智慧防汛-省级农村基层防汛预报预警大数据平台体系建设方案
智慧防汛防洪预报预警体系系统
建
设
方
案
北京XX科技有限公司
2019年X月
目录
第1章概述 (4)
1.1 项目背景 (4)
1.2 工程概况 (7)
1.3 项目建设必要性 (8)
1.3.1 防洪调度的需要 (8)
1.3.2 改变测报现状的需要 (9)
第2章系统总体设计 (10)
2.1 建设目标 (10)
2.2 建设原则 (10)
2.3 建设内容 (11)
2.3.1 系统总体结构 (11)
2.3.2 系统特点 (12)
2.3.3 某县工程水情自动测报系统建设确定情况 (13)
2.3.4 中心平台建设 (16)
2.3.5 土建、供电、防雷 (18)
2.3.6 数据库系统 (18)
2.3.7 应用软件系统 (18)
第3章系统详细建设方案 (20)
3.1 雨情检测系统 (20)
3.1.1 监测方式及报汛工作体制 (20)
3.1.2 信息传输通信网设计 (21)
3.2 预警系统设计 (22)
3.2.1 信息汇集、查询子系统 (23)
3.2.2 预报决策子系统 (25)
3.2.3 预警子系统 (26)
3.3 站点信息采集系统 (27)
3.3.1 系统概述 (27)
3.3.2 站点布设 (28)
3.3.3 通信网络建设 (28)
3.3.4 系统组网方式 (29)
3.3.5 系统功能要求 (30)
3.3.6 工作体制说明 (31)
3.3.7 电源供电 (33)
3.3.8 系统设备组成 (33)
3.3.9 主要设备技术指标 (34)
3.4 视频会商系统 (37)
3.4.1 技术方案建议 (37)
3.4.2 系统基本功能 (40)
3.4.3 系统特色功能介绍 (43)
3.4.4 视频会议设备介绍 (50)
3.5 中心平台建设 (57)
3.5.1 系统概述 (57)
3.5.2 系统拓扑结构 (57)
3.5.3 UPS系统供电建设 (58)
3.5.4 接地建设 (59)
3.5.5 主要设备技术指标 (59)
3.6 中心软件系统 (62)
3.6.1 总体功能结构 (62)
3.6.2 系统软件 (63)
3.6.3 数据库系统 (63)
3.6.4 信息接收处理软件 (65)
3.6.5 信息处理及报表输出软件 (66)
3.7 系统集成 (67)
3.7.1 集成建设总体原则 (67)
3.7.2 本期集成项目集成规划思路 (85)
3.7.3 项目成果交付 (100)
3.7.4 项目质量服务体系 (103)
3.7.5 项目服务承诺 (121)
3.8 土建工程 (125)
3.8.1 雨量站 (125)
3.8.2 水位站 (130)
3.8.3 中继站 (137)
3.8.4 中心站 (142)
第4章投资预算 (144)
4.1 总体预算清单 (144)
4.2 分项预算清单 (144)
第5章施工组织设计 (150)
5.1 工程概况 (150)
5.2 劳动力计划、主要设备材料、构件的用量计划 (156)
5.3 施工进度计划及各阶段进度的保证措施 (159)
5.4 施工现场平面布置和临时设施、临时道路布置 (166)
5.5 专项工程施工方案、工程项目实施的重点和难点及技术措施 (179)
5.6 安全、文明施工及环保措施 (250)
5.7 项目管理班子配备 (265)
5.8 质量保证体系及措施 (274)
5.9 施工配合及施工界面的划分 (296)
第6章售后服务计划 (307)
第1章概述
1.1项目背景
为贯彻落实党中央、国务院领导关于防灾减灾救灾工作重要指示和对洪涝灾害防治工作提出的要求，尽快实现规划目标，适应经济社会发展要求，2018年至2020年适当开展农村基层洪涝灾害调查评价，实施农村基层防汛预报预警体系建设，持续开展群测群防体系建设，以不断完善洪涝灾害防御体系，提高综合防御水平，满足经济社会发展的需求。
深入贯彻落实党中央、国务院关于加快灾后水利薄弱环节建设的决策部署,按照新时期防灾减灾救灾工作“两个坚持，三个转变”的新理念、新要求，针对防汛抗洪抢险救灾中暴露出的瓶颈短板和薄弱环节，以防洪排涝薄弱地区为重点，坚持问题导向，统筹规划、突出重点、因地制宜、科学治理，开展农村基层防汛预报预警体系建设。逐步建立并完善符合农村基层实际的雨情、水情、汛情预报预警体系和群测群防体系，进一步提升农村基层防汛抢险救灾预警能力，推进农村基层防洪治理体系和治理能力现代化，为构建和谐社会，促进社会、经济、环境协调发展提供防洪安全保障。
“十二五”时期是我国防灾减灾救灾事业发展很不平凡的五年，各类自然灾害多发频发，相继发生了长江中下游严重夏伏旱、京津冀特大洪涝、四川芦山地震、甘肃岷县漳县地震、黑龙江松花江嫩江流域性大洪水、“威马逊”超强台风、云南鲁甸地震等重特大自然灾害。面对复杂严峻的自然灾害形势，党中央、国务院坚强领导、科学决策，各地区、各有关部门认真负责、各司其职、密切配合、协调联动，大力加强防灾减灾能力建设，有力有序有效开展抗灾救灾工作，取得了显著成效。与“十五”和“十一五”
时期历年平均值相比，“十二五”时期因灾死亡失踪人口较大幅度下降，紧急转移安置人口、倒塌房屋数量、农作物受灾面积、直接经济损失占国内生产总值的比重分别减少22.6%、75.6%、38.8%、13.2%。
“十二五”时期，较好完成了规划确定的主要目标任务，各方面取得积极进展。一是体制机制更加健全，工作合力显著增强。统一领导、分级负责、属地为主、社会力量广泛参与的灾害管理体制逐步健全，灾害应急响应、灾情会商、专家咨询、信息共享和社会动员机制逐步完善。二是防灾减灾救灾基础更加巩固，综合防范能力明显提升。制定、修订了一批自然灾害法律法规和应急预案，防灾减灾救灾队伍建设、救灾物资储备和灾害监测预警站网建设得到加强，高分卫星、北斗导航和无人机等高新技术装备广泛应用，重大水利工程、气象水文基础设施、地质灾害隐患整治、应急避难场所、农村危房改造等工程建设大力推进，设防水平大幅提升。三是应急救援体系更加完善，自然灾害处置有力有序有效。大力加强应急救援专业队伍和应急救援能力建设，及时启动灾害应急响应，妥善应对了多次重大自然灾害。四是宣传教育更加普及，社会防灾减灾意识全面提升。以“防灾减灾日”等为契机，积极开展丰富多彩、形式多样的科普宣教活动，防灾减灾意识日益深入人心，社会公众自救互救技能不断增强，全国综合减灾示范社区创建范围不断扩大，城乡社区防灾减灾救灾能力进一步提升。五是国际交流合作更加深入，“减灾外交”成效明显。与有关国家、联合国机构、区域组织等建立了良好的合作关系，向有关国家提供了力所能及的紧急人道主义援助，并实施了防灾监测、灾后重建、防灾减灾能力建设等援助项目，积极参与
国际减灾框架谈判、联合国大会和联合国经济及社会理事会人道主义决议磋商等，务实合作不断加深，有效服务了外交战略大局，充分彰显了我负责任大国形象。
“十三五”时期是我国全面建成小康社会的决胜阶段，也是全面提升防灾减灾救灾能力的关键时期，面临诸多新形势、新任务与新挑战。一是灾情形势复杂多变。受全球气候变化等自然和经济社会因素耦合影响，“十三五”时期极端天气气候事件及其次生衍生灾害呈增加趋势，破坏性地震仍处于频发多发时期，自然灾害的突发性、异常性和复杂性有所增加。二是防灾减灾救灾基础依然薄弱。重救灾轻减灾思想还比较普遍，一些地方城市高风险、农村不设防的状况尚未根本改变，基层抵御灾害的能力仍显薄弱，革命老区、民族地区、边疆地区和贫困地区因灾致贫、返贫等问题尤为突出。防灾减灾救灾体制机制与经济社会发展仍不完全适应，应对自然灾害的综合性立法和相关领域立法滞后，能力建设存在短板，社会力量和市场机制作用尚未得到充分发挥，宣传教育不够深入。三是经济社会发展提出了更高要求。如期实现“十三五”时期经济社会发展总体目标，健全公共安全体系，都要求加快推进防灾减灾救灾体制机制改革。四是国际防灾减灾救灾合作任务不断加重。国际社会普遍认识到防灾减灾救灾是全人类的共同任务，更加关注防灾减灾救灾与经济社会发展、应对全球气候变化和消除贫困的关系，更加重视加强多灾种综合风险防范能力建设。同时，国际社会更加期待我国在防灾减灾救灾领域发挥更大作用。
防灾减灾救灾工作事关人民群众生命财产安全，事关社会和谐稳定。为贯彻落实党中央、国务院关于加强防灾减灾救灾工作
的决策部署，提高全社会抵御自然灾害的综合防范能力，切实维护人民群众生命财产安全，为全面建成小康社会提供坚实保障，依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》以及有关法律法规，国务院办公厅制定了国家综合防灾减灾规划（2016—2020年）。
1.2工程概况
某县水情测报系统站点布设图：
某县位于某省某市XX镇境内，境内多山，曾发生连续滑坡，有一座中型水库，大坝坝顶高程947.5m，最大坝高57.5m，坝顶宽6~8m，坝顶长270m，正常蓄水位945.0m，相应库容2638万m3，总库容2801万m3，调节库容2536万m3，建设洪水位945.59m，校核洪水位946.22m，死水位910.5m，坝淤沙高程902.8m。
该县山丘区面积约占全国陆地面积的三分之二。位于东亚季风区，暴雨分布范围广；季风气候决定了该县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。
本县基层防汛预报预警体系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。
水库坝址以上集水面积92.2km2，主河道河长21.2km，主河道平均比降16.0‰，据绥阳气象站1958～2004年的资料统计，多年平均降水量1154.7mm，其中最大年降水量1457.0mm（1968～1969年），最小年降水量769.0mm（1958～1959年）。
1.3项目建设必要性
水利信息化是水利现代化的基础，而水文现代化是水利信息化的基础。
随着科学技术的不断进步，自动化技术已深入到管理工作的各个方面，水情测报要求的实时性、准确性、可靠性、综合性、连续性必须依靠先进的水情测报系统来保障。为满足某县大坝安全监控和防洪度汛的需要，最大程度利用水能，提高运营管理和经济效益，迫切需要建设一套水情自动测报系统，及时准确获得水情测报数据，保障水库安全度汛。
1.3.1防洪调度的需要
某县做为贵州境内泥石流频发的县市，其防汛工作需服从国家防汛指挥中心和省厅防汛指挥中心的指挥，其洪水调度是以库
水位结合来水流量作为水库蓄泄判断条件来操作运行，水库的当前水位和来水流量需及时准确获得，才能使得水能资源得以充分利用，尽可能发挥其错峰调度作用。
1.3.2改变测报现状的需要
目前，水库测报数据以人工测报为主，数据获取滞后，在汛期满足不了水库洪水即时调度的需要。另外，数据的可靠性不够，站点水情数据需更加精确。再次，数据的存储不够方便，通过电子化存储，可保证数据完整性和存储过程持续性。方便数据通过网络即可发报和共享。
第2章系统总体设计
2.1建设目标
某县水情测报系统建设目标：采用现代信息采集技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理技术逐步建成覆盖某县的水情测报系统，达到信息源布局合理，信息采集、传输、处理手段先进实用、高效可靠，实现动态监测和实时报警，实时高效完成所有水情自动监测站信息的收集处理，为防汛调度、决策指挥提供科学依据，为防汛抢险、抗洪救灾赢得宝贵的时间，最大限度地减少暴雨洪水灾害损失，确保人民生命财产安全。
2.2建设原则
根据国家计委、财政部、水利部、某省水利厅关于加强水文自动测报系统建设等有关文件精神，“使水文测报基础设施向正规化、标准化、现代化方向发展，提高水文测报能力”。根据中型水库防汛抗旱及工程管理调度的需要，进一步完善水文测报站网，提高水文测报的自动化能力，建设一套可靠、先进的、水文信息测报系统，为防洪减灾发挥更大作用。
（1）准确性
水情信息的准确性直接关系到防汛决策的成败。因此该系统在雨量、水位数据自动采集、固态存储、传输、处理、水文资料整编等工作环节的设备选型和技术处理上要充分考虑误差控制和误差处理，确保提高系统整体的准确性。
（2）可靠性
为确保系统的可靠性，通信系统采用GSM信道的方式，为报汛通信的高可靠性提供了保障。系统具有信息接收的确认机制、
重发机制、校验机制等，确保信息的传输可靠性；同时从防雷接地、供电电源、设备等各方面进行可靠性建设。
（3）实用性
该系统由于水情信息采集、报汛通信环境条件恶劣，因此所采用的技术、设备要充分考虑系统的实用，力求尽可能将观测、传输、处理等工作环节自动化，确保应用上的实用性和可操作性。
（4）先进性
充分利用现代信息采集技术、通信技术、数据库技术、地理信息应用技术等方面的成熟的新成果，解决系统中的重要问题和关键技术，确保系统所采用的技术与当前技术发展趋势保持一致，并便于系统的扩展、升级和优化，使系统具有较高的先进性和较长的生命周期。
2.3建设内容
2.3.1系统总体结构
本项目防洪防汛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。
2.3.2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、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。
2.3.3某县工程水情自动测报系统建设确定情况
水情自动测报系统由中心站和遥测站组成，本系统依据某县坝址以上流域控制集雨面积确定其站点布设。设立1个中心站，6个遥测站，系统规模为1：6。
中心站：后水河水情中心站
遥测站：1个水库坝上水位（雨量）站、1个水库坝下水位站，5个雨量站分别为水库坝上、枧霸（井坝）、山羊洞、黄脚板、干沟。
（1) 系统主要功能
?自动采集、传输水情数据；
?快速进行数据收集、处理、存储、检索和资料整编；
?储存、整理、打印、显示图形、报表功能；
?系统具有越限报警功能；
2.3.4中心平台建设
建设中心监控平台。主要包括中心网络建设、中心服务器安装调试、软件系统运行调试。
功能建设情况：
中心站的基本功能为自动输入水情资料，并采用拟定的预报方法进行实时洪水预报，因此需要有完备的数据库管理系统的信息管理支持。水情中心站主要由网络，数据库，信息接收与处理、水情预报模型库、实时洪水预报及应用软件系统等部分组成，具有以下主要功能：
(1)遥测信息接收与处理；
(2)资料编辑、整理与入库；
(3)数据库管理；
(4)报警功能；
(5)遥测网络参数设置；
(6)数据统计分析及报表；
(7)信息查询；
(8)预留与防汛调度系统、其它流域水情自动测报系统；
（9）支持多用户、多客户端以多种方式按不同权限的信息查询及浏览编辑功能等。
（10）、中心站数据格式按照某省防汛系统中心站的数据格式入库，为后期某县与省防汛网络专线开通后，数据与省防汛办传输和信息共享做好准备工作。
（11）、洪水预报
采用新安江预报模型
可进行实时预报、假拟降雨预报、预报成果实时校正等功能，并进行成果输出。本软件中可以保存多套预报参数，以适应流域在不同环境时的需要。
新安江预报模型
新安江模型是分散性模型，计算原理是将全流域分成许多块单元流域，对每个单元流域作汇流计算，得出单元流域的出口流量过程，再进行出口以下的河道的洪水演进，求得流域出口的流量过程。把每个单元流域的出流过程相加，就得到流域出口的总出流过程。
为提高预报精度，减小累计误差，在模型中加入了卡尔曼实时修正技术，它的作用是根据场次洪水的实测过程对当前土壤含水量进行实时修正，从而保证预报的正确性。新安江模型属于蓄
满产流模型，在推算过程中前期土壤含水量将直接影响到预报精度。
2.3.5土建、供电、防雷
土建：包含中心站机房装修以及监测水位（雨量）站的土建工程。
供电：中心站供电采用UPS电源，以防止突然停电或其它原因造成的数据丢失。遥测站供电采用蓄电池组和太阳能光电板浮充方式。
防雷：中心站铺设一字形接地网并安装避雷针；遥测站铺设环形均衡接地网并安装避雷针，设备、设施必须在避雷针的保护范围内。
2.3.6数据库系统
根据对某县水情测报系统数据库的结构分析和业务模型的分析，需进行数据库系统建设，以满足水雨情系统数据存储和管理的需要。
2.3.7应用软件系统
应用平台软件为“后水河水加高工程水情自动测报系统”，软件采用C/S（Client/Server）结构。包括以下子系统：数据采集和处理、数据库维护、查询检索、告警、用户管理、报表等，主要有以下功能:
A、对本系统遥测数据接收；
B、对实时信息进行处理和数据入库；
C、建立相应的数据库系统，管理实时数据和支持系统运行
的有关数据；
D、实时信息的转发；
E、根据系统的应用需求完成信息查询、数据的统计分析等。
第3章系统详细建设方案
3.1雨情检测系统
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。
3.1.1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
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。