安徽省山洪災害防御信息化建設現狀與展望

劉 超 馬 浩 胡衛權 楊玉喜

安徽省山洪災害防御信息化建設現狀與展望

劉 超1馬 浩1胡衛權2楊玉喜2

一、安徽省山洪災害防御信息化建設成就

為了保障山丘區人民生命財產安全，有效降低山丘區山洪災害損失，根據國家統一安排部署，從2009年開始，安徽省分多個年度開展了36個縣（市、區）山洪災害防治非工程措施的建設。截至2013年，安徽省36個縣級山洪災害防治非工程措施建設已全部完成，并在山洪災害防御中發揮了重要作用。2013～2015年安徽省又開展了包括山洪災害調查評價、已建非工程措施補充完善和重點山洪溝防治治理三方面的山洪災害防治建設任務。建設范圍覆蓋安徽省省本級、7個地市、36個縣、426個鄉鎮、3076個行政村，涉及人口959.43萬。前期山洪災害防治項目建設的硬件和軟件成果，已經初步形成了一個山洪災害監測、預警系統信息化體系。

1.初步形成了信息采集與預警體系

截至2015年12月底，安徽省山洪災害非工程措施項目建設已覆蓋全省36個山洪災害防治縣（區），共建設自動雨量站373站，自動水位雨量站542站，自動水位站150站，視頻監測站186站，圖像監測站80站，簡易雨量站2698站，人工水位站730站，單站式無線預警廣播（Ⅰ型機）1129套，主從式無線預警廣播（Ⅱ型機）860套。同時，根據國家防辦《關于報送山洪災害防治項目2016-2020年建設任務的通知》，十三五期間，還將進一步開展監測預警站點的建設。

2.基本建成山洪災害防御網絡傳輸平臺

在安徽省山洪災害防治區內，基本建成山洪災害防御通信網絡傳輸平臺，覆蓋省水利廳、16個市、36個山洪災害防治縣（區）、426個防治區鄉鎮和全省水文系統，并與省政府、水利部、流域機構實現互聯互通。山洪災害防治區內的36個縣（區）遠程異地視頻會商系統均已延伸到所轄鄉鎮。

項目建設徹底改善了山洪災害防治區內縣區防汛、防山洪災害的信息化水平，將防汛現代化水平向前推進了一大步。科學防汛的理念在基層防汛工作中落地生根，這也是項目建設的最大的收獲。

3.平穩運行省市縣三級監測預警平臺

對省、市、縣三級先后完成標準機房建設、網絡及綜合布線改造、會商室改造等工作，實現了省市縣三級互聯互通。開發部署完成省、市、縣三級山洪災害監測預警平臺應用系統，為山洪災害防御提供更加快捷、準確、及時的信息支撐。落實了成熟的信息化管理的體制機制，為市、縣級建設本地的決策指揮系統奠定了基礎。

4.創新開展山洪災害調查評價工作

2013年以來，對全省36個山洪災害防治縣的山洪災害調查評價工作進行了全面部署并對項目的實施開展了探索。調查工作伊始，安徽省防辦會同省水文局等有關單位，制定了《安徽省山洪災害調查工作大綱》和《山洪災害調查外業手冊》,為高標準地完成調查任務奠定了良好的基礎。在外業實施上確立了“以人為本、調查不遺漏、分次實施”等原則，采用“圖上粗查、實地詳查、數據入庫上圖”方式同步開展工作。對已調查出的成果，省防辦開拓思路，積極加強調查成果向防御能力的轉化，要求相關數據必須進入山洪災害監測預警平臺，為及時預警和精確預警服務。針對山丘區群眾居住分散的現狀，省防辦印發了《安徽省基層防御山洪災害網格化責任體系建設指導意見》，要求各地利用調查成果，抓緊建立基層防御山洪責任體系，達到了“預警到村、信息到戶”的目標。

經過調查，已基本摸清了山洪災害重點防御對象，并以小流域為單元確定了預警指標，為科學預警創造了堅實的基礎。

5.逐步推進山洪災害示范建設工作

在完成前期建設的同時，安徽省還積極探索山洪災害防御的新模式、新方法。2015年底，根據國家防辦統一部署，安徽省開展了對山洪災害災害示范縣建設的探索工作，試點開展了預警到戶建設、學校預警能力建設、轉移路線全景地圖建設、基層水利站防汛能力建設、群測群防體系建設、工程措施與非工程措施結合示范建設、縣級平臺試點升級建設等示范建設內容。目前相關方案已修改完善完成，正在組織實施。安徽省將根據山洪災害防御新情況的變化，對方案進行調整，以期探索出更加符合實際的提升方案。

二、存在的主要問題

1.運行維護困難

山洪災害非工程措施項目相對于水利等其他工程建設來說，有其自身特點。

（1）數量多，維檢難。截至2015年12月底，山洪災害非工程措施項目已覆蓋全國29個省（直轄市），2058個項目縣，共建設自動監測站點6.48萬個、簡易站點43.02萬個、無線預警廣播25.48萬套、簡易報警設備116.37萬臺（套）。同時，根據國家防辦《關于報送山洪災害防治項目2016-2020年建設任務的通知》，十三五期間，還將進一步開展監測預警站點的建設。如此大規模的建設和大范圍的分布，為維護和檢修帶來了不小的困難。

（2）環節多，風險大。監測預警系統是整個山洪災害防治給工程措施項目中建設和運行管理的核心。該系統是由監測站點、通信設施、監測預警平臺軟件、預警設備組成的有機組合體，任何一個環節出現問題都將影響整個系統的運行，甚至造成系統癱瘓，喪失山洪災害的預警預報能力。

（3）時效強，要求嚴。汛期必須保證設備時刻處于正常運行狀態，出現故障后立即處置，要求設備維護必須及時。

（4）專業強，技術高。雖在項目建設過程中對各級操作人員進行了培訓，但在設備出現故障時仍需專業人員對其維護、維修。

（5）維護成本高，資金缺。非工程措施項目建設都是自動測報設備、設施，后期需要投入大量的資金用于運行管理和維護。由于各級政府財力不同，仍有部分縣（區）無法落實運行維護資金。

2.數據交換環節過多

原有的數據傳輸流程，是從外業監測站點發送至縣區，經縣區交換至市水文分中心，再交換至省水文局。經過多次轉發，在傳輸環節出現問題的幾率大大提升。無論是哪個環節出現問題，往往導致省級無法看到相應的監測數據，直接影響省、市對山洪災害防御工作的指揮調度。

3.應用功能冗余

各縣與分中心均部署有信息管理系統，且同類系統的功能基本相同，應用系統的部署冗余，且維護升級代價高，導致硬件資源的浪費。

4.管理功能缺失

對運維管理和售后服務的監測能力不足。實際運行中發現，雖然對各承建單位進行了運行的要求，但反應和處理情況各不相同。缺少對運行維護后期必要的監控和考核，對項目整體運行維護十分不利。

三、全省山洪災害信息化建設思路1.遠程監測平臺技術建設

安徽省山洪災害遠程監測系統建設以業務管理需求為基礎，針對山洪災害站點運行維護、平臺運行狀態監測、數據的安全備份、預警平臺的托管等系統維護管理的需求，根據山洪監測系統運維的業務管理的流程，將縣級山洪災害預警系統采用虛擬方式遠程托管到省中心維護平臺，使得平臺建成之后，不僅可用作運行維護管理，也可實現山洪災害預警平臺的異地容災中心。當縣山洪災害預警平臺發生故障災難后，可以實現系統自動切換，云托管中心自動完成業務接管，使縣防辦人員的客戶端訪問實現平滑過渡，沒有任何影響。并在中心安排專業維護工程師，通過建成的遠程維護平臺，定期對各縣級山洪災害預警系統軟硬件運行情況進行巡查監測，定期發布《運行情況簡報》，改傳統信息自動化系統“反應式被動維護”為“主動式管理”。平臺部署架構圖參照圖1所示。

2.安徽省山洪災害防治大數據平臺建設

為實現安徽省山洪災害防治數據省市縣多級同步共享，探索解決市縣山洪災害防治監測預警系統的容災和運維管理薄弱問題，應開展安徽省山洪災害防治大數據平臺建設。平臺采用“互聯網+大數據”的總體建設思路，按照前期兼容、后期統一、分步實施的策略，在保證現有所有業務系統不變的前提下，將全省36個山洪災害防治縣級平臺逐步過渡到集中接收的安徽省山洪災害大數據新平臺。新平臺在充分保持各縣目前已有的功能模塊、布局格式、使用習慣的基礎上，統一數據管理和資源分配，實現“信息互通、資源共享、業務聯動、決策協同”目標，進一步提高全省山洪災害防治科學決策和綜合應用水平。

具體實現主要是探索通過“兩步走”的方式將各市縣采集數據在省中心落地，再共享至市縣、中央、流域平臺，以減少數據流轉環節，加強數據共享管理，確保數據穩定可靠。

（1）第一步：在省中心平臺開發數據統一接收軟件，對全省36個山洪災害防治縣自動監測站RTU（采集終端）進行升級改造，實現數據在省中心平臺的統一落地，并交換至省水文局，由省水文局實現與市縣級平臺的數據共享，市縣級平臺仍使用已建應用平臺。

（2）第二步：省級平臺升級完善后，實現云架構，逐步替換縣市級平臺，實現省級平臺省市縣三級使用。

3.運維管理平臺

安徽省山洪災害測站運維管理平臺建設，主要解決縣級人員對山洪災害預警系統維護能力不足，提供更簡便的縣級單位維護手段，以及對承建單位售后服務全程實現跟蹤監控，最終實現有力的數據統計分析，實現對縣級單位和承建單位的運維管理考核。平臺主要功能實現統一用戶管理集成、承建單位管理、運維管理監控、運維管理考核、統計分析、日志管理等。

圖1 遠程監控系統網絡拓撲結構圖

四、全省山洪災害信息化建設設想

1.現代“智庫”建設

現代智庫作為重要的智慧生產機構，是一個單位軟實力和話語權的重要標志。隨著智庫在政府中發揮越來越重要的作用，其發展程度正成為一個單位業務能力的重要體現。為此，建設高水平的智庫已經成為提升業務能力的重要途徑和手段。為響應水利部《關于大力加強水利智庫建設的實施意見》，建設一個由省防辦主導，水文、信息中心、水科院、院校、相關專業公司等共同組成的“安徽省防汛抗旱信息化技術研究院”（非盈利性機構），并將不斷地擴大智庫的規模，提升智庫水平。

2.基于大數據的研判預警

通過安徽省山洪災害大數據平臺建設，并集成大量周邊數據，結合高性能計算集群技術，為山洪災害防御提供高效、快速、精確的分析服務。在海量數據的基礎上，進行降雨擬合（降雨量預測、土壤墑情、未來2小時上游來水量、當前水位等多數據種類比對），快速從歷史觀測數據中找到相似降雨過程，并將結果推送給用戶，起到預警及輔助決策的作用。

3.無人機技術在山洪災害調查評價中的應用

無人機航測技術不受地形條件及天氣的影響，影像的分辨率較高，能夠準確地獲取復雜地形的基礎性地理資料。將無人機航測技術有效應用到山洪災害的調查及評價中，能夠較快地獲得該流域中的清晰影像，并高效、精確地進行相關數據的處理，能夠對山洪災害進行有效的調查評價，從而提高山洪災害預報的準確性。安徽省目前已成立專門的無人機遙感監測實驗室，后期將加大開展此項技術在山洪災害調查評價工作的應用

（作者單位：1.安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院 233088 2.安徽省防汛抗旱指揮部辦公室230022）