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                                        安巖物聯水庫防洪預警預報系統(水雨情自動測報系統)


                                        1 設計背景


                                        我國是一個水旱災害十分頻繁的國家,除水害、興水利歷來是治國安邦的大事,關系國民經濟和社會發展的大局,關系人民生命財產安全。國家對水資源及水環境問題高度重視,現已將“水資源可持續利用是我國經濟社會發展的戰略問題”予以高度重視。水資源的可持續利用,是經濟和社會可持續發展極為重要的保證。水文信息是水利的重要基礎工作,是防汛抗旱的耳目和參謀。

                                        基于以上背景,我公司按照《水文自動測報系統技術規范》標準,結合本公司現有監測產品設備,設計制定了水情系統解決方案。


                                        2 系統構架


                                        水雨情自動測報系統由無線遙測水位站、無線遙測雨量站、無線遙測風速風向站、無線傳輸模塊以及數據通訊、采集、管理軟件所組成。其中無線遙測雨量站除了具有監測降雨量還新增加了環境的監測(環境溫度、大氣壓力、空氣濕度)。整體結構如下圖(圖一)所示,圖中通訊方式已GPRS/CDMA 無線傳輸為例,具體情況依實際需求而定。該系統集水雨情數據自動采集、數據通訊、數據處理、水雨情編報、信息管理、系統運行管理為一體的行業信息化業務應用系統。為實施水文水情雨情信息自動化建設提供科學、經濟實用的解決方案。


                                        水雨情自動測報系統示意圖(圖一)


                                        3 系統主要特點


                                        3.1 統一的通訊體系,既可完成水文數據的自動收集,又能完成水情、雨情、環境監測的實時測報任務,實現信息共享。

                                        3.2 具有查詢上報和自動報汛模式,自動報汛策略豐富,快速獲取數據。支持定時自報、變幅自報、招測工作制式??稍O定多個通訊鏈路,組合設定多種自報策略,自動選擇通訊鏈路完成數據通訊任務。

                                        3.3 支持多種通訊設備和多種通訊方式并用,組網靈活,支持多種通訊設備組成數字通訊網絡??上蚨鄠€中心自動報送數據。支持多種通訊方式并用??蛇B接的數字通信設備包括:便攜式計算機、調制解調器(Modem)、超短波數字通信設備、GSM/GPRS 數字通信設備、衛星數字通信設備。其中,以GSM 的數字通道(WAP)、GPRS 無線數字通訊公網為通訊平臺。優點是組網簡單快捷,通訊快速可靠,性能穩定。無須用戶對通訊網絡進行維護。能快速、高質量地完成自動測報的數據通訊任務。建網性價比遠優于用其它無線數字通訊設備建網的通訊系統,系統運行費用低廉。

                                        3.4 具有越線報警、存儲空間不足告警、數據通訊失敗告警、設備連接故障告警等多種告警功能??砂丛O定的水位(警戒水位、變幅自報)、雨量(雨強、時段降雨量、報警降雨量)越線報警值,當其中任何一個超出設定值時,發出警告信號和統計信息。當監測儀存儲空間不足時,發出告警信息、提示下載數據。當監測站向中心自動報汛通訊連接不成功時,發出數據通訊失敗告警信息。當傳感器與監測儀連接異常時,發出設備連接故障告警信息。

                                        3.5 遠程監測、控制和管理

                                        可遠程設置和修改監測站的工作參數、控制參數、報汛策略。便于用戶根據工作需求改變報汛策略、工作參數和控制參數。能遠程實時監測各站點的工作參數、控制參數、報汛策略(如時間、報汛策略、詳細數據、通訊方式、通訊日志、設備連接、報警信息等),隨時掌握工作狀態。同時對系統中各個監測站的工作參數、控制參數、通訊策略和報汛策略進入數據庫,進行全過程管理。

                                        3.6 系統設備管理和運行管理

                                        實現整個系統的所有設備的自動管理,包括監測中心管理,監測站管理,設備管理,通訊管理、參數管理、監測站時鐘管理、數據管理、數據庫管理、服務器管理等。

                                        3.7 數據統計處理

                                        可對雨量數據(總雨量、當前雨量、單位時間最大雨量)、實時水位數據、實時風速風向數據、環境氣溫數據、環境氣壓數據、空氣濕度數據統計處理。

                                        3.8 性價比高,功能完善,大幅度降低水情監測的建設和運行成本,提高工作效率,提高信息化水平。

                                        無須專人值守、車馬勞頓,即可在監測中心(水情分中心、環境監測站)通過有線或無線數字通訊遠程獲取實時、準確的監測數據,進行匯總,生成實時水情數據庫,自動完成報文生成和整編數據生成等業務處理,自動完成系統信息的管理和系統運行的管理,通過采集數據,提供輔助決策支持。


                                        4 主要設備


                                        4.1 無線遙測風速風向站

                                        無線遙測風速風向站是一種通用型的風速風向測量數據采集設備系統,可用于水電﹑鐵路﹑公路﹑礦山﹑國防及建筑工程等領域,滿足測量水平風參量的需要。

                                        無線遙測風速風向站安裝方便、連接便捷,即連即用。具有測量數據自動采集、無線傳輸、測量數據存貯、測量數據管理、測量成果輸出、測量數據越上限報警等功能。儀器測量精度高,穩定可靠,無線遙測風速風向站采用蓄電池供電,太陽能自控充電,適用于野外作業。

                                        無線遙測風速風向站配置風速風向儀1 臺、太陽能板1 塊、電器防雨保護箱1 只(內置蓄電池1 塊、太陽能充電控制器1 個、 GPRS 或CDMA 無線傳輸終端1部、采集器及485 模塊1 個)、不銹鋼安裝支架1 套。無線遙測風速風向站結構簡單,安裝方便,傳感器不需要進行任何設置,即連即用。如下圖(圖二)所示:

                                        無線遙測風速風向站示意圖(圖二)


                                        4.2 無線遙測水位站


                                        無線遙測水位站適用于在無電源無線傳輸工況下測量水庫、河流、湖泊、壩體測壓管等的水位,是監測水位變化的有效監測設備。水位站采用太陽能供電,磁光編碼原理進行測量,其測量精度高、穩定性好、沒有溫漂和時漂的影響,測量信號可自報或實時采集。

                                        無線遙測水位站由水位計、GPRS 無線終端、蓄電池、太陽能板、太陽能充電控制器、不銹鋼防雨保護箱等組成。如圖三所示:


                                        無線遙測水位站結構圖(圖三)


                                        4.3 無線遙測雨量站

                                        無線遙測雨量站是一種通用型的雨量測量數據采集設備系統,可用于水電﹑鐵路﹑公路﹑礦山﹑國防及建筑工程等領域,滿足測量雨量參量的需要。

                                        無線遙測雨量站配置雨量計1 臺、太陽能板1 塊、電器防雨保護箱1 只(內置蓄電池1 塊、太陽能充電控制器1 個、GPRS 無線終端1 部、采集器及485 模塊1 個)、不銹鋼安裝支架1 套。如圖四所示無線遙測雨量站結構簡單,安裝方便,傳感器不需要進行任何設置,即連即用。主要功能有雨量傳感器的測量數據自動采集和無線傳輸、測量數據存貯、計算機通信、測量數據管理、測量成果輸出。


                                        無線遙測雨量站結構圖(圖四)


                                        4.4 雨量采集器及485 模塊


                                        雨量采集器及485 模塊結構圖(圖五)


                                        信號環境監測的氣溫、氣壓轉化為RS485 信號,通過GPRS 終端將數據發出,計算機存儲測量數據并進行管理,所有存貯結果均采用文本方式輸出。

                                        采集器結構簡單,安裝方便、連接便捷,即連即用,有自動采集、存貯、查詢等功能??杀O測雨量、雨強等物理量,測量精度高,穩定可靠??稍O置單位雨量、自報周期、可查詢一周數據、可顯示當前雨強、當日雨量,可手動清零或系統自動清零,清零前自動發送和保存一周數據。


                                        5 數據通訊、數據采集、數據管理軟件


                                        5.1 軟件安裝文件

                                        雙擊“GprsHms.exe”啟動,如下圖:



                                        5.2 軟件啟動后界面如下:(各測點分布圖)




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