作者：山西省运城市水务局防办 张峰 董淑霞 杨海玉

　　大汛期间，洪水多来自暴雨中心及河道上游，为迅速得知上游水情及洪水的行洪情况，只有无线通信才能及时传递信息，使中心站在洪水到来之前作出决策，争取防洪救灾的时间。因此，无线通信网在水情、洪水预报系统中，起到关键性的作用，也得到了广泛的应用。现今，超短波通信在水情预报及洪水预报系统中不仅用于江河湖泊流域地区，而且发展到了西南、西南部的高山地区，在这种情况下，水文站点的选取要通过洪水预报横型演算、水文站网布设分析、站点数量，位置与预报所有可能达到的精度联系起来，从而确定站点的位置、数量。无线电通信网是在此基础上结合无线电波转播和数据通信特点，确定中断站的位置、数量，因此水情通信网现已成为水文、防洪无线电通信和计算机技术等综合性的通信网络方向发展。

一、辐射状通信网在水情测报中的应用

　　１．辐射状网络
　　辐射状通信网络系统，是由一个中心管理站（中心台站）和多个测报站组成，中心站可随时向各测报站寻呼，收集数据，各测站间也可活路联系。辐射状网络工作方式问答式，不论是话音传输还是数据传输，各测报站均受中心控制。
　　２．辐射状网在水情测报系统中的应用
　　小区域无线通信网的组网方式，通常采用辐射状网，小区域是指集雨面积小于１万ｋｍ２的范围。水利系统早期的无线话路和数据传输网，大部分采用辐射状网络，有一个中心站和不少于２０个测报站，早期的水情测报系统为呼叫或采用自报式的水情测报系统。如山西运城市的汾河水文各测报点到运城市中心站就是一个实际例子。

二、星形网络及带状网络的应用

　　１．星形网络及带状网络
　　星形网络和带状网络联合构成一个较大型的无线电通信系统，该系统由一个中心台站，数个中继台站和多个测报站组成。整个系统设一个中心台站，多个中断台站和多个测报站，中心到中断站为干线，中继站到测报站为专线。带状多用于干线，带状网多用于支线，整个网络为自报式。
　　２．星形网络和带状网络在水情测报中的应用
　　星形网络和带状网络联合构成一个大、中型的无线电通信系统。水利部门的中型区域（指降雨面积在１－５万ｋｍ２的范围）就采用这种通信网络。在１２万ｋｍ２的范围内，尤其是地形复杂的地区，不加中断直接沟通一般比较困难，这样就要考虑区域的划分与频率的复用。在中等区域所建立的无线通信网，往往是话路网与数据网合二为一，两者既兼容又互补。由于中等区域的水情自动测报系统，大部分设在深山老林，因而测站、中断站均无人值守，若测站设在地方水文站，则要有话路。对于带状网络干线，即可通话又可传输数据。这样的无线通信网，设有一个中心站，几个无人中断站和１００个以下测报站。各测报站将数据自动送往中断站，为自报式。只有在巡回检修时，各测报站与中断站才进行话路联系，平时只作数据，所以通信网中的星形网络为数据网。中断站与中断站之间，中断站与中心之间，即可通话又可传送数据，话路频道与数据频道各自独立。随着科学的发展，带状网逐渐成为单一的数据网，到目前为止全国大部分水情测报通信网均为单一的自报数据网。

三、水情测报网在实地防洪测报中的应用

　　我们运城市水情测报系统经过２０多年的努力，已建成了以计算机为核心的实时水情信息收集系统，该系统具有预报、存储、检索等功能，调度中心可以以夏县大庙为主的２００多ｋｍ２的水情信息，通过调度站进行定时的和不定时的自动巡查，也可对某一站数据进行遥测，遥测数据经过合理检验后，可自动进行洪水预报及越限报警，时间约１０ｍｉｎ，巡检一次约５ｍｉｎ左右。数据处理计算机不仅接收处理各测站的水情数据，还可以对市电信局传来的水情电报进行实时自动译电，并作统一的预报和存储。所有水情数据和预报结果均可在会商中心ＲＭ－ＰＪＭ６００投影仪显示到大屏幕上；也可以以表格曲线的形式打印出来，并把数据传送到省防办或各县（市）级防汛指挥部门，以增长洪水预报期，减少灾害的发生。

四、系统存在的问题及改进措施

　　本系统存在同频干扰、防雷和电源等问题。
　　１．网内同频干扰
　　在自报式水情测报系统的无线通信网中，对于任一中继站所接收的水情信息的载波频率是相同的，各测站发送数据的时间是随机的，因此会产生网内同频干扰（又称为碰撞）。
　　同频干扰的概率可按下式计算：

　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ＝（１－ｅ－２ｍＴ）Ｎ

　　式中：ｔ为每次数据传输时间（如取０．５ｓ）；ｍ为测站数量（如取２８个）。

　　　　　　　　　　　　　　　　Ｔ＝ＴＯＭ

　　式中：ＴＯ为统计时间（如取１０ｍｉｎ）；Ｎ为ＴＯ时间内，每个测站的最多发射次数。
　　按最大降雨量２４０ｍｍｈ来计算，每个测站在１０ｍｉｎ内发射Ｎ＝４０次，将以上各个数值代入上式中，于是，同频干扰的概率ＰＳ为１．３５×１０－４，也就是说，某测站发射的水情数据被干扰的概率为１．３５１００００。另外，在水情自动测报系统中，翻斗雨量计的误差在最大降雨量时小于或等于３％，而且测站发射的水情数据是累加值，所以，由于本网所造成的同频干扰使数据丢失而引起的系统误差可忽略不计。
　　２．水情测报系统的防雷与接地
　　水情测报系统是专用于汛期的一种遥测装置，越是在雷雨交加的雨季，各中继站、分中心站和中心站的通信设备、微型计算机与数据传输设备越应不受雷电及雷电引起的地电位升高、地线系统干扰、地电位不均衡、同一工作高频与低频、强电与弱电之电磁交错等因素的影响而仍能正常工作。但是目前国内已在运行的水情测报系统，有的中继站一年内曾遭受几次雷击，设备损坏，系统处于瘫痪状态。为解决这一问题，可采用单一接地系统。单一接地系统的特点是：
　　（１）建立以公共接地母线为基准的基准地电位（零电位）点。全站用一个接地系统，当发生地电位升高时，全站的地电位一起升高，无危险电位差进入机房。
　　（２）地线系统无干扰。按各种不同特性来设计不同的地线系统网络结构，消除了地线系统的干扰。
　　（３）电位均衡。同层楼各地线系统电位大致相同，对人和设备无危险电位差。
　　（４）低阻抗。低阻抗接地网络，其地阻抗一般小于１Ω。
　　（５）电磁兼容。高频、低频、强电、弱电用同等电位，分支地线及设备（包括电缆）的屏蔽等措施，实现电磁兼容。
　　（６）节约财力降低费用而且便于施工。
　　３．电源
　　由于大多数水文测报站设置在人烟稀少、无交流电源的山区，因此大多数站点无人值守，这样一来，水文站的电源成为突出的问题。在有人值守的地方用农村小水电或小功率汽油发电机供电，在无人值守的地方用蓄电池供电。但是，这些电源的可靠性得不到保证。目前正在推行的能源是硅太阳能发电板对蓄电池浮充的方式。从全市水情测报网的运行情况来看，太阳能电源在汛期使用中容量不够或容量过大，追其原因还是没有做到因地制宜地可靠性设计。在设计太阳能电源时，要考虑相互关联的因素，而气候的变化又增加了一层复杂性。例如，太阳能电池的输出功率不仅取决于给定时刻阳光的强度，而且还与环境温度、入射角、地理位置、海拔高度、地面反射及天气状况等因素有关。所有这些因素都必须经过多年的实践，以保证所设计的太阳能电源在汛期的连续阴雨天中还能正常工作。
　　以上系统的组建，要根据通信网的区域大小，站点或中继的多少，合理分配频率、处理好防雷与接地设施，解决好中继站的电源问题，保障抢险救灾、水情测报的通信畅通，提高指挥部决策科学性和正确性，避免或减少灾害造成的损失。