气象灾害预警系统建设探析范文

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摘要：

基于GPRS技术利用农村大喇叭和电子显示屏组建焦作气象灾害预警信息系统，解决气象灾害预警信息传递“最后一公里”问题，焦作目前全市1826个村，利用该系统仅需1min。

关键词：

GPRS技术；预警终端；农村大喇叭；电子显示屏；

近年来焦作市气象灾害呈现种类多、范围广、强度大的特征，气象灾害每年造成的直接经济损失占GDP的3-6%左右，利用科技手段防灾减灾，已经成为各级政府的重要施政内容。为此建设焦作市气象灾害预警系统实现农村气象灾害预警信息的快速响应，解决气象预警信息传递“最后一公里”问题，达到最大限度防灾减灾的目的。

1焦作概况及主要气象灾害

焦作市位于河南省西北部，北依太行与山西省接壤，南临黄河与郑州相望，地势北高南低，地形变化较大，地貌类型多样，分为山地、丘陵、平原三部分。焦作属暖温带大陆性季风型气候，年平均气温15.6℃，年平均降雨量为551.4mm，年平均风速2.0m/s，无霜期220~240d，全市共103个乡镇办事处，1826个村（居）民委员会，常住人口352.7万人。几种主要灾害性天气有：干旱、雨涝、连阴雨、寒潮、大风、干热风。

1.1干旱干旱是区内最主要的自然灾害之一，出现次数多，危害面积大。常见的有春旱、伏旱和冬旱，其中春旱、伏旱出现次数最多，冬旱次之。春旱多出现在3月上旬和4月中旬，总降水量小雨30mm，且多年连年出现，间隔周期短，危害越冬作物的正常发育，影响春播。1995年春旱，8万hm2农田受灾，9.4万人和6万头牲畜饮水困难；1996年春寒，5万hm2农作物受灾，7.4万人和3.7万头牲畜饮水困难。伏旱一般7、8月份出现，总降水量小于30mm，严重影响秋作物生长。1987年伏旱，受灾面积15万hm2，2.7万hm2农田减产80%或绝收。

1.2洪涝洪涝包括春涝，初夏涝、夏涝和秋涝等。保护区洪涝以内涝为主，夏、秋涝发生次数最多。其中夏涝发生最为频繁，危害严重，平均2a一遇；秋涝阴雨连绵，造成涝灾，影响小麦的适时播种，平均3～4a一遇。

1.3雷暴夏秋之交，雷电常见，往往伴随着狂风暴雨，造成山洪暴发，毁田坏屋。最早的雷暴雨发生于2月，最晚10月，全年7月份最多，8月次之，曾发生过雷电击死人畜现象。

1.4风灾焦作的大风，东部多于西部。全是年均大于17m/s的大风日数为6.3d，最多的一年有40个大风日。全年大风以4～7月份最多，9～10月份最少。1988年7月21日，修武县遭受大风袭击，农作物受灾8900hm2，毁坏高低压电线杆255根，毁坏民房254间，重伤2人；1989年6月29日，温县遭受大风袭击，损坏树木2万余棵，电杆80多根，毁坏民房180余间，死亡2人，重伤9人。

1.5冰雹冰雹是焦作最严重的自然灾害之一，降雹时常伴随狂风暴雨，时间短，危害大。焦作是河南的冰雹集中区，年均0.5次，一般出现在5～9月份，6月份最多，占36%以上，5、7月份次之，各占18%。每次降雹时间一般5～15min，雹粒直径1～3cm居多，最大直径5cm；重量一般在0.5～2g，最重的曾超过60g。

1.6寒潮秋末开始，由于强冷空气南下，气温急剧下降，形成寒潮。1959~2010年，焦作市共出现寒潮90次。最早出现在10月下旬，最晚出现在次年4月上旬，以11月和3月出现次数最多。寒潮过后气温急剧下降，会影响农作物的返青和正常生长。

1.7干热风焦作的干热风因高温低湿并伴随强风而形成，近70%发生于5、6月之交的几天，时值小麦灌浆、乳熟期，干热风会使小麦青干枯死，影响产量和品质。干热风平均每年两次左右，轻重程度不同。

2焦作气象灾害预警系统介绍

2.1本系统遵循“先进科学、稳定可靠、方便扩展、经济适用、安全保密”的原则进行设计主要采用虚拟数据网、GPRS无线网、UTP/Gn接入、嵌入式文语转换、LED显示控制等技术，由气象灾害信息平台和预警语音信息终端、无线电子显示屏构成，可满足气象、农业、科技等多种信息及时、快速、准确的需要。预警终端和平台通过预警中心路由器直接进行联络、传输数据，也可通过GPRS服务器来进行数据转发。中心交换机还须和气象台交换机进行连通，气象台将天气预报、预警等信息数据上传到预警中心文件服务器上，供预警平台使用。

2.2预警信息平台需完成自动气象站数据采集、语音预警信息、电子显示屏预警信息、短信预警，操作以方便、简洁、高效为目标，既充分体现快速反应的特点，又能便于操作人员进行信息设置、和广播。对于预警实行权限管理，对于网络传输采用数据APN专网，完全与外网隔离，确保系统使用安全可靠，杜绝非法侵入盗用平台宣传。

2.3语音预警终端也称作“气象大喇叭”，接收终端将接收到的文字信息自动转化为语音，通过高音喇叭播报出去。播报次数可设置，系统默认3次。驱动大喇叭功放的电源通常是关闭状态。当接收终端接收到有效信息时，自动把电源打开。用手机或固定电话拨打接收终端号码，可以将语音通话通过喇叭实时播报出去。该终端不影响原有话筒进行人工语音播报。支持GPRS/SMS双模接收信息，系统支持大容量信息接收，一条短信最长可达350个汉字。通过GPRS传递的文本信息则无字数限制，信息前可进行试听。为了确保信息接收的正确性，避免垃圾信息侵入，系统设置了人（含信息平台）号码授权。只有已授权的电话号码（含信息平台）的信息，接收终端才会接收和播报。对于未授权的号码发来的信息，接收终端将拒绝接收，设备设计有防雷电路。

2.4电子显示屏预警终端实时显示自动气象站采集的数据，发送的数据可以设置每分钟或2min、5min发送一次。当接收到气象灾害预警信息时，大屏就会立即切换显示预警信息。为满足户外使用，预警显示屏系统支持箱体温度、湿度检测，支持屏体亮度自动控制、电源硬关机、控制箱体风机等功能，方便扩展，系统支持信息个性化设置，文字颜色、显示速度、停留时间和多达40种的显示特效可以随信息一起生效，信息显示人性化，达到最好的显示效果。为保证信息接收的正确性，避免垃圾信息的侵入，保证公共信息的安全性，系统设置了多重验证措施：授权号码验证：对授权人的信息可进行。信息密码验证：对密码正确的信息可进行。有效期验证：对有效期内的信息可进行。当信息接收成功后，系统会自动给该屏的管理员发送回执。系统将成功接收到的预警信息和服务信息存入了自带的大容量存储器。可通过PC机对存储器的数据进行调阅、导出和备份。实现了信息管理有据可查。

3结语

焦作市农村气象灾害预警系统正式运行后，解决了广大农村气象预警信息传递“最后一公里”的问题，扩大了气象灾害预警信息的公众覆盖面，对气象灾害预警提前量达到2h以上，对指导农民生产尤其是大棚蔬菜管理、山药种植、冬小麦管理、畜牧养殖、经济类作物销售等起到了重要的参谋助手作用。

参考文献

[1]陈怀亮，王建国.现代农业气象业务服务实践[M].北京：气象出版社，2014:286—292.

作者：韩文生 单位：焦作市气象局