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创新永无止境

Innovation never ends

中小河流水文自动测报系统解决方案

发布时间:2023-08-10 10:16        浏览量:1613
中小河流水文自动测报系统解决方案
一、背景
2016年发改委、水利部、住房城乡建设部颁发的《水利改革发展“十三五”规划》,强调改革创新水利发展体系机制并深化水利工程建设与管理改革,其中包括推进水利工程建设管理体制改革,创新水利工程运行管护机制,优化水利工程调度运用方式,提高水利工程管理现代化水平。2018年水利部颁发的《水利部关于印发加快推进新时代水利现代化的指导意见的通知》,提出加快推进水利基础设施现代化,大力推进工程提质升级。2019年4月15日,国家发展改革委、水利部联合印发了《国家节水行动方案》,计划至2020年,建立覆盖主要农作物、工业产品和生活服务业的先进用水定额体系。要求农田灌溉水有效利用率提高到0.55以上;大力推进节水灌溉,2020年前,每年发展高效节水灌溉面积2000万亩、水肥一体化面积2000万亩;到2022年,创建150个节水型灌区及100个节水农业示范区,加强农村生活用水设施改造,加快村镇生活供水设施及配套管网建设与改造。并倡导推动节水技术与工艺创新,重点支持用水精准计量、水资源高效循环利用、精准节水灌溉控制,管网漏损监测智能化,非常规水利用等先进技术及使用设备研发。
此外,2018年-2019年期间,水利部长鄂竟平在现代治水与科技创新高端论坛、全国水利工作会议上多次指出,当前我国治水的主要矛盾已经发生深刻变化,转变为人民群众对水资源水生态水环境的要求与水利行业监督能力不足的矛盾,下一步水利工程的重心将转到“水利工程补短板,水利行业强监督”,这是当前和今后一个时期水利改革发展的总基调。
“智慧水务”是水务信息化发展的高级阶段,是数字经济环境下,传统水务企业转变发展方式、实现科学发展的必经之路。将云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术与智慧水务建设相结合。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。我公司水雨情传感器通过通信模块进行无线部署,相比有线传输方式是一种更廉价的连接形式。利用NB-IoT技术,相对无线物联网技术,具有低功耗,大容量、高稳定性以及深覆盖等显著优势。
2020年5月22日,第十三届全国人民代表大会第三次会议政府工作报告重点强调,今年将实施扩大内需战略,推动经济发展方式加快转变,尤其在扩大有效投资方面,将加强交通、水利等重大工程建设。我国已于3月28日进入汛期,南方地区强降雨过程频繁;据预测,汛期我国南北方都有多雨区,区域性暴雨洪水重于常年,防汛形势不容乐观。水利部要求全面梳理水旱灾害防御各个环节,认真查找风险隐患,强化气象、水文等联合会商和信息共享,做好中短期和临近预测预报,为防汛决策和调度提供支撑;抓紧完成大江大河和重要支流超标洪水防御预案;严控汛限水位,实行“线上线下”监管,严禁水库违规超汛限水位运行,充分发挥山洪灾害防治监测预警系统和群测群防体系的作用,及时发布山洪灾害预警,切实保障人民群众生命安全。

水雨情监测系统属于防汛减灾的重要组成部分,我公司利用信息化手段通过准确测量水位雨量参数,创建防汛数据模型,通过计算,利用技术优势,系统稳定、精确,可有效协助防汛人员的工作开展。对推动水利项目的建设、倡导“智慧水务”有着积极的作用。


二、需求分析
2.1功能需求
水雨情及流量监测作为河流水文信息化体系建设的重要组成部分,可结合当地防洪排涝总体方案的内容及规划,通过有针对性的设计和施工,能较为彻底的解决当地流域防洪安全问题。因此,建设一套完整的水雨情自动化监测系统是十分必要也是必须的。用以实现对于雨量、水位、流量等所有数据的采集、配置、处理、集成,作为应用系统水雨情数据的实时数据源。
监测系统设计目标主要如下所示:
1、实现测站基本数据以及图像的自动采集、远程传输、处理和入库,满足水情报汛要求;
2、实现测站基本水文数据本地固态存储、远程和现场批量调取,满足水文资料整编要求;
3、中心正确接收一次所属全部报汛站的遥测数据的时间不超过5分钟,完成一次区域报汛站数据采集并完成数据传输、处理、入库的时间不超过 8 分钟,并能及时向有关单位和上级部门分发转报,提供信息服务;
4、支持查询(召测)和自报混合式体制;
5、3G/4G/GPRS/SATE/SMS主备信道自动切换;
6、数据通信误码率小于 10-6 ,可靠度> 99.99 %。
2.2用户需求
2.2.1 基本性能需求
1、系统稳定性:要求系统软硬件整体及其功能模块具有稳定性,在各种情况下不会出现死机现象,更不能出现系统崩溃现象。
2、系统可靠性:要求系统数据维护、查询、分析、计算的正确性和准确性。
3、容错和自适应性能:对使用人员操作过程中出现的局部错序或可能导致信息丢失的操作能推理纠正或给予正确的操作提示。对于关联信息采用自动套接方式按使用频度为用户预置缺省值。
4、易于维护性:要求系统的数据、业务以及涉及电子地图的维护方便、快捷。
5、安全性:要求保障系统数据安全、不易被侵入、干扰、窃取信息或破坏。
6、可扩展性:要求系统从规模上、功能上易于扩展和升级,应制定可行的解决方案,预留相应的接口。
7、数据精确度:管理系统涉及不同类型的数据,数据从采集、检验、录入、上报到入库,经过多种工序,要保证数据精度需要。在数据处理过程中,系统对地形数据、模型运算等的精度有一定要求,如地形数据在采集过程中的精度,模型输入、输出数据精度等。
8、时间特性:管理系统涉及多个单位,有一定的业务流程,对系统的响应时间、更新处理时间、数据转换与传输时间及运行效率都有一定的要求,因此,在系统设计、模型算法等方面要有所考虑,采用高效合理的方法和算法,以提高系统运行效率。
9、适应性:系统在操作方式、运行环境、与其他软件的接口以及开发计划等发生变化时,应具有的适应能力。
2.2.2硬件性能需求

采集单元

精度

实时传输时间
(装置->数据中心)

采样周期

可靠性

水位

0-5m0.1cm
0-10m0.5cm
0-20m1.0cm

有线:5s

无线:30s

实时、1-24/

系统数据收集的月平均畅通率应达到:平均95%以上的遥测站把数据准确的送到中心站,数据处理作业完成率应大于95%。数据传输的畅通率达到99%以上。

流量

≤±1

实时、1-24/

雨量

≤±4%

实时、1-24/



2.2.3软件性能需求
1、系统响应指标:
1)用户一般操作的响应时间应小于5秒;
2) 一般周期性数据的报表分析响应时间小于30秒;
3)大数据量数据查询操作界面响应时间小于40秒;
2、系统数据存储指标:
1)系统各类基础 数据保存至少1年;
2)统计报表和汇总分析数据至少保存3年;
3、系统可靠性指标;
1)系统保证每周7*24小时连续不间断工作;
2)系统重大故障恢复时间小于30分钟;
2.2.4 安全需求
1、要保障系统运行的安全,并在系统遇到故障时(包括硬件损坏和软件系统崩溃等),能够有效的避免信息丢失和破坏,并尽快恢复系统的正常运行。
2、户外装置(主要包括遥测站设备、传感器设备等)需要采取防火、防潮、防雷、防盗、防破坏、抗干扰等保护措施,便于维护和管理。

3、开发的软件应具有严格用户认证、授权和访问控制的权限管理,防止外部非法用户对平台的访问以及内部合法用户的越权访问。


三、适用规范
1、《水文监测数据通信规约》  (SL651-2014)
2、《水位计通用技术条件》   (SL/T243)
3、《水文自动测报系统技术规范》   (SL61-2003)
4、《水文情报预报规范》   (GB/T 22482-2008)
5、《水位观测标准》   (GB/T 50138-2010)
6、《水情信息编码标准》   (SL330-2011)
7、《水利视频监视系统技术规范》 (SL 515-2013)
8、《水文自动测报系统设备 遥测终端机》 (SL180-2015)
9、《水利水电工程接地设计规范》 (SL587-2012)
10、《水文自动测报系统设备通用技术条件》 (GB/T 27994-2011)
11、《水利水电工程接地设计规范》 (SL587-2012)


四、监测方法
4.1水位监测
本方案雷达水位计(以下简称H1600)是一款采用高频微波测距技术的液位探测仪器,通过传感器发射电磁波照射水面并接收回波,由此分析获得水面至电磁波发射点的距离、方位等信息。该产品可有效的辅助监控水位变化状态,实现了水位计向高精度(毫米级)、高可靠性、安装简便的技术跨越;自带优化的消良滤波设计,为监测单位提供更加精确稳定的水位信息,相比传统雷达水位计 具有精度高、低功耗、体积小等优势。并且串口摄像机定时抓拍图片,对水位进行可视化。
4.2雨量监测
常用降水量观测仪器有:完全人工读数的雨量器,虹吸式自记雨量计、翻斗式雨量计、称重式雨量计、容栅式雨量计、声波式雨量计,光学雨量计等。
翻斗式雨量计的发展起始于70年代,经历了自记型阶段,是目前主要用于遥测的雨量计类型,同时也是目前用途十分广泛,比较成熟的一种雨量计。
翻斗式雨量计靠的是“翻斗”翻动记录降水,结构简易,而且完全依赖于机械动作,稳定性好。翻斗式雨量计适用于人工、遥测等方式的连续降雨观测,结合加热装置或不冻液等,也用于降雪量的监测。
4.3流量监测

本方案采取雷达流量计,通过⾮接触⽅式测量⽔体的流速和⽔位,根据内置的软件算法,计算并输出实时断⾯流量及累计流量。不受温度梯度、压⼒、空⽓密度、⻛或其他⽓象环境条件的影响,不受污⽔腐蚀和泥沙影响,可全天候稳定⼯作。该产品还具有功耗低、体积⼩、安装维护⽅便等特点,⾮常适合野外测量环境。


五、系统构成
5.1 系统结构
水文测报站点以RTU遥测终端为核心,根据站点类型配置相应串口摄像机、雷达水位计、雨量计、流量计、通信终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及防雷接地系统。针对水位测量,为实现“双保险”,自动测报站点建设的同时辅以人工观测水尺,水尺为直读式。此外,采集的信息可接入现地PLC或者通过RTU传输至数据库服务器。


5.2 测报站功能
5.2.1图像/雨量/水位一体化测报站
1)自动采集库区图像、雨量、水位等监测要素,可根据各地需求进行上报时间设定,上报报文符合《水文监测数据通信规约SL651-2014》相关规定,同时可根据各省自定义水文规约进行程序定制开发;
2)图像信息提供:日常每1小时上报,一天上报24张图片;汛期用户可通过短信召测或网络召测方式上传图片;
3)实时、动态的监测被监控对象。


5.2.2流量一体化测报站
流量一体化测报站以监测水情自动监测为主,还可以集成流量站、水质监测、视频监视等系统,并作为灌区流域生态监测的主要组成部分和建设基础,为河流生态流域监测、水政管理、水文资源监测等提供服务。
生态流量监测站以遥测终端为核心,配置雷达流量计、通信终端、电源系统、避雷系统以及相关的土建及附属设置,实现雨情信息的自动采集和自动传输。生态流量监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电。
流量一体化测报站设备组成如下图所示:


流量一体化测报站具有以下功能:
1)实时监测各站点下泄断面的水位、流量等数据;
2)水位/流量过低、监测设备异常时自动报警;
3)通过矢量地图方式宏观展示测点分布位置、运行状态、报警状态;
4)监测数据、图像、视频自动存储,方便历史查阅、事故追溯;
5)自动统计日、月、年等时段历史数据,通过报表、曲线图、柱状图等多种形式展现;
6)支持远程管理在线设备,修改数据采集、上报频率或升级程序等;
7)支持通过数据库等多种形式对接上一级监控平台。

5.3 数据采集与传输设计
自动测报系统通常由传感器、遥测终端机、通信网络、中心站等组成。
5.3.1 遥测终端机
遥测终端机是能自动完成水文等参数的采集存贮编码及传输控制并能通过通讯网络完成数据传输的仪器。遥测终端机查询应答与自报式兼容模式。
遥测终端机的技术要求符合《水文自动测报系统设备遥测终端机 SL/T 180-1996》以及《水文自动测报系统技术规范 SL 61-2003》。功能如下:
(1)具有低功耗和高可靠性,并具备扩展传感器接口和通信接口,重点报汛站以卫星通信为备份传输信道。
(2)当被测参数值发生增减变化(如雨量增加 1mm,水位变化 1cm)或达到设定的时间间隔时,自动采集、存储和发送参数数据,并能根据需要发送累计值或时段值。
(3)当中心站巡测或召测本站时,按照指令要求,向中心站发送数据。
(4)遥测终端机与中心站的通信协议遵循《水文监测数据通信规约SL 651-2014》。
(5)具有定时自检发送、死机自动复位、站址设定、掉电数据保护、实时时钟校准、设备测试等功能。
(6)具有数据补报功能,根据设定设备提供数据存储和滞留数据(当网络连接不好时的未发送数据)的自动补报功能,保证数据的连续性和准确性。
(7)可存储一年以上的测站数据。
(8)支持远程唤醒、远程诊断、远程设置、远程维护等功能。
(9)具备每次向接站点中心发送的数据包带有设备本身的工作(电池电压、信号强度)的功能。
(10)在正常维护条件下,设备平均无故障工作时间 MTBF 大于40000h。
(11)具备良好的抗雷击功能。
5.3.2 通信网络
目前水利信息采集可选用的通信方式主要有:GPRS、3G、4G、ADSL、光纤、卫星通信等。除公网覆盖不及或有特殊需求之外,推荐优先选用公网通信。在选用公网通信网络之前,应实地调查信号覆盖情况。
GPRS 是目前广泛应用与水利信息自动测报系统的一种通信方式,可选用移动、联通、电信等公网,覆盖范围广、入网简单、资费便宜,适用于普通的文本数据及少量的图像数据传输。
3G、4G 与 GPRS 的主要区别是在传输数据量和速度上的提升,可用于图像及视频等大数据量的传输。
5.3.3 测站编码编制
为方便统一管理和资源整合,需对各类测站进行统一编码。
广东省水利厅于 2013 年 10 月制定《水利信息分类和编码规范》,该规范参照《水利工程基础信息代码编制规定》(SL213-2012)、《水利工程基础信息代码编制规定》(SL213-98)等,根据广东省的实际信息点进行扩充编制。其中对水文测站、水土保持监测点、墒情监测点、地下水观测井等的编码规则做出规定,并对主要水利数据及测站进行了编码,形成了项目编码成果。

因此对新建各类测站,应遵循《水利信息分类和编码规范》进行测站编码,其中引用的基础信息代码应采用广东省水利数据中心项目编码成果,成果中未涵盖的编码,按照《水利信息分类和编码规范》要求编制。


5.4 供电设计
5.4.1供电方式
遥测站位于供电困难的地区,并且一般系统测站静态功耗较小,RTU处于间隙工作状态。通信机工作功耗较大,但其仅在发送数据时加电;而RTU的值守电流很小仅为mA级,况且测站的发送次数有限,每次数据发送的时间较短(约几十秒,含预开时间和滞后时间),累计功耗不大。因此,遥测站的供电方式一般采用蓄电池组供电、太阳能浮充的供电方式,这样可以提高整个系统的稳定性和可靠性。此外,能保证设备在环境要求下,电池组容量可保证各类设备在连续30天阴雨天气情况下仍能正常工作,并能在8-20天时间内将蓄电池充足。遥测系统的水情遥测站均采用12V(标称值)蓄电池供电。
5.4.2电源容量
根据现场日照情况及各遥测设备耗电情况计算得出,遥测站采用单晶硅太阳能电池板对免维护蓄电池进行浮充供电。

在日照期间该系统给蓄电池充电,在夜间或连续阴雨期间可使用蓄电池所存储的电能。太阳能浮充蓄电池的设计寿命大于15年,并且具有良好的低温特性和过量充电特性。


5.5 防雷设计
完善的防雷设计,从建筑物、电源、信号电缆、数据终端接口、传感器选型等多方面进行系统防雷整体设计,以确保系统的稳定、可靠、连续运行。
监测站点一般分布在野外,建筑面积很小,可以安装独立避雷针系统直接防直击雷,在遥测站建筑物顶端安装合适的避雷针,可以有效地对保护角(45°)范围内的天线、监测设备和太阳能电池板等室外设备起到防雷保护作用。避雷针装置由避雷针接闪器、基架、引下线组成,装置的各部分连接要牢靠,应焊接;专用引下线的导电性应比较好、通流能力强,可以采用35mm*5mm的热镀锌扁钢或截面积不小于95mm²的多股铜缆,应尽量远离设备箱,与接地体之间应有良好的电气连接;基架、引下线与建筑物钢筋、设备箱间应完全绝缘独立隔离,避免建筑物直击雷电侵入机箱设备内。
遥测站防雷主要包括天线防雷、电源防雷、信号防雷、设备防雷。
1)天线防雷
为获得良好的通讯效果,保证数据通信质量,通讯机天线一般均安装在建筑物的顶端,极易受到雷电破坏,为此,在通讯天线端配置有效的天线避雷器,可明显的降低雷电破坏对设备的影响。
2)电源防雷
由电源引入的雷电破坏是造成设备损坏的主要因素,绝大多数雷击破坏都是由电源通道引入的。为此,在遥测站中电源设计应尽可能用太阳能浮充蓄电池供电,以避免交流电源引雷,蓄电池供电的电线应采用金属护套电缆。在雷电频发区,当直流电源传输距离大于15m时,电缆内芯线应在入口处分别加装电源避雷器。
对中心站电源防雷的设计,在其电源接入端,必须配置可靠的防雷设备以确保设备在恶劣气象条件下能24小时连续安全运行。具体结构设计可按“不间断电源+蓄电池+防雷模块+隔离变压器”的模式来执行,这些技术的综合运用可有效的降低由电源线引入的雷电破坏。
3)信号防雷
本系统采集数据信号为水位、雨量。为保证传感器信号电缆不受雷电影响,室外信号传输电缆应在数据设备的输入端口安装与传输线路速率、物理接口等相匹配的数据避雷器,防止信号线引雷。
4)设备防雷
设备防雷最有效的方案是选用无源信号传感器,对于雨量传感器,均可采用无源传感器,由于这类传感器一般均处于无源状况,仅在数据采集时由数据终端给其供电,当数据采集结束后,供电又将停止,恢复掉电状态,此时可以采用防雷较好的隔离措施,有效降低雷电的影响;水位传感器可采用防雷模块和避雷接口,并使用信号网络衰减、钳位限压技术和瞬间泻流器件等综合信号接口防雷技术进行防雷。

5.6 设备参数
H5110 V51监测遥测终端RTU,用于水情测报、水库雨水情监测,满足水利水情行业遥测对多通信信道,大容量数据存储的要求而设计的新型遥测终端设备。它以高性能低功耗微控制器为核心,具有多个传感器接口和多个通信接口,是集数据采集、显示、存储、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。H5110可以通过GPRS、GSM、CDMA、3G、4G、超短波、北斗卫星等方式进行组网通信。主要应用于山洪减灾、水文、中小水库、水资源等场合。

功能特点
1、数据采集:支持雨量、水位、水温、流量、流速及电压等数据采集;
2、图片拍照:支持定时自拍、一键巡检抓拍和远程平台抓拍;
3、开箱报警:支持箱门开启,主动上传开箱报警信息到平台;
4、数据存储:可存储至少10年的历史数据;
5、通讯方式:GPRS、CDMA、3G、4G、北斗卫星终端等方式进行组网通讯;
6、工作模式:支持单中心与多中心两种模式,最多支持4个中心;
7、设备管理:支持通过串口进行设备管理,可完成参数查询、配置、重启、格式化Flash等操作;
8、平台参数管理:支持通过平台进行设备参数管理,可完成参数查询、配置、重启、以及格式化Flash等操作;
9、时间管理:支持本地人工校时和平台网络校时;
10、日志管理:设备具有本地运行日志记录存储功能,并支持本地和远程平台提取;
11、定时采集:支持规约要求的定时数据采集(采集量包含雨量、水位、流量、电压等);
12、数据召测:通过平台下发召测指令,设备收到指令后立即采集业务数据并上报;
13、时段数据查询:通过平台下发时段业务数据查询指令,设备收到指令后向平台上报相应业务数据;

14、规约符合度:符合《水文监测数据通信规约》( SL651-2014 ) 和《水资源监测数据传输规约》( SZY206-2012 )。


技术参数

遥测终端RTU技术参数

尺寸

173×152.1×45(mm)

电源

12V/1.5A DC 允许电压波动范围-15%~+20%

重量

1Kg

功耗

GPRS通讯模块
传输数据(1kB/s) : ≤500mW    值守功耗 : ≤0.5mW

防雷抗电磁干扰

符合 GB/T 17626 标准

电源保护

具有电源反接保护,过压保护

显示及按键输入

1个LCD显示屏,14键多功能键盘

工作温度

-30℃ ~+70℃

PC配置串口

1个RS232 DB9接口,波特率115200bps
8 位数据位、1 位停止位、无校验、无流控

处理器

工业级、超低功耗32位MCU

操作系统

内置多任务嵌入式实时操作系统,支持PPP/TCP/IP协议栈

接口

1 路格雷码接口; 1 路开关量接口
4路4~20mA电流环接口; 4 路0~5V电压环接口
2路 3线制 RS232 接口(波特率 300~115200bps)
2路 RS485(波特率 300~115200bps)
1路 SDI-12; 2路信号输入
1路信号输出

实时时钟(外部RTC)

采用高精度的时钟芯片,时间偏差<1s/d

无线模块

采用工业级模块
支持LTE-TDD/LTE-FDD/HSPA+/TD-SCDMA/EVDO和GSM/GPRS/EDGE等频段, 支持LTE CAT4(下行速度为150Mbps)

天线

一体化设计,标准SMA阴头天线

SIM卡接口

抽屉式接口,支持1.8V/3V SIM卡


典型应用


遥测终端RTU典型应用


2、翻斗雨量计
1、雨量计类型:增量式(翻斗式)雨量计;
2、承雨口内径:Φ200+0.60,外刃口角度45°;
3、仪器分辨力:0.2mm(JDZ02—1型);
4、降雨强度测量范围:0.01~4mm/min(毫米/分);
5、翻斗计量误差:≤±4%(在0.01~4mm/min雨强范围);
6、输出信号方式:磁钢~干簧管式接点通断信号;
7、开关接点容量:DC V≤12V,I≤120mA;
8、接点工作次数:1×107次;
9、工作环境温度:–10~+50℃;

10、工作环境湿度:≤98%RH(40℃凝露)。


3、串口摄像机
串口摄像头用于对水库整体进行现场图片抓拍功能,一般安装于遥测终端RTU附近,通过RTU串口数据通信接口实现数据传输。
串口摄像机主要技术指标如下:
1、通讯接口:RS485接口,支持通讯波特率为4800、9600、14400、19200、38400、57600、115200,设备默认通讯波特率为115200,可以通过命令配置,配置完成后立即生效;
2、工作电压:DC 12V(9~36);
3、像素:低功耗图像采集,130万像素;
4、图片格式:支持JPEG图片格式;
5、拍照距离:100米以内清晰;
6、支持分辨率为:1024×960(其中又分为高、中、低三个质量的图片)、640×480、160×120;
7、工作温度:-20℃~+70℃;

8、工作湿度:≤95%。


4、雷达水位计
1、数据采集:支持水位、空高等信息量的采集
2、设备管理:支持打开设备后通过管理工具对设备进行操作,进行参数查询、配置、重启、格式化 Flash 等操作
3、处理器:32位MCU
4、测量范围:0.1~30m
5、雷达频率:120GHz
6、工作电压:12VDC
7、功耗:工作模式≤35mA @12VDC,低功耗模式≤1mA @12VDC
8、通讯类型:标准Modbus-RTU协议协议
9、硬件接口:1个RS485接口
10、波束发射角度:8℃
11、工作温度范围:-30~70℃
12、湿度范围:20~95%RH
13、防护等级:≥IP68
14、防雷等级:≥6KV
15、尺寸:≤56*56*70(mm)

16、外壳材质: 铝合金外壳


5、雷达流量计
1、最大测程:40m
2、测速范围:0.1~20m/s
3、测速精度:±0.01m/s
4、测速分辨力:±1%FS
5、水位量程:0.2~7m
6、通讯方式:RS485
7、工作电压:12VDC
8、工作温度:-30℃~70℃
9、功耗:工作模式:<25mA,待机模式:<1mA

10、防护等级:IP68


六、系统特点
6.1 响应快速

被测参数值发生增减变化(如雨量增加 1mm,水位变化 1cm)或达到设定的时间间隔时,遥测终端机自动采集、存储和发送参数数据,采用3G/4G/GPRS网络结构,传输数据量和速度有所保障,实时传输数据时间(装置→数据中心)的时间小于30秒。


6.2 精确度
1、采集数据准确度和精密度满足规范要求;
2、雨量计测量精度可根据不同场景设置0.2mm/0.5mm/1mm,提高测量准确度;
3、流量计精度为±1%测量值;
4、采用雷达水位计的方式,精度为1mm,并且通过串口摄像机定时抓拍图片作为辅助;
5、管理系统涉及不同类型的数据,数据从采集、检验、录入、上报到入库,经过多种工序,可保证数据精度需要。

6.3 稳定性
1、系统工作稳定。能够连续7×24小时不间断工作,遥测终端机可存储采集到的至少10年的数据;
2、系统单台设备 MTBF≥25000 小时,遥测终端机MTBF≥40000 小时;

3、通信网络采用主备信道,可自动切换,保障传输的稳定性。


6.4 安装简易、便于维护
1、设备平均无故障工作时间MTBF≥25000小时,其中遥测终端机≥40000小时,故障率低,远高于行业标准;
2、软、硬件产品采用模块化设计,方便后期功能的增加、升级。

6.5 性价比
1、系统核心硬件产品(遥测终端、传感器等)均为我公司自主研发、生产,性价比远高于大部分集成商(设备外购);

2、站点安装简便、易于维护,节省后期投运后的维护开支。


七、安装选点
7.1 布点原则
(1)水位测点
水位站布设原则参考《水文站网规划技术导则 SL 34-2013》(中华人民共和国水利部)。主要在各水库、干渠闸门处进行监测,以及洪水易发河段和低洼易涝区;要求后续接入其他工程水位数据。
(2)雨量测点
主要在部分水位监测点上兼测雨量。广东省水利信息化发展评价办法上规定,每 50 平方公里至少一个雨量自动监测站。分析降水量站网密度涉及的各种指标,可根据本地区的资料条件、生活条件、设站目的,合理选定。
(3)流量测点
干渠和重要支渠采用雷达流量计。采用雷达流量计测量流体的流速和水深,通过设定渠道断面参数,结合水力学数学模型直接计算出流量,测量数据准确。测流点分别布设在干渠、支渠、分支渠等。流量监测点兼测水位,水位监测点通过水位流量关系换成出流量。支渠流量采集可以采用监测流量或监测水位的方式,通过率定水位-流量关系曲线的方法来得到渠道流量。
7.2 站点安装
(1)一体化机柜安装方式
数据遥测终端RTU、通信模块、电源、防雷模块等均需安装在机柜内,通信模块外接天线不能随意外露,应通过太阳能立杆内部线缆外接于杆顶部,并牢固固定;分体式流量计的二次仪表另外安装,所需安装柜体由厂家根据现场实际需求定制开发。安装方式如下(示意):

(2)杆式安装方式
杆式支架由主钢管柱、水平钢管、钢筋混凝土基础三部分组成。主钢管柱高5~6米,选用直径300~200mm、壁厚8mm的热镀锌八棱变径钢管,太阳能电池板安装在柱顶;水平钢管悬臂长度为2~6米,选用直径250~150mm、壁厚6mm的热镀锌八棱变径钢管。钢筋混凝土基础根据地质情况可采用C30独立基础或桩基础,当建设地点位于河道内、较陡斜坡上或地基土较差时采用桩基础。
(3)雷达流量计安装

安装时需将雷达流量计垂直固定在支架上,保证流量计安装高度在测量量程内;且需尽量保证发射的雷达波全部照射到水面,以保证测量精度。


八、前置系统软件
8.1 数据接收服务器
通过部署接收软件实现以下主要功能:①通过接收服务实时接收遥测终端发来的实时数据,经预处理后(数据解码、检错、纠错、数据格式检查及转换、加注时标等),分类暂存。②通过入库服务程序将预处理后的数据写入数据库。③如有必要,还可通过转发服务将接收到的实时数据转发给其它服务器。数据接收软件与遥测终端机的通信协议遵循《水文监测数据通信规约SL 651-2014》。
能持续 7*24 时连续工作,具有上、掉电保护及程序运行监测功能,即使因偶然故障造成死机能自动复位,恢复正常工作,对由于服务器故障或网络阻塞引起的漏发漏收,接收程序能实现自动补发,保证数据完整性。
8.2 前置软件性能
(1)实施监测:查询设备实时状态、最近上报时间及基本数据信息;
(2)报警管理:查看设备报警信息,可进行报警查询及清除操作;
(3)测站管理:可对RTU设备进行升级、重启、配置提取数据等相关操作;
(4)统计查询:通过图表显示雨量、水位、流量数据统计情况,亦可对单个测站的雨量、水位、图像、流量数据进行查询;
(5)数据同步:配置同步信息;查看数据库连接状态、数据滞留情况;
(6)系统管理:能进行更改行政区划、登录用户、登录密码操作,也可以对平台数据备份。


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