辽宁省水情信息报送及发布技术发展历程与展望

金 鑫，顾燕平，张 洁，梁 冰

（辽宁省水文局，辽宁 沈阳 110003）

辽宁省水情信息报送及发布技术发展历程与展望

金 鑫，顾燕平，张 洁，梁 冰

（辽宁省水文局，辽宁 沈阳 110003）

为明晰水情信息报送及发布技术发展脉络，更好支撑防汛抗旱决策，以辽宁省为例，从水文站网布设、报汛终端建设、信息传输网络及信息发布平台 4 个方面入手，对建国以来水情信息报送及发布技术发展历程进行系统评述，并对未来发展方向进行分析展望。成果可为辽宁省水文部门乃至各级防汛抗旱部门相关决策提供依据，亦可为其它地区水情基础建设提供参考。

水情信息；报汛；发布；发展历程

0 引言

辽宁省是水旱灾害频发的省份，1949—2013 年间共发生 20 余次严重洪灾及 10 余次严重旱灾。特别是近年来，随着气候变化及人类活动的影响逐渐加剧，辽宁省洪、旱灾害呈现频发、重发趋势，旱涝急转现象显著。在历年的防汛抗旱决策中，水情信息起到了重要作用，而水情信息报汛及发布技术是其关键技术支撑。

截至 2012 年底，辽宁省共有省级报汛站1 708 处。其中，水文站 93 处、水位站 7 处、闸坝站3 处、雨量站 1 209 处、大型水库站 27 处、中型水库站 74 处、小（I）型水库站 285 处、电站 10 处；加上近 2 年新建的山洪灾害报汛站，测站总数将达到3 000 以上。站网密度的增加将对水情信息报汛平台、报汛网络、发布平台提出新的要求。明晰水情信息报送及发布技术发展历程，有助于正确把握相关技术的发展脉络，明确未来发展态势，对水情报汛技术的整体提升具有指导作用。

1 水情站网布设

水情站按功能及报汛项目可分为雨量站、流量站、水位站、蒸发站、墒情站等；按照报送水情信息对象可分为中央（含流域机构）、省级和地方（含工程管理单位）等报汛站；按照测报时间、标准及要求，又可分为常年、汛期及辅助等水情站[1-2]。

水情站网的布设可在一定程度上反映水情乃至水文领域的技术及能力。整体来看，自建国以来，辽宁省水情站网大致经过以下几个阶段：1）初期发展阶段；2）维持及停滞阶段；3）稳步发展阶段；4）平稳改进阶段；5）迅猛发展阶段。各阶段水情站网布设情况如图 1 所示[3-4]。

2 信息报送终端

建国以来，辽宁省水情报汛终端经历了电话、电报、无线电台、智能传输机、自动遥测站、PDA、卫星电话、智能手机的发展过程，如图 2 所示。现已形成以遥测报汛、智能传输机报汛为主，智能手机、PDA 报汛为辅，卫星电话报汛为应急手段的报汛机制。

2.1 电话、电报及短波电台

电话和电报是传统的水情报汛平台。新中国成立初期（1949 年），辽宁省仅有辽河卡力马和浑河北大沟等测站采用徒步或骑马的方式进行报汛。1951 年汛前，中央水利部专款对大江大河重要水情站架设专用电话，辽河铁岭、巨流河站，浑河的心太河、沈阳站，太子河的辽阳、小北河站开始使用长途电话报汛。1952 年，经邮电及防汛部门协商，各水情站借用当地乡镇邮电所有线电话向省防汛部门话传水情信息。1953 年水利部颁发《报汛办法》，水文情报工作走向正轨，各水情站采用全国统一水情专用码拟拍水情电报，到就近的乡镇邮电所向中央、省市和地方防汛部门拍发。1956 年，为确保马虎山分洪工程正确运用，防汛指挥部门决定，除加强水情站有线通讯外，对特别重要的水情站租设邮电部门的短波电台，实现有线无线双保险[4]。此后相当长的一段时期，电话、电报及短波电台一直是水情报汛的重要工具。

图 1 辽宁省水情信息报汛站发展历程

图 2 辽宁省报汛终端发展历程

2.2 智能传输机

“水文信息智能传输机”由辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局（现辽宁省鞍山水文局）于 2003 年7 月研制成功。经全省范围的推广、试运行后，于2004 年 10 月针对应用中存在的问题进行改进、升级，并于 2005 年在全省应用。该产品符合新的《水情信息编码标准》要求，可大幅缩短报汛时间，提高报汛精度，减轻报汛人员的工作量，对提高辽宁省水情信息传输的时效性、准确性发挥了很大作用。

2.3 智能手机

智能手机报汛技术是针对水文行业需要，基于3G 通讯方式研发，采用 Android 手机向中心站发送人工置数信息的移动终端系统。智能手机终端易于携带、操作简便，能让水文工作人员随时随地上报实时水文信息，为防汛抗旱提供更及时、有效的水文信息数据支持。辽宁省已于 2013 年起，逐渐向各水文测站配置智能手机报汛设备。

2.4 自动遥测站

辽宁省于 2006 年起，建设了大量的水情自动遥测站，测站配备有雨量（水位）传感器、RTU、通信终端、太阳能电池板等设备，水情信息自动采集、存储并按照设置通过 GSM/GPRS 网络将水情信息自动发送至分中心[5-7]。

2.5 PDA 报汛设备

随着辽宁省中小水库报汛系统的建立，由于需要报汛的参数多，很多信息需要人工输入，辽宁省于 2009 年引入了 PDA（触摸键盘）报汛系统。PDA采用当前国际最流行的嵌入式技术，主要由 1 块触摸屏和 1 块图形点阵式液晶板及 1 块 ARM 控制板组成。触摸屏通过 RS-232 接口来读取 YAC2000 系列自动监控数据采集终端所采集到的雨量、水位及设备上的其他参数。该设备具有快捷、灵活、分辨率高、使用寿命长等特点，在辽宁省中小水库报汛中起到了重要作用。

2.6 卫星电话

卫星电话报汛基于卫星通信系统传输水文信息，其主要作用是汛期特大洪水（如辽宁省 2013 年“816”洪水）造成现有通信平台瘫痪或出现其他紧急情况时，采取的应急报汛措施。卫星电话报汛可大幅提高水情报汛应对突发问题的能力，确保报汛工作的稳定、顺畅。

3 信息传输网络

报送网络直接影响水情信息传输的时效性。辽宁省报汛网络发展大体经过 3 个阶段，即原始工作、自动化及信息化等阶段，如图 3 所示。

3.1 原始工作阶段

自新中国成立至 20 世纪 90 年代，辽宁省水情信息采集以人工观测为主，信息传输主要依靠邮电部门的通信系统。从邮电部门电传大量电报，依靠人工翻译并加工编制成各种图表供使用，工作量大，效率不高。

3.2 自动化阶段

20 世纪 90 年代以后，辽宁省防汛信息自动化建设步伐加快。在通信方面，1997 年建成太子河微波通信干线，1999 年建成辽北及大伙房水库微波干线，配备了 1 000 门数字程控交换机，建设了无线报汛网。在信息处理上，广泛采用了微机。

1995 年开始建设辽宁省防汛计算机网络系统，整个系统包括省中心、14 个分中心、8 座省属大型水库及 325 个报汛站。实现了防汛信息的自动传输、处理及联机检索等功能，可以接收雨情、水情信息，进行自动译电和电报处理，查询实时水情、气象云图等。到 2000 年，水情信息的传输和处理基本实现了自动化。

图 3 报汛网络支撑技术时间节点

在这一时期，水情信息的传输方式有：语音电话报汛、X.25（公共数据交换网）、电话拔号网和电报等 4 种。其中，报汛站大部分采用程控电话报汛，部分重点站还同时配备无线超短波、短波电台，实现了有线、无线双保险。各市分中心向省中心传输水情信息主要有 X.25 和拔号网络实现。省属大型水库则通过电报、拔号上网、分中心 X.25 等多种方式发送[8]，信息传输结构如图 4 所示。

图 4 水情信息传输结构图

3.3 信息化阶段

2006 年以来，辽宁省建设了大量水情遥测站点。相应的，传输网络也逐渐由有线网络向 GPRS/ GSM 乃至 3G 等无线网络发展。至 2012 年底，辽宁省省级报汛站有 2 种报汛方式：1）人工观测信息（水位、流量等）通过水文智能传输机等方式向地市分中心报送；2）雨量自动遥测设备通过 GPRS/ GSM 宽带网络。同时，在信息的传输方式方面，配备了多种备用手段，确保水情信息在突发情况下的仍能传输到上级水情部门[9]。

2012 年，为适应新形式下的报汛需求，辽宁省引入了面向数据库的水情信息交换系统平台。该系统应用节点轮询和信息触发技术理念，实现了跨地区、跨行业的水情信息交换共享，解决了以往译电设备投入大、耗时长、信息处理复杂，错报、漏报现象严重，报送信息不及时等问题，在防汛抗旱工作中起到了突出作用。

4 信息发布技术

4.1 传统发布途径

传统的水情信息发布途径主要是纸质报表、年鉴等。如为防洪抗旱决策部门提供的《水情日报》、《水情旬报》、《水情月报》及全国统一刊印发布的《水文年鉴》等。

4.2 信息化发布平台

随着计算机、信息技术的发展，水情信息发布途径逐渐由纸质报表、年鉴转变为依靠 Internet、移动网络发布。目前，辽宁省水情信息的网络发布平台主要包括以下 3 种：

1）水情信息网站。针对各级防汛抗旱部门难以在第一时间掌握全省水情信息这一问题，辽宁省水文局于 2012 年开发了一个快速、准确、高效的防汛抗旱水情信息共享平台，为相关部门决策提供及时、全面的数据支撑。

2）水情短信。2012 年辽宁省水文局与中国移动联合开发水情短信发布系统，在暴雨洪水来临之际，为各级领导、相关决策部门及媒体提供及时、准确的信息。

3）水情易信通系统。辽宁省水情易信通系统（iPad/智能手机发布平台）于 2011 年 5 月投入使用。该系统以 iPad/智能手机为终端，采用 3G 通讯方式，面向水文行业实际需求研发。系统集水情信息采集、传输、查询、统计、分析、预警于一体，可满足各级领导和防汛决策人员随时随地了解实时水情信息的实际需求[10]。

5 结语

水情信息报送与发布技术是防汛抗旱决策的关键支撑。辽宁省水情信息报汛、发布技术经多年发展，已形成以遥测报汛、水文信息智能传输机报汛为主，智能手机、PDA 报汛为辅，卫星电话报汛为应急的报汛机制；并构建了水情网站、水情短信、水情易信通等多种信息发布平台。但整体来看，水情报汛、发布技术尚处于发展阶段，仍存在许多需解决、完善的问题，主要表现在：

1）亟需在现有水情测报设施的基础上，结合信息、通信及计算机技术新成果，开发水文站水位—流量自动测报平台，进一步完善水情信息测报自动化。辽宁省水情自动化起步较早，但水文站流量数据至今仍以人工测报为主。自 2011 年山洪灾害项目建设以来，省内陆续设立了多个遥测水位站，但由于数据类型（水位）与传统的防汛决策数据（流量）不符，且观测精度仍需进一步验证，遥测水位数据至今仍未应用于防汛决策。鉴于此，亟需开发相应水位—流量自动测报平台，将遥测水位实时转换为流量，并与临近水文站数据对比分析，明确测报精度，从而将遥测水位信息引入防汛工作中，完善水情测报自动化体系，为防汛工作提供更为完善的技术服务。

2）对现有数据传输方式进行优化、对软硬件设施升级扩容，将辽宁省山洪灾害雨情信息纳入防汛工作中。雨量数据是防汛决策的重要依据，雨量站的密度对洪水预报精度乃至防汛决策的科学合理均有重大意义。近年来，辽宁省雨量监测站点爆发式增长，2006 年全省报送雨量的站点为 600 余处，随着中小河流水文监测系统建设的逐步完成，至2012 年底报送雨量的站点已增至 1 708 处。近 2 年，随着山洪灾害监测系统的建设完成，雨量站进一步增多，覆盖范围更为广泛。迅速增加的监测站点对辽宁省现行的水情信息传输方式（测站—分中心—省局）提出了挑战，对软硬件设施提出了新的要求。为更好支撑防汛决策，亟需对数据传输方式进行优化（测站一步到省局），对软硬件设施升级扩容，进而将山洪灾害雨情信息全面纳入防汛工作中。

3）需进一步完善、发展水情信息的传输网络及发布平台，为各级决策部门提供及时、高效的数据服务。近年来，随着信息、通信技术的发展及防汛工作越来越高的要求，水情信息趋于全面化、多元化。目前，辽宁省水情信息已涵盖雨情、河道水情、水库水情、墒情、预报、视频监测等多种类信息。不同类型的数据对传输网络、存储形式、发布平台有不同的要求。针对此，尚需进一步完善、扩展各类信息的传输网络及发布平台，确保各类水情信息及时报送至各级领导及相关决策部门，为防汛工作提供更为高效的数据服务。

[1] 水利部水文局，长江水利委员会水文局. 水文情报预报技术手册[M]. 北京：中国水利水电出版社，2010: 97-102.

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[3] 辽宁省地方志编纂委员会办公室. 辽宁省志水利志[M].沈阳：辽宁民族出版社，2001: 390-395.

[4] 辽宁水文志编写委员会. 辽宁水文志[M]. 沈阳：辽宁水文出版社，1994: 297-303.

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[10] 顾燕平，任彦艳，李有为，等. 辽宁省水情易信通系统开发应用探索[J]. 东北水利水电，2014 (4): 68-70.

Development and Prospect on Submitting and Publishing Technologyof Hydrological Information in Liaoning Province

JIN Xin, GU Yanping, ZHANG Jie, LANG Bing
(Hydrological Bureau of Liaoning Province, Shenyang 110003, China)

In order to identify the development venation of hydrological information submitting and publishing technology and provide a better support for flood control and drought relief, this paper analyzes the development process of station network deployment, telemetry terminals, information transmission networks and information publishing platform in Liaoning Province since the founding of new China. This paper also prospected the future direction as well. The result could provide a basis for hydrologic sector as well as other flood control and drought relief sectors in Liaoning Province. It also could provide a reference on hydrological infrastructure construction for other regions.

hydrological information; flood reporting; publish; development process

TP274

A

1674-9405(2015)03-0068-05

2014-12-01

金 鑫（1984－），男，辽宁抚顺人，博士，从事水文预报、河流健康评价、水库生态调度等方面研究。