SCDMA技术在驻马店水利信息化建设中的应用

刘生杰

（驻马店市水利防汛通信站，河南 驻马店 463000）

0 前言

驻马店作为淮河流域的重点区域之一，由于特殊的地理特点和气候条件，洪涝旱灾交替发生，自然灾害频繁。近年来驻马店市水利事业得到了快速发展。目前，市水利防汛通信站已经通过淮河流域的 8 GHz 的无线数字微波，可直接与国家防总、水利部信息中心、淮委、省水利厅和有关地市水利防汛部门联络。同时利用原有模拟 600 MHz 无线通信系统，可将本市的 7 个县、4 座大型水库、3 个滞洪区连成防汛预警通信系统。水利防汛通信网虽已初具规模，并发挥了重要作用，但水利基础设施整体仍然十分薄弱，特别是水利系统通信设施的发展仍然不能满足防汛抗旱、水资源管理、节水灌溉、饮水安全等方面的信息化建设需求。要解决一线通信就要把防汛通信网向下延伸至各个险工险段、涵闸、堤防、水库等工程管理现场，同时能够提供包括语音、视频、数据在内的综合业务功能，这是目前水利部门通信系统无法满足的。水利防汛设施的站点，大多在人口稀疏、远离城市、传传输条件困难、公网覆盖不到的地方，完全采用公网系统也无法解决所有问题，而无线接入技术恰好可以解决这个问题，它具有部署灵活、便于安装施工、应用范围广等特点，其环境适应、通信覆盖能力，兼容特性等特点较适合水利防汛通信网向下延伸的需要。

如何选择适合的无线宽带通信产品，如何将无线宽带通信技术应用在水利信息化建设中，成为水利发展的课题之一。为此，水利防汛通信站在淮河流域新近建设的 SCDMA 无线宽带通信系统（以下简称 SCDMA 系统）中进行了相关的探索和实践，SCDMA 技术具有覆盖范围广、高带宽、高保密性、非视距传输、支持高速移动、支持终端漫游切换等优势，可以提供无线语音、集群调度、视频监控、水文采集等通信解决手段，为水利信息化建设提供坚实有力的通信保障。

1 SCDMA 系统组成

SCDMA 系统包括 SCDMA 基站系统、核心交换控制系统和应用终端。其核心交换控制系统与水利局内部程控电话及 IP 网络、淮委程控交换网连接，实现数据和语音业务与现有网络的互通，弥补有线网络、数字微波传输和模拟对讲系统的不足，扩大 IP 网络的覆盖范围，SCDMA 系统结构如图 1 所示。

2 基于 SCDMA 的系统功能

SCDMA 系统可实现远程水文数据采集、远程闸门的启闭、重点区域实施视频监控、应急抢险时的集群调度、日常工作中的办公自动化等。

1）办公自动化

图1 SCDMA 系统结构图

以前的办公自动化系统，基于光纤网络或微波传输，基本解决了内部之间的语音通信和上网问题，覆盖了主要的县水利部门，对于县以下基层水利部门（如水文站、河闸、小型水库等）并没有完全解决，这些部门的通信主要以公网有线及超短波语音为主，受地区及传输和性能的限制，仍有很多部门（如沿河防汛站点）无法实现数据语音的综合通信。SCDMA 系统工作频率使用 400 MHz，传输性能优于600 MHz。特有的智能天线技术，使得系统覆盖范围更大，提供了优良的数据语音综合通信能力，解决办公自动化覆盖窄的问题，搭建了水利信息化的通讯平台。

2）语音调度通信

语音通信包括有线和无线电话 2 类，有线方式主要覆盖主要办事机构，而无线方式则主要用来覆盖大中型水库和滞洪区，以及偏远的大型河流沿河防汛站点和监测站。由于水利设施分布范围广，大多数沿河防汛站点和小型水库尚未解决电话接入。

借助 SCDMA 网络，建设了集群语音调度系统，实现了管理部门对下属单位人员的集群指挥调度，尤其是防汛指挥部对抗洪抢险突击队的指挥调度。在灾情发生时，移动、联通等公网运营网络由于话务量激增等原因不能保障防汛指挥的语音畅通，影响防汛指挥信息的及时传达，集群调度系统作为专用通信网络，不受公网用户的影响，同时在 SCDMA 网络中采取了优先级别的设定，为抢险救灾工作提供了及时有效的通信保障。

3）水文监测

水文监测是监控水资源、保障水质的有效方法，水文信息包括水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。目前水文监测有自动和手动 2 种方式。由于驻马店地区水资源丰富，河流、支流、湖泊众多，很多水文监测还是采用手动方式，不但需要大量的人员和资金投入，而且准确性、及时性及自动化水平差，难以形成对流域水资源的有效管理和对水情的及时准确处理。通过SCDMA 网络将水文信息自动回传，解决了人工抄录的低效、高错误率问题，提高了自动化水平，加快信息反馈和问题处理的能力。

4）视频监控

SCDMA 系统，解决了流域视频监控点过少，有线视频监控布设困难等问题，建设无线视频监控点，方便灵活的选择监控区域，对水库大坝、流域河道、施工工地等地点，可以通过无线监控设备采集现场情况，及时准确地处理突发事件和进行相关信息的监测统计。在移动视频监控车上配置车载摄像头，进行大坝巡逻、河道安全巡视等工作，为管理人员在第 1 时间提供现场图像资料。

5）移动应急视频监控

通过 SCDMA 无线终端设备，可以为防汛指挥人员提供现场第 1 手图像资料，为直观了解现场情况、制定救灾方案等提供帮助；同时，通过后方的视频存储服务器可以将现场资料保存，方便今后对灾情信息的深入研究。

6）应急通信

应急通信是保障抗洪防汛的重要环节，目前配备了基于卫星通信的应急通信车，可以实现指挥中心到应急通信车的及时语音数据通信，但是指挥范围仅限于“指挥到车”，无法实现“指挥到人”，指挥中心无法实现对现场情况（如图像等信息）的完全了解，以及直接对现场人员下发作战指令。现采用卫星通信与 SCDMA 通信相结合，共同应急通信指挥系统。在出现险情时，尤其是当主要通信设备遭到破坏时，将应急通信车，或者通信艇开赴现场，借助卫星通信，快速实现险情区域的信号覆盖，回传现场视频、数据信息，并进行语音调度，使得指挥中心可以及时了解现场情况，并指挥到每个作战队员，实现现场事件快速决策处理。

3 系统特点

1）综合业务提供能力强。除了提供日常的语音通信以外，还满足水利信息数据采集、无线视频监控、语音集群调度等功能要求。

2）覆盖范围广。SCDMA 系统的智能天线技术保证较大的覆盖范围，单基站山区覆盖半径可达15～20 km，开阔的平原地区覆盖半径可达 20～40 km。可以保证山区、小型水库、小型河流湖泊等偏远区域应用。

3）非视距能力强。终端安装灵活方便，无需面积很大的室外天线，基站与终端之间可以完全非视距通信。

4）系统容量大。SCDMA 单基站可以提供15.36 Mbps 的数据吞吐量，语音并发话务量最大为 120 路，可同时支持 15 路 512 kbps 的 CIF 格式视频传输。

5）丰富的通信接口。可提供串口 (RS-232/485)，以太网口（RJ45），USB 接口等，方便与各种水文监测设备、视频图像监测设备等进行连接，实现业务数据的上传和汇总功能。

6）操作方便。系统操作界面简单易学，通过鼠标点击即可完成绝大部分操作内容；无线通信系统配有专门的网络管理平台，每天会自动对设备运行状况进行检测，人工维护量小，维护便捷；在终端侧，可以实现免维护，方便各级人员的使用。

7）系统生命力强。后期没有运营成本，并且系统是完全基于 IP 网络的；综合应用平台具有很强的扩展性，可以进行新功能和模块的开发。

4 结语

基于 SCDMA 技术建设的信息化通信系统，为流域日常管理、防汛抗旱指挥、水文信息监控等方面提供了及时可靠的通信支持，驻马店在基于SCDMA 技术应用方面的探索，为流域和相关部门提供了新的思路。实践证明，采用 SCDMA 系统构建的防汛通信系统，不但解决了驻马店地区基本的通信需求，还为现代化管理及防汛治理工作与 SCDMA系统相结合的应用模式探索做出了贡献。

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