【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 除接收數(shù)據(jù)庫(kù)里的冗余和不合理數(shù)據(jù)、提取接收數(shù)據(jù)庫(kù)里的特征數(shù)據(jù)并加以處理，使之成為能正確反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的水位、雨量等水情要素變化過程的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)通訊功能 信息中心站 可對(duì)現(xiàn)地測(cè)控裝置的遠(yuǎn)程控制功能；通過有線、光纜、電話線、微波、無(wú)線、寬帶網(wǎng)等與上級(jí)管理部門的計(jì)算機(jī)之間通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可與局域網(wǎng)聯(lián) 網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)資源共享。 無(wú)線 RTU 采用 MC39i 內(nèi)核，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，與數(shù)據(jù)中心接口設(shè)備一起提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道，組成用戶專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 定時(shí)向中心發(fā)送數(shù)據(jù)：根據(jù)事先設(shè)置的發(fā)送數(shù)據(jù)間隔向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心發(fā)送水情數(shù)據(jù)和接收命令數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收發(fā)完畢，自動(dòng)斷線。 當(dāng)有用戶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，立刻發(fā)起連接：當(dāng)有用戶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)， 連接移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)并登錄數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心，傳輸數(shù)據(jù)并等待回執(zhí)和命令，然后自動(dòng)下線。 管理功能 監(jiān)控主機(jī)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一般管理能力，并有信號(hào)超限報(bào)警功能。 信息管理主機(jī)作為系統(tǒng)的綜合信息管理中心 ，具有在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、測(cè)點(diǎn)管理、安全管理、系統(tǒng)管理等。包括數(shù)據(jù)的人工 /自動(dòng)采集、測(cè)值的離線處理、工程檔案資料、報(bào)表制作、圖形制作、瀏覽器、輔助工具、幫助系統(tǒng)等內(nèi)容。 自檢功能 系統(tǒng)具有自檢功能，可對(duì)測(cè)控裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 CPU、時(shí)鐘、供電狀況、電池電壓和測(cè)量電路進(jìn)行自檢，監(jiān)控主機(jī)和信管主機(jī)可顯示狀態(tài)信息，以便及時(shí)維護(hù)系統(tǒng)。 防雷抗干擾功能 在系統(tǒng)的供電線路、傳感器到測(cè)控裝置的入口、通訊線路及計(jì)算機(jī)房等重要部位均設(shè)有防雷設(shè)備，采取三級(jí)防雷保護(hù)措施，確保系統(tǒng)在雷擊和電源波動(dòng)等情況下能 正常工作。電源和通訊線路可防 1500W雷電感應(yīng)，傳感器輸入口可防600W雷電感應(yīng)。 7 武漢 XX科技有限公司開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)能夠完成對(duì) 流域內(nèi)降雨和水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、整編、分析、預(yù)報(bào)工作。 流域水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體功能是自動(dòng)采集、傳輸和處理實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)，及時(shí)了解流域水雨情實(shí)況，提高河道信息測(cè)報(bào)水平、實(shí)現(xiàn)水情測(cè)報(bào)自動(dòng)化、資料整編電算化。其具體性能如下： （ 1）信息中心站接收所有 18 個(gè)遙測(cè)雨量、水位站數(shù)據(jù)資料的時(shí)間不超過5 分鐘，并預(yù)留未來(lái) 20 個(gè)采集站點(diǎn)數(shù)據(jù)資料的 系統(tǒng)冗余； （ 2）執(zhí)行一次區(qū)域自動(dòng)測(cè)報(bào)站數(shù)據(jù)采集并完成數(shù)據(jù)傳輸、處理、入庫(kù)的時(shí)間不超過 15 分鐘； （ 3）工作方式：自報(bào)方式； （ 4）可自動(dòng)采集水位和降水?dāng)?shù)據(jù)，定時(shí)、適時(shí)地傳輸數(shù)據(jù)； （ 5）各項(xiàng)設(shè)備要符合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、低功耗的原則，所有自動(dòng)測(cè)報(bào)站都能在無(wú)人值守的條件下工作； （ 6）能長(zhǎng)期地、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作，應(yīng)避免因中心站出現(xiàn)故障而丟失成片的水情數(shù)據(jù)； （ 7）數(shù)據(jù)超限告警及設(shè)備故障告警； （ 8）通信暢通率應(yīng)大于 98％，系統(tǒng)誤碼率不大于 1105； （ 9）能與其它有關(guān)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； （ 10）系統(tǒng) MTBF 大于 10000 小時(shí)； （ 11）具有可靠的防雷措施； 先進(jìn)性 武漢 XX科技有限公司自主研發(fā)的水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 同國(guó)際上的幾種先進(jìn)產(chǎn)品如美國(guó)的 Geomation 2300系統(tǒng)， SINCO的 IDA系統(tǒng)，意大利的 GPDAS系統(tǒng)是相當(dāng)?shù)?，系統(tǒng)功能、技術(shù)性能和總體結(jié)構(gòu)都很接近，且在中國(guó)各水庫(kù)、流域管理機(jī)構(gòu)應(yīng)用時(shí)更具有優(yōu)越性，更適應(yīng)中國(guó)的監(jiān)測(cè)儀器。如在差動(dòng)電阻式儀器測(cè)量方面采用了消除導(dǎo)線電阻及芯線電阻變差影響的五芯測(cè)量技術(shù)，這項(xiàng)性能優(yōu)于國(guó)外系統(tǒng)。 可靠性 8 武漢 XX科技有限公司的水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 在研制和生產(chǎn)過程中特別注意提高系統(tǒng)可靠性。和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比較， XX水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)處于領(lǐng)先地位，表現(xiàn)在下述方面： （ 1）系統(tǒng)具有總體結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，因測(cè)量、控制和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等重要功能均分散到每一臺(tái) RTU上，由若干臺(tái) RTU組成系統(tǒng)。當(dāng)單臺(tái)或少數(shù)測(cè)控裝置發(fā)生故障時(shí)，只有與發(fā)生故障的測(cè)控裝置連接的監(jiān)測(cè)儀器不能測(cè)量，整個(gè)系統(tǒng)并不會(huì)停測(cè)。 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線中通訊和數(shù)據(jù)傳輸均為數(shù)字量，不僅對(duì)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)要求較低而且抗干擾能力特強(qiáng)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)總線上又設(shè)置了防雷保護(hù)盒過流保護(hù) 器及其他保護(hù)措施，因此使系統(tǒng)的可靠性大大提高。 （ 2）系統(tǒng)具有功能上的優(yōu)越性，系統(tǒng)不僅有中央控制功能，即由前方的監(jiān)控主機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令進(jìn)行全系統(tǒng)的巡測(cè)或選測(cè)，而且有自動(dòng)控制功能，即由數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)上的測(cè)控裝置自動(dòng)進(jìn)行巡測(cè)且存儲(chǔ)、發(fā)送數(shù)據(jù)。 在特別嚴(yán)重的運(yùn)行情況下，例如特大洪水，廠房不能發(fā)電，電源中斷，總線破壞等， 各 RTU仍能在一周之內(nèi)自動(dòng)巡測(cè)和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)丟失，確保自動(dòng)化采集的可靠性。 （ 3）系統(tǒng)采取了多級(jí)備用措施，最大限度地保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。 （ 4）系統(tǒng)能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，具有三級(jí)防雷、 抗干擾措施，電源和通訊口可防 1500W雷電感應(yīng)，傳感器輸入口可防 600W雷電感應(yīng)，故具有足夠高的防雷、抗干擾性能，能長(zhǎng)期可靠地穩(wěn)定運(yùn)行。 （ 5）系統(tǒng)的電路板，經(jīng)過防潮、防霉、防腐蝕處理。元器件經(jīng)過老化篩選，出所前經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間系統(tǒng)考機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)可靠性已達(dá)浴盆曲線平穩(wěn)階段，因此故障率低，壽命長(zhǎng)。采用進(jìn)口密封防潮機(jī)箱，設(shè)置了加熱驅(qū)濕器件，具有長(zhǎng)壽命、耐低溫、抗干擾、抗潮濕的優(yōu)良性能，可保證長(zhǎng)期在水工環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。 （ 6）系統(tǒng)設(shè)備的平均無(wú)故障工作時(shí)間 (MTBF)不小于 10000小時(shí)。 （ 7）系統(tǒng)考核可按每周一次計(jì) 算系統(tǒng)運(yùn)行次數(shù)和數(shù)據(jù)采集次數(shù)： ① 傳感器和 RTU測(cè)量通道故障影響的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) ≤傳感器年運(yùn)行的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)和的 2%。 ② RTU和監(jiān)控主機(jī)故障引起的缺失監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) ≤RTU和監(jiān)控主機(jī)年運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)和的 2%。 9 （ 8）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度滿足以下要求： 人工測(cè)量和自動(dòng)化測(cè)量的絕對(duì)誤差 ）（ 人工自動(dòng) 2222 ?? ?? (超差數(shù)據(jù) 5%)。 兼容性 本系統(tǒng) RTU可接入各類監(jiān)測(cè)儀器 (傳感器 )，即步進(jìn)式、差阻式、振弦式、電感式、電容式、差動(dòng)變壓器式、可變電阻式、浮子式以及輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) (電壓、電流、頻率 )的傳感器，基本上兼容了我國(guó)所用的各類國(guó)內(nèi)外監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)于個(gè)別尚未接入的品種也可根據(jù)用戶選擇采取的軟硬件接口或變送器予以接入。在這一方面， 本 系統(tǒng)兼容性優(yōu)于國(guó)外系統(tǒng)。例如國(guó)外系統(tǒng)不能接入五芯差阻式儀器，本系統(tǒng)不僅可接四芯差阻式儀器，還可接入五芯差阻式儀器。又如進(jìn)口振弦式儀器的激振電壓為 5V，而國(guó)內(nèi)振弦式儀器的激振電壓高達(dá) 160～ 180V，本系統(tǒng)均可接入測(cè)量，這是國(guó)內(nèi)現(xiàn)有其他振弦式儀器的測(cè)量?jī)x表或測(cè)量裝置所做不到的。 可擴(kuò)充性 系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線或其他通訊方式將各測(cè)控裝置連成總線拓?fù)?，便于擴(kuò)展和分期實(shí) 施，在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)不需要對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)或停測(cè)。由于同一 RTU可接入各類監(jiān)測(cè)儀器，因此只要延伸數(shù)據(jù)總線，增加測(cè)控裝置即可將系統(tǒng)擴(kuò)大。當(dāng)系統(tǒng)分期實(shí)施時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每期工程已預(yù)先劃分，后期工程將更加易于續(xù)建。 易維修性 系統(tǒng)具有自檢自校功能，同時(shí)顯示故障信息，便于維護(hù)和修復(fù)。運(yùn)行人員只要針對(duì)故障信息更換備用線路板或零配件即可恢復(fù)運(yùn)行，一般故障修復(fù)時(shí)間不會(huì)超過半小時(shí)。對(duì)于運(yùn)行人員無(wú)法修復(fù)的故障，我們維修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)運(yùn)行的時(shí)間不超過 12小時(shí)。同時(shí)，我們將從遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，以便主動(dòng)協(xié)助運(yùn)行人 員維護(hù)管理。 經(jīng)濟(jì)性 利用無(wú)線通信方式接入遙測(cè)雨量站，極大地降低了遙測(cè)雨量站建設(shè)成本。 10 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)和原則 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)測(cè)點(diǎn)設(shè)置，布置 1個(gè)自動(dòng)雨量站， 2只水位計(jì) ， 選用已建設(shè)好的 20個(gè)雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn) 。根據(jù)測(cè)量斷面的位置，考慮到系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性以及儀器可達(dá)到的測(cè)量距離，各觀測(cè)點(diǎn)使用 無(wú)線數(shù)傳電臺(tái) 傳輸方式，并在 信息中心 內(nèi)配置安裝無(wú)線傳輸模塊。 信息中心配置監(jiān)控主機(jī) 1臺(tái)、管理主機(jī) 1臺(tái)、 UPS 1臺(tái)、穩(wěn)壓電源 1臺(tái)，管理主機(jī)內(nèi)安裝信息管理軟件及數(shù)據(jù)分析軟件，監(jiān)控主機(jī)內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集 軟件。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) XX江 XX水庫(kù) 水情自動(dòng) 測(cè)報(bào) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)依據(jù)主要有： 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5020194)； 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL2522021) ； 《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》 SL250－ 2021； 《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》 SL61－ 2021； 《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備遙測(cè)終端機(jī)》（ SL／ T180－ 1996）； 《水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2762021）； 《水利水電工程自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL/T50511996） ； 《水工建筑物測(cè)流規(guī)范》（ SL2092）； 《通信技術(shù)導(dǎo)則》； 《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（ UPC/G13）； 《計(jì)算機(jī)站場(chǎng)地技術(shù)條件》（ GB288788）； 《計(jì)算機(jī)站場(chǎng)地安全要求》（ GB936188）； 《電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全要求規(guī)范》； 《國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》（ IEEE）； 《國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》（ IEC）； 《中華人民共和國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量法》； 《全國(guó)水利信息化規(guī)劃綱要》； 《國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程總體設(shè)計(jì)報(bào)告》； 11 《 國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 XX江 XX水庫(kù) 水情自動(dòng) 測(cè)報(bào) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中遵循下列原則： （ 1） 雨水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng) 要滿足上述兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。 （ 2）充分考慮原工程特點(diǎn)，選擇必要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置，既要保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置具有代表性，又要體現(xiàn)其特殊性。 （ 3）全面、準(zhǔn)確地反映河道工作性態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常跡象，有效地監(jiān)視河道安全，為運(yùn)行管理提供可靠的資料，滿足河道現(xiàn)代化管理的需要。 （ 4）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型，既要先進(jìn)又要實(shí)用。在滿足安全監(jiān)測(cè)要求的前提下力求 經(jīng)濟(jì)合理。 （ 5）配置相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)河道安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)整理和分析。 12 第 4 章 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置 根據(jù) XX壩址以上水文特性和現(xiàn)有資料條件，初步擬定 XX水文預(yù)報(bào)方案以紫坪鋪水庫(kù)下泄流量為控制，區(qū)間以降雨徑流預(yù)報(bào)方案為主，方案的編制可對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)匯流模型深入研究后確定。 XX江干流彭山水文站以上，由紫坪鋪水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)及相應(yīng)測(cè)站作出彭山水文站測(cè)報(bào)方案，彭山洪水由紫坪鋪水庫(kù)下泄洪水過程與彭山～紫坪鋪區(qū)間洪水迭加。 彭山水文站以上流域內(nèi)有水文氣象部門所設(shè)雨量站 130余處。這些站觀測(cè)年限多在 30年以 上，基本上能反映全流域的氣象特征。本次 XX航電樞紐站網(wǎng)規(guī)劃主要考慮施工及運(yùn)行需要，根據(jù)預(yù)報(bào)方案設(shè)想，在充分利用現(xiàn)有站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃布設(shè)有代表性的水（雨）情測(cè)報(bào)控制站。 施工期初步擬定站網(wǎng)布設(shè)如下： 1）水文、水位站 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置 XX江干流紫坪鋪、彭山 2個(gè)水文站和 XX航電樞紐壩上水位站；彭山～紫坪鋪區(qū)間面積 7997 km2，區(qū)間來(lái)水較大，南河增設(shè) 1個(gè)控制性水文站。 2）雨量站 布站時(shí)，按充分利用現(xiàn)有站點(diǎn)、暴雨中心比其它地區(qū)密、地形變化復(fù)雜地區(qū)比其它地區(qū)密的原則，在編制區(qū)間洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，本次初步選定：安德 鋪、陴縣、溫江、龍泉驛、雙流、正興、鉆洞子、萬(wàn)家場(chǎng)、元通、雙河場(chǎng)、和平、新新場(chǎng)、大邑、麻子壩、水口、夾關(guān)、新津、仰溪、浦江、唐場(chǎng)、搽耳巖 20個(gè)雨量站作為雨量遙測(cè)站，均為現(xiàn)有雨量站，暫不新增雨量站，單站平均控制 400km2集水面積。 13 第 5 章 設(shè)備選型 及安裝方案 為了實(shí)現(xiàn) XX江 XX水庫(kù) 水情自動(dòng) 測(cè)報(bào) 系統(tǒng) 要求 ，需在河道上安裝水位計(jì)和雨量計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器。根據(jù)水情測(cè)報(bào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合 XX水庫(kù) 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則，選定 XX江 XX水庫(kù) 水情自動(dòng) 測(cè)報(bào) 系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)采集端的儀器設(shè)備，現(xiàn)將有關(guān)儀器選型以及所選儀器的性 能、技術(shù)指標(biāo)說明如下。 監(jiān)測(cè)設(shè)備選型 水位傳感器 選用浮子水位計(jì)應(yīng)用于庫(kù)前水位站 ,型號(hào)：WFH2型細(xì)井式遙測(cè)水位計(jì)，生產(chǎn)許可證號(hào)： XK34－ 1320218。符合以下要求： (1) 測(cè)量范圍： ； (2) 測(cè)量精度： 1cm ； (3) 水位變率： ≯ 100cm/min； (4) 測(cè)量誤差（準(zhǔn)確度）：在全量程范圍內(nèi) 95?測(cè)點(diǎn)的允許誤差為 ?2cm，99?測(cè)點(diǎn)的允許誤差為 ?3cm； (5) 輸出碼制：格雷碼 (6) 工作環(huán)境：溫度 40～ +60℃ ，濕度 ≤95%。 當(dāng)前最常用的是 WFH2 型細(xì)井式遙測(cè)水位計(jì)，可測(cè)量天然水體水位的變化，適用于江河、湖泊、水庫(kù)、河口、渠道、船閘、地下水、大壩測(cè)壓管及各種水工建筑物處的水位測(cè)量。本儀器傳感部分的浮子直徑小、測(cè)井結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，安裝方便。