摘　要：論文根據晉江流域洪水預警報系統現狀及洪水預警報系統網絡通訊架構，針對數據通訊存在手段單一數據存儲孤立等問題，論文提出了構建復合通訊網絡、應急維護網絡、數據分布式存儲等構建數據通訊保護屏障的措施，為防汛指揮決策調度提供可靠的信息支持。

關鍵詞：洪水預警報；通訊保障；措施AProbeintoCommunicationSecurityandInformationAssuranceforFloodWarningForecastingSystemofJinRiverBasinAbstract:Accordingtopresentsituationandnetworkcommunicationframeworkof?oodwarningandforecastingsystemofJinRiverbasin,thepaperraisesdatacommunicationprotectivebarrierconstructionmeasuresofestablishingcompoundcommunicationnetwork,maintenancenetworkforemergencyanddistributeddatastorage,withconsiderationonexistingproblemsofsinglemeansandorphaneddatastorageofdatacommunication.Allthesewillofferreliableinformationsupportfor?oodcontrolcommand,decision-makinganddispatching.Keywords:loodwarningandforecasting;communicationsecurity;measures前言泉州市地處福建東南沿海，境內地形結構復雜，屬亞熱帶海洋性季風氣候，易受臺風暴雨洪水襲擊，洪澇災害十分頻繁，境內晉江流域屬山區(qū)性河流，源短流急，洪水暴漲暴落，給人民的生命財產安全帶來嚴重威脅。由于地理氣候的特殊性，泉州市于上世紀90年代開始著手建立洪水預警報系統，到目前為止共建有遙測站點113個（其中水位雨量站53個、水位站5個、雨量站55個），中繼站點9個。晉江洪水預警報系統的建立，大大提高防汛信息的準確性和時效性，增強泉州市防災抗災能力，為泉州市的防汛數字化、信息化奠定了堅實的基礎，實現全面監(jiān)測晉江流域和全市大中型水庫、沿海潮位的實時雨水情況，及時反映局部區(qū)域降雨范圍、強度及水位漲落變化，為防汛指揮調度提供了大量實時信息，最大限度減少洪澇災害損失。1　概況晉江流域洪水預警報系統是泉州市防洪減災工作的重要非工程措施之一，該系統應用遙測、無線通訊和計算機等先進技術實時完成雨量、水位等水文參數的自動收集、處理，達到快速準確地掌握水、雨情信息。系統采用超短波構架通訊網絡，遙測站點將采集的數據發(fā)送給中繼站，中繼站經過區(qū)號、站址的甄別，過濾非法信號，轉發(fā)符合條件的站點信息，中心和分中心站根據需求分別接收中繼轉發(fā)的數據信息。2　數據通訊存在問題晉江洪水預警報系統在歷年防抗臺風暴雨和洪澇災害中發(fā)揮了重要作用，增長了洪水災害預見號、站址的甄別，過濾非法信號，轉發(fā)符合條件的站點信息，中心和分中心站根據需求分別接收中繼轉發(fā)的數據信息。晉江流域洪水預警報系統網絡通訊架構。為各級防汛部門科學調度提供科學準確的信息，但其單一的通訊手段，以及數據的相互獨立影響數據的時效性和一致性。2.1　通訊手段單一晉江洪水預警報系統采用超短波1種通訊方式傳輸遙測站點數據信息，由遙測站、中繼站、中心或分中心站形成1條通訊鏈路，中繼站用廣播的方式傳播數據信號。在這種組網方式中中繼站是橋梁，起著承接的作用，若中繼站故障將引起數據成片區(qū)域的丟失，因此中繼站有效穩(wěn)定運行至關重要，但由于中繼站的特殊要求，其選址往往在偏遠高山，交通不便。影響了維護及時性。在多年運行中，中繼站的運行質量一直威脅著系統通訊的穩(wěn)定，特別是在臺風暴雨期間，搶修難度大、時間長，大大減弱了數據信息獲取的時效性。2.2　數據存貯孤立晉江洪水預警報系統中心站與分中心站分別從中繼站廣播的數據中接收各自所需的信息，經過分析、判別等處理后進入后臺數據庫，中心站、各分中心站、接受站點之間沒有建立通訊線路連接，各地數據庫相互獨立，無法實現數據資源共享，協同工作，數據資源不能充分利用，當中心站或分中心站發(fā)生故障，恢復正常后故障期間的數據將丟失，即使其他中心站或分中心站存有所需的數據；而由于數據的獨立存貯，各級接收的數據因信道干擾或軟件出錯產生的差錯數據無法及時比對加以修正，導致各級系統顯示信息不一致的現象。3　構建數據通訊保護屏障措施為確保數據信息安全可靠獲取，應從通訊網絡、數據存貯備份、維護搶修等多方面入手，構建數據信息保護屏障。3.1　構建復合通訊網絡3.1.1　通訊方式比較目前應用于遙測系統的通訊方式主要有超短波、GSM、GPRS、PSTN、衛(wèi)星等多種通訊方式[1]，遙測通訊方式特性對比。（1）超短波通訊是利用載波調制發(fā)送數據信息。優(yōu)點是信道穩(wěn)定，基本不受天氣影響，技術成熟，設備簡單易于配套，投資省，建設周期短；缺點是有同頻干擾問題，在山區(qū)及遠距離傳輸需建設衛(wèi)星，建設成本較高低低低高通訊質量一般，有較好，有擁好好一般，同頻干擾擠阻塞問題有雨衰獨立性好，自建較好，較好，較好，好，自網絡公網公網公網建網絡使用費用無低低低高職守功耗較高低低低高網絡維護自行維護，運營商運營商運營商一定的維修量大負責負責負責維護量設備費用低低低低高野外高山中繼站，易受雷擊，維護管理不便。（2）GSM屬于排隊通訊方式，不需要建立端到端業(yè)務通道的業(yè)務，具有覆蓋面較廣、投資低、防雷性好、不受距離和地形限制、系統建設周期短等優(yōu)點；缺點是存在盲區(qū)，GSM短信息通訊屬于排隊通訊方式，存在網絡阻塞和丟失問題。（3）GPRS為通用無線分組業(yè)務，是一種基于GSM的移動分組數據業(yè)務，面向用戶提供端到端的、廣域的無線IP連接，優(yōu)點是通訊質量好，傳輸速率高，適用于地形復雜地區(qū)；缺點通訊費用較高，功耗相對GSM大。（4）PSTN有線通訊組網方式是利用電信部門的公用電話線或是自己架設的專用線路。其通訊質量和可靠性比較高，采用PSTN組網，設備簡單，價格低廉；缺點是受電話呼損率影響，數據實時性較差。（5）衛(wèi)星通訊方式的優(yōu)點是衛(wèi)星技術先進、通道質量好、傳輸速率高、不受距離和地形限制、覆蓋面非常廣泛，不存在盲區(qū)；缺點是運行費用非常昂貴。3.1.2　建立穩(wěn)定通訊網絡晉江洪水預警報系統多年的運行情況表明采用單一的通訊信道很難保證數據信息的連續(xù)穩(wěn)定獲取，在數據通訊上應選擇多種通訊方法、復合組網的形式，通訊方式的選擇結合實際應用情況，主要考慮以下方面：（1）超短波通訊應用于晉江洪水預警報系統已有10多年，從多年的運行情況來看，同頻干擾問題已得到有效解決，且信號傳輸穩(wěn)定，誤碼率符合通訊方式第2期陳謀育：晉江流域洪水預警報系統通訊與信息保障探討71通訊要求；超短波通訊網絡屬于自建系統，獨立性好，通訊網絡的每個環(huán)節(jié)都由自己掌控，信息傳輸流程一目了然，不受制約，同時多年運行的經驗積累，無論在系統使用或維護上都已得心應手。（2）GPRS的實時在線、高速傳輸、快捷登錄符合遙測系統快速及時的特點，隨著移動通信部門網絡基站不斷建設，GPRS信號已基本覆蓋全市，資費也不斷下調，適合應用在晉江洪水預警報系統中。（3）目前全市大中型水庫庫區(qū)都建有接收站，負責接收庫區(qū)站點數據信息并進行存儲，而電信部門的寬帶業(yè)務也都已經發(fā)展到各水庫，可以利用庫區(qū)接收站和電信寬帶線路實現庫區(qū)站點數據的傳輸。因此選擇超短波、移動GPRS和電信PSTN寬帶業(yè)務作為通訊方式。在組網形式上從站點數據傳送方式分為超短波和GPRS2個方面，超短波方式組網要盡量避免通過中繼轉發(fā)，減少對中繼的依賴，提高信息傳送穩(wěn)定性（如潮位站點位于沿海，地勢平坦，基本無阻擋，可通過超短波直接傳送至中心或分中心站；水庫站點可以發(fā)送到各自庫區(qū)接收站，通過電信寬帶送出數據）；GPRS組網方式通過移動運營商網絡組成GPRS專網，隔離外部干擾。系統通訊組網。潮位站潮位站……遙測站遙測站遙測站……遙測站遙測站遙測站……水庫接收站水庫接收站水庫接收站GPRS中繼站超短波超短波寬帶中心站、分中心在工作體制上，超短波仍然沿用自報式體制，即遙測站點所采集數據有增量變化就進行傳送；GPRS采用定時報送加閥值加報體制，即一般情況下遙測站按照一定的時間間隔（如10、30min或1h，可隨時設定）定時打包發(fā)送數據，當采集參數變化超過設定閥值時（暴雨或超警戒水位情況）立即發(fā)送所采集到的信息。超短波、GPRS同時運行，數據經2個通訊網絡傳送，中心、分中心分別接受，數據接收存貯時間以站點信息時標為準，因為站點用1套傳感器采集參數，只是通過超短波和GPRS這2個通訊信道分別傳數，所以超短波數據庫和GPRS數據庫擁有時間相同、參數一致的數據，超短波數據庫作為主數據庫，GPRS數據庫作為備用數據庫，當前臺查詢終端發(fā)出查詢請求，后臺數據庫響應后首先從超短波數據庫中調取數據，搜索不到符合條件數據再轉到GPRS數據庫中搜索，補充超短波數據庫中缺漏的數據發(fā)送給前臺查詢終端。3.2　構建數據分布式存貯為增強整個晉江洪水預警報系統的健壯性，中心站、各分中心站、接收站點要建立起一條高速數據通道，實現他們之間互通互聯、互為備份，達到數據的分布式存貯，形成數據資源網絡，防止中心站、各個分中心站、接收站點系統崩潰后數據的丟失。在通道物理連接方面可以考慮專線或互聯網連接，專線費用昂貴但速率、安全性高；互聯網不需專門線路鋪設費用，容易實現，但易受攻擊。目前中心站與各分中心站已經實現專線互聯，其他接收站點可通過互聯網傳輸數據，但要加強安全措施系統數據資源網絡連接如。在數據傳輸方面重點考慮系統的智能性、冗余性、一致性、安全性，通過建立下載列表、設立信息時標、加強網絡安全措施實現這些系統功能：分中心站數據庫專線互聯網…………其他接收站數據庫中心站數據庫（1）建立下載列表，按照安全、高效原則制定站點下載源的優(yōu)先次序。中心站、分中心站專線互72水利信息化2010,(2)聯，安全性高。中心站存貯完整的站點數據，分中心站存儲區(qū)域性數據，其他接收站點存貯數據量最少，從數據從屬關系來看，其他接收站點的存貯數據是分中心站數據的子集，而分中心站的存貯數據是中心站數據的子集，因此中心站的下載優(yōu)先次序為先分中心站后其他接收站，分中心站下載優(yōu)先次序為先中心站后其他接收站，其他接收站點下載優(yōu)先次序為先分中心站后中心站。（2）設立信息時標，按照數據發(fā)送時間確定數據的唯一性。每個遙測站點都有設備內部運行時鐘，通過GPRS校時確保系統所有站點時間的統一性，中心站、分中心站等接收站點以數據發(fā)送時間為準確定信息時標，在數據下載和數據比對時，根據這個信息時標進行數據比較，剔除重復數據，修正錯誤信息，保證系統數據冗余性和一致性。（3）加強網絡安全措施，通過防火墻、殺毒軟件等軟硬件措施防止外部網絡攻擊、病毒侵襲，通過設置權限和頁面提醒防止數據修改和刪除等內部誤操作，確保系統安全。3.3　構建應急維護網絡系統設備穩(wěn)定可靠離不開維護管理的支持，規(guī)范、細致的維護工作是確保洪水預警報系統平穩(wěn)運行的保障，要從制度上加以落實，構建維護管理網絡，將站點按區(qū)域進行劃分，把維護管理任務逐級分解到各個縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及各水利工程管理處，使各級單位對各站點的管理輻射范圍更趨合理，確保緊急搶修任務的迅速及時；建立起維護管理支持平臺，統籌安排站點維護搶修任務和分配備品備件資源，對管理工作形成支撐。4　結語洪水預警報系統運用于防汛抗災中已經顯示出快測快報的優(yōu)勢特點，為指揮決策提供重要的數據參考，保持其正常平穩(wěn)運行至關重要，要充分利用不斷發(fā)展的先進通訊技術對系統通訊網絡進行優(yōu)化與完善，整合分散的信息數據，形成完整的數據資源網絡，實現資源共享，從多方面采取措施確保數據信息連續(xù)、及時、有效獲取。參考文獻[1]姚永熙，水文儀器與水利水文自動化[M].南京：河海大學出版社，2010，8.