赵长生
山东省博兴县水利局 山东滨州 256500
摘要：加强防汛抗旱信息工程建设不仅是水利工作的需要，更是信息化、自动化迅猛发展的时代要求。如何科学利用现代化的计算机和网络传输技术，结合卫星遥感、GPS等检测手段，迅捷、全面地感知、检测旱情、汛情，从总体上准确把握汛旱灾情，并对灾情的发展进行预估，成为现代防汛抗旱工作的必然要求。
关键词：防汛抗旱；信息化水平；新技术；提升；
水利是关系到国计民生的大事，防汛抗旱是水利工作的重点内容，是水利部门责无旁贷的职责。近年来，随着各类水利工程建设项目的陆续实施，水利工程的硬件建设水平不断提高，水利工程抵御旱涝灾害的能力在持续增强。但是，与各类水利工程相配套的信息化工程建设却一直未能得到发幅度的进步，与飞速发展的网络化、信息化社会的需求极不适应。采用先进的网络与计算机技术技术，搭建融合遥感技术等技术的信息系统，以成为现代水利，尤其是防汛抗洪工作的当务之急。
一、在防洪抗旱中运用信息化技术的重要性
传统的旱涝灾情信息的获取手段多数为人工手段，观测、记录、信息传输、数据整理分析基本采用手工方式，无论是准确程度还是迅捷程度均难以满足抗御洪旱灾害中闲情瞬息万变的需求。
现代化的防汛抗旱的信息化管理技术恰恰解决了这一问题，从各种水文气象数据的分析到数据的存储分析，从走势预判到水工设施的操控，均可以实现遥测遥控，极大地提高了系统的精准、边界程度。信息化管理技术以它独特的优势，对汛期旱期信息的收集更系统、更完善，并进行科学的监测和分析，及时做出防洪抗旱预案，起到很好的预警作用；互联网的使用，更有利于指挥中心和下属各级组织的信息互传，提高了工作效率，减少和避免事故发生的几率，促进抗旱防汛效果的提高。在水利工程施工建设中，信息化管理系统还会对对施工质量和安全起到较好的监督作用，使施工更安全、更高效，提高了整体防汛抗旱能力。
二、太阳能电池充放电低功耗控制技术
太阳能电池板是经过光线照射后发生光电效应而产生电流的。由于自然界光线的非恒定性，造成电池板生成的电流具有波动性，如果将所生成的电流直接充入蓄电池内或直接给负载供电，容易造成蓄电池或负载的损坏。因此，必须把电流先送入控制器，即通过一系列专用芯片电路对其进行数字化调节，并加入多级充放电保护，确保电池和负载的运行安全与使用寿命。这种控制器对负载供电时，先让蓄电池电流流入控制器，经过有效控制与调节后，再把电流送入负载。一方面稳定了放电电流，另一方面保证了蓄电池不被过量放电，再一方面对蓄电池与负载电压进行全面监测。目前，我国水文气象自动测报系统电源普遍采用太阳能电池板、充电控制器、铅酸电池组作为主要电源。其中充电控制器均采用普通工业或家用充电控制器，此类充电控制器主要存在以下缺陷：一是仅有一路截止电压，当电池电压低于设定值时控制器自动断开负载，当电池电压恢复至该电压时自动开启负载，应用中常出现负载刚开启电池电压又迅速滑落至设定电压以下的状况，从而导致迅即断开负载，如此反复使负载无法稳定工作且电池也无法充满电。二是该类充电控制器自身功耗在6～20 mA之间，尤其夜间持续耗电，此功耗有时比自动测报系统其他设备静态功耗都要高，为此必须额外配置大容量电池组。为了解决上述缺陷，研发了一种低功耗太阳能电池充电控制装置。该装置包括太阳能组件、光控电路、时控电路、低功耗微处理器、充电电路、铅酸电池、第一控制开关、第二控制开关、截止电压采样电路和启动电压采样电路。太阳能组件电源输出端与光控电路电源输入端连接，光控电路电源输出端与时控电路电源输入端连接，低功耗微处理器与时控电路控制输入端连接，时控电路电源输出端与充电电路电源输入端连接，充电电路电源输出端与铅酸电池连接，截止电压采样电路与第一控制开关连接，启动电压采样电路与第二控制开关连接，铅酸电池依次通过第一控制开关和第二控制开关与负载连接。
这种装置采用两级电压采样控制，避免测报系统设备在电池欠压后反复启停，有利于电池充满及负载稳定运行，且所采用电路及算法使自身功耗极低。该装置也不仅仅局限于各大江河的水文气象自动测报系统，在一些工情险情信息系统及其他领域具有显著的借鉴意义与推广使用价值。
三、全自动非接触雷达在线测流技术
1.多点组网在线测流。该系统由多只非接触流速传感器通过总线方式连接而成，共用一套采集及传输设备，由太阳能及电池供电，经采集同步流速、水位信息及借用断面资料计算实测流量。该系统采用多种通信方式传输数据，不但可以满足近程与远程在线流量监测、查询与浏览相关信息，而且可以实现测流传感器参数的远程配置与优化。
2.循环索牵引式在线测流。该系统通过架设跨河循环索，由岸基电池供电的直流电机控制牵引，将固定其上的非接触流速传感器沿断面水平方向移动与定位，对不同垂线的流速进行测量。所有设备均由计算机、智能设备如手机等近程直接控制，或通过电台、GPRS等网关设备远程在线自动监测，实测流量的计算由计算机或智能设备应用程序完成。
3.单缆全自动在线测流。该系统主要由3部分组成：测验缆道即断面上架设钢丝绳；全自动测流一体化设备，即非接触流速传感器、行进驱动设备、无线通信设备及锂电池；智能控制及测流软件。该系统的行进驱动设备与传感器集成为一体，采用双电机同步驱动雷达流速传感器，沿河道断面跨河单缆道移动，实现多垂线流速的测量，通过计算机、手机等智能设备直接进行遥控或自动测流，测量结束后依靠应用程序输出成果报表。该系统可进行实时在线测流或流量巡测，主要用于自然河道、引水渠道等明渠流量在线测量，特别适用于取代浮标法进行较大洪水流量测验。上述三种自动测流系统，结构简单，安装便捷，运行可靠稳定。根据测站情况不同，可以做出适宜的选择，以保障测流成果精度，对水文测验报汛工作具有重要的意义。
四、短信SDK接口无缝嵌入技术
多年以来，应用较为广泛的短信平台主要为企事业单位与政府部门提供短信验证码、短信发送、短信通知等服务，为用户提供较为专业的行业短信解决方案，我国各大流域及省区的多数防汛抗旱机构的短信发送即通过此途径。在通信技术中，短信接口是面向有一定技术开发能力的企业用户而开放的SDK（软件开发工具包）/API（应用程序接口），采用通用的HTTP传参形式，支持各种软件开发。通过SDK接口，可以轻松实现与短消息网关的连接，方便快捷地操控短信发送引擎，并可嵌入现有网站应用程序中，为防汛抗旱机构短信发送提供了更为先进和方便的解决方案。SDK短信接口具有很强的优势：一是投入低，只需简单的开发即可应用；二是开展业务自由，业务不受运营商限制，自行定制短信业务；三是用户覆盖面广，可以将短信发送到不同运营商的用户，兼顾中国移动、联通及电信用户；四是信息安全性好，发送环节采用自服方式，抛弃了第三方短信平台；五是支持多种应用接口模式，提供基于WINDOWS的VC/VB/PB/Delphi/ASP/C#/Java和Linux下的开发，包括COM组件开发包、JAVA开发包以及Web Services接口，用户可以自行选择。现阶段，中国移动集团政企云MAS平台SDK接口本身就提供了系列技术支持，防汛抗旱短信发送机构完全可以通过简单的自主研发，轻松高效地完成短信自行发送。即在具备互联网环境条件下，各部门可根据自身需要自主开发一套短信平台，并把短信发送接口嵌入到本部门业务系统中，使原有系统快速拥有无线短信发送功能，与原有网站、CRM、OA、ERP等实现无缝对接，在对接过程中若加入短信分析、判断及设置程序，还可进一步地实现智能化的全自动化短信发送，这一技术在防汛抗旱信息化应用中具有十分重要的意义。
总之，在防汛抗旱信息化工作中，通过研发与使用自适应多种水位传感器格雷码输出的兼容适配、太阳能电池充放电低功耗控制、远距离低流量无线透传与唤醒、全自动非接触雷达在线测流及移动短信SDK接口嵌入等新型实用技术，可以显著提升水文气象自动测报系统及工情险情信息系统应用技术水平。
参考文献：
[1]周萍.浅谈防汛抗旱信息化新型实用技术.2019.
[2]郭彦芳.关于防汛抗旱信息化新型实用技术探讨.2020.