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福建省防台风风情实时监测预警系统


水 利 水 电技 术





年第



福 建 省 防 台风风情 实 时监 测 预 警 系统
吴 金塔
河 海大学
,

‘,




,

江 苏

南京

福建省水利厅

福建 福州





福 建 省 风 暴 潮 灾 害较 为 严 重 据 统 计 登 陆 和 影 响 福 建省 的 台 风 年 均 达 四 五
, , , ,



其 中年 均 登 陆 台 风 有



为 了 更 好 地 防御 台风 灾 害 福 建省 于

年 建成 了 防 台 风 风 情 实 时 监 刚 预 警 系统 该 系 统 在

年 防 御 台风 中产 生 了

较 大 的 社 会 经 济效 益

【关 键 词 】 防 台 风
中 图 分 类号

风情

遥测

福 建 省 防 台 风 风 情 实 时 监 浏 预 警 系统 文 献 标识码 文章编号

应 用 软件
一 一 一

输子 系统

在设 区 市 县 防汛 办 和 风 情 遥 测 站 间 建 设 超 短 波 网
,



,




,

通 过 该 超 短 波 网 传输 各 站 的 风 情 信 息 通 过 年 个
,

建设 以 省防汛
,

福 建 省 风暴潮 灾 害较 为 严 重 根 据 统 计 登 陆 和 影 响 福 建 的 台风 含 热 带 风 暴 年 均 四
,

年的 其中 次正

办 为 中 心 的连 接各 设 区 防汛 办 的 计 算 机 广 域 网
,

并 利 用该计 算

机 广 域 网 集 合 和 转 发 风 情 信 息 实 现 全 省 风 情 信 息 的 共享
风 情 信息 处 理 分 析 子 系 统 具 有 检 索 查 询 统计 全 省 各市 县 风 情


年均登 陆
面登陆 沿海
,



年 福 建 省 百 日五 大 灾
万 人 受 灾 冲毁 海 堤
, ,

,

个 台风

直 接 经 济 损失 达
,

站 的 实 时 风 情 信 息 气 象 特 征 值 系 统 异 常报 警 信 息 和 浏 览 历 史





亿元
成 福 建省 沿 海





,

号 台风 在 厦 门附 近 正 面 登 陆 造
,

台 风 的 功 能 并 能 用 图 表 方 式 显 示 或 打 印 查 询 统 计结 果
风情实 时监 视 子 系统 设备 的状 态
,

,





万 人 受灾 直接 经 济损 失

亿元
,

目前

,

实 时 动 态 地 监 视 全 省 各 地 的 风 情 变化 及
、 、

,

福 建 已 有 十 多 万 的 渔 民 在 近 海 渔排 上 从 事 网 箱 养 殖
, ,

随着福 建

以 动 态 画 面 实 时 反 映各 站 点 的任 一 时 刻 风 速 和 风

经 济 的 快 速 发 展 海 上 养 殖 业 还 将 不 断 发 展 海 上 养殖 人 员 还 将 大 幅度 增 加
,

向变 化 对 风 情 信 息 超 警 戒 站 点 数 据 异 常 站 点 故 障 和 网 络 故

在 台风 来 临 之 前 实 时 将 海 上 渔 民 撤 离 上 岸 已 列 因此 尽快建立 一套先进 的
,

,

障等 系 统 能 实 时 地 发 出 警 报
立 卫 星 云 图接 收系统 通过
, ,

,

台风 监 视 子 系统

全省 已 建

为 福建 省 防 台风 工 作 的重要 议 程
,

,

套 用 于 监 视 大 气 云 情 在 台风 生 成 时

防 台 风 风 情 遥 测 和 预 瞥 系统 最 大 程 度 地 减 少 灾 害带来 的 损 失

及 时 了 解 全 球 各 主 要 气 象 台站 的 台风 预 报 和 其 他
,

特别 是 减 少 人 员 伤 亡 具 有 十 分 重 要 的 意 义

,

气 象 信 息 绘 制 成 台风 预 报 路 径 综 合 图 为 防 台风 工 作提 供 参 考
资料 预 警 子 系统



应 用 实 时 风 情 监 测 及 各 种 预 报结 果 通
,

,

系统 的 组 成 及 功 能 要 求
根 据 福 建 省 防 台风 工 作 的需 要 于
,

过 电视 电 台 网 站 和 已 建 立 的 警 报 系 统 发 布 台风 信息 特 别 是 年
月立项建设全
,

风力达


级 的 地 区 发 出 警 报 撤 离 渔 排 上 的老 少 病 妇 风 力
, ,







省 性 的 防 台风 风 情 实 时 监 测 预 警 系 统 经 过 半 年 多 的 努 力 系 统
,

级 的 地 区 发 出 警 报 撤 离 渔 排 上 的所 有 人 员
系统 搜 盖 范 围

于 当年

月 底 投 人 试运 行

系 统充 分 利 用 已 建 成 的全 省 洪 水
,


预 警 报 系统 的 通 信资 源 和 设 备 建 成 了 高 效 可 靠 实 用 先 进 的 覆
盖全 省 沿海 各县 市 的风情实 时 监测 预警系统
,

本 系统 采 用 超 短 波 及 有 线 通 信 方 式 进 行 混 合 组 网
网规模 为
,

,

系统 组
,

为省市各级政府



个 省 中心 站

,

个 设 区 市分 中心 站

及 防 汛 部 门防 台风 科 学 指 挥 决 策 提 供 依 据
系统组成

个 县 市支 中 心 和

个风 情遥 测 站 见 图

系统 总 体 功能 要 求

福 建 省 防 台 风 风 情 实 时 监 测 预 警 系 统 是 由 省 防 汛 办 为 中心

省 防汛 办 中 心



九 设 区 市 防 汛 办 分 中心 和 沿 海 各 县 市 支 中
,

的防 汛 计算 机 广 域 网 系 统 市 县 超 短 波 网 络 系 统 各 市 县 风 情遥
测 站 各 县 市 警 报 系 统 和 应 用 软 件 等组 成 个子 系统

,





心 能 及 时 接 收 超 短 波 遥 测 站 发 来 的 风 情 信息
、 、 、
、 、

并进行解调 解
,



它主要包括 以下六

码 纠 错 合理 性 判 别 整 理 分类 存 贮 显 示 和 打 印 对 风 力 超 警

风 情 实 时 信息 采 集 存 储 子 系 统
,

实 时采 集 各 风
,

情监 测 站 的信息

经 规 约 转换 发往 所 属 各 县 市 防 汛 支 中心 同

收 稿 日期
作者简介





时 由福 建 省 洪 水 预 警 报 系 统 的 通 信 网络 将 风 情 信 息 转 传 到 上 一 级 设 区 市 防 汛 办 分 中心 并 按 统 一 格 式 存 人 数 据 库
,

吴金塔



,

男 福 建晋 江 人 福 建 省 防汛 办 总工 程 师

,

,

,

信息传

河 海 大学博 士 研 究 生









,

石吧

汀 傲



吴 金 塔等

福 建 省 防 台风 风 情 实 时监 测 预 苦 系 统

的风情 信息 域 网节 点站
,

— 用 于接 收 转 发 和 传输 信 息


二级站

设 区 市风情分 中心 站
,

它 为计 算 机 广

采 用 超短 波及有线方 接收风情遥测站

式 进 行 组 网通 信
的数据
沙埋 三沙
,

三级站

以 超短 波为 主

—站 级

,

县 风 情 支 中心

以 采 集和发送 风情信息 为 主 采 用 超短 波通 信方式



沿海 各 县 市风情 遥测 站

本 系 统 数 据 传 输 的逻 辑 流 程 有 两 种 方 式

一 二级站的
,



数据 在 广域 网 上 双 向通 信
对 外 发 出 的风 情 信 息 送
,

基于 已 建遥 测 网络 风情遥 测 站

采 用 广 播 方 式 向设 区 市 站 及 县 支 中 心 发

风 情 遥测 系统
风情 遥测 系统 的功能 如 下 候 自动 工 作 具 有 良好 的 防 雷 能 力 电压 进 行 自动 监 测


遥 测 站 为 无 人 值 守 全天

,

,

具 备 自检 能 力 能对 电 源

,

实 时 采 集 传输 和 接 收 各 遥 测 站 的 风 情
,


信息
,

用 计算机实 时处 理 数据 在 线进 行 风情 计算 和相 关调

度 可 利 用 计 算 机 向 主 管 部 门发 送 传 递 风 情 信 息


风情 实 时 所有遥测

福 建 省 防 台风风情 实 时 监 测 预

系统 站 点分 布

动 态 显 示 风 情 参数越 限 设备工 作 异 常 实 时 告 警

,

,



站 中继 站 均 按 低 功 耗 要 求设 计 系 统 电 源 设 计 配 置 可 保 证 在 连 戒和遥测站状态进行报警和记录
,


系统 可 显 示 和 打 印风 速 风 向



阴雨 气候 条件 下 系 统能正 常运 行

的 日 月 年 报 表 可 显 示 和 打 印单 站 多 站 历 史 数 据 及 每 日 每 站 来

风 情 遥 测 站 采 用 自报 式 有 结 构 简 单 性 能 可 靠 功 耗 低 等

,





报 次 数 可 显 示 和 打 印 日风 速 变 化 过 程 线 可 在 地 图 背 景 下 显 示
,
,

风 速 风 向 的 变化情 况 系 统 的总 体 功 能 要 求 如 下

实 时采集
,



特点 见 图
卫 星 通信 或

传输 和 接 收 各 遥 测 站 的风 情 信 息
行 风 情 计 算 统计 和 相 关 分 析

、 、

用 计算 机 处 理 数 据 在 线 进 风情实时动态监视 风情超警
,

戒 数据异 常 设 备 和 网络 故 障告 普

数 据 采 集精 度 风 速 为

,



,

风向



无人值 守 遥 测 站 应 具备 的 其他 所 有 功 能

一黔



有 线 电话

端 遥 测 终端

系 统通 信 组 网 方案
经 过 十 多年 的建 设 和 发 展 流 域洪 水 预 警报 通 信 网 络
,

福 建 省 已 建 立 了全 省 范 围 内的

各设 区 市分 中心 都 已 建 成 计 算 机 局

无 人气 象遥 测 数传 终端 站 组成框 图
,

域 网系统
,

,

并通过 公 用 分组交换 网 建成 了全省 防汛 计算机广 域

风 情 中继 站 的 系 统 中继 设 备 采 用 数 字 再 生 中 继 再 生 中 继 是 对 接 收 来 的信 号 经 处 理 后 再 生 重 发 对 传 输 的 数 据 有 检 错
,
、 、 、

网 风 情 报 汛 依 托 洪 水 预 警 报 系 统 的通 信 网 络
,

,



通信信道

纠 错 功 能 它 由控 制 电 路 窄带 滤 波 电 路 调 制 解 调 器 自检 保 护



按 照 可 靠 经 济 实用 的原 则 该 系统 的通 信信道 选 择 超
短波
、 、





,

电路及 收 发信 机 组 成





混 合 组 网 的方 式 组 网
,

各 县 风 情 支 中心 站 及 设 区 市 分 中心 将 采 用 计 算 机 值 班 工 作 制 主 要 完成 风情遥 测 站 的数据 收集 和 处 理 等功 能

通 信 网结 构 设 计

风 情 站 将 采集 到 的 风 情 信 息 通 过 超 短 波 方 式 直 接传 输 到 县

市分 中心 站

,

并 由风 情 分 中心 通 过 计算 机 公 用 分 组 交 换 网 络 再
因此 星 形 网 络 结构 可 作 为 系 统 基层 报 汛 通 信
,

风情 实 时 监 测 应 用 软 件
系统采 用
,

传输 到 省 防 汛 办

,

它 是 微 软 操 作 系 统 中功 能 较 强




网 的 基 本 结构 形 式

系 统 采 用 带 有 设 区 市 分 中心 集 合 转 发 站 和 个 设 区 市 分 中心 集 合 转 发 站 除
,

性 能 较 为 稳 定 的产 品 其 操 作 界 面 直 观 管 理 简 单 易 行

中继 站 的 星 形 通 信 网 络 结 构

该软件包采用

技 术 与 数据 库 进 行联 接 采用 单 一 的


,

了 接受 本辖 区 内风 情 站 超 短 波 网 传 来 的 风 情 信 息 处 理 和 加 工 外 同时 还 通 过 心站 信 息传输
,

并进 行数据

来 辐 射 各 种 不 同 的 数据 库 引 擎
管理系统
,

关 系 的 和 非 关 系 的 数 据库

广 域 网将 风 情 信 息 转 发 给 省 中

该软件包 既 可 支持桌面数据库 又 可 支持 大
,

型 的客 户 服 务 器 关 系数 据库 该 系统数据库 采用 应 用 软 件 系 统 软件 包 共 由多 个 主 功 能 模 块 组 成
, ,

在 主 控模

根 据 系 统 站 点 的 数 据 交换 特 点 及 数 据 信 息 量 的 大 小 设站点划 分为 四级 一 级站

将建

块 的控 制 调 度 下 分别完成 不 同的处 理 功 能 有 应 用 软件 功 能 的 操 作 皆在 主 控模 块 面 板 控 制 下

,

主控模块
,



或 超 短 波 信 道 接 收 各 设 区 市 防 汛 办 及 沿 海 各 风 情 遥 测 站 转 发来
水 利 水 电技术



省 防汛 办

通 过 计 算 机 广域 网

采 用 快捷工

具栏 形 式进 行 操作 简单快 捷

,

数据 网络通 信模块

数据 网





年第



吴 金 塔等

福 建 省 防 台风 风 情实 时监 测 预 苦 系 统


络 通 信 模 块 主要 负责单 机 局 域 网 内计 算 机 广 域 网 内 计 算 机 的 程 序模 块 之 间 和 数 据 库 之 间 的信 息 通 信
,



序 模 块 之 间 的 信 息 通 信 其 主 要 内容 有
的通 信 软 件

,

电 台与计 算 机 之 间
网络 间 的

该 程 序组 主 要 在 网 络
,

本 地 机各程 序模块 间 的进 程通 信 远 程 数 据访 问 的通 信

七 层 结 构 的应 用 层 下 采 用 单 进 程 多 线 程 结 构 进 行 开 发


其 内容


信 息通 信

包 含 本 地 机 各 程 序模块 间 的 进 程 通 信 网 络 间 的 文 件 传 输 远 程 数据访 问


远 程 数据 库 间 的 通 信 和 客 户 机 与 主 机 之 间 的程 序 通
主要 功能是 处 理 和显 示 实 时








风 情信息综合处 理模 块


福建 省 防 台风 风 情 实 时 监 测 预 警 投 人 运 行 后 经 受 了




风 速 风 向变 化 值 绘 制 风 速 过 程 线 及 风 向变 化 图 统 计风 情 的 特 征 值 以 及 显 示 和 打 印平 均 时 段 风 情 统 计 表 台 风 历 时 过 程 资
,


号和
,

号 台 风 的考 验 具有 实 时性 强 精度 高 和 自


,



动 化 程 度 高 等 特 点 为 防 汛 减 灾 提 供 了 科 学 可 靠 的数 据 为 海 上 渔 排 人 员 的 安 全 撤 离赢 得 了 宝 贵 时 间 减 少 了 人 员 伤 亡
川田 年
, ,

,

料统计 图表 和系 统 运 行 情况 汇 总 表


数 据 处 理模块


风情的


数据 处 理模 块 功 能 有 数 据 检 错 合理 性 判 别 缺 漏 数 据插 补 数 据修 改 和 删除 数 据 分 类 存 储 数 据 统计 和 完 成 多 种 气 象 报 表 输
出等 功 能
风情 监 测 模块






号森拉 克 台 风 在 福 建 福 鼎 与 浙 江 苍 南 之
,





间 登 陆 防 台 风 风 情 监 测 预 誓 系统 及 时地 监 测 和 预 测 为 省 领 导
指 挥 提 供 了有 力 可 靠 的数据 由于 决 策准 确 转 移 及 时 使 宁德

,

风 情 监 测 模块 有 实 时监 视关 键 控

制点 的风 速 风 向 的 变 化 动 态

实 时 动 态监 视 各 风 情 测 点 的 时段 事


市海 上作业 人 员仅一 人死 亡

,

,

据统 计 减 少 经 济 损 失 达
,
, ,

亿元

风 力 和 监 视 各 网 络 畅 通 率 及 各 重 要 设备 的 运 行 状 态 等 功 能

号 台风 北 冕 在 广 东 登 陆 泉州 和 漳 州 受 其 外 围影





件报警检索及查询模块 务 器 故 障报 警
功能


实 时 报 警包 括 实 时 风 情 越 限 报 警 服

响 由 于 有 系 统 的 监 测 和 预 测 两 市 按 照 防 台风 预 案 及 时 通 知 仪幻 多 艘 渔 船 回 港 避 风
,

网 络 故 障报 警 和 测 站 及 中 心 站 工 作 异 常 报 警 等


受 影 响 的海 上 养 殖 人 员 及 时 上 岸 避
,

,

报警 检索和 查 询包 括 风情越 限检 索 和 查 询 历 史 数据 检


免 了人员 伤 亡 和 船舶 损 失 减 少 直 接 经 济损 失 近

亿元
年的
,

索 和查 询

分 中 心 或 中心 站 工 作 状 态 检 索 和 查 询 及 系 统 测 点 运

设 区 市 防 汛 分 中心 集 转 站 及 县 市风 情 支 中心 在

行 工 作 状 态 检 索 和 查 询 等功 能

几 次 台 风 中能 正 常 完 成 风 情 遥 测 站 的 数 据 收 集 和 转 发 等 功 能

能通 过

广 域 网 及 时 将 风 情 信 息 传输 到省 防 汛 指 挥 部 系统经 过 近

中继

,

系统 的 关 键 技 术
第 一 风 速 风 向传 感 器 与 遥 测 数 据 终 端 的 接
传 感 器 的感 应 元 件 为 三 杯式 风 杯 组 件
, , , ,

站 能 正 常 收 集 和 中转 遥 测 站 的风 速 风 向 信 息


技术

风速

月 的 运 行 测 得 的最 大 风 速 为


,

翻了

,

最 小风 速 为



其运
,

信 号 变 频 电 路 为霍 尔 集

行 正 常 可 靠 符 合 防 台 风 风 情 遥 测 站 布设 的 规 范 和 设 计 要 求 在

,

成 电 路 在 水 平 风 力 驱 动 下 风 杯 组 旋转 通 过 主 轴 带 动 磁 棒 盘 旋 转 其 上 的 数 十 只 小 磁 场 体 形 成 若 干 个 旋 转 的磁 场 在 霍 尔 磁 敏
, ,

年 的 防 抗 台风 中产 生 了 较 大 的社 会 经 济 效 益


袁鹏 飞 电 出版 社
,







元 件 中感 应 出 脉 冲信 号 并 输 人 遥 测 终 端
件 的 前 端 有 辅 助 标 板 的单 板 式 风 向标
,

风 向传感 器 的感应 元

角度 盘 变换 采用 的是
,

数 据 库 系统 管 理 与应 用 开 发【 〕北 京 人 民 邮

位 格 雷 码 光 电码 盘 当 风 向 标 随 风 旋 转 时 通 过 主 轴 带 动 码 盘 转 动 每转动
, ,

位 于码盘上下两侧的
,

组 发 光 与接 收 光 电


责任 编 辑

陈小敏

组件就会产生一组新 的 遥 测 终端

位 并 行格 雷码 经 整 形 倒 相 后 传输 人
?

第二

,

采用 超 短 波 和

专线 混 合组 网 方 式 建立 风 情 信

简 讯

?

息 传 输 网 由 于 福 建 省 防 台风 风 情 实 时 监 测 系 统 的 覆 盖 范 围 较 广
,

尼 尔基水利枢纽达到抵御
,

该 系 统 采用 超 短 波 与


专 线 混合组 网 的方式 进 行 组 网


年一遇洪水标准
年 度 汛 方 案 要 求 经 过 全 体 参建
、 、

虽 然该方 式组 网传输环 节 较 多 技 术 难 度较 大 通 信软 件 的开发
和 管 理 都 较 为 复 杂 但 本 系统 已 妥 善 处 理 了 这 些 技 术 问 题 做 到
, ,

按 照 尼 尔基 水 利 枢 纽
,

,

单 位 的 共 同努 力 加 大 人 力 物 力 财 力 投 人 工 程 建 设 正 发 生 着
日新 月 异 的 变 化
,

,

安全 可靠 经济





目前 各 项 工 程 均 达 到
,

年一遇洪水标准 截

第 三 充 分 利用 已 建 成 的 洪水 预 警 报 系 统通 信 资源 系 统 充 分 利 用 原有 的系统 资 源
, ,

,

由于
,





日大 汛 前 主 坝 砂 砾 石 填 筑 累 计

余万

,

,

沥 青心

福 建 省洪 水 预 警 报 系 统 的 信道 已 被 用 于 雨 水情 信 息 的传输 本 组 网 方 案 是 原 中心 站 硬 件 设 备

墙 已达到

高程 厂 房 混 凝 土 浇 筑
,

左翼墙 已提



竣工 上 游
,

年一 遇 洪 水子 围堰 形 成 溢 洪 道 进 人 边
已 累计 完 成 石 方 开 挖

和 中 继 站 设 备 不 变 利 用 原 有 的人 工 置 数 信 道 来 传 输 风 情 信 息

开 挖 边 浇 筑 阶段 万余
,



,

混 凝土 浇筑

该模 式 的 技 术 难 度 在 于 信 息 传 输 处 理 较 为 复 杂
接 收 到 的风 情 信 息 要 先 转换 为 人 工 置 数 的格 式

,

,

风 情 遥 测 终端

占年 度 任 务 的
,

以 上 左 副坝
,

标段 完 成 土 方 开
万余
,

,

并 通 过 电 台发



万 耐 超 额 完 成 年度 开 挖 量 坝 体填 筑

标段

中心 站 接 收 到 信 息 后 再 将 人 工 置 数 格 式 通 过 计 算 机 转 换 为

完成 土 方 开 挖



,

占开 挖 总 量 的
,

,

高 喷 防渗 墙 正 在 紧

正 常 的风 情 信 息

张施 工 右 副坝 完成 土 方 开 挖 由于 系统 的组 网方 式 较 为 复 数 据 网 络 通 信模块 主

万 耐 粘 土 填筑 已 开 始 右岸 机 电安装 工 程 也

第 四 系 统通 信软 件 的开 发
, ,


灌溉 洞洞 身开挖

,

完成 总计划 的 犯
摘 自 中国 水 利 网
水 利 水 电技 术

’ ,

杂 因 而 通 信软件 的开 发 也 就较 为 复杂 要 负 责 电 台 与计 算 机

在 按 计 划 紧张 有 序 地 进 行




局 域 网 内计 算 机 和 广 域 网 内计 算 机 的程





年第




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