【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分承擔(dān)洪水預(yù)報(bào)等任務(wù)，有從分中心下載水情需求的測(cè)站；在星形網(wǎng)內(nèi)的信息流程中，發(fā)生信道轉(zhuǎn)移的測(cè)站，也可以設(shè)計(jì)為集合轉(zhuǎn)發(fā)站。出于可靠性和經(jīng)濟(jì)性的原則考慮，集合轉(zhuǎn)發(fā)站的數(shù)量應(yīng)盡量少設(shè)。分中心 有集合轉(zhuǎn)發(fā)站的星形網(wǎng)在有些水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中，報(bào)汛站終端機(jī)（RTU）具有信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，依靠其數(shù)據(jù)通信協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)無中心、多路由的通信網(wǎng)絡(luò)。這種支持通信路由自動(dòng)優(yōu)化（前提是通信距離在“視距”范圍之內(nèi)）的系統(tǒng)，就其通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)而言，在物理上不是星形網(wǎng)，但在邏輯上仍屬于星形網(wǎng)。 功能設(shè)計(jì)和技術(shù)要求 功能設(shè)計(jì)水情報(bào)汛通信網(wǎng)包含報(bào)汛站、集合轉(zhuǎn)發(fā)站和水情分中心，在用超短波信道構(gòu)成的網(wǎng)中還有中繼站。各類站點(diǎn)的功能是：（1）報(bào)汛站①在測(cè)站終端機(jī)的控制下，按《報(bào)汛任務(wù)書》規(guī)定的段次，自動(dòng)完成定時(shí)發(fā)報(bào)和在雨量、水位達(dá)到加報(bào)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)隨時(shí)發(fā)報(bào)；②接受分中心的查詢、召測(cè)；③報(bào)汛站實(shí)現(xiàn)主備通信信道的自動(dòng)切換；④流量、泥沙等水情信息，能通過人工置數(shù)方式發(fā)報(bào)；⑤具有現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程下載固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能；⑥具有遠(yuǎn)程工作設(shè)定和工作參數(shù)修改的功能；⑦具有良好的電源管理和通信管理功能，包括向水情分中心報(bào)告電源狀態(tài)信息。（2）集合轉(zhuǎn)發(fā)站除具有報(bào)汛站的功能外，還具備自動(dòng)接收、處理相關(guān)測(cè)站的信息，連同自身的信息合并轉(zhuǎn)發(fā)到分中心的功能，同時(shí)能接收分中心轉(zhuǎn)發(fā)來的信息，能對(duì)所轄的測(cè)站進(jìn)行水情數(shù)據(jù)的召測(cè)。（3）分中心①全天候值守、實(shí)時(shí)接收?qǐng)?bào)汛站、集合轉(zhuǎn)發(fā)站（含中繼站）主動(dòng)發(fā)送的水情信息，定時(shí)接收各站點(diǎn)通信設(shè)備工作狀態(tài)信息；②向報(bào)汛站發(fā)指令，主動(dòng)查詢、召測(cè)數(shù)據(jù)；③對(duì)所接收的信息進(jìn)行解碼、合理性檢查、糾錯(cuò)，并按要素分類進(jìn)行存儲(chǔ)；④向?。▍^(qū)、市）或流域、其它水情分中心及測(cè)站轉(zhuǎn)發(fā)水情信息；⑤對(duì)報(bào)汛站、集合轉(zhuǎn)發(fā)站（含中繼站）進(jìn)行遠(yuǎn)程工作設(shè)定和工作參數(shù)修改等，包括校時(shí)、報(bào)汛時(shí)段的變更和開機(jī)、關(guān)機(jī)等；⑥具有與鄰近流域（河段）水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中心站聯(lián)網(wǎng)的功能，實(shí)現(xiàn)信息共享；⑦具有遠(yuǎn)程下載報(bào)汛站固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能；⑧具有良好的電源管理和通信管理功能。 技術(shù)要求報(bào)汛通信設(shè)施設(shè)備包括具備人工置數(shù)功能的測(cè)站終端單元、中繼站、集合轉(zhuǎn)發(fā)站和分中心的實(shí)時(shí)水情接收控制機(jī)。各報(bào)汛通信設(shè)施設(shè)備的主要技術(shù)要求如下：（1）測(cè)站終端單元測(cè)站終端單元包括帶有人工置數(shù)功能的數(shù)傳儀、電臺(tái)（短波、超短波）、衛(wèi)星通信終端、電源設(shè)備、有線或移動(dòng)通信設(shè)備等，能完成水情信息提取和發(fā)送功能。①環(huán)境條件：工作溫度10℃～45℃，工作濕度≤95%（40℃）。②可靠性指標(biāo)：在正常維護(hù)條件下，設(shè)備的MTBF≥25000小時(shí)。③遙測(cè)終端采用定時(shí)自報(bào)、加報(bào)和召測(cè)兼容的工作體制。對(duì)超短波組網(wǎng)，采用增量隨機(jī)自報(bào)與定時(shí)自報(bào)兼容的工作體制，對(duì)人工置數(shù)信息要有反饋確認(rèn)的功能。④遙測(cè)終端必須具有人工置數(shù)接口，實(shí)現(xiàn)人工鍵入信息的發(fā)送。⑤遙測(cè)終端具有與衛(wèi)星、短波、超短波、有線電話、移動(dòng)電話、中高速數(shù)字電路的任意兩種信道相連的接口。⑥通信設(shè)備的主要性能技術(shù)指標(biāo)要符合《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》SL612003的要求。⑦洪峰水位數(shù)據(jù)通過自動(dòng)識(shí)別有困難時(shí)可通過人工置數(shù)方式發(fā)送。（2）人工置數(shù)裝置提供人工鍵入信息的輸入和發(fā)送裝置，輸入形式由流域、?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）自行規(guī)定。（3）超短波信道的中繼站①本系統(tǒng)采用數(shù)字再生中繼體制。②環(huán)境條件：工作溫度10℃～45℃，工作濕度≤95%（40℃）。③可靠性指標(biāo)：MTBF≥25000小時(shí)。④其它性能指標(biāo)符合《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》SL612003的要求。（4）集合轉(zhuǎn)發(fā)站集合轉(zhuǎn)發(fā)站具有接收水文測(cè)站通過不同信道（最多三種）發(fā)送至本站信息的功能，并能通過兩種信道將信息轉(zhuǎn)發(fā)給分中心；能對(duì)所轄的測(cè)站進(jìn)行水情數(shù)據(jù)的召測(cè)。集合轉(zhuǎn)發(fā)站不僅能通過多種信道接收測(cè)站和分中心的信息，而且需要對(duì)接收的信息進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)發(fā)。①環(huán)境條件：工作溫度10℃～45℃，工作濕度≤95%（40℃）。②可靠性指標(biāo)：MTBF≥25000小時(shí)。（5）實(shí)時(shí)水情接收控制機(jī)①硬件性能實(shí)時(shí)水情接收控制機(jī)兩臺(tái)，互為備份。②系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)為WINDOWS XP / WINDOWS7及以上版本，并支持TCP/IP協(xié)議。③應(yīng)用軟件功能l 能同時(shí)接收至少三種通信信道上報(bào)的實(shí)時(shí)水情，并采用相應(yīng)的檢驗(yàn)措施和技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的正確性。l 能檢測(cè)信道和測(cè)站設(shè)備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切換到備用信道上。l 能存儲(chǔ)一年的原始數(shù)據(jù)和水情數(shù)據(jù)報(bào)文。l 能對(duì)接收到的水情數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。l 對(duì)水情報(bào)文、流水號(hào)、統(tǒng)計(jì)值等進(jìn)行檢索。 工作體制和信息傳輸協(xié)議 工作體制按照《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》（SL612003）和《水文情報(bào)預(yù)報(bào)拍報(bào)辦法》的有關(guān)規(guī)定，在國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程的水情報(bào)汛通信網(wǎng)中，要求系統(tǒng)采用定時(shí)自報(bào)、加報(bào)和召測(cè)兼容的工作體制。對(duì)超短波組網(wǎng)，采用增量隨機(jī)自報(bào)與定時(shí)自報(bào)兼容的工作體制，對(duì)人工置數(shù)信息要有反饋確認(rèn)的功能。 信息傳輸協(xié)議在一個(gè)水情分中心的范圍內(nèi)應(yīng)盡量保持報(bào)汛通信協(xié)議以及傳輸?shù)乃樾畔?shù)據(jù)格式統(tǒng)一，在有新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頒布后應(yīng)嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；分中心向所屬流域或?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）傳輸?shù)乃樾畔⒌臄?shù)據(jù)格式由本流域或省（區(qū)、市）自行規(guī)定。凡向本流域、?。▍^(qū)、市）以外的流域、省（區(qū)、市）、中央傳輸?shù)乃樾畔⒌臄?shù)據(jù)格式應(yīng)嚴(yán)格遵循部頒標(biāo)準(zhǔn)。 通信方式和數(shù)據(jù)傳輸方式 通信方式通信方式應(yīng)采用半雙工（數(shù)據(jù)可以沿任一方向傳輸，但不允許同時(shí)沿兩個(gè)方向傳輸，在任何給定的時(shí)間，傳輸只能沿一個(gè)方向進(jìn)行）方式。 數(shù)據(jù)傳輸方式報(bào)汛通信網(wǎng)內(nèi)報(bào)汛站與分中心之間雖然都有兩種信道，但對(duì)于任何一組水情數(shù)據(jù)而言，均僅采用一種信道傳輸，這就決定了用比特形式表示的信息流是以串行方式，每次按比特依次在一條信道上傳輸?shù)模磾?shù)據(jù)傳輸采用串行的方式。 通信信道設(shè)計(jì) 公共電話交換網(wǎng)（PSTN）（1）工作原理。它是通過兩端被稱作modem的設(shè)備將由數(shù)據(jù)終端進(jìn)入的低速數(shù)據(jù)經(jīng)PSTN、用電路交換方式連接至別的用戶終端或計(jì)算機(jī)。modemmodem數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)終端PSTN圖 PSTN的數(shù)字傳輸原理示意圖（2）適用范圍用PSTN信道組建報(bào)汛通信網(wǎng)，適用于已安裝程控電話的各類報(bào)汛站和分中心。（3）主要優(yōu)缺點(diǎn)PSTN組網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：①適用范圍廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全國(guó)中央報(bào)汛站中，大部分已安裝程控電話。用PSTN組網(wǎng)在水文部門具有極大的普及推廣前景。②用PSTN組網(wǎng)，傳輸速率高，沒有無線通信中經(jīng)常遇到的同頻干擾問題，傳輸質(zhì)量也較高。③采用專門的調(diào)制解調(diào)器后，電路的響應(yīng)速度快，一般一個(gè)報(bào)汛站的數(shù)據(jù)通信在3～6秒鐘內(nèi)即可完成。④技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。無論是設(shè)備造價(jià)還是運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，都明顯低于無線信道組建的專網(wǎng)。PSTN組網(wǎng)也有缺點(diǎn)和必須認(rèn)真對(duì)待的問題：①傳輸時(shí)效不甚理想。由于PSTN采用電路交換方式進(jìn)行通信，作為交換機(jī)，建立通信要花費(fèi)30秒左右的時(shí)間，在系統(tǒng)容量較大、且采用通用調(diào)制解調(diào)器的條件下，時(shí)效慢的問題相當(dāng)突出，可通過在分中心安排多條線路或設(shè)置集成轉(zhuǎn)發(fā)站來解決。②部分報(bào)汛站的電話屬農(nóng)話線路，線路質(zhì)量不高，防御自然災(zāi)害的能力低；當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)，建設(shè)、維修費(fèi)用也高，使它應(yīng)用受到限制。③當(dāng)采用通用的調(diào)制解調(diào)器時(shí)，其功耗相當(dāng)大，使用中必須采取節(jié)電措施。一般在不工作時(shí)，設(shè)計(jì)為休眠狀態(tài)；在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過終端設(shè)備或電話振鈴信號(hào)上電工作。④PSTN屬有線通信信道，防雷避雷問題格外重要，若解決措施不得力，電話會(huì)構(gòu)成引雷設(shè)備，極易造成設(shè)備因雷擊而毀壞。 超短波信道超短波是指工作于VHF/UHF頻段（30～300MHZ）的信道。據(jù)國(guó)家無線電管理委員會(huì)規(guī)定，用于水情報(bào)汛通信的有138～15224～231和400MHZ三個(gè)頻段。各地可根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的頻段，報(bào)請(qǐng)當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會(huì)批準(zhǔn)后實(shí)施。（1）工作原理超短波通信的傳播機(jī)理是對(duì)流層內(nèi)的視距傳播與繞射傳播。視距傳播損耗小，受環(huán)境的影響也小，接收信號(hào)穩(wěn)定，是報(bào)汛通信設(shè)計(jì)選用的主要方式。但是，由于傳播距離較短，常常需要建設(shè)中繼站進(jìn)行接力。與PSTN組網(wǎng)一樣，在超短波信道組建的通信網(wǎng)中，無論是發(fā)送端還是接收端，都必需配備無線調(diào)制解調(diào)器，分別完成音頻信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換，方能實(shí)現(xiàn)水情信息的傳輸功能。在采用數(shù)傳電臺(tái)時(shí)可由RS232C接口直接與遙測(cè)終端機(jī)相連。（2）適用范圍①電信公用通信網(wǎng)不能覆蓋的，或雖被覆蓋但可靠性較差的報(bào)汛站。②平原和起伏不大的小山區(qū)和丘陵地區(qū)。③分中心與所轄水情站距離不遠(yuǎn)，可建立可靠信道的報(bào)汛站。④目前已建成超短波話音報(bào)汛網(wǎng)的報(bào)汛站和地區(qū)。（3）優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)l 信道穩(wěn)定，基本不受天氣影響。l 技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單且易于配套，建設(shè)周期短。l 實(shí)時(shí)性能好；功耗小，很適合無市電地區(qū)運(yùn)行。②缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)中應(yīng)認(rèn)真對(duì)待的問題l 在用戶擁擠的地區(qū)（多為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)），同頻干擾日趨嚴(yán)重。l 山區(qū)及遠(yuǎn)距離的超短波通信需在野外高處建中繼站，雷擊是一個(gè)突出問題，維護(hù)管理極為不便。l 有些地區(qū)天線需高掛，從而造成塔桿造價(jià)過高。l 無論從通信的可靠性考慮，還是從節(jié)約通信網(wǎng)建設(shè)投資來考慮，每條超短波電路的專用中繼站均不得超過2級(jí)。 蜂窩無線移動(dòng)通信蜂窩無線移動(dòng)通信已有三代技術(shù)應(yīng)用和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其中“1G”系統(tǒng)——模擬移動(dòng)系統(tǒng)，已基本淘汰?！?G”系統(tǒng)——為目前主流應(yīng)用，以GSM網(wǎng)為代表主要利用TDMA多址模式，同時(shí)也推廣了窄帶CMDA；“3G”系統(tǒng)——是目前營(yíng)造寬帶CDMA移動(dòng)通信環(huán)境的主流技術(shù)，相繼推出三個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn):WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）采用GSM信道組建報(bào)汛通信網(wǎng)，原則上適用于GSM網(wǎng)所能覆蓋的報(bào)汛站和地區(qū)。利用GSM信道實(shí)施水情信息傳輸，可采取兩種方案：（1）報(bào)汛站、分中心均配備手機(jī)，在專門通信軟件的支持下，依托GSM公網(wǎng)完成測(cè)站分中心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的水情數(shù)據(jù)上報(bào)。（2）通過與電信部門的協(xié)商，在GSM短信息中心配置專用的水情數(shù)據(jù)服務(wù)器，再通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）等數(shù)字電路完成向分中心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。有關(guān)水情報(bào)汛組網(wǎng)的實(shí)踐表明，利用GSM公網(wǎng)，特別是GSM專業(yè)短信息平臺(tái)組網(wǎng)，優(yōu)點(diǎn)突出，技術(shù)也比較成熟。利用GSM短信息平臺(tái)組網(wǎng)，具有以下優(yōu)勢(shì)：①系統(tǒng)響應(yīng)速度快，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠。有些省已建系統(tǒng)的運(yùn)行表明，響應(yīng)速度僅為幾秒鐘，傳輸速率達(dá)9600bps，絕大部分報(bào)汛站的數(shù)據(jù)可在1分鐘左右到達(dá)分中心，暢通率可達(dá)98%以上。②系統(tǒng)容量較大，可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大。一條短信息所能容納的數(shù)據(jù)量最多可達(dá)100字節(jié)以上。③GSM信道無需中繼，即可用于無線遠(yuǎn)程傳輸，加上它屬于雙向通信，可方便地實(shí)施遠(yuǎn)程控制，所以組網(wǎng)十分靈活。④GSM系統(tǒng)設(shè)備體積小、重量輕、功耗低。由于不需要架設(shè)室外天線，安裝方便，不僅一次性建設(shè)投資少，而且維護(hù)管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低。選用GSM組網(wǎng)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：①在進(jìn)行GSM信道設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行測(cè)站與GSM基站間的電路測(cè)試（估測(cè)）。經(jīng)驗(yàn)表明，只有在報(bào)汛站所在地的場(chǎng)強(qiáng)比GSM手機(jī)靈敏度高出10～20db左右時(shí)，方可保證數(shù)據(jù)的可靠