安徽省山洪災害監測預警系統建設探析

劉 超 方 婧

(安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院，安徽 合肥 233088)

山洪災害破壞力大、突發性強、損失重，常造成人員傷亡、房屋沖塌，淹沒城鎮及基礎設施、改變河流形態和自然環境的破壞，是當前造成人員傷亡和經濟損失的主要災種之一，嚴重威脅廣大人民群眾的生命財產安全。構建監測預警體系，增強監測預警能力，是提升防災減災救災能力的重要組成部分。近年來，依托全國山洪災害防治和農村基層防汛預報預警項目，安徽省逐步構建了覆蓋全省42個山洪災害防治縣(區)和57個平原縣(區)的水旱災害防御監測預警體系，建成了省級集中部署，省、市、縣、鄉四級共用的山洪災害監測預警平臺，通過平臺向各級責任人發布預警信息，提請基層地方政府依托網格化群測群防體系轉移受威脅人員，大大增強了山洪災害監測預警能力，在防災減災、減少人員傷亡等方面發揮了重要作用。

1 系統總體框架及建設成果

1.1 系統總體框架

根據水利部水利信息化頂層設計，安徽省山洪災害監測預警系統的總體框架采用松耦合的分層架構，由業務功能、支撐平臺、基礎設施、數據源、安全防護體系、標準規范體系等部分組成，見圖1。系統結構每層功能相對集中和獨立，能夠為上一層提供很好的支撐服務，層與層之間具有明確的邊界劃分，松耦合的結構易于未來軟硬件及應用服務的調整與擴展。

1.2 主要建設成果

安徽省山洪災害監測預警系統的建設成果主要分信息監測體系、預警發布體系、信息服務平臺、業務管理平臺四大部分。

圖1 安徽省山洪災害監測預警系統總體框架

1.2.1 信息監測體系

數據是開展山洪災害監測預警的基礎，安徽省山洪災害監測預警系統數據源主要包括自動采集數據、人工上報數據、共享匯集數據和整編數據四大類。自動采集數據是在各縣已建自動監測站點的基礎上，優化站網布局，補充新建雨水情監測站、視頻/圖像監測站等，實現災情的實時感知；人工上報數據主要指通過手機APP對需要人工采集的數據進行人工錄入與上報，主要包括突發險情信息、工程安全監測信息和工程巡查信息等；共享匯集數據主要指對氣象、國土等其他行業數據進行共享利用，包括預報數據、雨情數據以及社會經濟數據等；數據整編是對水利工程相關基礎信息、歷史數據、工程設計數據等進行收集、整理加工、審核入庫，形成可供平臺及各業務系統調用的數據庫。

1.2.2 預警發布體系

根據安徽省山洪災害防御機制體制，山洪災害防御責任主體在基層地方政府，省、市級水行政主管部門負責對轄內山洪災害防御工作進行業務指導和技術支撐。結合工作實際，安徽省山洪災害監測預警系統將監測預警業務流程劃分為預警發起、內部預警、預警研判、外部預警四個階段，內部預警自動向縣、市級業務人員發布，外部預警向各級責任人和社會公眾發布。預警業務流程的四個階段主要工作在縣級進行，省、市兩級通過系統對轄內實時預警進行總覽、對預警處置的及時性進行督辦。

1.2.3 信息服務平臺

支持全省各級水旱災害防御工作人員在“水利一張圖”上對轄區內水情、雨情、視頻、圖像、工程、預案、臺風以及雷達等信息進行“一站式”查詢，同時以行政區劃、流域水系、水利工程等為維度進行相關信息的統計和展示，以及開展水利工程基礎信息、預案文本、責任人等信息的填報、審核，以表格、圖示和地圖等方式進行顯示，并提供匯總、統計和分析功能。

1.2.4 業務管理平臺

系統集成了為開展水旱災害防御進行信息化支撐的管理功能模塊，包括專家庫、文件交換、洪水風險圖、工程調度和值班管理等模塊。

2 主要經驗與做法

2.1 加強組織領導，創新建管模式

為加強組織協調，推進全省災害預警項目實施，省水利廳成立了由廳相關業務處室和省水文局、省水科院等單位組成的工作協調小組，分管廳長親自擔任組長。在項目建設管理上創新采用“收放收”與“手牽手”的模式。

“收放收”就是關鍵技術開發交由省集中攻關；站點建設和預警發布縣區負責實施，省級全過程控制，確保業務數據在省級規整入庫。

“手牽手”就是在整個項目建設中，遇到問題，省市縣鄉四級聯動，定向跟蹤、精準幫扶，技術支撐單位全程提供兜底保障。

2.2 注重頂層設計，統一建設標準

“十二五”以來，安徽省密切跟蹤新興信息技術發展，圍繞打造水利信息化“四個一”，即一個大數據中心、一張圖、一個業務應用門戶、一套信息安全防護體系持續探索。開展水利數據治理、水利云平臺建設、水利業務整合，為全廳核心業務提供了統一標準的共享平臺，水旱災害防御、水資源監測、河長制管理全面采用“一級部署多級應用”策略，著力解決低水平重復、水利網信發展不平衡的問題。為規范項目建設，確保地方實施的站點能夠順利、規范地接入平臺，編制印發了系統站點建設和平臺集成規范，規范站點基礎數據，標準化站點傳輸協議。出臺了《水利信息化系統軟件開發集成規范》《水利工程視頻圖像站建設技術規范》等4項地方標準，有效保障了互聯互通。

2.3 強化“一數一源”，做好源頭管理

數據的準確性和有效性直接決定著災害預警的有效性。對全省各類水利信息化項目，都把數據質量作為主要指標，狠抓源頭管理，追溯“一數一源”。把平臺軟件開發與業務數據整編打捆招標。整合山洪災害調查評價成果、一張圖成果數據，當預警產生時，平臺可以根據危險區域范圍自動判斷可能影響到的人口、房屋、橋梁等信息，輔助分析受災影響范圍，大大提高了預警的準確性；利用防洪工程數據庫建設成果，組織集中復核全省近6000座水庫基礎信息；完成5萬多個責任人、預案在線填報，并每年更新，實現責任范圍底數清晰，督促責任制落地生根，大大提高了平臺預警的針對性?；谄脚_及數據源，將水利信息化基礎數據更新與管理工作進入常態化。

2.4 著力“集中”攻關，破解核心難題

a.通過“硬件”的集中實施，一是節省了各地硬件的重復投資；二是有效解決了基層信息化運維力量不足的問題；三是減少了協調環節，如短信網關的集中部署，一次性解決了三家運營商技術接口兼容性的問題。

b.通過“數據”的集中管理，一是實現數據在省級的統一接收，顯著縮短數據收集時間；二是在省級統抓數據流程監管，把數據的所有權、使用權和處置權“三權分立”，把數據采集及時完整率作為監管重點，有效厘清數據產生過程中的責任；三是充分共享水文、氣象、國土等部門的監測站點，避免重復建設。

c.通過“流程”的集中設置，實現全省預警業務的協同處理。圍繞支撐省市級用戶的業務職能，縣級用戶災害監測預警職能，優化調整預警流程，將災害預警分為信息提醒、內部預警和外部預警三個階段，內部預警自動向市縣級業務人員發布，外部預警向各級責任人和社會公眾發布；創新采用信息展播方式，將平臺延伸到鄉鎮一級。

d.通過“應用”的集中部署，實現用戶的單點登錄、一站式信息查詢，通過一張圖輕松掌握災害威脅區域預警和監測情況，直觀掌握責任人情況，確保實時預警、及時處置；在省級平臺實現三維地理信息直觀展示和視頻監控站點無插件在線訪問。

e.通過“運維”的集中監管，實現一個平臺遠程監控數據產生的全過程，能夠初步判斷監測站點運行故障節點，界定維護責任，對設備運行單位進行跟蹤督辦和失信警示。出臺《山洪災害防治非工程措施運行維護規程》，明確了運維管理的具體要求，規范了各地運行維護工作，有效提高了運維水平。

2.5 聚焦應用推廣，筑牢安全防線

平臺上線后，立即組織全省培訓，強力推廣應用。一方面，利用平臺、釘釘等工具，開展線上培訓。建立考核機制，對平臺使用、信息處理情況定期通報，培養用戶對系統的依賴性。同時，在線收集用戶建議，完善軟件功能，制定對采納意見給予紅包獎勵的激勵方案，切實推動系統從能用到好用的演變。另一方面，通過信息化共享平臺建設，建立網絡安全態勢感知系統和“兩地三中心”災備系統，為平臺提供從應用到數據的信息安全保障。

3 建設成效

安徽省的相關做法得到了相關部門的肯定?！吧胶闉暮φ{查評價及預警關鍵技術研究與應用”獲得了省科技進步二等獎，“學校山洪災害預警系統關鍵技術及應用”獲得水利廳科技進步獎，被授予發明專利4項、取得實用新型專利和軟件著作權超過30項。系統功能已實現由單一預警向綜合平臺過渡，整合的監測站點數量已從原來不足1000個發展到現在約6000個，監測盲區大大減少，預警的及時性、有效性明顯增加，在歷年的水旱災害防御工作中發揮了顯著作用。特別是2019年，利用監測預警數據，結合前期開展的山洪災害調查評價成果，準確捕捉“利奇馬”臺風對安徽省寧國市城區可能造成的嚴重影響。水利廳分管負責同志親自調度，要求按超歷史洪水防御方案堅決果斷轉移危險區人員。寧國市提前將影響區域人員轉移完畢，有效避免了人員傷亡。災后調查發現，洪水淹沒范圍與平臺判斷的預報預警范圍幾乎一致。同時，在仍處于主汛期的關鍵時期，敏銳捕捉到蓄水不足的實際，在尚未出梅雨期的情況下，提前將工作重心轉移到旱災防御，充分攔蓄“利奇馬”雨洪資源，搶抓長江、淮河干流外水較高時機，通過引提調等工程措施增加供水量37.38億m3，有力保障了供水安全。

4 下一步建設的思考和建議

4.1 與氣象部門建立共享機制，延長預警預見期

水旱災害具有快速性、突發性、局地性的特點，發出預警信息后，只有快速、及時送達受威脅人員并轉化為避險行為，預警才被證明是有效的。因此，能夠提前精確預知災害的發生，為人員轉移留下更充足的時間尤為關鍵。下一步監測預警平臺需針對水旱災害突發性強的特點和延長預見期的需求，與氣象部門建立協調機制，集成氣象雷達高精度降雨面雨量、5km網格融合降水量預報，最大限度為災害預警增加了提前量。

4.2 與通信運營商建立同步機制，實現無固定對象預警

災害來臨時，系統支持向全省五萬多名固定對象責任人發送預警短信，但對山區旅游人員、流動人員以及外來務工人員等無固定對象人群，由于無法獲取人員信息，很難做到預警全覆蓋。下一步，平臺亟須與移動、電信、聯通三大運營商建立同步機制，拓展預警信息發布渠道，通過建立預警區域與運營商通信基站的對應關系，采用統一短號碼對基站范圍內所有手機用戶發送預警短信，有效解決預警信息發布“最后一公里”問題。

4.3 創新預警發布機制，解決基層人員信息獲取難的問題

對于基層鄉鎮政府和山洪威脅區的中小學校，可以采用信息展播等新形式推送監測預警信息，提高信息獲取的便捷度。通過在監測預警系統定制實時預警、雨水情、視頻/圖像、水利宣傳等頻道，并將定制的頻道以“電視頻道”的方式推送至各基層單位的顯示設備，鄉鎮水利管理人員可通過遙控器以類似切換電視頻道的方式，簡單直觀地獲取轄區內防汛業務管理相關信息，也可以通過手機APP或短信實現本單位日常通知的發布。

4.4 開展基礎數據整編與復核，提高預警指標準確度

堤壩、水閘、水庫等水利工程基礎數據，特別是有關工程安全運行參數和防汛調度的預警指標數據，存在缺項和錯誤等問題。如水庫指標信息存在邏輯性錯誤，汛限水位大于壩頂高程、壩頂高程小于死水位等情況經常出現。下一步亟須對全省水利工程基礎數據進行整編和復核。

4.5 集總連片，加強運行維護

安徽省水利信息化整體應用水平不高，總體情況是省級比市級好，市級比縣級好。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，專業強，技術高，監測站點、通信設施、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。但是以縣級為單位，由于基數較小，難以找到合適的維護管理單位，建議以市級為單位，集總連片，統一維護，統一管理。