到消息报告”。在通常情况下,有3种方式可以更方便地选择要发送的目标:选择“选中全部设备”;输入起始序号和终止序号,点击“按序号选择”;可以给设备指定分组,点击“按组选择”并选择相应的目标组。

8)双击某个设备,可以看到对这个设备的所有发送历史记录。

9)点击设备列表框右键并选择“导出设备相关信息”,可以把设备信息导入到一个Excel表中,或者选择“导入设备相关信息”把之前保存的Excel表中的联系人信息导入到软件之中。通过Excel文件可以预先编辑好设备信息,然后批量导入。Excel文件的格式,可以先通过“LED101B短信发送软件”导出一个Excel文件作为模板,进行编辑。

1.2 接收部分

接收器(显示屏)把气象科学、无线通信技术、光电技术、微电子处理技术融为一体。它由微机、公网网络、接收和管理软件、天气预警、预报电子信息接收显示屏等部件组成。它能自动接收、动态显示当地气象台(站)发布的最新天气预报信息和气象突发灾害预警信息图标,以及气象灾害预警防御指南,同时利用汉字显示功能及时传递社会各种应急信息,如城市应急办或交通等部门信息,并可将需更正增加的信息及时刷新更正(见图2)。

2 系统的特点

2.1 时效快

利用移动GSM网络,点对点短信方式保证了信息的及时性,真正实现了预警预报制作与发布的同步。

2.2 覆盖广

电子显示屏采用移动链路连接数据传输,技术成熟可靠,可以实时传输,同步接收,能满足跨地区的接入需求,有效提高气象信息覆盖率。

2.3 传输内容灵活

生活中经常遇到突发气象灾害预警信息和天气预报更正信息,由于时效上的突发性,通过各媒体发布,总有时间延迟,容易给防御工作带来麻烦,造成措手不及。电子显示屏通过独立的载体传输,灵活选择传输内容,可随时发布突发气象灾害预警信息和天气预报更正信息,及时弥补这方面的不足。

2.4 可控性强

系统可支持多个和多样用户终端(由用户选择)。扩容无限制,接入地点无限制,由嵌入式控制系统控制,可控性强,体积小,稳定性好,便于系统管理。该系统能对单用户单独服务,亦可对多用户进行群控制服务。对不守合同的用户,可以随时停止服务。

2.5 信息多样化

信息发送具备多操作终端,可发布含有突发气象灾害预警信息内容和由当地气象台(站)发布的气象灾害预警图标和防御指南等预警信息,还可满足政府有关部门发送多条信息需求,如政府应急办、交通管理、停水、停电等信息。

2.6 预警符号显示明显

过去发布的气象预报和预警信息大多以文字形式出现,而以气象符号特别以气象灾害预警符号显示并不多见。电子显示屏的公共应急预警信息发送及时,预警符号显示明显,能够使人们从符号、量、等级几个方面接受气象信息的概念,一目了然,高效快捷。

2.7 实用性强

显示屏可批量放置在各市、县街区、居民小区、学校、医院车站等人流密集的地方,也可放置在各级政府应急办公室、工矿企业、乡镇、村等地方,操作简单,信息发送快捷,长时间开机稳定,可控性强,信息显示明显、准确、安全可靠,通信费用低,是真正专属气象部门发布信息的窗口。

3 经济效益和社会效益

该系统为广大群众及时、准确地提供了各种气象预测、预警信息,对指导群众根据气候变化预测信息调整生产计划,趋利避害、增产增收有重要的作用。各种气象防灾预测、预警信息对于农业和农村经济结构战略性调整、合理利用自然资源、改善农业生态环境和提高生态效益都有很大益处。

4 市场调查与竞争能力预测

利用显示屏醒目显示预警符号,含有突发气象灾害预警信息内容,发布由当地气象台(站)制作的预警信息在山西省还没有,其他省、市也不多见。在全省需要的地方大量放置显示屏,就会形成一个强大的气象信息发布窗口和媒体。同时,作为受国家法律保护的气象仪器和设备,可以向全国拓展,直辖级城市每城布屏约3 000个,省会级城市每城布屏1 000个以上,地市级城市每城布屏500个以上,县级城市每城布屏100个以上。可见,它能够成为真正意义上的、完全属于气象部门向社会发布气象信息的平台,有很大的市场需求和发展空间。

5 显示屏的增值性

显示屏本身具有不可估量的公益价值,与广告媒体的完美结合,将产生更大的商业价值,凸显出巨大的增值空间。若把它和广告灯箱结合,人们在收看天气预报和气象灾害预警信息的同时,还可浏览商业广告,可为企业带来丰厚的商业回报。

6 结束语

坚持科技进步和现代化建设,是提高气象服务综合能力的重要保证。做好各项气象服务,不断提高公众气象服务的敏感性、预见性和主动性,变被动服务为主动服务,变滞后服务为超前服务是气象服务的宗旨。这一系统的应用将会大大提高防灾减灾的能力,产生较好的效益,推动地方工业和农业建设又好又快发展。

摘要：采用先进的GSM Modem作为短信收发设备开发的气象灾害预警信息显示屏,以时效快、范围广、信息灵活的方式实现了突发性气象灾害预报和预警信息在广大人民群众中及时发布的应用,并详细阐述了系统的构成及工作原理、特点及效益。

气象灾害预警系统 第8篇

1 服务平台的主要功能

服务平台在功能设置上优先考虑应急预警和预报预测,并覆盖到为农服务工作的各方面。图1为首页主要功能的一个截图,其功能多,结构复杂,主要实现预报结论共享、图片新闻、天气视频、旱涝监测、价格行情、综合快讯等功能。

1.1 预报实况

工作人员可以在后台发布预报实况,制作与上传报文资料,内容包括临近3 h、短时、短期、中长期等预报结论,最终以文本方式在首页上显示短时、短期和中长期预报等信息。在首页的右边可以在线观看天气预报的视频信息。

1.2 农业气象决策服务信息

该方面主要包括设施农业气象服务、大田农业气象服务、特色农业气象服务、气象灾害应急举措。农业气象服务内容又分为温室气象条件中短期预报、温室蔬菜光照条件数据、温室蔬菜温湿条件数据、设施农业气象指标。大田农业气象服务内容又分为农业气象旬月报、农业气象条件分析、农事专家建议、墒情、旱涝监测。特色农业气象服务内容又分为金银花专业气象服务、林果专业气象服务、林果自动站资料、果品种植气象知识等几十个专项栏目信息。

1.3 实况资料即时查询

实况资料包括临沂市10个自动站、137个区域站、2个大棚自动站所有观测要素,在网页上均可动态显示。站点信息和各类气象要素信息均从数据库中读取,由网页程序实现动态标注显示。利用FLASH实现动态曲线图的绘制。

1.4 农业科技

主要包括农技百科、农技指导、良种推广、实用技术、交流园地、政策法规等栏目,为广大农民提供服务信息。

2 程序实现

气象信息的发布与共享和动态显示是该平台的关键功能,也是整个开发过程中的难点和重点。

2.1 预报实况资料发布功能的实现

预报实况资料的制作和发布具有很高的时效性。因此,通过开发完善的后台管理接口,管理人员可以在后台实现预报实况的录入编辑。

2.2 ASP动态网页技术

网站采用ASP(Active Server Pages)脚本语言制作,即在服务器端嵌入脚本语言,从而实现动态可交互的网页制作技术。利用服务器端脚本可以建立数据库连接[3,4,5],并将根据特定条件从数据库中检索得到的数据结果放到普通的HTML代码中,而且这些服务器端脚本不依赖于任何浏览器和用户使用平台。

2.3 用户管理

根据实际应用需求,将用户区分为管理员、高级用户、普通用户、访客等多种级别,不同用户对应不同的使用权限,保障了系统的安全性。用户登录采用IP和用户名+密码2种论证方式。当用户开始浏览时,首先检查终端计算机IP地址是否是已注册用户,并根据注册信息显示相应页面;如果没有注册,则进入登录页面,登录成功后,再根据用户权限显示相应数据;如果登录不成功,也可以进行资料查询,但只能查询当前气象实况,无权查询历史及重要数据。对于注册用户,同样根据其级别在预先设定范围内查询资料。

3 小结

自2010年5月平台投入业务运行后,实现了气象信息的共享和发布,并能够对短时临近预报、预警、灾害信息、决策服务等信息进行实时发布,极大地方便了有关农户,在1年多的实践应用中,反应良好,在业务工作中充分发挥了集约化、自动化、运行稳定、实用方便等优势,是实现气象为农服务的新途径。

参考文献

[1]王遂缠,孙林花.基于Internet平台的灾害性天气预警信号及气象信息发布系统[J].气象科技,2007,35(2):295-298.

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[4]丁贵广,郭宝龙.ASP动态网站建站实例与技巧——ASP与Web数据库的结合[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.

气象灾害预警系统 第9篇

1 灾害气象预报预警系统在我国的应用

自进入新世纪, 自然灾害问题已引起了我国的高度重视, 对气候变化和防御自然灾害的相关工作受到了社会各界的高度关注和支持, 这在一定程度上有助于我们国家的长远发展和持续进步。2006年和2007年, 我国相继出台了2部相关的法律。同时, 不断改进并逐步完善与灾害防御有关的法律和制度, 不断提高灾害监测预报水平, 不断扩大灾害应急避险的科普宣传工作, 在一些灾害种类上的预报预警系统也有了一定发展。

1.1 山洪灾害

山洪灾害形成于地质条件、地貌状况、气象条件和人类工程活动等多种因素的综合作用, 特别是强降雨, 是诱发山洪灾害的主要因素[1]。由此看来, 山洪灾害预报预警的关键问题就上升为研究降水与山洪灾害的分布特点这两者之间的关系。近段时间以来, 国内多个省市通过统计分析当地的山洪灾害时空分布特征和降水过程的特点, 有针对性地建立了山洪灾害气象条件等级预报业务系统。

对上述系统的分析成果表明, 山洪灾害具有很大的随机性和不确定性, 但究其本质, 又具有很大的规律性;当日降水量虽然是引发山洪灾害的最主要、最直接因素, 但前期的有效降水和连续降水累计值也推动了山洪地质灾害的发生, 它们之间有着千丝万缕的关系。将日综合雨量、累计有效降雨量等控制性指标共同作为预报预警山洪灾害的临界雨量, 再将雨量预报模型应用于灾害等级的预警预报系统已取得了相对规模的成果, 且实践证明, 这种方法十分有效。

依据当地的灾情资料和降水资料和本地国土资源厅提供的地质灾害易发程度区划图, 统计分析当地范围内的每个月的山洪灾害发生次数与每月平均降水量之间的相互关系, 并得出山洪灾害的总次数与日降水量≥25 mm大雨以上量级降水总日数的空间分布关系, 总结出山洪灾害与降水之间的时空分布特征;根据日综合雨量与山洪灾害发生次数的关系确定各预报预警风险等级的临界雨量值, 将两者应用于预报预警效果的检验, 经过综合分析并最终得出结论。

1.2 降雨型灾害

黄土高原及秦巴山地的自然地理状况和地质条件均比较复杂, 在这一类地区的灾害类型主要有滑坡、崩塌、泥石流以及地面塌陷等, 诱发这些灾害的主要原因是地质地貌的固有属性、地层岩性、降水和人类活动等因素的相互影响、相互约束, 一旦地质环境的稳定状态遭到破坏, 势必引发地质灾害[2]。研究表明, 强暴雨天气和连续降雨是灾害发生的主要导火索, 它隐含着诱发灾害的临界降雨量。因此, 运用不同地域的临界雨量作为本地的预警系统研发是不可行的, 仅仅从降水这个单一角度来确定临界雨量远远不够, 不同地域灾害发生的风险区划也是必不可少的一个关键内容。在降雨型灾害气象预报预警模型的基础上, 应将气象和灾害风险的耦合关系进行综合考虑, 以建立降雨型灾害气象的预报预警系统。

当前的灾害预测预报技术和方法研究大体上分为2类:一类是由日本学者率先提出的以灾害发生的内在机理和实验分析来建立模型从而开展预报工作;另一类是采取对降雨进行观测的方法, 通过数理统计来研究当地的降雨量、降雨强度和降雨过程与灾害在空间分布与时间上的对应关系, 根据研究结果, 建立降雨型灾害的预报预警系统, 这种系统还可用于检测滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害, 从某种意义上来说, 它也是一种时空耦合。

基于一定的系统平台和相关的系统模块, 得出相应的结果, 在降雨型灾害预警预报系统中, 数据的输出主要有3种方式, 将后台运行结果直接转化为图片便于利用;将地理信息系统GIS技术应用于结果分析, 以便在短时预报平台中能够得到精确详细的显示。此外, 预报平台还具备放大、缩小和拖动功能, 在预报结果中, 红色代表灾害发生的可能性很大、橙色次之、黄色最小。

1.3 滑坡灾害

近年来, 滑坡灾害预警预报工作取得了较为显著的成果。目前, 关于此种灾害的预警方法有面状预警和点状预警两种, 且以面状预警为主。面状预警的突出特点是预警单元面积大, 在国内, 更是将预警单元提升为上万平方千米, 这就对结果的精确度造成了一定的影响, 因此, 政府为了提高工作效益, 逐渐加强了“点状”预警在预警工作中的应用。在国内, 浙江省山区面积较大, 且台风、暴雨等自然灾害发生频繁, 再加上山体稳定性差, 突发性的灾害较多, 极易导致滑坡灾害的发生[3]。针对这一灾害的防灾形势, 应开展小范围的灾害预警预报工作, 也就是滑坡“点状”灾害预警预报, 以最大程度的缩小预警范围, 从而提高预警精度。

点状预警工作的基本工作原理是将近似于“点状”的行政村作为一个预警单元, 并对一些典型的预警单位展开实地调查, 全面收集有关地形、地貌、基础地质、历年地质灾害区划调查等相关资料, 并分析每个预警单元发生滑坡地质灾害潜在能力的大小和灾害发生时降雨阈值之间的相互关系, 建立有针对性的以降雨大小为变量预警系统。

滑坡灾害预警预报系统通常将系统作为载体, 根据需要选择合适的系统模型来研究出合理的预警方法。建立一个预警模型通常有统计分析法、机理分析法和其它监测方法3种。统计分析法旨在通过统计与对比分析历史降雨数据和地质灾害的发生情况, 得到滑坡灾害的时空分布与净雨过程的关系, 即两者之间的定性、半定量或定量关系。机理分析法是将水文学方法作为首要的分析方法, 将出发点定在降雨-渗流-灾害发生的过程, 分析滑坡灾害的形成机理, 常见的有抽象模型法、数值模拟法、室内模拟实验法和现场模拟实验法等4种类型。

1.4 汛期灾害

每年的汛期, 由于降雨、暴雨所诱发的自然灾害现象比比皆是。而诸如一些不稳定斜坡、危岩、变形体等的并未发生明显位移的自然灾害所隐含的潜在危害还未被人们所认知, 一旦处于强降雨条件下, 这些不易察觉的潜在危险将会引发新的滑坡、崩塌、泥石流, 给人类社会带来巨大的经济损失[4]。汛期气象地质灾害预报预警系统就是通过将降雨诱发灾害的因素进行概率量化, 再根据降雨量的大小判断出诱发滑坡、崩塌、泥石流的发生概率, 然后进行系统性的整合, 得出某一降雨范围内灾害发生的较精确的概率值, 以便对灾害易发区的预报概率做出准确判断。

2 我国灾害气象预报预警系统的完善

由以上内容可知, 我国的灾害气象预报预警系统已应用于多个领域, 且都取得了一定的成果, 但本质上的工作却也还存在着一些缺陷, 若想使当前的预报预警系统工作进一步发展, 还需注意以下几点。

2.1 建立健全相关法律法规体系

自然灾害影响着社会生活的方方面面, 它需要政府、有关部门和社会公众的共同努力。出台有关自然灾害防御体系的相关法律法规, 明确落实各级人民政府及有关部门在自然灾害预防工作中的职责和任务, 规范和强化自然灾害的规划以及自然灾害预警的信息发布、应急响应工作, 为自然灾害发生较频繁地区的重大工程建设和城乡规划建设提供自然灾害风险评估;细化各种自然灾害尤其是极端自然灾害的预防具体措施;着重突出和明确自然灾害的应急机制和措施, 从而达到健全自然灾害防御法律法规体系的目的。

2.2 提升防范能力

做好防灾抗灾减灾救灾工作的重要基础是对自然灾害进行及时准确的监测预报。制定符合我国气象及其衍生灾害的综合监测系统, 对自然灾害多发点进行有针对性的建设规划, 完善相关的综合监测网络, 协调各部门制定国家气象及其衍生灾害监测的相关标准和观测规范, 最终提高自然灾害的综合监测能力[5]。

3 结论

全球气候变暖, 极端天气气候不断发生成为这一时代人们所面对的常见气象状况, 因此, 防御极端天气气候事件成为社会各界关注的重点。我们在加强科学研究力度的基础上, 还要注重与国外的合作研究, 掌握极端天气气候事件的长期变化规律, 以提高对极端天气气候事件的预报准确度。同时, 不断将新技术、新工艺应用于预报预警系统中, 加大系统的自动化程度。

参考文献

[1]胡娟, 闵颖, 李华宏, 等.云南省山洪地质灾害气象预报预警方法研究[J].灾害学, 2014, 29 (1) :62-66.

[2]赵奎锋, 张雅斌.陕西降雨型地质灾害气象预报预警系统[J].陕西气象, 2011 (6) :9-12.

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气象灾害预警系统 第10篇

大暴雨如期而至。

6月10日，怀化市气象部门启动突发性气象灾害预警Ⅲ级应急响应命令。随后，衡阳、永州气象部门也分别进入暴雨灾害预警Ⅲ级和Ⅳ级应急响应状态。

6月11日凌晨零点，暴雨开始南袭郴州，郴州市气象局启动突发性气象灾害预警应急预案Ⅲ级应急响应命令……

气象资料显示，6月9日8时至11日8时，暴雨、大暴雨袭击了湖南大部分地区，全省共有72个县（市、区） 294个气象站降水量超过50毫米。

天灾虽不可逆，但人定胜天。在此次强降雨过程中，湖南省气象局共发布各类预警信息137次，发布气象预警消息人次近32万。提前发布的预警预报为抢救群众生命财产安全赢得了宝贵时间，让损失降到了最低。省防指7月9日发布的《洪涝灾情综述》显示：通过各项防范措施，全省减淹耕地14.57千公顷，避免粮食减收15.49万吨，减少受灾人口15.96万人，解救洪水围困群众2.41万人，避免人员伤亡107起2333人，减灾经济效益1.53亿元……

湖南是一个气象灾害多发的省份。

1998年，受厄尔尼诺现象影响，被称为“世纪洪水”的洪灾肆虐中国，湖南作为重灾区之一，受灾民众达37.87万人，直接经济损失329亿元。

2002年5月至8月， 6次大暴雨致全省14个市州110个县、2208个乡(镇)、2246万人口受灾，直接经济损失累计达142亿元。

2006年7月中旬， “碧利斯”强热带风暴致湘南地区山洪暴发，河水猛涨，郴州、衡阳、永州等地局部受灾严重，湘江全线告急，出现自1994年以来最大的洪水险情。

2008年初，一场特大的冰雪灾害袭击湖南全境，来势之猛、强度之大、覆盖面之广、持续时间之长、损毁程度之重，历史罕见。

……

令人欣慰的是，饱受“天灾”之苦的湖南人依靠科技支撑，运用气象预警预报规避“天灾”风险，减少了极端气象灾害给人们带来的人身财产威胁，增强了全社会防御和减轻气象灾害的能力。

在2008年6月中旬强降水过程防汛抗灾重大气象服务中，气象部门预报预警准确，为政府和相关部门及时组织防灾避险提供有效的决策依据，实现了抗灾过程中“零死亡”。

2010年是大汛之年，气象部门提前2至5天作出准确预警，全省“未垮一库一坝，未溃一堤一垸，未出现一起群死群伤”。 湖南省副省长、省防指指挥长徐明华批示：“气象部门预警预报及时准确，为我省防汛抗灾发挥了重要作用，功不可没。”8月3日，《人民日报》将湖南防汛抗灾经验向全国推广。

面对自然灾害，湖南人没有屈服，他们正凭借自己的智慧和敢为人先的精神，欲与天公试比高。

气候多样复杂地形致灾害频发

湖南是全国气象灾害重灾区之一，每年因气象灾害造成的经济损失占全省GDP的3%—6%，远超全国平均水平（1%—3%）。

气象灾害为何屡屡考验湖南？这是湖南的气候特征以及复杂的地形地貌所致。

从所处纬度看，湖南属于亚热带，全年气温变化大，冬冷夏热，最冷月多出现在一月，而最暖月多出现在七月。该特征形成的地理原因是省境距海洋较远，且境内山脉多呈东北西南走向，这种地理特点对湖南季风气候有着明显的制约作用。东西走向的南岭山脉横亘在湖南和广东广西交界处，它的存在对湖南气候有着重要影响：北方南下的冷空气在湖南上空受阻形成冷空气垫，导致湖南冬季严寒和阴雨日数增加及冰冻频发，尤其是对春秋季节低温阴雨天气的持续发生起着重要作用；夏季盛行的偏南风在翻越南岭山脉时产生的焚风效应，对湖南夏季的炎热高温有着加强作用。

从地形地貌看，湖南位于青藏高原下方，是南北冷暖空气主要交汇地，境内山丘平湖齐备，东有罗霄山脉，南有五岭和南岭山脉，西有武陵山、雪峰山脉，地势由南向北逐渐倾斜形成马蹄形盆地。在如此复杂的地形地貌条件下，容易出现暴雨山洪、干旱、低温雨雪冰冻等极端性气象灾害。尤其是在当前全球持续变暖的大背景下，极端气象灾害呈多发、频发、重发之势。

从水灾到冰灾，南部的郴州都劫数难逃。有专家表示，出现这种情形的原因就是该市地形地貌的多样性以及冬夏季风交替的不稳定性。

未雨绸缪防灾减灾气象预警保驾护航

虽然自然灾害难以避免，但对于防御自然灾害尤其是突发性强的极端气象灾害，有效、及时的气象预报预警和监测评估可以起到“消息树”和“信号枪”的作用，对政府决策、部门应对、公众避灾来说都至关重要，并能将损失降到最低。

自1998年特大洪水灾害以来，政府决策部门、气象部门、科研机构便已经开始重视并开展关于气象预警预报的一系列研究。在此期間，我国气象预警预报技术虽然不断进步并取得了一些成果，但仍受限于当时的计算机技术、监测技术、预报技术、灾害严重性的预测及评估技术等综合技术水平。

2008年冰灾发生后，湖南省科技厅成立“湖南省科技救灾减灾专家指导委员会”和“湖南省抗灾救灾科技应急中心”，负责处理应急响应和科技救灾减灾的日常工作及加强对科技救灾减灾的经常性技术指导和服务。

同年6月，湖南省科技厅投入500万元，针对特大洪涝、干旱、低温雨雪冰冻、暴雨山洪地质灾害四种极端气象灾害的研究进行立项，湖南首个涉及社会公共安全领域的科技重大专项——“湖南省极端气象灾害预警评估体系研究与示范”应运而生。

据项目牵头单位湖南省气象科学研究所（湖南省防灾减灾重点实验室）所长蔡荣辉介绍，该专项凝聚了湖南大学、中南大学、湖南农业大学、湖南省气象台、湖南省气候中心、湖南省气象服务中心及郴州市气象局等多个单位的科研骨干力量，并由防灾减灾重点实验室主任、省气象局总工程师汪扩军研究员担任首席专家。在126名研究人员中，有17位教授研究员、42位副教授高工。项目研究历经3年，于2011年4月结题。

高速公路灾害预警系统研究综述 第11篇

1公路沿线地质灾害的主要特征

1.1地质灾害点多面广, 类型多, 规模较大, 危害大公路沿线地质灾害的类型主要有滑坡、危险斜坡、崩塌、泥石流等, 规模以大、中型为主, 具有点多面广, 类型多, 突发性强, 危害性大的特点。地质灾害体的危害不仅取决于规模大小, 更主要取决于它所在的空间分布位置。由于人类工程活动, 公路沿线地质灾害在城镇区、近江岸地段, 以及因修公路开挖的高陡边坡地段较为集中, 时常危及人民的生命财产安全。

1.2顺层斜坡产生的地质灾害相对较多研究区在特殊的地质环境条件下, 地质灾害多发生于顺层斜坡部位, 但少数地质灾害也发生于坡度在20°~40°的反向斜坡和斜向斜坡部位。

1.3长时间降雨及暴雨引发的地质灾害数量偏多降雨是引发区内地质灾害的主要因素之一, 它控制着灾害的时间分布。大部分灾害集中发生在降雨量大的夏季, 一些大规模巨型灾害或群发性多发生在暴雨之后。

1.4人类工程活动引发的地质灾害危害较多修建公路和城镇区居民修房盖楼, 开挖与削坡等可能直接导致斜坡失稳破坏, 或形成不稳定危险斜坡, 直接或间接引发各类地质灾害。

2系统总体结构

对于灾害监测、预警与决策系统总体结构共分为以下四个部分:

(1) 数据采集、通讯传输平台主要用于采集、传输动态监测数据和应急现场数据; (2) 数据资源存储平台主要用于实现地质灾害多源数据的统一存储与管理; (3) 地质灾害信息管理、预警预报平台主要用于实现智能化、自动化、科学化的灾害信息“数据采集-查询统计-预警预报-成果输出-Web发布”功能; (4) 地质灾害决策支持、应急指挥平台主要用于实现地质灾害的科学决策和应急指挥。

3系统安全评价方法

3.1直接评价方法。直接评价方法包括事故指标评价法、危险等级评价等。

3.1.1事故指标评价法。我国多年来一直采用六个事故指标来评价道路交通安全状况。即事故数、事故率、直接经济损失、死亡人数、受伤人数、无事故时间。通过上述指标将事故分为特大事故、重大事故、一般事故和轻微事故。这些指标的评价可以反映事故实况, 但用绝对数字进行评价的方法不具备横向和纵向的可比性及预防性, 存在重大缺陷。3.1.2高速公路交通危险等级评价圈。首先分析高速公路交通危险性。之后, 将高速公路交通安全程度划分为如下等级:l级:安全的不发生危险;2级:临界的处于形成事故的边缘状态, 暂时还不会造成人员伤害和系统损坏, 但应予以排除或控制;3级:危险的会造成人员伤亡和系统损坏, 应立即采取措施排除;4级:破坏性的会造成灾难性事故。由于高速公路系统中存在着很多危险因素, 如何分清其严重程度, 因地而异, 带有很大的主观性, 可集体讨论或通过问卷调查确定评价标准。然后, 用以下公式计算安全评价等级:

式中, D危险等级;KL高速公路管理体制健全程度;KA高速公路安全管理工作能力等级;KR驾驶员素质等级;KS车辆条件;KG交通安全环境条件等级;KP高速公路年度交通事故等级;λ1高速公路交通相对稳定性;λ2相对安全系数。

危险等级评价在评价标准确定时的主观含量较高, 不能全面反映问题。

3.2间接评价方法。间接评价方法是指通过对交通系统中各因素相关关系的分析, 建立相应的安全评价模型的方法。主要有:

3.2.1事故树分析法。在对系统进行安全分析与评价时, 通过绘制事故树找出所有致灾的原因, 并分析每种原因对安全的影响, 从而展开评价的方法。3.2.2灰色系统评价方法。灰色系统理论中的关联度分析是一种很好的分析系统中多因素关联程度的方法。分析线路安全状况到底属于哪一类的问题应归属于模式识别中的聚类分析问题。对少量己知信息进行筛选、加工、累加或延伸处理, 运用灰色系统基本原理, 采用灰色聚类方法, 确定交通安全水平在某一灰色区域内, 可以达到评价交通安全的目的。3.2.3计算机辅助评价方法。计算机辅助评价的方法正在处于不断的发展过程中。如利用虚拟现实技术建立虚拟自然环境计算模型, 既保证虚拟自然环境的实时性能, 又使环境因素的动态变化能够影响道路交通的决策和运行, 从而提高系统安全评价的可靠性。3.2.4神经网络方法。人工神经网络是对生物神经系统的简化和模拟, 其模型是由大量的神经元互连而成的网络。根据连接方式, 神经网络通常分为两大类型:无反馈的前向神经网络和相互结合型的神经网络。目前人工神经网络理论还处于发展阶段, 己研究提出了数十种模型, 但常见的三类模型是:前向神经网络, 反馈神经网络和自组织神经网络。由于神经网络模型可以以任意精度表示一个高度非线性映射系统, 此系统即可以是单输入单输出的系统, 也可以是多输入多输出的系统, 对于无法用显性关系式表达或多因素的复杂系统的定量分析, 神经网络模型具有明显的优势, 有较大的适用范围:此外, 由于神经网络模型具有智能化的学习功能, 能根据实际情况的变化而不断调整, 这是一般的定量分析模型难以具备的功能。但是, 对于高速公路交通安全系统这样不断发展变化的不稳定系统, 由于历史样本数据不能反映系统发展变化的实貌, 因而神经网络模型在分析预测时有一定的局限性。3.2.5模糊综合评价法。模糊综合评价是在模糊环境中考虑多种因素的影响, 出于某种目的对某事物作出综合判断或决策。在进行安全分析评价时, 要确定影响因素的影响值有时是很困难的, 常常只能用“可能”“或许”等词句来表示。模糊综合评价法应用模糊概念, 依据实际数据, 建立影响道路交通安全因素对各危险程度的隶属函数, 提出相应的危险性评价模型, 对道路交通安全进行评价。除了上述的安全评价方法外, 研究者还提出了一些其他的评价方法 (如交通冲突方法等) , 但大多数研究是对特定环境、车辆故障或人为失误进行的局部评价, 属于微观评价。目前国内外尚无全面论述高速公路系统高速公路灾害评价的研究成果。

结束语

综上所述, 在人们对社会灾害和自然灾害研究还需深入研究的背景下, 高速公路灾害作为与人息息相关的一种灾害, 更需要展开研究;在对高速公路灾害的研究过程中, 把注意力放在微观层面的高速公路灾害的研究外, 还需把高速公路灾害的广泛性和对环境及对其它方面的损害放在一个社会研究的角度来进行, 在社会综合管理的基础上建立一个对高速公路灾害具有有效的预警预控以及发生灾害时的救援体系, 这对减少灾害引起的损失, 有重大的意义。

摘要：探讨了高速公路灾害预警系统中灾害主要特征、系统构成及安全评价方法, 构建高速公路建设灾害预警管理体系来防灾治灾, 有其重要的现实意义和应用价值。

关键词：地质灾害,安全评价,高速公路,预警系统

参考文献

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