GPRS灾害预警系统

摘   要：本文提出了一种基于 GPRS 的灾害预警系统设计原理和实现方案，简要介绍了GPRS 技术的基本知识，描述了GPRS 无线传输应用于气象数据传输的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果。

关键词：GPRS；DDN；灾害；联网；预警系统；防灾；减灾；水情；水文；气象

一、 背景介绍

2005年1月18日，联合国世界减灾会议在日本神户开幕，来自150个国家的4000多名代表参加了这次会议。联合国秘书长安南向会议发去电视讲话，他呼吁人类团结起来共同抗击自然灾害。过去10年，自然灾害造成的死亡人数比前一个10年多50％，人类财产也遭受重大损失。现在各国已从中吸取经验和教训，增强抵御自然灾害的能力，投入更多资源，做预防工作，增强应对经验，将灾害带来的损失减小化。 

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、干热风、连阴雨、热带气旋等气象灾害时有发生。尤其近年经常出现极端天气，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、办公室等的重要施政内容。该系统是采用INTERNET网络、GIS地理信息、蜂窝网络带宽传输、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“电话应急广播”、“无线LED显示屏发布”于一体的灾害预警发布系统。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，解决气象信息“末端一公里”问题，提高气象灾害预警能力，达到防灾减灾的目的。

二、本方案优势

1、GPRS无线集群发布

系统充分利用现有移动公共通信网络的资源，采用TCP/IP网络技术及语音合成技术，可以同时对成千上万个灾害预警终端发布预警信息，覆盖范围广，发布速度快。

2、GIS地理信息平台

系统采用GIS地理信息系统，操作直观、快捷，可以根据地图迅速定位选择需要发布预警信息的站点。

3、语音和文字双通道预警发布

系统具有音频输出和LED显示屏驱动接口，站点可以同时支持语音输出和LED显示屏驱动。

4、电话紧急插播功能

预警终端可以设置管理员鉴权，在紧急情况下，管理员可以通过拨打预警终端的手机号码，进行电话广播。在农村广播的应用中，管理员平时的可以拨打预警终端机的号码进行广播，而无需到村广播室。

5、短信息转语音广播功能

系统管理员可以按照给定的格式编辑短信发送到预警终端机的手机号码，预警终端机将自动解析并合成语音输出广播。

6、经济节能

系统可以充分利用现有的农村广播，预警终端的音频输出直接输入到农村广播系统的音频输入，预警终端还带有开关控制功能，只在需要广播的时候才开启功放主机，广播结束后自动关闭功放主机的电源，安全节能。

三、系统组成

灾害预警系统示意图

如上图所示灾害预警系统基于GIS地理信息系统，分为用户管理、站点管理、预警语音节目管理及发布、LED显示屏节目管理及发布、事件管理等功能模块，旨在为用户提供一个便捷的、简单的、有效的预警信息发布平台。平台由后台数据服务及前台用户操作界面构成，后台数据服务处理预警终端的通信管理及数据库管理，前台为用户提供友好的操作界面。

此系统具有以下特点：

1、工业级设计，宽温度适用范围，满足各种恶劣环境的需求；

2、支持RS232串口通讯，通讯接口做防浪涌设计；

3、支持图形界面远程配置与维护； 

4、支持设备状态自检以及设备状态实时上报功能； 

5、系统运行状态LED指示； 

6、支持开关量输入输出，模拟量输入采集；

7、支持短信文字转语音、拨号通话广播输出； 

8、支持GPRS/GSM/CDMA网络的数据转语音广播输出数据传输功能特性；

9、支持虚拟数据专用网APN； 

10、可向1~4个中心同时发送数据(固定IP或动态域名地址)； 

11、支持点对点、点对多点、多点对多点对等数据传输；          

12、支持GPRS实时在线和GSM短信息两种通信模式；

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四种内码格式的文本；

15、具有智能的文本分析处理算法，可正确的识别和处理数值、号码、时间日期及一些常用的度量衡符号，具备较强多音字处理和中文姓氏处理能力；

16、双发音人：男声、女声；

17、清晰、自然、准确的文语音合成效果；

工作人员通过操作和使用接入INTERNET网络的灾害预警广播平台，将天气预报、病虫灾害、地质灾害、科技兴农、时政方针、应急情况等信息定时或手动发布。经TCP/IP协议对所发布信息数据进行分组、封装送入INTERNET传输，再由INTERNET骨干网与无线移动通信网络的GTP隧道协议对接，用TCP/IP协议报作为承载层将气象灾害预警广播信息送至无线移动通信网络。

GPRS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存在无线移动通信网络。灾害预警广播信息便通过无线蜂窝宽带网络传输技术在无线移动通信网络中分组交换传输覆盖。灾害预警广播（也成无线预警）终端是基于无线移动通信网络进行数据和语音通信的，能够实现将GPRS数据、文字、短信息、直接电话拨号，转换为模拟语音信号并进行放大输入，能够将GPRS数据、文字、短信息转换为LED实时显示。并可将接收信息与否状态上报气象灾害预警广播平台。

四、总结

该系统具备与政府及相关部门开展突发事件应急指挥，协同决策等功能，要让这个功能得到发挥还需要推进气象灾害预警部门联络工作日常化，规范化，把气象灾害预警信息与防灾减灾工作有效结合，有效益地做好灾害防御工作。按照“安全、先进、有效、可靠”的建设目标，水文监测及远程预警系统为灾害预警系统的核心，其建设的总体目标为：应用可靠的信息采集设备和成熟先进的通信手段，收集地区内雨情和水情等基本资料快速准确地发送到管理中心，在当前计算机软、硬件基础上，建设完善、合理的信息综合数据库，实现信息的自动采集、实时传输和有序存储，使水文信息在局域网上共享，利用计算机和通信技术建立“安全、先进、有效、可靠”信息查询显示系统，并通过灾害预警系统向灾区群众发布，建立快速实用的灾区评估系统和灾后建设系统。