浅谈水文与水情遥测系统

2024-07-11

浅谈水文与水情遥测系统（精选4篇）

1.浅谈水文与水情遥测系统篇一

黔西南州水情自动测报系统运行维护管理

岗责与工作细则

一、总则

一）水情自动测报系统（以下简称系统）是各级防汛抗旱指挥部门及时、准确掌握实时水情信息的重要技术手段，是防汛调度、防灾减灾和发挥防洪工程效益的重要决策依据。为保证系统的正常运行制定本制度。为进一步加强和深化黔西南州系统运行维护管理工作，明确工作内容，强化工作职责，科学组织工作流程，提高工作效率，确保全州系统稳定、安全、高效运行，根据《贵州省防汛抗旱指挥系统运行维护管理办法(试行)的通知》（黔水文水情„2013‟6号）的有关精神，结合我州系统运行维护管理的实际情况，制定本办法。

（二）凡在我州境内业主为水文系统的水情自动测报系统均适用本制度。

（三）按照属地原则、委托原则，以及“谁建设、谁管理、谁维护”的原则，由我局自行组织自动测报系统运行维护小组，负责州内系统的运行维护管理工作。

四）系统的运行维护管理，明确责任人，制定系统维护运行岗位职责和维护细则。

二、维护工作岗责一）水情科

1天值班人员检查遥测系统来数情况，发现来数异常或不来数或情况，先试着远程处理，上午１０点前未解决立即通知维护组，由维

护组派人前往维修。

2于故障站点维修时效性进行统计，原则上要求维修人员接到通知后在规定时间内赶往故障站点并恢复站点功能。

3周备份遥测信息数据库及接收软件，每旬对信息接收系统进行检查维护保在信息接收终端出现故障情况下1 小时内能够恢复正常接收及通信。

4遥测站点运行维护质量进行统计，原则上以水情信息遥测站点在接到通知后在24 小时内修复故障站点。

5责遥测站点设备台帐及设备的管理、指导设备维护小组、负责遥测设备备品备件的储备及管理及遥测数据与人工观测数据统计比对分析工作。

6责系统运行维护管理、制定设备维修计划、做好设备维护，同时负责辖区内水文遥测站点设备的统计，建立完整详细的设备档案。7月统计设备维护情况并做好设备维护记录和月维护总结。

8、分中心工作人员要监视各类设备运行状况，重点检查UPS 蓄电池容量及网络通信设施、软件各项功能和参数配置、通信信道畅通情况、通信费用缴纳情况，发现问题及时处理将检查情况形成报告备案 9责遥测站点通信费用的缴费和年终委托看护费的发放工作。10真作好维护组的安全管理工作立相关安全管理制度，保障工作人员、设备及车辆运行安全。做好汛前检修及汛后维护，汛前检修于每年4月20 日前完成后维护在12 月10 日前完成。

（二）办公室

负责调配车辆，保证故障遥测站点得到及时检查和维修，积极配合相关科室完成各项针对于自动测报系统维护的一切工作。

（三）计划账务科

负责向地区防办及上级有关部门申请系统运行维护管理资金和经费管理，并及时核拨运行维护经费。

（四）文站

1好每日准8：00时的水位、雨量和蒸发观测工作，以供水情科和测验科作好人工与自动数据对比提供可靠保证。

2旬检查一次蒸发皿证皿内水体清洁并有足够的水量

3日查看遥测站工况信息现异常情况及时处理，处理不下及时通知局领导和水情科。

4人驻测水文站汛前做好对比观测工作，熟练撑握各种新仪器和新设备的使用。二维护细则

维护小组成员由水情科抽调，服从局维护领导小组的管理和水情科的统一安排，负责辖区内水文遥测设备及水情信息中心的运行维护工作。维护人员必须掌握一定程度电子通信技术理论知识，具有独立处理一般设备故障的能力。没有维护任务时参与科室日常工作和领导安排的其他工作。

（一）水情分中心维护细则

1日检查系统的运行状况，发现故障和异常情况及时处理。

2工对比水位观测站点每日8：00 用人工观测数据对遥测水位计进行校正，对固态记录工作状态进行检查。

3时更新杀毒软件的病毒库，查杀病毒。

4录运行日志。

（二）遥测站维护细则

1查遥测设备运行状况，重点检查太阳能电池板的充电状况、蓄电池容量及密封情况。

2看雨量观测场的周围环境，及时清除影响观测精度的障碍物，理雨量计集水器和翻斗中杂物并清洗雨量计集水器。3查天线、避雷器、线缆等设备外观，保证其外观良好，紧固件齐全，线缆与接头间的焊接与接触良好。

4查遥测设备各部件的连接，防止因漏水或沿线接入口进水而造成故障。

6备支架和设备机箱涂刷防锈漆、喷警示语和标志。7品备件的储备与配带情况。

9查气泡水位计气管有无堵塞和破损情况、浮子水位计浮子连接绳是否在转盘上。

10咐委托看护人员做好自动测报仪器设备的保护、保管工作免失窃及人为损坏。

11详细记录设备维护时情况，包括维修时间、故障原因、采取应急措施及设备维修后的测试情况等。三）期维护细则

1期维护每年5月1 日开始9月30日结束。

2情科职责:值班人员在每天8：30 时和20：30 时查询遥测系统WEB 服务器上的数据和设备工况两次，对雨量数据、水位数据，对设备电池电压、数据传送通道及设备工作状态进行监视和分析，发现问题及时处理，发现遥测设备出现故障后要立即通知维护组，恶劣天气和大洪水期间可适当增加查询次数，并做好相应记录。3量培训水文站职工人和雨量站看护人解决一般设备故障的能力，这样以提高维护的时效性。

4护小组在接到维护通知后在规定时间内将遥测站点故障排除，保证采集、信息传输正常。完成各测站遥测数据与人工观测数据的比较分析。对数据误差大的，要分析其产生的原因，提出处理意见并进行处理。

（四）维护设备、工具和仪器的管理细则

1护组的专用设备、工具和仪器包括算机、服务器、网络设备、笔记本电脑、电池充电器、维修工具等，这些专用设备、工具和仪器只能用于遥测设备查询、检修、测试等的工作目的，不得挪作他用。

2用设备、工具和仪器必须建立设备台账专人负责管理。3具和仪器必须保持卫生、整洁量齐全保持长期处于可用状态。

4护使用的维护耗材、专用设备、工具和仪器的购置由水情科向局领导和财务报送申请批示以及厂家的联系协调工作。

5护组检修所需的备品备件，由水情科统一管理。为了保证检修、维护工作的正常进行，水情科可根据实际情况备品备件进行增补。6品备件的增补和使用，管理人员和使用人员双方都必须各自做好登记。每年12 月份对备品备件进行一次清理。

7品备件应由专人负责管理善保管备品备件。维护组应编制《备品备件年度使用情况汇总表》对备品备件的使用情况作详细说明可根据实际情况向局领导提出对备品备件的管理建议。

（五）站点迁建细则

1建水文、水位、雨量等遥测站点不得变更其位置，因特殊原因需要变更位置时，必须在3日内书面申请报局里审批。

2信条件较差遥测雨量站建站时可根据通信条件适当调整站点位置，并尽可能设在靠近居民点、交通方便、便于维护管理的地点。建成后若通信条件、委托看护人员发生变化，不能满足测报要求需要变更位置时，可在附近一公里范围内选取地形与原站点相似地区自行迁建并报局里备案。特殊原因需书面申请报局里审批。

3站不得随意变更遥测站点观测项目特殊原因需书面申请报局里审批。

三、运行维护考核考核按省局统一标准执行。

四、附则

本制度从发布之日起生效，由水情科负责解释。

2.浅谈水文与水情遥测系统篇二

关键词：水情遥测系统

1 工程概况

佛子岭水库位于淮河支流淠河东源上水库坝址位于安徽省霍山县佛子岭镇, 与上游的已建磨子潭水库和拟建的白莲崖水库构成梯级水库, 流域面积1840km2, 其中上游磨子潭至佛子岭的区间流域面积为1270km2。流域内地形为山区, 形状呈扇形, 流域形状系数0.73, 地势南高北低。流域平均高程为715m其中最高峰为白马尖海拨1774m, 河道平均坡度3.1‰, 流域平均坡度0.696m/km2, 河道长度86.7km, 植被率70%。

磨子潭水库位于淮河支流淠河东源安徽省霍山县磨子潭镇, 流域面积570km2, 流域内地形为山区, 形状呈扇形, 流域形状系数0.2 7, 地势南高北低。流域平均高程为718m, 最高峰白马尖高程为1774m。河道平均坡度8.8‰, 流域坡度2.08m/km2, 河道长51.9km。植被率74.3%。

2 水情遥测系统的现状与发展

我国的水情遥测系统的研制始于20世纪70年代, 而后有了较快速度的发展, 到目前为止我国已自行开发设计了许多系统, 从事这项工作的公司和技术人员也越来越多, 水情遥测系统在防洪、发电以及供水等方面发挥了重要的作用。

我国水情遥测系统的快速发展一方面是受到洪水事故的影响, 另一方面是由于科学技术的进步和我国改革开发政策的推动。在初期研制的系统因受电台和电子元器件的可靠性、稳定性等因素的影响, 早期系统现基本淘汰。我国在认真吸取国外的先进技术的基础上, 已经研制出较高技术性能的新型水情遥测系统。目前我国己研制的设备可无人值守, 并解决了野外供电、防雷等关键技术问题, 平均无故障时间从初期的500~1000小时提高到目前的10000小时以上。但仍有不足, 如用于水情遥测的传感器品种不足, 通信手段比较单一, 硬件设备的可靠性有待于进一步提高等。随着科学技术的不断发展与进步, 水情遥测系统技术也得到了日新月异的变化。

3 系统组成

3.1 RTU (远程终端单元)

RTU是构成水情遥测站的基本设

备, 它通过MCU (微处理机控制器) 及其软件, 根据实际应用的需要编程, 实现本地水情数据采集、处理、存储, 在通信协议支持下实现与远端的中心站或其它远程设备之间的通信。由于其长期工作在野外, 能源问题是本设备的一个关键问题, 因此在设计RTU时, 低功耗设计是整个系统的关键所在。最大限度降低功耗是每个系统设计时追求的目标。

3.2 水情遥测站

水情遥测站一般由RTU、外部供电系统 (如交流稳压电源等) 、各种相应避雷器 (如天线避雷器、电话线避雷器等) 、无线馈线系统 (无线系统) 、各种水情数据传感器 (如雨量传感器、水位计、闸位计等) 等组成。RTU加固在机箱内。根据通信方式, 选择各种通信设备, 如无线电台、有线调制解调器、卫星通信小站电子单元、光纤通信光端机、GSM通信设备等。

3.3 无线中继站

在有线通信方式和本文研究的基于GSM网络的水情数据传输方式中, 无需中继站。无线中继站具有无线遥测数据的存储转发功能, 确保遥测站与中心站之间可靠的数据双向传输。它主要包括RTU、无线数传电台、电源和备用电池等。此外, 还配置馈线、避雷器以及供电系统等。无线中继站接收和发送无线频率可采用同频或异频。由于每一个RTU本身都具有存储转发功能, 因此中继站也可由任何遥测站兼任。

3.4 遥测通信网络

系统中有各种通信组网方式, 如有线通信网、无线通信网、电力载波以及不同通信方式的组合等。遥测通信网是遥测站与中心站间数据传输的通道, 因此可靠、高效、标准的网络通信协议和网络管理功能是非常重要的。

3.5 水情遥测中心站 (分中心站)

水情遥测中心站主要是管理和监测各水情遥测站, 通过遥测数据通信网采集来自各遥测站的数据, 并对接收到的数据进行解析、存储、显示等操作。中心站一般由前置通信处理器、中心计算机、中心站计算机网及相应数据显示、打印设备等组成。遥测中心计算机通常需要运行相应的水情信息实时处理软件, 该软件通常以标准的工业组态软件为开发和操作平台, 如FIX等。中心站计算机通过通信处理器和相应的实时信息处理软件, 能够对遥测通信网实现管理, 为中心站计算机网上的各种水利应用软件和中心站系统服务器提供有效的数据。

4 报讯方式

4.1 自报式

自报式是一种不受中心站指令控制的工作方式, 当遥测站的测量参数 (水位或雨量) 发生一个按预先规定的数据变化时, 自动将水情信息向中心站发送。遥测站选用自报式工作体制, 主要有系统结构比较简单, 设备能耗低, 维修方便, 可靠性较高, 实时性强, 能很好反映参数变化的全过程等特点, 适合于我国水电厂地处偏远山区, 交通不便等国情。自报式工作体制的主要缺点是存在同频信号的碰撞问题, 因而它限制了系统的宽度, 使采用自报式工作体制的遥测系统的规模不能太大。

4.2 查询应答式

查询应答式工作方式下, 遥测站自身能对水情参数的变化自动采集和存储, 但不主动传送给中心站, 只有当中心站发出查询指令时, 才将水情数据送出。其主要是控制性好, 中心站可以随机或定时地对遥测站进行巡测和召测, 还可以实现数话兼容。但对于超短波组网方式中, 需要测站的无线电台长期守候在工作状态, 以便随时接收中心站的指令, 因此功耗比较大。

4.3 自报/应答混合式

在有线拨号组网的方式下, 每次传送数据都将发生通话费用, 故传送数据的次数不宜过密。同时在守候时, 遥测站设备几乎不耗电。为考虑暴雨时系统能及时搜集雨量信息, 系统的有线拨号组网中常采用查询应答式与自报式相结合, 其中遥测站的自报功能设置和自报标准的设置由中心站遥控, 以便降低系统使用费用。该系统具有自报式和应答式两种方式的特点, 既能实时反映参数变化的全过程, 又能响应中心站的查询指令, 一般以查询应答式为主, 自报式作为辅助手段。不同时期的水情遥测通信方式为水利信息化作出了重要贡献。但随着社会信息化的发展, 孤立的数据网不再适应水利信息化进程。寻找一个新的通讯方式就显得相当重要。移动通信不断发展的数据通讯业务为水情遥测数据传输平台的搭建提供了有效的物理承载网络, 移动数据业务本身也专门为工业级数据应用提供了良好的技术支持。同时在其中引入了当今应用较为广泛的实时控制协议RTP, 保证有效传输水情数据。从而为水情遥测系统采集丰富的水情数据提供统一、高效的传输通道, 并能使该平台独立于物理承载网络。

参考文献

[1]梁家志, 章四龙.水情应用系统建设[J].水文, 2006 (3) .

[2]傅中君.嵌入式GPRS无线通信模块的设计与实现[J].计算机工程与应用, 2004 (14) .

3.浅谈水文与水情遥测系统篇三

1 水利水情自动化遥测系统的现状分析

1.1 水情遥测系统的概述

水情遥测系统主要为了满足防汛指挥系统建设的要求, 对实时水情进行测量和报告的自动化系统。水情遥测系统的发展是现代化水利水情检测技术发展的重要表现。水情遥测系统的建设经历了几十年的发展已经对多种高科技技术都具有一定的应用。系统通信方式由最初的超短波到如今卫星有线共用的方式, 对水情遥测系统的发展提供了更高的技术支持。并且, 通过系统的不断改进和组成元件的质量提高与技术发展, 其关键设备遥测终端的质量也不断提升, 无故障工作时间的提升度更是极为可观。

从工作内容上来讲, 系统的功能由最初仅仅对降水量、水位信息的测量转向水位、流速、流量、蒸发量等多种参数的共同测量。用户不仅可以对硬件进行编程和开发, 还能进行远程的控制, 对水情遥测系统的参数控制都能较快的掌握。所以水情遥测技术的开发极大地方便了系统的维护, 并能够合理的利用数据库和图形报表软件, 让水情信息加以量化。

1.2 水情遥测技术的具体结构组成

水情遥测系统的组成包括多种设备。一般来说, 主要的设备有水位传感器、降雨量测试器、要测站、通信设备和中心计算机系统等。在系统中, 遥测站通过传感器自动实时对水位进行采集, 通过无线通信装置向中心计算机系统发送水情报告, 最终通过中心计算机系统对所接收的水情数据进行具体的分析和预警。一般情况下, 水情遥测系统的结构图如下图所示:

2 水利水情自动化遥测系统的具体应用

2.1 水利水情自动化遥测系统的具体应用方案

水库在汛期要做到科学调洪, 就要对水情遥测系统做好准确和科学的应用方案。首先, 要及时并准确的采集各种水文水情的数据。对数据的把握是防洪调度的基本依据, 也是水情自动化测报的基本应用。让水情具体情况通过数据快速的传入到计算机中心能够极大的提高水情信息的时效和精确度, 从而让指挥系统能够迅速得出科学正确的实施方案。其次, 建立预报调洪的计算机模型。对水情的分析是需要中心计算机系统的整体运作的, 所以科学的应对水情问题应该对每个水库都建立独特的计算机模型, 对水流量、水流算法都进行程序化设计, 让计算机系统迅速加以分析和预测。

2.2 水情遥测系统的模块分类和应用。

水情遥测系统的模块分类主要分为信息采集子系统功能模块、数据终端模块、洪水预防子系统功能模块、洪水调度及水务子系统功能模块。下面笔者就对模块的分类应用做出具体分析。

对信息采集子系统功能模块的介绍。信息采集子系统一般采用GPRS组网传输水位的具体测量信息, 并利用定时自报, 结合定量加报的工作体制, 自动把数据终端站的信息发回到中心站。水位加报有两个水位标准, 一个是警戒水位, 一个是加报水位, 在利用定时定量预警设定之后, 对警戒水位与加报水位的监测可以通过SMS实现。雨量与水位的采集让水情测量的数据库记录多了更多的数据, 通过数据库存储水位和雨量的数据可以有效的开展预测工作。

对数据终端模块的功能介绍。数据终端机具有高可靠和低功耗的要求, 还能在满足基本功能的情况下十分快捷的处理传感器接口类型和数量。变换数据传输格式, 可以通过参数的改变与设计定义传感器和报警器的信息输入输出。通信接口都能同时连接两个或两个以上的通信口, 并根据所测量参数的不同进行不同的软件配置和频率输出。

对信息处理查询子系统功能模块的介绍。数据库包括水情遥测过程中的数据, 以及分析图像, 预测数据等。通过对静态图表和动态监视表进行系统的显示和分析, 对降雨量和水位以及流量动态都具有较强的反映作用, 通过对数据的统计和计入, 利用科学的检索和查询功能对历史雨量、水位和流量进行对比和分析, 利用数学建模的方式推演水位和水情的最终结果。同时, 信息处理查询子系统功能模块还能对系统进行实时备份和装载。

对洪水预报子系统模块的分析。对洪水预报子系统的总功能规划在中心站, 具体具有以下几项功能, 实现实时预报, 可以通过在线和离线两种方式进行。当系统处于应急状态时, 主要控制站仍能进行正常工作, 具体预报工作又包括洪峰总量和流量等参数。然后利用各种参数对洪水调度和泄洪控制进行计算和推演。

2.3 水情遥测系统的科学调控。

水电站的建成和水情遥测系统的建立都要做好科学的调控。一方面要确保电站的运行安全, 通过安全调控措施做到度汛的目的。另一方面要考虑水资源的浪费情况, 尽可能的减少弃用水, 对水资源也要保证最大的效益。也就是说, 对水情遥测系统进行利用的过程中, 不仅要达到水情的管理和预防, 还要考虑到预见性的科学调度, 做好水资源的经济效益工作。运用科学的处理方法, 能够在发挥水情监测的具体作用的同时, 顾及到其社会效益和经济效益, 并能最大程度的发挥自身的具体作用。

3 水利水情自动化遥测系统的具体意义与发展前景

水情遥测系统科学技术的发展和应用逐渐取得了显著的效用。而且在水利水情的测控中也具有重要的意义。首先, 水情遥测系统为汛期的水情调控起到了科学合理的作用。尤其是对雨量和水位的整体数据参数的参考, 更是对水情系统调控起到了决定性作用。

水情自动化测报系统的运作已经解决了长期以来水情监测与信息不畅的问题, 所以, 水利水情自动化遥测系统的发展会继续向快捷、自动化和高效率的方向发展。水情水调自动化技术也就是水情遥测技术, 是我国目前大力推进的水利信息化技术的重要组成部分。

参考文献

[1]张鸿, 王东, 王弛等.水情遥测系统在水库科学调度中的应用[J].黑龙江水利科技, 2012 (11) :238-239.

4.基于卫星通信的水文遥测通信系统篇四

为提高防御水患的能力, 满足水利新业务的需求, 更替改造了1994年水利部建设的卫星通信系统。目前新一代卫星通信主站已改造完成, 采用了27.2 MHz卫星频段, 相较于原有系统, 系统性能和适应性得到了较大程度的提升, 卫星通信小站的建设和运行维护成本得到了大范围的降低, 针对防汛测报、应急响应抢险、传感遥测图像数据等实时性强和敏感度高的水文防汛信息进行传输和保障, 在通信保障、应急处理、信息管理等方面起到了重要的支撑作用[1]。

江西省水文监测系统建设具有分布分散, 组网困难, 常规通信手段稳定性不高, 通信质量不强等难点, 为提高江西省抗灾救灾能力和信息化水平, 必须构建组网方便、通信质量高的通信方式。鉴于新一代卫星通信的优势, 江西省洪水易发区构建了一套基于水利部新一代的宽带卫星通信主站平台的通信系统[2]。

1 卫星通信主站平台

水利部新一代的宽带卫星通信主站平台支持灵活的网络拓扑结构系统[3], 基于标准的IP协议平台, 实现IP技术与卫星通信技术的深层融合[4]。与传统的支持IP协议的卫星系统相比, 实现了速率的优化;在抗雨衰方面采取22.2 MHz Ku波段和5 MHz C波段相结合, 共同组网构建DVB-S2网络, 采用Ku和C射频单元及天线同时上传。卫星通信系统组网如图1所示, 主站、分中心小站、便携式小站等均通过卫星进行连接和通信。

通信系统主站信号由Ku和C波段单元模块及卫星天线分别上传, 卫星小站分为C和Ku波段小站, 分别通过C波段主站和Ku波段天线进行回传。

卫星主站网络模块如图2所示, 网络拓扑结构采用星型结构, 通过卫星链路向各类小站提供广播、水文专网和公网等数据的访问发布服务。卫星通信系统按照功能主要分为遥测站、中心站及卫星小站3类, 由于功能定位不同, 3种小站的主要配置也不同。

2 遥测站

江西省水文监测系统遥测站采用太阳能能源模式, 根据对不同通信方式的遥测水位站、雨量站供电系统的估算, 本系统水位站将配置65 A·h/12 V容量的蓄电池和功率40 W的太阳能板及充电控制器;雨量站将配置38 A·h/12 V容量的蓄电池和功率为30 W的太阳能板及充电控制器。构建基于卫星通信的雨量遥测通信传输站点, 采用基于卫星+GPRS的混合通信模式, 在站内设置相关管理局域系统, 对采集的相关数据进行处理后, 根据当时通信的实时环境选择采用卫星模式还是GPRS模式进行数据的实时传输;根据各水位和雨量站点水情信息传输的距离、路由、自然地理条件、起止地点的通信条件, 按基本要求选择相适应的通信方式[5]。遥测站示意图如图3所示。

水情自动测报系统常用的数据传输通信方式有卫星, 超短波, PSTN, GSM, GPRS等方式, 通信方式的分析及比较如下:

1) 卫星通信。卫星通信具有覆盖面积大、组网灵活、可靠性高、维护简单、建设周期短等优点;但卫星通信终端设备价格较高, 系统运行费用相对于超短波和公用通信网而言较高, 因而受到投资额度的限制。

2) 超短波通信 (VHF) 。超短波通信是水文自动测报系统应用最广泛、成功的一种通信方式。它的传输质量介于短波和微波通讯之间, 既克服了微波通信的局限性, 又比短波通信的质量稳定、可靠;缺点是通信距离较近, 受地形影响较大, 遇高山或其他障碍物阻挡, 通信困难易中断。

3) 公共交换电话网 (PSTN) 。PSTN具有适用范围广, 传输速率高, 没有无线通信中常有的同频干扰问题等优点, 且采用PSTN组网无论是设备造价还是运行经费都明显低于其它无线信道组建的专网。

由于PSTN通信采用电路交换方式, 在建立通信连接过程中需花费一定的时间。在电路的响应速度上, 若采用专用的调制解调器, 一般1个报汛站的数据通信在3~6 s内即可完成;若采用通用的调制解调器, 通信链路的建立大约需要40 s。当所建系统容量较大时, 时效慢的问题较为突出, 可通过在数据接收中心站安装多条同号电话线和配置专用Modem予以解决。PSTN属有线通信信道, 由电话线构成的引雷, 极易造成设备因雷击而毁坏, 因此在建设防雷地网的同时需配置相应的避雷设备。

4) GSM短消息。GSM无线数据传输技术是数据和移动2种通信技术的有机结合, GSM无线数据业务使得人们不受空间、地域的限制, 可随时随地获取所需信息。在我国已经建成覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网, 并提供话音、短信和数据业务。随着GSM通讯协议专用模块的推出, GSM的各项业务已不仅仅应用于手机通信领域, 也应用于其它领域的通信需求。专用模块具有易于开发的通讯接口和协议, 这为短消息业务应用于水情测报系统的开发工作创造了很好的条件。虽然短消息业务 (SMS) 一次最多只能传输140个字节信息, 但用于水情数据的实时传输完全可以满足要求。

5) GPRS。GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务, 目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、频带、突发结构、跳频规则及TDMA帧结构, 这种新的分组数据信道与当前电路交换的话音业务信道极其相似。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据, 而不需要利用电路交换模式的网络资源, 从而提供一种高效、低成本的无线分组数据业务, 特别适用于间断的、突发性的、频繁的、少量的数据传输, 也适用于偶尔的大数据量传输, 可为水情数据的传输提供更为可靠和快速的通信网络。目前GPRS可按流量或运营商提供的套餐标准进行计费。

由于洪水易发区常伴随发生地质灾害, PSTN通信方式在洪水期可能失效, 因此本项目采用无线通信方式, 以GSM/GPRS信道作为水情遥测主信道, 目前改建的61处水文、水位站及7个分中心站采用水利部新一代的宽带卫星通信主站平台作为备用信道, 在GSM/GPRS地面设施设备受到意外灾害和损毁时, 采用卫星通信系统保障防汛水文测报数据的实时通信传输。

3 中心站

中心站为水情 (分) 中心的计算机网络, 提供网络设备、供电设备、防雷设施及配套土建, 可直接利用现有资源。根据水雨情信息的传输方式和充分利用现有资源不重复建设的原则, 确定在水情分中心配备接收设备, 各个分中心、省中心均配备接收处理计算机;省中心配置图形工作站、数据库与信息发布服务器;中心站均配置有UPS电源, 不再为卫星接收设备配置蓄电池, 只需配置AC220-DC24交流稳压电源即可;中心站通信值守软件可以通过RJ45口以TCP/IP或UDP方式接收卫星数据, 因此不再配置串口转换器。中心站架构示意图如图4所示。

4 卫星小站

水利部新一代通信系统中, Ku波段使用1.2 m天线, C波段需使用2.4 m天线, C波段卫星小站及配套设备比Ku波段的贵50%左右, 因此选择Ku波段小站可降低系统造价, 减少工程量, 降低系统维护难度。

水利部idirect卫星现有测试环境均基于Ku波段, 经测试基本满足遥测系统使用要求, 而C波段通信情况则没有一手数据。

Ku波段雨衰问题, 可以通过暴雨间隙或雨后及时补报来弥补。特殊情况下, 还可以通过卫星IP电话进行人工报汛。

4.1 卫星小站基本功能

选择的卫星小站及配套设备应具备数传、上网、通话功能;如个别站点需要增加电视功能, 则应配置卫星电视接收机1套, 但只能接收亚洲5号卫星上的节目 (只有少数高清台, 且有的为加密节目, 国内节目基本没有) 。

4.2 卫星小站安装要求

卫星小站要求严格按照相关规定进行安装, 安装模式如图5所示 (图中尺寸单位为mm) , 具体安装要求如下:

1) 5 m×5 m范围内无障碍物, 正南、东西45°, 仰角≥10º范围内无遮挡;

2) 需4个500 mm×500 mm×300 mm水泥墩和钢架。

5 结语

据分析, 卫星通信网络规模越大, 使用效果越好, 效益就越明显[6]。根据江西省水文监测系统建设工作的实践, 卫星通信主要具有以下优势: