自动预警信息系统(共8篇)
自动预警信息系统 篇1
目前, 山西省长治市各乡、镇均已建立区域自动气象站。其中, 襄垣县有国家基本站1个、区域自动站10个。为了及时发布气象消息, 2009年襄垣县气象局建立了防灾、减灾气象短信发布平台, 目前共有来自县、乡镇、部分村以及各大厂矿、企业的用户500多个。以往, 发布的信息主要是群发24 h、12 h天气预报和短时订正天气预报, 以及定时发布各乡、镇日降水量, 随时发布已出现的重要天气。其中“随时发布已出现的重要天气”是靠值班员在每个正点后查询“自动站综合业务处理网络系统应用终端”获取, 然后将需发布的信息编辑成短信进行群发。本系统的研究目的就是将人工查询区域自动站信息、人工发布短信改变为微机自动检索, 并针对所需用户发布, 既提高了时效、减少了失误, 又节省了人力和经费。
1 各要素预警指标的建立
目前, 襄垣县区域自动站仅有温度、降水、风速、风向四要素, 分别分析高温、低温、暴雨、大风、寒潮的预警指标。这里的预警指标是以中国气象局《气象灾害预警信号发布与传播办法》为基础, 但不完全照搬, 而是结合本地气候特点建立的易造成气象灾害的天气预警指标。兰红平提出的预警信号发布时应注意遵守的四个基本原则为:时机得当、发布慎重、应变迅速、减灾为本, 这是以预报为基础的预警原则。这里的预警指标是以天气实况为基础的, 应遵循“既不能发布过频, 也不能将易造成气象灾害的天气漏报”的原则。
1.1 大风预警指标
大风使森林火险等级居高不下, 对农业设施破坏严重。《气象灾害预警信号发布与传播办法》中的最低指标为平均风力在6级以上, 即>10.7 m/s, 与本地情况基本相符。而本系统的大风预警指标的最大风速达到10.7 m/s以上, 因此, 按实际风力发布信息即可。在系统试运行中, 用极大风速 (3 s最大平均风速) 和最大风速 (10 min最大平均风速) 分别试验。2011-11-22T12:00—13:00的极大风速和最大风速 (如表1所示) 相差3.8~7.0 m/s, 8个站中有6个站的极大风速达到了发布标准, 而最大风速无1站达到发布标准。本站得极大风速为14.2 m/s, 体感一般, 随后全县各乡、镇也未有灾情上报。因此, 指标应以最大风速设定。一天中 (以7:00为界) 达到大风指标的天气可能在连续数小时中出现, 只发第一个达标的大风预警。
1.2 降水预警指标
襄垣县的气候特点是:十年九旱、旱中有涝, 降水分布严重不均。每年6—9月的山洪、泥石流、塌陷防灾工作压力较大。考虑到以防汛为目的降水预警发布的时效性, 本系统只发布1 h、2 h、3 h达指标的降水量。
1 h降水预警指标为≥10 mm, 2 h降水预警指标为15 mm, 如表2所示。为了避免出现上时段降水量已≥15 mm、本时段无降水而发布的2 h降水预警等情况, 将指标条件定为“ (R1+R2≥15) , R1>0, R2>0”, 可满足2 h降水预警的实际需要, 且与1 h降水预警指标条件不冲突。
3 h降水预警指标为25 mm, 如表3所示。指标定为“ (R1+R2+R3≥25) , R1>0, R3>0”, 可满足3 h降水预警实际需要, 且与1 h或2 h降水预警指标条件不冲突。
2011-07-29各站均出现较大降水, 降水预警发布情况如表4所示, 预警信息基本能够满足防汛服务要求。
襄垣最大的水库——后湾水库是国家大 (II) 型水库, 防洪抢险应急工作十分重要。水库所在流域的上游主要在沁县区域, 所以加入了沁县的漳源、册村、南泉、故县、杨安、次村6个自动站降水预警。
襄垣属海河流域, 浊漳河的3大干流西源、南源、北源分别从境内的贺家垴、南沟、吴北入境。西源、南源在甘村汇合, 至北底乡合河口与北源汇流, 注入黎城, 流经8个乡、镇。因此, 加进了浊漳河上游武乡县的洪水、蟠龙、监漳3个自动站水预警。
1.3 高温预警指标
夏季, 气温上升到一定程度时, 主要农作物小麦、玉米生长发育会受到不利影响。本地最高气温历史极值为39.1℃, 高温预警指标定为≥35℃。统计近21年的资料, 如表5所示。从每年日最高气温 (从各时段最高气温中挑取) 出现天数分析, 符合“既不能发布过频, 也不能将易造成气象灾害的天气漏报”的原则。一日中达到高温指标的天气可能连续数小时, 只发第一时段最高气温预警。
1.4 低温预警指标
冬季低温预警主要提醒人们及时添衣保暖, 提醒各级领导关注群众的供暖状况。襄垣站最低气温历史极值为-29.1℃。统计近21年的最低气温日数, 如表6所示。因大部分区域站较襄垣站气候偏冷, 上马、王村、西营最低气温较襄垣站低4℃, 低温预警指标定为≤-20℃。
因本地降温突发性不强, 但随着夜间气温的降低容易达到最低气温预警发布指标, 考虑到防御本类灾害不需要夜间提醒的实际需求, 规定仅在6:00—20:00发布预警, 且一日中 (以7:00为界) 达到低温指标的天气可能连续数小时, 只发布第一时段的低温预警。
1.5 寒潮预警指标
寒潮天气对本地的危害极大, 特别是在4月果树开花时节, 需及时提醒果农采取防冻措施;在10月需及时提醒农民收冬白菜。本系统参照《气象灾害预警信号发布与传播办法》, 规定寒潮预警指标为: (1) 最低气温≤4℃, 最大风速>8 m/s (5级) , 48 h降温>8℃; (2) 最低气温≤0℃, 最大风速>10.8 m/s (6级) , 24 h降温大于12℃。
一日中 (以7:00为界) 达到寒潮指标的天气可能连续数小时, 只发第一时段寒潮预警。
2 各要素合法性检验
为了避免因自动站数据异常而误发预警, 对各要素做了合法性检验, 有疑问的可立即发短信与负责测报业务及设备维护的人员联系。合法性检验依襄垣站历年统计极值确定标准, 如表7所示。在实际工作中, 风速、气温非常稳定, 一般不会出现错误。降水出现异常主要有两种情况: (1) 承水器网罩或漏斗堵塞; (2) 人为给承水器灌水。第2种情况会导致误发预警。因此, 除了对1 h、2 h、3 h降水量是否超出历史极值检验外, 根据降水的连续性, 系统对每次达到发布标准的1 h降水, 要检查第一个1 min降水达到5.0 mm的前1 min是否有降水, 如果无降水, 立即发短信与负责测报业务及设备维护的人员联系, 人工排除疑问后再发布预警, 最大限度保证降水量预警不失误。
3 系统的实现
本程序用Visual Basic6.0语言编程, 流程如图1所示。
3.1 数据库的访问
使用ADO数据控件访问市气象台自动站数据库服务器, 在每个整点后的05分05秒对各站完成1次循环, 即进行1次远程查询、合理性审核、是否达到灾害性天气预警发布标准判断、短信发布, 然后追加要素记录和已发短信记录。要素记录、已发短信记录均可以通过菜单“数据库”和“短信记录”查阅。之所以规定在每个整点后的05分05秒开始循环, 是考虑到每个自动站采集器时间快慢的差异, 保证访问数据库在每站资料全部入库后执行。
3.2 系统的初始化
系统用户分为管理员和一般用户, 管理员有权设定的主要参数包括管理员密码、区域自动站站名、区站号和各站对应的服务用户手机号等。
第一次运行或退出程序1 h以上, 重新运行程序, 程序会自动连接远程数据库, 查询各站前24 h各时段降水量、前24 h各时段最低气温和24 h、48 h日最低气温, 补进本地数据库, 不需人工添加, 由程序初始化模块完成。
3.3 短信发布功能的实现
本系统发布短信采用了短信猫 (GSM MODEM, 适用于WAVECOM、西门子、诺基亚、摩托罗拉等) , 支持标准AT指令的GSM短信终端。短信发布格式如表8所示 (ZM$表示站名, FL$、Str$表示对应要素值, LJ$表示降水量级, Phour表示时间) 。另外, 也可以将短信发布给电子显示屏或大喇叭。
3.4 增加了监控和查询功能
加进了自动站运行状况监控功能, 在程序运行中如果发现某站资料未按时入库, 每次测报业务中心和设备维护中心负责人都会收到系统的短信提示 (如表8所示) , 提醒维护人员要及时处理故障 (可能是自动站采集器时间不准等原因造成的) 。
附加了以表格和柱形图查询分钟雨量的功能, 使每次降水过程如自记纸一样直观, 并可生成Excel文档长期保存, 以备以后科技服务查阅和课题研究使用。
3.5 系统的推广
只需要改变本地极值和用户表, 以及区域站名, 即可用于其他县 (市、区) 对本地区域自动站的监控, 易推广、易操作。
4 试运行结果
本系统从2011-12-10开始试运行, 至2012年底, 所有达到大风、降温、高温、强降水发布标准的信息无一漏报。2012-07-31的强降水过程, 共13站达到1 h、2 h或3 h预警发布标准61次, 共发布短信303条。
2012年雨量传感器使用期 (05-01—10-31) 1 h、2 h、3 h降水量仅上马站超出襄垣站历史极值, 合法性检验标准有待随资料积累年限延长进一步调整。
5 结论
本系统自动对区域自动站大风、强降水、高温、低温、寒潮等灾害性天气进行全天候监控, 并可及时将已出现的灾害性天气通知给用户, 值班员不再为有无特殊天气定时查看自动站综合业务处理网络系统应用终端, 节省了人力, 避免了失误, 对于无夜间测报业务、守班任务的一般站更实用。
水库安全关注的是上游降水, 本系统对保障水库安全更有意义。对比靠探头图像监视远距离天气状况的办法, 本系统对获取远距离天气实况定量、定性、方便、快捷, 而且短信接收信息不受时间、地点约束。
本系统仅需要1台计算机、1个短信猫, 投资少、见效快, 性能稳定可靠, 且易于推广。能够有效提高区域自动站投资效益, 发挥科技的力量, 为当地防灾、减灾作出更大贡献。
摘要:根据襄垣县的天气情况, 制订重要天气预警标准和防御指南。通过访问本县及沁县、武乡县部分区域自动站各正点资料数据库, 检索符合发布预警信息的数据, 自动启动短信发布, 将天气实况和防御指南发布给相应用户。系统对所选各区域站灾害性天气24 h不间断监控, 并及时发送灾害性天气信息, 为各级领导指挥部署防灾工作争取了宝贵时间。
关键词:区域站,监控,预警,自动发布
自动预警信息系统 篇2
【关键词】医院感染;信息预警监测系统;设计
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2016)04-0160-02
前言:作为医院感控制的重要手段,预警监测系统集大量数据于一体,包括抗菌药物应用、细菌耐药性监测、感染病例监测以及高危因素等信息。尽管近年来医院对该系统建设给予足够重视,但投入使用中有较多不足之处,要求做好设计与改进工作。因此,本文对医院感染管理中感染信息预警监测系统的设计与应用研究,具有十分重要的意义。
一、医院感染信息监测现状分析
医院感染监测水平是决定感染控制的关键性因素,从当前感染监测现状看,有一定的不足之处,表现为:①感染爆发难以预测。实际识别感染病例中,多依托于现场判定、手工操作,而实时预警、自动分析与监测都未实现,仅在患者出院一段时间,才发现有感染问题存在,这样将无法为临床感染控制提供帮助。需注意的是,感染暴发的控制,要求以预警机制作为保障,使感染暴发苗头被控制,才可及时采取针对性的策略;②数据采集问题。一般信息采集的信息多来源于各科室医护人员,人员将信息汇报给院感科,在此基础上由专职人员重新做好信息收集与整理工作,许多医技信息、检验信息难以及时被院感科人员获取,其导致无法及时反馈指导,最终造成管理决策不具备较高的准确度与效率。③数据分析与统计问题。由于感染管理涉及的内容较为繁杂,如多重耐药菌监测、抗菌药物的应用,单纯利用人工分析方式,不仅受人员知识层次、知识结构等影响,且因信息数据过于复杂,难以保证分析效果,且处理中易疏漏,这样最终分析的结果难以为医院感染管理提供参考[1]。
二、医院感染管理中信息预警监测系统的设计与应用
信息预警监测系统设计中,主要考虑将抗菌药物监控、多重耐药菌监测、医院感染预警以及其他模块等融入系统中,确保整个预警监测系统的应用有前瞻性。具体设计如下几方面。
(一)感染预警模块
感染预警模块设计中,要求与其他AIS、EMR、RIS、LIS与HIS等做到数据信息交接,这样整个系统既可做到筛选感染病例,也能满足其他统计、查询、干预与监测功能要求。同时,对于其他留置导管、发热、抗菌药物、感染暴发等,都可实现自动预警。需注意的是模块设计中,要求对感染预警指标进行明确,可结合相关的感染信息,如抗菌药物应用、微生物学细菌培养结果、常规化验结果等,在此基础上完成预警指标构建过程。系统会根据预警指标,自动确认感染病例,并对疑似感染病例进行筛选,由专职人员对病例分析。
(二)多重耐药菌监测模块
该模块设计中,要求对接微生物室系统,对具体的监测范围进行确定,由系统完成采集细菌药敏实验相关信息,检测其中病例并预警。当人员从系统中获取定植病例、多重耐药菌感染病例后,便可从干预专家库内寻找耐药菌防控SOP方案,并提供给主管医生。另外,多重耐药菌监测模块设计中,要求做到将数据作为导航,通过检索对耐药菌感染情况进行查询,可将任一时段内的耐药菌药敏变化信息导出,为用药选择与耐药菌防控提供指导[2]。
(三)抗菌药物应用监控模块
抗菌药物应用监控模块,在作用上主要表现为可使各科室抗菌药物使用情况被监控。模块设计中,可根据预防、治疗与用药的相关标准,对抗菌药物的不同应用目的进行统计,做到分级管理,一旦存在不合理使用情况,模块可进行预警。此外,对于其他如Ⅰ类手术切口,在抗菌药物使用剂量、用药时间以及药物种类等方面,都可被纳入自动预警的范畴中。
(四)其他模块
系统设计中,其他如切口感染监测、手卫生管理模块等也需进行合理设计。如在切口感染监测方面,设计中主要考虑系统可实时监控切口感染情况,并对其中的手术风险进行评估,在手术风险等级确定的基础上,对可使感染率、感染例次进行统计。另外,对于手卫生管理模块,且在院内感染控制方面可发挥重要作用,系统构建中,要求对手卫生数据做到实时记录,并根据记录信息完成分析、统计与报表过程。这样在数字化管理手卫生依从性下,能够使人员手卫生依从性得以提高[3]。
结论:预警监测系统的构建是医院感染管理水平提高的关键所在。实际进行系统设计中,应正确认识当前医院感染控制的现状,从感染预警模块、多重耐药菌监测模块、抗菌药物应用监控模块以及其他模块进行设计,在保证所有模块设计合理的基础上,使预警监测系统功能得到最大程度的发挥,通过预测与预警,使医院感染率得以降低,推动医院的整体发展。
参考文献:
[1]李运萍,潘丽杰,万志红,周文莉,马世民,董颖,王俐. 医院感染预警监测与统计信息系统的设计与应用[J]. 护士进修杂志,2013,17:1551-1554.
[2]钟山. 医院感染信息预警监测系统的设计与应用[J]. 中华医学图书情报杂志,2015,07:15-18.
自动预警信息系统 篇3
1 资料与方法
1.1 预警重点病种
麻疹、风疹、流行性腮腺炎、感染性腹泻、细菌性痢疾(痢疾)、丙型病毒性肝炎(丙肝)、甲型病毒性肝炎(甲肝)、流行性感冒(流感)、伤寒副伤寒、流行性出血热。
1.2 资料来源
资料来源于2008年4月21日-2009年4月20日南昌市西湖区重点传染病监测自动预警信息系统异常报告资料与月统计报表、中国疾病监测信息报告管理系统报告的相关重点传染病发病例数。
1.3 方法
采用控制图法为预警的基本方法,回溯年数为3年,周期为7d,前后各偏移2周。以其历史发病总数为计算基数,计算重点疾病的百分位数(P50~P90)为预警界值,以7d为一个预警单位,每日预警1次[2]。采用Excel软件对预警信息系统异常报告资料与月统计报表进行分析。
2 结果
2.12008-2009年重点疾病预警次数构成
2008年4月-2008年12月共预警351次,前三位是其他感染性腹泻(28.5%)、流行性腮腺炎(27.6%)、痢疾(15.7%),2009年1月-2009年4月共预警114次,前三位疾病是其他感染性腹泻(30.7%)、麻疹(22.8%)、痢疾(16.7%)。
2.2 2008年-2009年各重点病种预警次数重复率比较
2008年4月-2008年12月预警重复率为42.5%,2009年1月-2009年4月预警重复率为36.8%,二者预警重复率无明显差别。(表2)
2.3 异常信息报告中疾病预警的当前值和实际个符合率案数符合情况比较
2008年重点疾病中当前值和实际符合率达100%有甲肝、流行性出血热、伤寒和副伤寒,达90%以上有丙肝,2009年重点疾病中当前值和实际符合率达100%有甲肝、丙肝、伤寒副伤寒、流行性腮腺炎、流行性出血热、风疹,达90%以上有痢疾、麻疹、感染性腹泻,最低是痢疾。(表3)
3 讨论
2008年4月南昌市西湖区传染病预警系统开通以来,对本区重点疾病进行预警,2008年4月—2008年12月预警次数前三位是其他感染性腹泻、流行性腮腺炎、痢疾;2009年1月—2009年4月预警次数前三位是其他感染性腹泻、麻疹、痢疾;麻疹发病有显著的季节性变化,因此,2008年感染性腹泻预警次数比例最高,甲肝预警次数比例最低。由表2可见,2008年4月—2008年12月预警重复率与2009年1月—2009年4月有一定差别,重复率从42.5%下降至36.8%,主要是2009年1月预警系统进行了改进,对重复预警有了很好的筛查:在系统发出预警前检查系统中此项计算参数历史预警情况,如果昨日数值超过预警值,则直接发出预警;如果昨日预警已经超过预警值,且本次数值比昨日数值增大,也发出预警;其他情况则不发出预警。在实际工作意义中,减少了重复核实,重复填表,提高了工作效率。
当系统自动按统计时间节点计算出疾病预警的当前值(固定不变),疾控中心经过传染病疫情审核后,更正了传染病现住址或出现重复疫情删除后,会出现实际统计病例个案数(有变化)与系统的当前值不完全一致现象。2008年4月—2008年12月二者符合率为81.40%,2009年1月—2009年4月二者符合率为96.50%。建议处理异常信息报告时,有刷新钮让系统重新计算疾病预警的当前值,这样实际值和当前值应该是一致的。以上信息充分表明预警系统可靠,显示出高度敏感性[3]。
传染病预警是一项长期性的工作,结合地区实际情况与充分利用国家疾病监测信息报告管理系统的传染病疫情数据,做到早发现传染病暴发苗子,及时进行调查核实处理,使传染病暴发得到较早控制,人员、经济的损失降到最小。
参考文献
[1]董立民,张珍珠.虞城县重点传染病监测自动预警信息系统应用[J].河南预防医学,2008,19(2):159-160.
[2]马家奇,王丽萍,戚晓鹏,等.基于网络直报的传染病监测自动预警信息系统概念模型[J].疾病监测,2006,12(30):679-681.
自动预警信息系统 篇4
水库作为一种具有防汛防洪抗旱、农业灌溉、供水、渔业等功能的重要水利建筑,大部分坐落在偏远山区,分布范围广、交通不便。目前,水库主要存在以下问题:①工程存在着不同程度的险患;②水库的位移、渗漏、水位、水质等没有实现自动信息的采集,全部靠人工观测,容易造成读数或观测不够准确,无法及时监控;③没有计算机信息化、网络化管理,没有建立水文、水库数据库,无法利用现代化技术对各个水库进行科学的管理;④各个水库分部广,距离远,工程技术人员有限,只能轮流查看各个水库,无法及时发现有病险的水库;⑤各个水库没有联网,无法将数据及时传送到水利信息中心,无法集中管理水库,信息未共享,无法为汛期的防洪调度工作提供科学有效的决策依据。近年来,极端灾害性天气事件呈频发多发态势,具体表现为暴雨多,降雨量特别大,历时较短,周期频繁,来势猛,使得水库安全受到了严重威胁。利用3G通信、GIS、自动化控制等技术,可以对水库水位、雨量、视频等关键数据自动实时采集,并对数据进行统计分析,为防洪调度、防灾应急指挥提供数据依据。因此,实现水库安全动态监控、科学高效管理,成为摆在我们面前的重要课题。
1 系统分析
1.1 开发工具选择
前台开发工具使用Powerbuilder1 0.5。数据库管理系统(DBMS)采用Microsoft的SQLServer2005中文企业版。
1.2 系统结构
该系统分为数据采集系统、视频监控系统、电子地图系统、信息化管理系统4个子系统。
系统结构图如图1所示。网络通信结构图如图2所示。
2 系统实现
2.1 数据采集系统
每个水库的放水塔分别安装雨量监测点和水位监测点。
(1)测量雨量采用翻斗式雨量计,计量翻斗翻动一次为0.5 mm降水量,计数翻斗翻转一次,则开关闭合一次,送出一个信号,根据一定间隔时间送出的信号计算得出降雨量。
(2)测量水位采用浮子式和压力式水位计,需要根据水库实际情况来选择水位计的类型。
浮子式水位计:它的原理是由浮子感应水位的升降,把浮子提供的转角量转换成增量电脉冲或二进制编码脉冲(格雷码),然后换算成实际的水位值。
投入式压力式水位计:投入式液位传感器的传感头投入被测液体内,基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号,换算成水位值。
数据采集和远程传输由PLC、485转以太网串口转换器和3G路由器3个部分组成,PLC把采集到的雨量和水位值进行保存与处理,然后通过485接口与485转以太网串口转换器通信,最后由3G无线路由将数据由internet发送到服务器(如图3所示)。
2.2 视频监控系统
监控系统主要由摄像部分、远程传输部分组成。摄像部分包含彩色摄像一体机(含有三可变焦镜头)口室外全方位云台、防尘罩等;远程传输部分包含3G无线路由及3G无线上网卡等。摄像部分(前端设备)将获取的视频信息(光信号)转换为电信号,此信号经视频线缆将各组信号输出到指定的视频服务器上,再由视频服务器通过3G无线网络把视频图像传输到上位机。
系统接收上位机传送过来的水库视频数据,按2×2、3×3、4×4等画面分割模式来显示,每个视频画面可放大、缩小、变倍和聚焦、摄像头360°转动,视频画面可显示水库当前水位、雨量、库容等信息。还有水位预警警示灯,如有水库险情,警示灯会重复闪烁提示(如图4所示)。
2.3 电子地图系统
电子地图采用Mapinfo的MapX5。系统首先从数据库里的水库特性表获取基础信息(例如水库高程、经度和纬度),然后在电子地图上创建临时动画图层,在此图层上动态创建水库图元[1]。以下是部分实现代码。
(1)加载电子地图文件。
ole_map.objectGeoSet="maps/lz_map.gst"
(2)创建地图临时图层,动态创建的水库图元在此临时图层上。
//lyr,Layerlnfo为图层变量
lyr=ole_map.objectLayersAdd (Layerlnfo,1)
ole_map.object.Layers.AnimationLayer=lyr
(3)从数据库读取水库坐标(经纬度)来动态创建水库图元。
(4)当水库水位超过水位报警定义的上、下限数值,触发timer事件,动态改变水库图元的大小和颜色,达到闪烁预警效果。
//lole_newftr为水库图元
//动态改变图元大小
lole_newftr.Style.SymboIFontSize=10
//改变图元颜色
lole_newftr.Style.SymbolFontColor=rgb (255,0,0)
//更新图元
lole_newftr.update
当鼠标移动到或者单击水库图元时,打开水库信息属性窗口(以梯形截面图显示水位、库容、工程特性等信息)。
通过水库名称查询时,可直接定位水库在地图所在位置,然后打开水库属性窗口。
支持鹰眼功能,即提供地图缩略图,便于快速到达要查看的区域,让使用者更加清楚目前所浏览的区域在整个地图中所处的位置;地图具有可平滑放大、缩小、移动的功能[1]。
当水库发生险情时(例如超过警戒水位条件时),地图上对应的水库图元以重复闪烁的形式来预警(设置Timer,定时改变图元的样式和大小来达到闪烁提示效果;如图5所示)。
2.4 信息化管理系统
(1)水雨情数据接收。接收水库水位计和雨量计(精度为0.5 mm)发送的数据。原始数据先由PLC采取主动方式发送到服务器,然后再转发到客户端。
(2)水库信息浏览。用梯形图显示水库当前水位和当前库容;用标尺形式标识死水位、正常水位、超汛限水位、警戒水位。每一段水位标尺的颜色表示不同的警戒水位段,并可由用户根据实际情况自定义,水位到达水位标尺相应的区段时,显示对应的颜色。
(3)水位、雨量查询统计。提供多种统计查询方式查询水库历史水位和雨量变化曲线图,可以按分钟、小时、天、月、季度显示雨量历史曲线图,查看雨量变化趋势。
(4)水库报警提示。提供雨量和水位的实时报警功能,雨量和水位超过警戒区间时,可通过水位梯形图、电子地图或者视频监控界面以重复闪烁的图元来提示。
(5)水库特性表。登记水库的水库类型、工程概况、主要存在问题、枢纽水文特征、工程效益指标等信息,以备查询。
(6)预警设置。可以设置水库的水位区间报警上、下限数值,同时可以修改各个区间的报警颜色,设置是否在监控界面闪烁。
(7)安全管理。对系统用户进行添加、删除、编辑、权限分配管理。
(8)数据备份与恢复。对数据库进行备份和恢复,当系统运行崩溃或者异常时,可用备份恢复到数据库异常前的状态。
3 结语
目前,该系统已成功在广西柳州市的拉达、马步、三合、龙母、泗潍河、石头湾、铜鼓岭、大龙、峨侣、独山、安乐、吉兆、尧山13个大中型水库示范应用,实现了水库之间的信息联网和共享,水雨情数据的自动采集存储、预警和统计分析,为水利部门提供实时和直观的水情、工情图像信息,达到水库科学、高效管理的目的,确保了水库工程安全。该系统简洁易用,实施成本低,有良好的社会、经济效益和推广前景。
参考文献
[1]柏宝华.基于MapX技术的地理信息系统的开发实例[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]王梅君.PowerBuilder基础类库技术详解[M].北京:电子工业出版社,2003.
气象灾害预警信息的自动语音合成 篇5
“96121”作为气象防灾减灾服务系统和气象预警应急体系的重要组成,在保障公共安全、防灾减灾等方面具有特殊作用。通过气象灾害预警信息的自动语音合成系统的开发,做到当遇有灾害性天气发生时,通过96121系统,在第一时间及时、准确、快捷地向公众发布气象灾害预警信息,以确保人民的生命财产安全。
1 模块构成及流程图
由于96121节目制作工作站中的语音库是相对固定的,而气象灾害预警信息的文字内容是动态变化的,它很难像常规的短期预报等信息那样,通过库中的语音合成来生成信箱的语音,因此,通过TTS(Text To Speech)技术将预警文件的文本内容转换为96121能识别的语音文件格式,再由96121系统自动读取该语音文件,从而达到生成信箱语音的目的。同时自动在顶级信箱中添加预警信息的提示音,引导用户的拨打。该系统为后台全自动运行,无需人工的干预。
1.1 自动查找最新的预警文件模块
由于气象台发布的气象灾害预警信息现以Word文档的形式存放,通过这个模块能查询到在搜索时间间隔T(T=2-5Min)内,最新生成的预警文件的Word文档。发布的预警文档可以分成两类:一类是新发布的气象灾害预警信息,一类是解除先前发布的气象灾害预警信息,对于解除的灾害预警信息,将在96121系统中发布30分钟后取消。
1.2 读出预警文档中的预警内容模块
灾害预警Word文档中是一个固定格式的表格,表格内容包括发布标题、发布对象、签发人,预警信息内容等。通过VBA程序来控制读取Word文档里第7行内的预警信息内容文本,然后生成txt文本输出到指定的路径下,以作为TTS转换文本来使用。部分程序代码如下:
1.3 预警文本转换为语音文件模块
这个模块利用TTS技术,将预警文本的内容自动转换为可以被96121系统识别的语音格式文档,这是整个程序中最为关键的一步,将在后续做详细介绍。
流程图如图1所示。
2 TTS开发接口
使用的是科大讯飞Inter Phonic语音合成系统的TTS SDK开发接口,在Windows平台中使用时,需要在运行目录下拷入开发包中的组件,包括头文件STTSApi.h、动态引入库STTSApi.Lib以及动态链接库i Fly TTS.dll和STTSApi.dll,然后在模块中进行STTS Api的声明如下:
3 在96121系统中的实现
通过前面的步骤,已经实现了一旦有新的预警Word文档生成,系统即自动生成8K8bit的预警语音文件,文件名为yujing.au,当解除预警信号30分钟后,则以空语音文件来代替yujing.au。而在96121系统中需要提前进行一些设置,即可实现预警信息发布后,用户拨打96121电话时,首先听到的就是最新的灾害预警信息。96121中的设置步骤为:通过信箱设置将某一信箱设为“灾害天气预警”信箱,并将该信箱与原先用户拨打96121首先听到的那个信箱相关联,之后把“灾害天气预警”信箱设置为用户首先能听到的信箱。最后在“用户扩展功能接口”中,将yujing.au文件指定为“灾害天气预警”信箱的声讯语音,这样当96121系统检测到yujing.au文件有变化时,就能够自动转换为“灾害天气预警”信箱的语音。
4 结语
灾害性天气预警是防灾减灾工作的重要组成部分,气象灾害预警信息的发布和传送应该做到环环相扣,才能将灾害天气带给公众的危害降低到最低程度。目前通过96121系统所做的灾害预警信息服务还只是被动式的,今后还可以朝着电话主动呼出服务的方向发展。
摘要:通过将气象灾害预警信息自动合成96121可播放的语音文件的方法(TTS),保证了预警语音在96121系统中第一时间的传播,提高了服务的及时性。
关键词:气象灾害预警,自动,语音合成
参考文献
[1]InterPhonic用户开发手册Programmer’s Guide.
[2]王仕星,谢国权,冯国标,等.浙江省公共气象服务业务平台建设框架设计[J].浙江气象,2009,30(增刊).
自动预警信息系统 篇6
对流天气由于其突发性和隐蔽性所产生的灾害性天气是夏季各种气象灾害中频率最高、灾害最严重、预报难度最大的。目前在对流天气预报值班中:一方面夜班人员力量和精力有限易出现睡岗情况;另一方面一人同时负责预报岗、雷达监控,对雷达资料和地面填图、卫星云团等资料不能做到实时跟踪分析,进而导致对流天气的漏报。
因此通过开发《近海对流天气自动监控预警系统》来追踪和预报是非常有现实意义的。它的建设很大程度上克服了人的局限性,真正做到了24正全天候、无缝隙的实时监控,并及时发送预警短信,弥补现实预报中的不足,进而为海上安全生产提供高效的气象科技支撑。本文主要对本系统的设计思路、功能和特点进行阐述。
1 系统设计
系统数据库表结构的设计充分考虑到“参数配置-信息采集-运行监控-心跳机制-预警推送”的需求,以保证系统业务逻辑的正确实现。本系统采用的是SQL Server 2000以上版本作为数据库管理系统,操作简单又具有良好的安全性和一致性。
通过深入智能分析提取FY2系列卫星红外云图中的对流云团以及提取本埠和外埠地面监测站点资料中具有对流天气指标的信息进行预警消息的推送,进而提高预报员对对流天气的追踪和预报;此外能够实现业务运行台帐分析预警及人工消警等功能见图1,最大程度上提高气象业务的现代化水平。具体的系统设计结构图见下图1。
2 主要技术指标
2.1 图像压缩算法YCb Cr反演RGB
RGB色彩系统是我们最常用的表示颜色的方式。卫星云图格式为JPEG采用的是YCb Cr色彩系统,而云顶亮温值与RGB具有一一对应的关系。想要利用RGB颜色模式图像数据,得先将YCb Cr颜色模式的数据反演为RGB模式的数据,再找到与其对应的云顶亮温值。Y代表亮度,Cb代表色度、Cr代表饱和度。通过下列计算公式可完成数据间的转换。
Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B
Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128
Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B+128
2.2 区域平滑滤波处理
一幅图不可避免的存在一些干扰和噪声,通过滤波后得到的图像,再通过差值就可以过滤出对流云团;此外底图中河流、省(边)界都其每个像素点可通过与周围的像素点做平滑处理过滤。
本系统采用9点均值平滑法平滑图像以消除噪声干扰。
均值平滑公式:
2.3 阀值法
通过平滑滤波处理后的图像由于其边缘梯度值很大,而滤波无法将其剔除,但可以利用阀值法将其剔除。
本系统根据近5年统计规律采用云顶亮温220K作为阀值具有较好的过滤功能。
2.4 基于地面站点监测的智能分析预警
将全国地面填图监测数据、全省自动站监测数据及本地滩海水文气象站网中提取气象要素写入数据库;并提取胜利油区滩海站点及其上游区域中出现雷暴、闪电、大风等对流天气信息的站点,反馈消息并预警;
2.5 预警短信发送
依照预警等级划分,赋予其相应的生命史,通过北京盛世万象科技有限公司8串口的短信服务器利用Bestmail Multi SDK(版本2.0)方式将最新预警消息推送至相关人员手机,直至人工消警或超过生命周期。
2.6 人工消警
基于web服务通过网页或短信回复的方式实现预警短信发送后的人工消警。
3 子系统模块
本系统可红外云图、地面自动站监测网、本地滩海水文气象站网等多种资料表征强对流的信息进行智能分析并推送预警信息,同时实现业务运行台帐分析预警和人工消警等功能,基于现有的功能板块可分为如下几个子系统。
3.1 卫星云图自动监控预警子系统
通过图像色彩系统YCb Cr与RGB的转换关系,由FY2系列卫星云图对设定的预警范围内的像素点利用平滑滤波、阀值法来提取对流云团信息,与云顶亮温阀值对比生成不同级别的预警信息,写入预警信息状态表。
3.2 基于地面监测的智能分析与预警
将全国地面填图观测数据、全省自动站监测网及本地滩海水文气象站网的实时数据写入数据库;并提取滩海站点及其上游警戒区域内(主要是北京、河北、天津、山东)出现的雷暴、闪电、大风等对流天气信息并预警信息状态表。
3.2.1 全国地面填图自动监控预警子系统
每三小时将全国地面填图观测数据写入数据库,并提取上游区域站点的对流天气信息,反馈信息并写入预警信息状态表。
3.2.2 全省自动站监测网自动监控预警子系统
每小时将全省自动站监测网数据写入数据库,并提取上游区域(主要是鲁西北地区)的最新对流天气信息,反馈信息并写入预警信息状态表。
3.2.3 滩海水文气象站网自动监控预警子系统
可实时将本地滩海水文气象站网中共计14个滩海自动站点观测数据写入数据库,并从中提取瞬时大风,反馈信息并写入预警信息状态表。
3.3 预警信息发布子系统
以上四个子系统生成的预警信息共分为五大类(四类预警信息以及衍生的业务运行台帐预警信息),每一类分0-6共7个级别,其中:0级级别最高,6级最低;0-4级的信息为五类预警信息,5-6级的为日志消息,仅作存档不对外发送。
该子系统可以实现从预警信息表里读取最新的预警信息,针对不同的种类、等级赋予不同的生命史,按照表1以一定的规则发送给相应的人员达到预警作用。
3.4 人工消警子系统
基于web服务通过网页或短信回复数字的方式实现预警短信发送后的人工消警(见图1),按照不同的干预方式实现一定时间段内暂停所有预警短信的对外推送。
4 小结
(1)该系统能够及时对本地及周边警戒区域内的对流天气进行有效监控预警,漏报率下降至8%以下,漏报主要表现在当地近海生成的豆状或点状云系;
(2)系统能够对各中资料数据接收、站点运行状态进行有效的监控;
(3)系统能根据不同级别的预警消息进行分级别发送;
(4)实现了基于网页和短信回复进行人工消警的功能。
5 系统改进计划
(1)建立电话预警机制,个别情况下大量的预警短信仍不能将睡岗的值班员吵醒,考虑引进电话报警机制;
(2)云图中对流云团的描述包括重心、特征面积、据特征量及R-形状描绘子等特征量。下一步建立由特征量应用模式识别和模式匹配技术对强对流云团进行追踪,降低“宁可错杀一千,不漏掉一个”的空报率,提高准确率;
(3)完善雷达回波的智能分析预警子系统:引入上游及周边地区共享的雷达回波图,实时从雷达回波图中智能分析提取警戒级别以上的雷达回波,反馈预警信息并预警;
(4)完善预警信息参数配置子系统:基于WEB服务,相关人员可通过简单的页面操作,能方便灵活修改各子系统程序里设计到的各参数或新增加参数配置,无需对数据库、程序内部进行操作,避免了修改数据库、程序的误操作;
(5)利用实时高低空填图,提取警戒区域内的站点要素进而对K指数、沙氏指数等有关对流指标的物理量进行智能分析及预警。
参考文献
[1]中国气象局监测网络司.地面气象电码手册[M].北京:气象出版社,2010:3-41.
[2]白洁,王洪庆,陶祖钰.GMS卫星红外云图强对流云团的识别与追踪[J].热带气象学报,1997,13(2):158-166.
自动预警信息系统 篇7
重庆万州供电局电网调度自动化系统SCADA运行良好, 但系统与2002年投入运行, 2006年升级改造。该系统已经达到使用年限, 在实际运行中, 尤其是在异常或故障情况下发现:大量SCADA报警信息涌入调度中心, 调度员被大量数据“淹没”, 很难做出决策, 错失处理事故的良机。另外自动化系统运行出现异常以及通道故障不能及时通报自动化维护人员, 影响自动化稳定运行指标。
为保证电网安全稳定运行, 《电力安全预警管理实施办法》, 对安全预警实行了分级管理, 并设定了预警线, 对发生阶段性、苗头性、关键性、倾向性以及可能发生事故的潜在威胁进行及时通报, 督促有关部门单位采取有效的预防措施。而调度自动化系统在电网安全调度和经济运行中起重要作用, 开发设计和实施应用调度自动化智能预警具有重要的价值。
2 智能预警研究方向和目的
本研究方向实现自动识别主站系统各服务器运行状况和系统各模块运行状况以及通道运行状况, 根据识别类型通知维护和运行人员, 及时处理系统故障, 避免自动化系统中断或停止运行。能通过无线智能模块通信设备及时向专业人员发送短信, 使专业人员能及时了解系统情况及各变电站数据传输情况和通道情况, 缩短处理故障和缺陷的时间, 同时也缩短主站和变电站设备运行中断时间。
3 智能预警应用说明
在调度自动化系统上增加预警管理, 专门用于自动化运行监视与预警。通过现有的SCADA网络与服务器连接, 达到双网稳定运行。增加的预警管理工作站和短信平台告警。
一是不仅能对告警信息进行分类、筛选、屏蔽、快速定位、历史查询等功能, 还能对预警管理人员权限的分流, 根据每条告警信息, 给出告警信息的描述、发生原因、处理措施;二是关联多事件推理, 对多个关联事件进行综合推理, 给出判断分析方案;三是故障智能推理, 利用网络拓扑技术, 根据每种故障类型发生的条件, 结合运行方式、逻辑、时序等综合判断, 给出故障报告, 提供故障类型、相关信息、故障结论给运行人员参考, 辅助故障判断及处理。
4 智能预警功能要求
4.1 监视功能
系统可监视接入自动化系统的设备运行状况。
系统可对电网的开关遥信设备状态进行监视。
系统可监视所有接入自动化系统的保护信号的状态位置。
系统可以对每条线路的功率因数、无功功率、有功功率、视在功率、零序电流进行监视。
系统可以对主站设备的运行状况、站端RTU的运行状况、通道运行状况进行监视。
可监视系统所有进程的运行状况, 对于异常中断的进程, 系统可自动启动和统计及报警, 具备进程管理功能。
可监视机房环境 (需要配备监测单元模块) 。
4.2 预警功能: (短信报警)
设备监测告警 (计算机告警电源告警scada模块告警电量模块告警机房告警)
电网监测告警3级告警拓展 (开关跳闸告警保护异常告警负荷越限告警电流3级越限告警电压考核越限告警)
通道监测告警:重要通道中断定义在一定时间范围内报警, 并通知处理
环境监测告警 (配备机房环境监测单元模块, 比方温度、湿度、火警、浸水等)
5 智能预警实现的技术手段
随着手机的普及, 短信平台的使用也越来越多。于是很多具有监控报警功能的系统都选择了短信平台的模式, 在第一时间将所发生的情况通知给值班人员和有关人员, 以便尽早的发现处理问题, 同时也可以实现无人值班。技术上已经成熟, 只需要研究调度自动化系统短信平台接口和分层分类预警即可。
5.1 短信平台接口
我们开发研究以GSM短信modem平台为主, 通过标准的AT命令采用C++程序读写串口, 进行短信发送, 基于AT命令的Text Mode做测试;基于AT命令的PDU Mode发送中文, 而PDU模式开发起来相对复杂一些, 但功能比较强大, 对于中文采用UNICODE编码进行发送。
AT命令简介
AT即Attention, AT命令是一组是从TE (Terminal Equipment终端设备) 或DTE (Data Terminal Equipment数据终端设备) 向TA (Terminal Adapter终端适配器) 或DCE (Data Circuit Terminating Equipment数据电路终端设备) 发送的控制MS (Mobile Station移动基站) 的功能与GSM网络业务进行交互的一组命令集合。
AT标准是一个面向行的命令语言。该命令行由一串字母数字的字符组成, 它通过计算机超级终端发送到调制解调器来指示执行由字符指定的命令。与SMS有关的GSM AT指令设备之间通信的波特率默认的是9.6 kbit/s, 可以由AT+IPR命令来设置波特率, 一般支持的通信速率包括:1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、46800。我们选择的gsm短信modem默认为115200bps。
测试手段:TEXT模式发送短信
(1) 使用命令将短信模式设置为TEXT模式
AT+CMGF=1<回车>
(2) 发送短信, 以向手机13988888888发送“test”为例
AT+CMGS=13988888888<回车>
如果返回">", 输入“test”, 并以CTRL+Z结尾, 稍等一下, 可以看到返回OK啦。短信就发出去了。
另外也可以测试能否打电话出去:
ATD13988888888;<回车>
5.2 分层分类预警
我们考虑到智能预警的意义在于灾难或重大事故及故障情况下的预警, 如果在事故情况下告警类型都发给相同单位的管理和维护人员, 不加以筛选, 是很难达到目的, 因此我们对于智能告警和预警的分层分类作研究, 告警信息进行分类、筛选、屏蔽、快速定位、历史查询等功能, 还能对预警管理人员权限的分流。把事故和故障信号真正发送到不同的人员做不同的分析判断以及事故处理。
6 智能预警系统研究拓展方向和展望
该系统与电网实时动态监测系统通过网络方式互连, 实时监测电网数据和自动化状态监视, 前期目标能够短信告警和提示。
本预警管理系统拓展方向为先进的无线移动3G应用平台, 实现3G手机功能扩展, 达到无线安全调度管理, 并利用web信息发布预警信息, 或和调度局DMIS接口, 预警信息发布, 可以进一步开发与电能量接口。
7 智能预警开发部署实际效果
自系统开发完成部署以来, 发挥重要作用, 能够快速判断调度自动化事故, 避免一级事故:自动化系统全停, 电网监视中断, 自动化主网网络全停、自动化系统供电系统故障、通讯系统故障、系统软件故障、系统遭到外来的攻击。二级事故:各服务器故障, 相应的SCADA/PAS/历史服务/网络通讯服务/中断, 服务器故障、软件故障。
参考文献
[1]徐光亮.SE-9000电网调度自动化安全预警系统的分析及改进.科技风2008 (19) .
[2]监控系统中发送手机短信的实现, 计算机与信息技术.
[3]王安贵.实时安全告警在电网运行管理中的应用。中国科协2004年学术年会论文集.
[4]杨强, 徐武祥, 蔡葆锐, 洪贵平.基于OPEN-2000EMS开发的云南电网安全预警监测系统。南方电网技术研究2005.7.
[5]周鹿扬, 苗开超, 徐建鹏.基于GSM模块的短信平台开发[J].气息与减灾.2005.5.
自动预警信息系统 篇8
一、防洪预警系统概况
整个计算机系统以阿勒泰市水利局为核心建立一个中心站, 中心站内设数据接收存贮中心服务器。中心服务器具备文件服务器和数据库服务器多种功能, 能够自动接收采集回来的实时数据, 并把数据处理后存入综合数据库, 通过应用软件系统对数据进行处理, 通过数字与图形的方式直观显示各种监测数据, 了解雨、水量状态动态。
㈠应用软件系统组成
应用软件系统由信息采集接收系统、信息处理查询系统、数据库及其管理系统、系统管理及维护、图形及报表输出系统、实时信息动态监视系统、远程数据通信系统等7个子系统或模块组成。各子系统在整个项目中的位置及主要联系如图1。
整个应用软件系统的总体功能为正确、全面地进行监测信息的收集、输入、修改、查询, 并实时动态显示有关信息、报表输出、数据库管理维护等。应用软件系统能根据定期和实时提供监测数据。
㈡系统功能及预警程序
第一, 系统功能。预警系统由四部分组成, 即值班监控、信息处理、预警会商、山洪预警报表。
第二, 预警程序。根据灾情级别或类型, 以片和点相结合进行等级预警。其预警程序为:市防御指挥部立即将预警信息通过电视、电话通知市区各防御指挥机构;防御指挥机构立即将预警信息通过电话、广播通知市民;工作人员在预警期内应按防洪预案实施24h对险工险段连续监视、巡视, 发现险情立即发出警报信号, 通知到户 (见图2) 。
㈢山洪灾害防御预警组织构成及责任体系
阿勒泰市的山洪灾害防御组织构成及责任体系如图3所示。
㈣预警模式
第一, 洪水预警等级及预警信号。根据城区洪水与灾情分级预警, 按照不同水位, 划分为较大洪水 (三级警报) 、大洪水 (二级警报) 、特大洪水 (一级警报) 三个等级。Ⅲ级为橙色, Ⅱ级为黄色, Ⅰ级为红色。
第二, 预警方式。文字预警:当达到以上临界条件将以文字提示发生灾害的片区, 并按要求以不同颜色区分预警等级。声音预警:当达到以上临界条件将不同频率的脉冲使PC喇叭发出不同声音, 一级为急促的嘀声, 二级为稍微平缓的嘀声, 三级为平缓的嘀声, 通过声音提示发生灾情。短信预警, 通过预先设定好的短信群发组群, 分别为不同等级的手机发送灾情短信息, 让领导及时掌握灾情发生的时间、地点。
二、系统应用情况
阿勒泰市防洪预警系统投入使用3年多来运行情况良好, 通过宣传资料、广播电视节目、学校教育等多种形式, 向广大干部群众宣传山洪灾害的基本知识、避灾知识, 分户制订并发放防灾避灾须知。在受威胁人口相对集中的地方设立宣传栏, 在划定的危险区、安全区以及转移路线上设立固定的标示牌和宣传牌;组织区域内人员开展实战演练等多种方式, 最大限度地减少了人员伤亡和财产损失, 杜绝群死群伤。在洪水期间, 由专业人员全天24h值班, 监测洪水信息, 并时时与气象和水文部门取得联系, 了解天气变化和水文情况, 当预警系统发出洪水警报时, 立即通过短信、电话等形式将洪水信息告知预警指挥部的相关领导和成员单位负责人, 为防灾、抗灾、救灾争取了时间, 最大限度地减轻了洪水灾害损失。
三、结语
阿勒泰市自动化防洪预警系统是集现代测控技术、通信技术、计算机技术等领域于一体的综合系统。大大提高了流域内暴雨洪水信息采集、传输、处理和洪水预报的及时性和准确性, 为市政府防洪抗洪指挥决策提供了科学依据。
摘要:根据阿勒泰市山洪灾害频发的特点开展防洪预警系统项目, 设立雨量监测点和水量监测点, 以阿勒泰市水利局为核心建立一个中心站, 中心服务器能够自动接收采集回来的实时数据, 通过应用软件处理后, 以数字与图形方式直观显示各种监测数据, 了解雨、水量状态动态, 为阿勒泰市政府防洪抗洪指挥决策提供科学依据。