水电站泄洪预警广播系统解决方案

    一、行业背景

    当水电站泄洪时，下游各责任单位接到泄洪通知后，组织人员对下游河道进行巡查，耗费大量的人力物力，且信息传递效果不明显。巡查办法老套单一，信息传递速度慢、覆盖范围小，无法让沿途的乡镇街道和大部分行政村及时获得泄洪信息,致使泄洪河道排查存在一定的盲区, 威胁下游人民群众生命和财产安全。

    2021年4月26日，国家能源局发布DL∕T2301-2021水电站泄洪预警广播系统技术规范 ，各水电站按此规范进行泄洪预警系统整改 。

    二、政策导向

   《水利部办公厅关于切实做好水库安全度汛工作的紧急通知》

    各单位要强化应急管理，按照水库应急预案要求，确保应急抢险力量和抢险物资落实到位。一旦发现险情，应立即向下游和相关地区预警，迅即组织转移受威胁群众，保障人民群众生命安全。

   《水利部办公厅关于开展水库泄洪设施专项排查整改的紧急通知》

    为坚决贯彻落实关于水库大坝安全的重要指示批示精神、关于保障水库泄洪通道通畅的批示要求，全力防范水库可能出现的重大险情，确保水库安全度汛。

    三、方案目标

    1、建设无线预警广播系统，及时发布预警通知。

    2、搭建主、从站中转系统，实现远距离传输。

    3、降低人民生命与财产损失，提高人民群众防灾减灾意识。

    四、系统架构

    水电站泄洪预警系统利用现代遥测、遥控、通信、计算机网络、信息等先进技术，构建完整可靠集中统一的预警信息管理平台，实现沿河预警站的远程监控和管理，完成告警信息的采集、存储和处理，进行报警信息处理、发布及上传。

    1、预警站布设图

  （1）、设置喇叭喊话预警站，沿河分布，每1公里设置一个站点，为了方便对设备状态进行监测，主要设置广播主站；

  （2）、在4G信号不好的地方设置广播从站，利用车载发射台进行信号的传输中继，利用北斗终端传输广播设备的状态信息。

  （3）、设备有市电的采用市电，没市电的采用蓄电池+太阳能供电的方式。站点数量根据实际站点设置。

    2、声光预警站点拓扑图 

    3、声光视频预警站点拓扑图

    五、硬件设备

    一体式预警广播站

    预警广播站包括：泄洪区、沿河村落

    监测设备：预警广播机、北斗用户机（根据现场无线通信信号强度选择利用北斗终端进行设备状态传输，实现预警通知）、外放喇叭、报警灯等。

    预警信息通过指挥中心发布，通过麦克风等本地预警或电话、短信群发、GPRS、主从调频或北斗卫星等方式向需要预警区域的预警广播远程发布预警信息，预警广播实时将接收到的预警信息进行广播预警。

    六、泄洪预警信息化系统

    水电站泄洪预警广播系统架构包含GIS一张图管理、泄洪调度系统、预警管理、视频监控系统、报表统计系统、站点管理系统、日志报表系统、系统权限管理这些功能菜单。

    1、GIS一张图管理

    泄洪预警系统平台的综合信息一张图，展示泄洪预警的运行管理数据看板，通过可视化图形进行展示，便于高层人员查看站点信息、告警信息等，使管理更高效，更直观。数据看板内容包含站点信息、告警信息、气象雨情信息、实时监测信息、洪水演进、人员信息等多种信息模块，数据看板的信息模块可根据各区域的特性和侧重角度不同进行适当的调整。

图仅为参考示例，数据以平台为准

    2 、 一 张 图 管 理

  （1）、远程监管：监控平台实时监测各预警站工况，包括工作模式、喇叭状态、机箱状态、供电模式、电池状态、电压状态、通信状态、视频/图片、降雨、洪水演进过程、人员越界侵入等，通过站点弹窗的方式，在GIS地图上实时展示。

  （2）、集中管理：在一张图的大屏上，实现预警站运行工况、运维人员、河段泄洪责任人等统一管理，一方面确保预警站稳定可靠运行，出现故障时，地图站点标红弹窗，实时提醒管理人员，且能及时通知运维人员进行故障处理；另一方面发生泄洪工况时，根据泄洪预警等级，当监测值超过预警阈值时，自动启动声光报警、短信报警，降低运行管理人员工作强度，提升管理效率。特殊情况时，及时将泄洪预警信息、处置措施传递给相关的责任人，便于泄洪处置预案的有效执行和落实。

  （3）、数据处理：对各类监测数据进行维护、查询和统计，便于管理人员一目了然的查看统计数据。

图例中站点类型及站点要素可根据实际项目中要求进行变更

    3、实时监测与管理

  （1）、远程监测：实时监测各类站点的要素数据，如气象站，可根据采集值展示雨量、总辐射、风速、二氧化碳、风向、光合、大气压力、日照、照度、大气湿度、大气温度等数据值；

  （2）、支持站点：声光预警站、声光视频预警站、水雨情站、气象站等；

  （3）、历史明细：查看每个设备的所有历史采集数据，实现精准管理。

  （4）、召测查询：对设备进行召测，更新最新数据，提高数据实时性。

    4 、 泄 洪 调 度 系 统 （ 可 选 配 ）

    泄洪调度系统包含泄洪演进模拟和泄洪调度两大功能板块；泄洪演进模拟包含：演进模型计算、淹没模拟、淹没分析、自动校正等功能；泄洪调度包含：调洪方案制定、调洪影响仿真、调洪方案管理等功能。

    5、预警管理

    报警信息分为两部分，一部分是预警站收集的告警信息，包括水位告警、人员侵界告警、运行工况告警等信息，另一部分是根据泄洪预警方案需要发布的声光、短信等告警信息，运行管理人员可通过 Web、手机、固定电话、短信、现场麦克风、对讲机等方式完成预警信息实时发布。

    泄洪预警数据信息需本地存储，并通过内部通信网络，将泄洪、告警信息上传至平台，也可利用传真机实现告警信息自动上报。按照工程标准化管理评价办法，系统将在标化自评指标管理的基础上，对已完成创标的工程进行自评、统计分析以及问题处理追踪。

    6、视频监控系统

    泄洪预警管理系统的视频监控系统通过以入侵监控、船只监控、游泳、垂钓监控等相关的区域安装视频监视设备和传输系统的方式，实现远程、实时了解流域内的相关信息和安全情况。监视对象一旦出现异常，可立即采取应对措施，消除和解决事故隐患，增强应对突发事件的能力，提高安全性，保障人民群众安全。

    7、数据报表管理

    通过数据报表类型，对各类数据按照：日、月、季度、年等方式进行统计，包含水雨情分析、气象分析、泄洪调度分析、报警分析等进行综合展示。

    核心功能：

  （1）、水雨情分析：累计流量、瞬时流量、水位、流速、降雨量等各方面的数据等按照不同的筛选条件及时间维度进行查询及综合展示，按照图表及列表的方式进行展示及导出。

  （2）、气象分析：风速、风向、大气温度、大气湿度、大气压力、雨量、二氧化碳、日照、光合、照度、总辐射等各方面的数据等按照不同的筛选条件及时间维度进行查询及综合展示，按照图表及列表的方式进行展示及导出。

  （3）、泄洪调度分析：根据泄洪调度预演模型的结果，按照不同时段、不同区域等对结果进行图表展示，以曲线图的方式查看数据的变化情况。

  （4）、报警分析：统计不同类型的报警数据，按照不同的筛选条件及时间维度进行查询及综合展示，按照图表及列表的方式进行展示及导出。

    8、站点管理系统

    设备管理系统主要用于对接入的站点设备进行管理包含设备的基础信息，对设备的远程测试、远程配置、远程升级，设备站点类型区分、预警阈值设置、展示要数管理等，包含对设备的增、删、改、查等功能。

    核心功能：

  （1）、设备管理：支持站点设备的增、删、改、查等功能。

  （2）、信息录入：设备基础信息录入，安装信息录入；信息导入、导出。

  （3）、远程管理：支持对设备进行远程测试、远程配置、远程升级。

  （4）、类型管理：设备站点类型、厂家信息管理。

  （5）、预警阈值：设备关联报警阈值设置。

  （6）、要素展示：站点要素展示功能管理。

    七、系统优势

    1、多样预警

    内置10种预警方式，覆盖所有预警方法，更多选择，让管理人员可灵活通过多种手段向全体公众及时发布预警信息，充分发挥预警系统的价值。

    2、灵活设置

    可据险情特点、灾情级别，有针对性的发布不同的预警信息。在系统直接勾选需发布预警的区域与设备，预警设备可单独预警，也可批量同时预警，灵活高效。

    3、系统联动

    可以与其它系统如水文站、雨量站、视频监控连接，进行联动，自动触发预置内容进行播报。

    八、经典案例

    1、四川雅砻江

    项目地：四川雅砻江    

    项目时间：2021年

    项目建设：预警广播站，视频监控

    项目成效：在泄洪区布设主从站实现远距离预警传输，有效实现预警通知发布，配合视频监控系统对流域周边人群进行监控管理。

    2、四川甘孜州

    项目地：四川甘孜州九龙县

    项目建设：预警广播一体站

    项目成效：项目运行近2年，情况良好，实现泄洪区预警通知的及时发布。