智能化水利监测系统

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1、智能化水利监测系统一、背景我国是世界上洪水灾害频繁且严重的国家之一，具有发生范围广、发生频繁、突发性 强，损失大等特点。安全度汛一直是我国防汛抗洪的难点和重点，目前主要江、河、大型 水库、大型水利工程已建成基本监测系统，但中小型湖泊、水库、溪流、地方小型水利工 程的安全度汛已成为当前全国防汛工作的一个薄弱环节，大部分缺少必要的水雨情测报及 闸门联动控制、堤坝安全监测等设施，检查手段落后，隐患极大。一旦发生局部暴雨洪 水，极易引发溃坝、溃堤事件，轻则造成财产损失，重则造成人员伤亡。在此种情况下，建立一套自动监测系统，实现水位、雨量实时监测、以及必要对坝 堤进行必要的在线渗压、渗流、应变等实时监测

2、并预警就是非常必要的，当发生异常情 况，有关人员可以及时掌握情况并采取措施进行应急处理。二解决方案泉舟智能监控系统是利用物联网、遥测、通信、计算机和网络等技术，完成流域或测 区内水文、气象、汛情、工情等信息的实时采集、传输和处理，为工程防洪、兴利、优化 调度提供服务的自动化系统。系统由各种传感器、通讯设备、计算机网络及相关软件组合 而成。可分为遥测站、信息传输通道（简称信道）和中心控制站（简称中心分站）三部分系统架构忏业专网高空瞎史监控苴姑揑制霍t-. 1-;隹理人员蛊量復惡器i爾ai托感器|亡吨监圧箱曹能卡口监控=zZ踱語禺坯传感曙水位恂黑器k潘瞪传詔誰业插陛理廉统里于显示瞬|语音瑕誓所口舟

3、/音”禾I用现代传感器技术实时采集各种水文信息，如降雨量、蒸发量、水位潮位、地下水 位）、流量（流速、水量）、风向风速、水质等。其特点是快速、准确、信息量大。水文自动 测报遥测站根据采集参数的不同可分为水文站、水位站、雨量站、水质站、闸位站、流量 计量站等。它主要由采集信息的传感器、摄像机和光伏供电组成，以遥测终端为核心，实现水情 信息的采集、预处理、存储、传输以及查询应答等测控功能。三、自动测报系统主要功能1、数据接收处理功能实时接收遥测站的雨情、水情、工情等信息。对数据进行检查、纠错、插补、分类、 格式化处理，加注时标，自动检查数据帧格式，并进行合理性判别，建立计算用表和数据 库，自动存贮

4、。数据采集方法：监测数据的采集方法有：巡测、定时巡测、选测、人工测量。采集周期根据工程要 求，运行人员可在系统上设定或修改起始测量时间和定时自动测量周期。能实时接收自动监测站的水雨情数据和工况信息；具有对自动监测站进行远程控制功能；能实时处理接收的数据信息，并分类存入数据库中；具有人工数据的录入功能。2、应答与信息查询功能定时或人工查询下属站点的水位、雨量数据、坝体监测及工作状态。可按指定的时 段、指定的通信方式批量传送遥测站的水位、雨量记录。具备对遥测站校正时钟、开关机 功能。2.1、基础信息查询 雨量站基本信息查询雨量站的基本信息，如：雨量站类别（自动、人工、简易等）、水系、河名、站号，站

5、名，站址位置、设立日期、所属部门等。 水文（位）站基本信息查询水文（位）站的基本信息，如：测站类别（自动、人工、简易等）、站号，站名，站 址，经度，纬度，高程、设立日期等。 工情基本信息查询堤防工程、水库、山塘等的基本信息，如：建设地点、所在河流、集水面积、多 年平均降雨量（径流量）、设计洪水位（流量）、库容、坝顶高程等。 基本属性信息查询的基本信息，如：地理、地质、气候特点、人口密度、基础设施、灾害频繁程度 等。2.2、水雨情信息查询通过对系统数据库的访问，可以实现各小流域、中小型水库水位、流量实时监测信 息、历史资料信息查询，为预报决策提供历史资料对比分析。可以实现单站、多站实时或 者历史

6、水雨情图形化查询。具体包括：水文（水位）站雨量、水位（流量）实时和历史资料查询 （包括日平均水位/流量、月水位/流量等），以及降雨量统计表、降雨量图等形式对雨量资料 进行日、时段等综合查询。2.3、气象信息查询将查询数据库得到的气象信息显示给用户，主要包括：中央气象台、省气象台和临近 省气象台、本地市（县）气象台发布的当日天气预报（文字、图、表），卫星云图信息（图片）、 多普勒雷达测雨信息、台风警报信息、自建小型气象站等。2.4、工情信息查询工情信息主要包括：堤防、水库的各种特征值、工程图、工程指标、工程运行状况等 数据;水库运行状况的实时信息，如闸门开度、大坝安全状况，溢洪道、泄洪洞、输水洞

7、流 量，水库、山塘水位状况（流量）、水库调度方案等。堤防主要信息有各断面水位、堤防安 全状况、出险情况及类型。可以实现单站、多站实时和历史工情信息和运行参数的查询。3、数据库管理功能包含原始、历史、预报或成果数据库的形成、检索、查询等。对水位、雨量数据等进行插入、修改；录入水位流量、水位库容关系曲线；设置各站雨量权重;修改各站特征参数，如河道站防洪任务、闸坝站防洪任务和水库站防洪任务参数表添加、删减、修改数据库中测站站名、站类、遥测数据类型等参数数据库查询/修改：选择得到一个或几个特定的数据项、记录、表、数据进行同期对 比；数据转贮：当数据库数据日积月累到一定程度或指定时间后，系统自动提示同时

8、将 数据库部份数据转存到其它存储媒体，以实现数据备份、装载功能，历史数据筛选处理功 能。4、数据输出功能可通过屏幕、打印机、绘图仪等设备输出雨量直方图、水位、流量过程线、等雨量线 图等。5、设备自检与状态告警功能雨量或水位、流量、坝体变形等监测要素越过某一规定数值之后即告警；设备供电不足，电压下降，尤其遥测站或中继站电源能力低于设定的门限值时即告 警.S /系统具有自检能力，某一设备出现事故或发生通信终端，则立即自动告警；为及时引起工作人员注意，除屏幕显示报警之外，尚可采用声、光等方式报警，以便 于工作人员及时处置。6、水务值班完成时段水情计算、日水情计算、月水情计算、日发电计划以及水调值班的

9、记录等。7、水文预报功能水文预报在防汛斗争中起着耳目和参谋的作用，根据洪水预报可以有计划地采取分 洪、蓄洪等有效措施，使洪涝灾害损失降到最低限度。自动定时完成不同断面，不同方案 的预报功能，人机对话控制预报软件运行的功能，以及在遥测信息漏缺的情况下进行人工 定时预报的功能。1）自动进行逐时段滚动预报；2）对历史某时段进行模拟预报计算；3）通过用户输入的预估雨量进行预报计算；4）实时预报、预估雨量预报及次洪预报成果查询，并支持成果图表的打印输出及文件 导出；5）进行洪水预报参数查询、修改；6）按预报模型要求进行数据处理；7）具有自动预报和人工交互预报两种功能。&实时监控功能对监视区域运行工况、流

10、域综合水情、流域水位、流域雨情、机组工况、闸门工况以 及大坝水情等实现实时在线并可视化监视，并整合。9、数据编辑系统提供的数据编辑功能可以对实时数据、时段数据或统计值进行修改，此功能主要 用于对人工校调仪器后的数据更正。对于原始报文、译码数据等，软件提供了只读查询。 软件同时提供了数据保护功能，避免用户对数据的无意修改。10、Web数据检索查询通过web发布软件以Web方式发布实时水雨情、预报成果等信息。提供各种曲线、 调度规则、历史运行资料等的查询。查询检索数据库中的数据，并按照一定格式生成水情、雨情报表、图形过程线等;具有网络查询功能，根据权限查询数据库；连接远程数据库进行查询；对本地数据

11、库进行查询；水位报表、雨量、水量计量、流量、墒情、水质、工情报表及图形查询；图形包括雨量柱状图、水位过程线、库容曲线、雨量分布图、水位分布图等；实时数据监视，数据越限报警；数据分析；为系统管理和资料整编提供雨量原始数据、水位原始数据、测站状态、电压等数据 信息。优化调度控制功能自动测报系统的基础作业平台，可实现对水情、雨情、工情、机组发电数据、水库防 洪信息、坝堤信息、灌溉信息、航运信息，以及各种工程设计数据、特性曲线等信息的管 理和应用支持，为水务综合管理、水文预报、水库调度等高级应用提供支持和服务，以提 高水能利用效率。11、数据交换与中心站实现信息的交换，同时预留不同接口，以备将来扩展的发展需要。12、会商系统可手动修改洪水预报过程或水位变化过程等，对大洪水等关键事件实现系统会商。13、系统管理对系统进行权限级别设置，不同权限的人员只能在各自权限范围内实施操作。所有关 键部件运行和关闭以及报警设置等均实施加密控制等。