GPRS災害預警系統(tǒng)

摘   要：本文提出了一種基于 GPRS 的災害預警系統(tǒng)設計原理和實現(xiàn)方案，簡要介紹了GPRS 技術的基本知識，描述了GPRS 無線傳輸應用于氣象數據傳輸的實現(xiàn)方法。通過實際應用，獲得了理想的效果。

關鍵詞：GPRS；DDN；災害；聯(lián)網；預警系統(tǒng)；防災；減災；水情；水文；氣象

一、 背景介紹

2005年1月18日，聯(lián)合國世界減災會議在日本神戶開幕，來自150個國家的4000多名代表參加了這次會議。聯(lián)合國秘書長安南向會議發(fā)去電視講話，他呼吁人類團結起來共同抗擊自然災害。過去10年，自然災害造成的死亡人數比前一個10年多50％，人類財產也遭受重大損失?，F(xiàn)在各國已從中吸取經驗和教訓，增強抵御自然災害的能力，投入更多資源，做預防工作，增強應對經驗，將災害帶來的損失減小化。 

我國幅員遼闊、地勢復雜、季風氣候明顯，極端天氣氣候事件導致的災害比較頻繁，暴雨、洪澇、干旱、冷害、凍害、寒害、暴雪、冰雹、大霧、暴雷、龍卷、大風、熱浪、沙塵暴、干熱風、連陰雨、熱帶氣旋等氣象災害時有發(fā)生。尤其近年經常出現(xiàn)極端天氣，氣象災害呈現(xiàn)種類多、范圍廣、強度大的特征，氣象災害每年造成的損失占整個自然災害的70%左右，造成的直接經濟損失占GDP的6%左右，利用科技手段防災減災，已經成為各級政府、水利局、氣象單位、廣播電視局、辦公室等的重要施政內容。該系統(tǒng)是采用INTERNET網絡、GIS地理信息、蜂窩網絡帶寬傳輸、嵌入式文語轉換、LED顯示控制等技術，設計的集“無線文轉語應急廣播”和“電話應急廣播”、“無線LED顯示屏發(fā)布”于一體的災害預警發(fā)布系統(tǒng)?？煽焖佟⒓皶r、準確地將各類信息，特別是氣象災害預警信息傳播給社會公眾，擴大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“末端一公里”問題，提高氣象災害預警能力，達到防災減災的目的。

二、本方案優(yōu)勢

1、GPRS無線集群發(fā)布

系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有移動公共通信網絡的資源，采用TCP/IP網絡技術及語音合成技術，可以同時對成千上萬個災害預警終端發(fā)布預警信息，覆蓋范圍廣，發(fā)布速度快。

2、GIS地理信息平臺

系統(tǒng)采用GIS地理信息系統(tǒng)，操作直觀、快捷，可以根據地圖迅速定位選擇需要發(fā)布預警信息的站點。

3、語音和文字雙通道預警發(fā)布

系統(tǒng)具有音頻輸出和LED顯示屏驅動接口，站點可以同時支持語音輸出和LED顯示屏驅動。

4、電話緊急插播功能

預警終端可以設置管理員鑒權，在緊急情況下，管理員可以通過撥打預警終端的手機號碼，進行電話廣播。在農村廣播的應用中，管理員平時的可以撥打預警終端機的號碼進行廣播，而無需到村廣播室。

5、短信息轉語音廣播功能

系統(tǒng)管理員可以按照給定的格式編輯短信發(fā)送到預警終端機的手機號碼，預警終端機將自動解析并合成語音輸出廣播。

6、經濟節(jié)能

系統(tǒng)可以充分利用現(xiàn)有的農村廣播，預警終端的音頻輸出直接輸入到農村廣播系統(tǒng)的音頻輸入，預警終端還帶有開關控制功能，只在需要廣播的時候才開啟功放主機，廣播結束后自動關閉功放主機的電源，安全節(jié)能。

三、系統(tǒng)組成

災害預警系統(tǒng)示意圖

如上圖所示災害預警系統(tǒng)基于GIS地理信息系統(tǒng)，分為用戶管理、站點管理、預警語音節(jié)目管理及發(fā)布、LED顯示屏節(jié)目管理及發(fā)布、事件管理等功能模塊，旨在為用戶提供一個便捷的、簡單的、有效的預警信息發(fā)布平臺。平臺由后臺數據服務及前臺用戶操作界面構成，后臺數據服務處理預警終端的通信管理及數據庫管理，前臺為用戶提供友好的操作界面。

此系統(tǒng)具有以下特點：

1、工業(yè)級設計，寬溫度適用范圍，滿足各種惡劣環(huán)境的需求；

2、支持RS232串口通訊，通訊接口做防浪涌設計；

3、支持圖形界面遠程配置與維護； 

4、支持設備狀態(tài)自檢以及設備狀態(tài)實時上報功能； 

5、系統(tǒng)運行狀態(tài)LED指示； 

6、支持開關量輸入輸出，模擬量輸入采集；

7、支持短信文字轉語音、撥號通話廣播輸出； 

8、支持GPRS/GSM/CDMA網絡的數據轉語音廣播輸出數據傳輸功能特性；

9、支持虛擬數據專用網APN； 

10、可向1~4個中心同時發(fā)送數據(固定IP或動態(tài)域名地址)； 

11、支持點對點、點對多點、多點對多點對等數據傳輸；          

12、支持GPRS實時在線和GSM短信息兩種通信模式；

13、可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成；

14、支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE四種內碼格式的文本；

15、具有智能的文本分析處理算法，可正確的識別和處理數值、號碼、時間日期及一些常用的度量衡符號，具備較強多音字處理和中文姓氏處理能力；

16、雙發(fā)音人：男聲、女聲；

17、清晰、自然、準確的文語音合成效果；

工作人員通過操作和使用接入INTERNET網絡的災害預警廣播平臺，將天氣預報、病蟲災害、地質災害、科技興農、時政方針、應急情況等信息定時或手動發(fā)布。經TCP/IP協(xié)議對所發(fā)布信息數據進行分組、封裝送入INTERNET傳輸，再由INTERNET骨干網與無線移動通信網絡的GTP隧道協(xié)議對接，用TCP/IP協(xié)議報作為承載層將氣象災害預警廣播信息送至無線移動通信網絡。

GPRS網絡在全國31個省的城市和農村均有良好覆蓋，基本上在手機可以打電話的地方都存在無線移動通信網絡。災害預警廣播信息便通過無線蜂窩寬帶網絡傳輸技術在無線移動通信網絡中分組交換傳輸覆蓋。災害預警廣播（也成無線預警）終端是基于無線移動通信網絡進行數據和語音通信的，能夠實現(xiàn)將GPRS數據、文字、短信息、直接電話撥號，轉換為模擬語音信號并進行放大輸入，能夠將GPRS數據、文字、短信息轉換為LED實時顯示。并可將接收信息與否狀態(tài)上報氣象災害預警廣播平臺。

四、總結

該系統(tǒng)具備與政府及相關部門開展突發(fā)事件應急指揮，協(xié)同決策等功能，要讓這個功能得到發(fā)揮還需要推進氣象災害預警部門聯(lián)絡工作日常化，規(guī)范化，把氣象災害預警信息與防災減災工作有效結合，有效益地做好災害防御工作。按照“安全、先進、有效、可靠”的建設目標，水文監(jiān)測及遠程預警系統(tǒng)為災害預警系統(tǒng)的核心，其建設的總體目標為：應用可靠的信息采集設備和成熟先進的通信手段，收集地區(qū)內雨情和水情等基本資料快速準確地發(fā)送到管理中心，在當前計算機軟、硬件基礎上，建設完善、合理的信息綜合數據庫，實現(xiàn)信息的自動采集、實時傳輸和有序存儲，使水文信息在局域網上共享，利用計算機和通信技術建立“安全、先進、有效、可靠”信息查詢顯示系統(tǒng)，并通過災害預警系統(tǒng)向災區(qū)群眾發(fā)布，建立快速實用的災區(qū)評估系統(tǒng)和災后建設系統(tǒng)。