GPRS災害預警系統

摘   要：本文提出了一種基于 GPRS 的災害預警系統設計原理和實(shí)現方案，簡(jiǎn)要介紹了GPRS 技術(shù)的基本知識，描述了GPRS 無(wú)線(xiàn)傳輸應用于氣象數據傳輸的實(shí)現方法。通過(guò)實(shí)際應用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：GPRS；DDN；災害；聯(lián)網(wǎng)；預警系統；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(huì )議在日本神戶(hù)開(kāi)幕，來(lái)自150個(gè)國家的4000多名代表參加了這次會(huì )議。聯(lián)合國秘書(shū)長(cháng)安南向會(huì )議發(fā)去電視講話(huà)，他呼吁人類(lèi)團結起來(lái)共同抗擊自然災害。過(guò)去10年，自然災害造成的死亡人數比前一個(gè)10年多50％，人類(lèi)財產(chǎn)也遭受重大損失?，F在各國已從中吸取經(jīng)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(jīng)驗，將災害帶來(lái)的損失減小化。 

我國幅員遼闊、地勢復雜、季風(fēng)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(fēng)、熱浪、沙塵暴、干熱風(fēng)、連陰雨、熱帶氣旋等氣象災害時(shí)有發(fā)生。尤其近年經(jīng)常出現極端天氣，氣象災害呈現種類(lèi)多、范圍廣、強度大的特征，氣象災害每年造成的損失占整個(gè)自然災害的70%左右，造成的直接經(jīng)濟損失占GDP的6%左右，利用科技手段防災減災，已經(jīng)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。該系統是采用INTERNET網(wǎng)絡(luò )、GIS地理信息、蜂窩網(wǎng)絡(luò )帶寬傳輸、嵌入式文語(yǔ)轉換、LED顯示控制等技術(shù)，設計的集“無(wú)線(xiàn)文轉語(yǔ)應急廣播”和“電話(huà)應急廣播”、“無(wú)線(xiàn)LED顯示屏發(fā)布”于一體的災害預警發(fā)布系統?？煽焖?、及時(shí)、準確地將各類(lèi)信息，特別是氣象災害預警信息傳播給社會(huì )公眾，擴大氣象信息覆蓋面，解決氣象信息“末端一公里”問(wèn)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(wú)線(xiàn)集群發(fā)布

系統充分利用現有移動(dòng)公共通信網(wǎng)絡(luò )的資源，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及語(yǔ)音合成技術(shù)，可以同時(shí)對成千上萬(wàn)個(gè)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

系統采用GIS地理信息系統，操作直觀(guān)、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(diǎn)。

3、語(yǔ)音和文字雙通道預警發(fā)布

系統具有音頻輸出和LED顯示屏驅動(dòng)接口，站點(diǎn)可以同時(shí)支持語(yǔ)音輸出和LED顯示屏驅動(dòng)。

4、電話(huà)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(guò)撥打預警終端的手機號碼，進(jìn)行電話(huà)廣播。在農村廣播的應用中，管理員平時(shí)的可以撥打預警終端機的號碼進(jìn)行廣播，而無(wú)需到村廣播室。

5、短信息轉語(yǔ)音廣播功能

系統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(dòng)解析并合成語(yǔ)音輸出廣播。

6、經(jīng)濟節能

系統可以充分利用現有的農村廣播，預警終端的音頻輸出直接輸入到農村廣播系統的音頻輸入，預警終端還帶有開(kāi)關(guān)控制功能，只在需要廣播的時(shí)候才開(kāi)啟功放主機，廣播結束后自動(dòng)關(guān)閉功放主機的電源，安全節能。

三、系統組成

災害預警系統示意圖

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

此系統具有以下特點(diǎn)：

1、工業(yè)級設計，寬溫度適用范圍，滿(mǎn)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(shí)時(shí)上報功能； 

5、系統運行狀態(tài)LED指示； 

6、支持開(kāi)關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入采集；

7、支持短信文字轉語(yǔ)音、撥號通話(huà)廣播輸出； 

8、支持GPRS/GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò )的數據轉語(yǔ)音廣播輸出數據傳輸功能特性；

9、支持虛擬數據專(zhuān)用網(wǎng)APN； 

10、可向1~4個(gè)中心同時(shí)發(fā)送數據(固定IP或動(dòng)態(tài)域名地址)； 

11、支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)對等數據傳輸；          

12、支持GPRS實(shí)時(shí)在線(xiàn)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(shí)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(yǔ)音合成效果；

工作人員通過(guò)操作和使用接入INTERNET網(wǎng)絡(luò )的災害預警廣播平臺，將天氣預報、病蟲(chóng)災害、地質(zhì)災害、科技興農、時(shí)政方針、應急情況等信息定時(shí)或手動(dòng)發(fā)布。經(jīng)TCP/IP協(xié)議對所發(fā)布信息數據進(jìn)行分組、封裝送入INTERNET傳輸，再由INTERNET骨干網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )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(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )。

GPRS網(wǎng)絡(luò )在全國31個(gè)省的城市和農村均有良好覆蓋，基本上在手機可以打電話(huà)的地方都存在無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )。災害預警廣播信息便通過(guò)無(wú)線(xiàn)蜂窩寬帶網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)在無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中分組交換傳輸覆蓋。災害預警廣播（也成無(wú)線(xiàn)預警）終端是基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據和語(yǔ)音通信的，能夠實(shí)現將GPRS數據、文字、短信息、直接電話(huà)撥號，轉換為模擬語(yǔ)音信號并進(jìn)行放大輸入，能夠將GPRS數據、文字、短信息轉換為L(cháng)ED實(shí)時(shí)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

該系統具備與政府及相關(guān)部門(mén)開(kāi)展突發(fā)事件應急指揮，協(xié)同決策等功能，要讓這個(gè)功能得到發(fā)揮還需要推進(jìn)氣象災害預警部門(mén)聯(lián)絡(luò )工作日?；?，規范化，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(jìn)、有效、可靠”的建設目標，水文監測及遠程預警系統為災害預警系統的核心，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(jìn)的通信手段，收集地區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(shí)現信息的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸和有序存儲，使水文信息在局域網(wǎng)上共享，利用計算機和通信技術(shù)建立“安全、先進(jìn)、有效、可靠”信息查詢(xún)顯示系統，并通過(guò)災害預警系統向災區群眾發(fā)布，建立快速實(shí)用的災區評估系統和災后建設系統。