通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

水情自動(dòng)測報(bào)與洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)水情自動(dòng)測報(bào)與洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一、概述

水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)是應(yīng)用傳感、遙測、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行水情數(shù)據(jù)采集、報(bào)送和處理的系統(tǒng)。水情數(shù)據(jù)包括雨量、水位、流量、地下水位、含沙量、水質(zhì)、土壤墑情等。水情信息是洪水預(yù)報(bào)調(diào)度工作中數(shù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且國家有嚴(yán)格報(bào)送制度的基礎(chǔ)信息，是預(yù)報(bào)調(diào)度工程運(yùn)行管理等決策的主要依據(jù)。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)等的迅速發(fā)展，我國水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)已走向成熟。我國現(xiàn)有的水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)基本上都是超短波系統(tǒng)，本講內(nèi)容主要介紹超短波系統(tǒng)。二、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的任務(wù)

建立水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的目的是防洪、興利和水利調(diào)度，其任務(wù)是實(shí)時(shí)收集流域內(nèi)(或者說目標(biāo)區(qū)域內(nèi))的各類水情信息，經(jīng)過處理后適時(shí)作出水情預(yù)報(bào)(如洪水預(yù)報(bào)、早情預(yù)報(bào)、洪災(zāi)預(yù)報(bào))，爭取預(yù)見期，最大限度地減少以至避免洪水、早災(zāi)造成的損失。最大限度地發(fā)揮工程效益，如優(yōu)化輸配水方案，確保水利工程安全，提高水的利用率，在一定條件下，可多蓄水、多發(fā)電等。水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)按功能可以分為三大部分:即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理，如圖6-1所示。圖6-1水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成

1.數(shù)據(jù)采集裝置通常為一具有A/D轉(zhuǎn)換接口的傳感器，有時(shí)裝置還具有顯示、存儲(chǔ)、打印等功能，這些采集裝置往往稱之為非電量電測儀。此外還應(yīng)包括傳感器或電測儀的工作環(huán)境，如浮子或水位計(jì)的測井等。

2.數(shù)據(jù)傳輸包括信道和傳輸控制裝置。信道包括傳輸介質(zhì)和信道機(jī)，如有線或無線信道及相應(yīng)的收發(fā)信機(jī)。傳輸控制裝置負(fù)責(zé)遙測信號(hào)的采集控制，傳輸控制、發(fā)送控制以及可接受遙控指令執(zhí)行命令等。

3.數(shù)據(jù)處理在中心站由計(jì)算機(jī)完成。通常有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)工作，一臺(tái)為前置機(jī)，一臺(tái)為主機(jī)，完成數(shù)據(jù)收集，預(yù)處理，并根據(jù)收集數(shù)據(jù)的目的作出相應(yīng)的處理。如作實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)，水庫防洪發(fā)電調(diào)度，灌區(qū)輸配水優(yōu)化調(diào)度等。此外，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、分類、建立數(shù)據(jù)庫等工作。二、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的任務(wù)三、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)一般由一個(gè)中心站，若干個(gè)中繼站、數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)，甚至上百個(gè)各類遙測站組成。中心站主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集和處理，測站則主要是收集信息并編碼發(fā)送。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、作用和要求的不同，中心站和測站的結(jié)構(gòu)也不盡相同。

1.中心站中心站主要由前置處理機(jī)、主機(jī)、收發(fā)信設(shè)備、外圍設(shè)備及電源等組成。一個(gè)典型中心站的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，值得注意的幾點(diǎn)是:(1)一般采用可靠性高、功耗低的工業(yè)控制機(jī)(或單片機(jī)、單板機(jī))作為前置處理機(jī)，專管數(shù)據(jù)的接收、暫存和預(yù)處理，以利于提高系統(tǒng)的可靠性和減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)。主機(jī)一般選用高檔微機(jī)，除完成本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理外亦可承擔(dān)其他任務(wù)。三、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

(2)若當(dāng)?shù)赜袔讉€(gè)單位共同使用遙測信息并向上級(jí)部門報(bào)送信息時(shí)，則應(yīng)組建計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或設(shè)置連機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

(3)中心站的電源應(yīng)配有蓄電池組，按逆變方式工作的不間斷電源(UPS)，條件允許還應(yīng)配有備用發(fā)電機(jī)，以使前置處理機(jī)正常運(yùn)行，主機(jī)能間斷工作完成提取和處理數(shù)據(jù)。圖6-2典型水情遙測中心站結(jié)構(gòu)框圖三、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

2.測站

測站主要由傳感器、收發(fā)信設(shè)備、無線水情遙測儀、電源等組成。典型測站的結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。根據(jù)測站的重要性和要求的不同及所選用的體制不同，其設(shè)備配置是不同的。

(1)遙測站若設(shè)在某一管理單位或原水文站，此時(shí)要檢測的水情參數(shù)較多，一般要求就地能顯示打印存儲(chǔ)。在這種情況下應(yīng)采用應(yīng)答式體制，這時(shí)設(shè)備配置較多，耗電量較大，對電源要求較高，見圖6-3。

(2)若是單一水情參數(shù)遙測站(如雨量站或水位站)，此時(shí)可采用無人值守的自報(bào)式測站，這類測站耗電量少，可用太陽能電池供電，這時(shí)整個(gè)測站設(shè)備配置比較簡單，如圖6-4所示。

(3)測站的收發(fā)信裝置，接口、調(diào)制解調(diào)器(modem)、微電腦芯片等可以組裝在一起，稱為無線水情遙測儀。圖6-3典型測站結(jié)構(gòu)框圖圖6-32安徽省遙測系統(tǒng)雨水情監(jiān)視三、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

3.中繼站

中繼站是遙測站到中心站的中轉(zhuǎn)站。由于水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)一般建在丘陵或高山區(qū)，當(dāng)遙測站到中心站的距離過遠(yuǎn)或由于高山、樹木及高大建筑物的阻擋，通信線路損耗過大，不能滿足通信最低要求時(shí)，就需要設(shè)中繼站。中繼站主要由太陽能電池板、蓄電池、天饋線、中繼機(jī)、雙工電臺(tái)等單元組成。主要負(fù)責(zé)信號(hào)的接收與轉(zhuǎn)發(fā)。圖6-4自報(bào)式測站結(jié)構(gòu)框圖四、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組建及運(yùn)行管理

組建水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)規(guī)范(SL61-94)執(zhí)行，這里僅強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：（一）資料收集

1.本系統(tǒng)范圍內(nèi)的水情資料(如雨量、水位、土壤濕度、渠道、河流、建筑物等)既要全，又要有代表性。

2.本系統(tǒng)范圍內(nèi)及周圍地區(qū)的無線電通信資料，這是選擇無線通信的頻段，頻點(diǎn)及工作方式的需要。（二）站網(wǎng)論證

站網(wǎng)論證對確定系統(tǒng)規(guī)模至關(guān)重要，站網(wǎng)論證主要是選擇最佳的站網(wǎng)分布密度及其位置。圖6-32雨水情自動(dòng)監(jiān)視圖6-32蒸發(fā)量自動(dòng)監(jiān)視圖6-32地下水位自動(dòng)監(jiān)視圖6-32土壤墑情自動(dòng)監(jiān)視四、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組建及運(yùn)行管理

（三）通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)

水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)采集水情數(shù)據(jù)、自動(dòng)處理及預(yù)報(bào)的自動(dòng)化系統(tǒng)，工作條件地理環(huán)境都比較差，因此對通信電路的設(shè)計(jì)有很高的要求。其信道技術(shù)指標(biāo)必須滿足:1.信道傳輸誤碼率，超短波信道;2.系統(tǒng)暢通率大于90%兩個(gè)條件。同時(shí)，電路設(shè)計(jì)要根據(jù)國家無線電管理委員會(huì)有關(guān)規(guī)定及用戶調(diào)研結(jié)果，選用合適的工作頻率及工作方式，并根據(jù)現(xiàn)場查勘圖進(jìn)行設(shè)計(jì)、現(xiàn)場電測和電路設(shè)計(jì)來確定整個(gè)系統(tǒng)最佳組網(wǎng)方案。四、水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組建及運(yùn)行管理

（四）體制選擇

如前所述，國內(nèi)外水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的工作體制有自報(bào)式、應(yīng)答式、自報(bào)與應(yīng)答兼容式和混合式等4種。對于不同的規(guī)模系統(tǒng)和使用要求，應(yīng)選擇與之相適應(yīng)的工作體制，不應(yīng)只追求功能多，要充分考慮系統(tǒng)供電、維護(hù)及可靠性等多種因素。（五）土建

土建的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量如何也直接影響到系統(tǒng)的可靠性。土建工程包括中心站機(jī)房、中繼站、測站、鐵塔、避雷針、接地網(wǎng)、電源等，其中最值得注意的是接地網(wǎng)施工和電源安裝。（六）運(yùn)行管理

為使系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行，必須要加強(qiáng)管理。其中主要是健全管理制度，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)和工作責(zé)任心教育等。

五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(一)概述

該水庫位于淮河支流淠河?xùn)|源上，與上游水庫構(gòu)成梯級(jí)水庫，流域面積1840km2，流域內(nèi)地形為山區(qū)，形狀呈扇形，地勢南高北低。流域平均高程為715m。多年平均降雨量1540mm，年來水16億m3。系統(tǒng)規(guī)模為2：2：13，即系統(tǒng)由2個(gè)中心站，2個(gè)中繼站和13個(gè)遙測站組成。支持水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的自聯(lián)網(wǎng)，并通過本地區(qū)四水庫聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將本系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨不帐》擂k。系統(tǒng)采用超短波無線通信方式組網(wǎng)，預(yù)留有線信道接口，可連接有線信道。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(二)水文組網(wǎng)

該水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)由2個(gè)分中心站(位于兩梯級(jí)水庫的水庫管理處),2個(gè)互為備份的中繼站、13個(gè)遙測站構(gòu)成。其中，7個(gè)測站為單雨量站、2個(gè)測站為水位雨量站、4個(gè)測站為單水位站。組網(wǎng)示意圖如圖6-1所示。在本系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)中，每個(gè)測站的RTU均可以兼作中繼站，每個(gè)遙測站信息可以通過兩個(gè)不同的路由傳送到中心站。

(三)設(shè)備選型

遙測站數(shù)據(jù)終端機(jī)(RTU)、中心控制終端(即前置機(jī)FIU)、通信電臺(tái)選用Motorola公司產(chǎn)品，水位、雨量傳感器選用南京水利水文自動(dòng)化研究所等知名廠商的產(chǎn)品，太陽能電源選用寧波太陽能光板，免維護(hù)蓄電池選用合資企業(yè)產(chǎn)品。

(四)通信設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用超短波頻點(diǎn)227.95MHz進(jìn)行通訊組網(wǎng)。圖6-1佛子嶺、磨子潭水庫水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)組網(wǎng)圖五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)的通信組網(wǎng)有兩個(gè)特點(diǎn):兩個(gè)分中心，兩個(gè)中繼站互為冗余熱備份。兩個(gè)分中心接收的是相同遙測站且是相同中繼站轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。解決雙中繼熱備份，避免同頻干擾和數(shù)據(jù)傳輸碰撞，是本系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用在遙測站發(fā)送的數(shù)據(jù)中包含通信路由和發(fā)送目的地，中心站接收到數(shù)據(jù)后給予確認(rèn)，這樣有效地保證了遙測站的數(shù)據(jù)通過指定的中繼站發(fā)送到指定的分中心。由于有了確認(rèn)信號(hào)，遙測站就能知道數(shù)據(jù)是否正確地發(fā)送到指定目的地，因此也就知道何時(shí)需要啟用備用中繼站。中繼站即使不需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，每天也向中心站報(bào)送平安報(bào)以表示設(shè)備工作正常。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)通信流向如下：佛庫壩上、佛庫壩下、佛子嶺、白蓮崖、上土寺、太陽遙測站的數(shù)據(jù)只發(fā)送到佛子嶺水庫中心站，其他各遙測站均分別發(fā)送到佛子嶺水庫中心站和磨子潭水庫中心站。為了避免碰撞，應(yīng)盡量減少數(shù)據(jù)發(fā)送頻度。具體做法是：雨量采用0.5mm采集存儲(chǔ)，達(dá)到1mm時(shí)發(fā)送0.5mm增量過程數(shù)據(jù)。通常情況下，備用中繼站不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；只有在主中繼站出現(xiàn)故障的情況下，備用中繼站才開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，這樣可以有效地減少數(shù)據(jù)量，避免碰撞。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(五)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

為了充分利用已建和在建水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)資源，本系統(tǒng)的水文數(shù)據(jù)接入六安水情分中心，并同時(shí)傳輸?shù)桨不帐∷橹行?省防)。①通過壩址中繼站將信息傳至六安水情分中心，六安可實(shí)時(shí)監(jiān)控、檢索、處理、轉(zhuǎn)發(fā)信息；②進(jìn)入水情傳輸網(wǎng)，省水情中心、淮委及國家防辦能實(shí)時(shí)獲取水庫水雨情信息，達(dá)到信息共享；③實(shí)現(xiàn)水庫實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)預(yù)報(bào)調(diào)度；④實(shí)時(shí)信息15min內(nèi)到省水情中心。系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)示意圖如圖6-2所示，圖中虛線所示為備用通信路由。圖6-2佛梅響磨水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)聯(lián)組網(wǎng)圖五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(六)遙測站

本系統(tǒng)中遙測站有水位雨量站、單雨量站和單水位站三種類型，測量參數(shù)有水位、雨量。遙測站的主設(shè)備為RTU和收發(fā)信機(jī)，遙測站實(shí)例圖如下，組成框圖如圖6-3。遙測站主要功能有:①當(dāng)水位在規(guī)定時(shí)間間隔(6min)內(nèi)變化1cm或雨量變化1mm時(shí)自動(dòng)發(fā)送信息給中心站及分中心站。本次發(fā)送失敗，下次發(fā)送的同時(shí)補(bǔ)發(fā)上次未發(fā)送成功的數(shù)據(jù)。不管采用何種量級(jí)發(fā)送都發(fā)送采集的所有增量(水位1cm、雨量0.5mm)過程數(shù)據(jù)。②定時(shí)自報(bào):無雨或水位不變時(shí)，每日必須采集報(bào)告5次(8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)、0時(shí)、2時(shí))數(shù)據(jù)和本站電池電壓，以報(bào)告設(shè)備工作狀況和收集資料。終端機(jī)（RTU）MOSCAD-M通信電臺(tái)避雷器、天饋線雨量計(jì)太陽能板充電控制器蓄電池串行水位計(jì)1串行水位計(jì)1并行水位計(jì)Motorola產(chǎn)品圖6-3遙測站組成框圖五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

③具有定時(shí)掉電功能。④具有數(shù)據(jù)在站存儲(chǔ)功能，配備后備電池保證數(shù)據(jù)不丟失，用于水文數(shù)據(jù)整編。⑤具有通訊路由自動(dòng)選擇功能。具有數(shù)據(jù)向多個(gè)目的地傳送功能。⑥具有主用、備用信道自動(dòng)切換功能。⑦通訊信道偵聽功能，當(dāng)信道忙時(shí)，自動(dòng)延時(shí)發(fā)送。⑧具有現(xiàn)場設(shè)置站號(hào)和數(shù)據(jù)發(fā)送量級(jí)功能。⑨具有人工置數(shù)功能。⑩可以根據(jù)需要隨時(shí)設(shè)置為中繼站。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(七)中繼站

中繼站中的中繼機(jī)與遙測站RTU完全相同，與遙測站可以互換。如果相鄰遙測站之間可以通訊，則其中任何一個(gè)遙測站設(shè)備可以直接改為中繼站兼遙測站，實(shí)現(xiàn)通訊路由的自動(dòng)選擇。中繼站的組成框圖見圖6-4。雙中繼(多云尖中繼、多云寺中繼)冗余熱備份的實(shí)現(xiàn):

在MOSCAD一M中配置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信配置文件(networkconfig)，對主中繼站和備份中繼站進(jìn)行定義，將兩條通信路由(可以很多)寫入該文件，在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，將此文件下載到RTU內(nèi)，雙中繼冗余熱備份即告成功。本系統(tǒng)各站(遙測站和中繼站)每天都向中心站傳輸5次電源電壓，這樣可隨時(shí)知道遙測站設(shè)備及電源是否運(yùn)行正常，同時(shí)也了解了兩個(gè)中繼站的運(yùn)行狀態(tài)。終端機(jī)（RTU）MOSCAD-M通信電臺(tái)避雷器、天饋線太陽能板充電控制器蓄電池串行水位計(jì)1串行水位計(jì)1并行水位計(jì)Motorola產(chǎn)品雨量計(jì)圖6-4中繼站組成框圖五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

中繼站主要功能有:①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā):既可以集合轉(zhuǎn)發(fā)，又可以通信鏈路方式轉(zhuǎn)發(fā)命令和有關(guān)遙測站數(shù)據(jù)。②狀態(tài)報(bào)告:每日必須采集報(bào)告5次(8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)、0時(shí)、2時(shí))本站電池電壓。③具有遙測站功能，可以接入水位、雨量、流量等傳感器，測量相應(yīng)水文參數(shù)。④可以實(shí)現(xiàn)信道自動(dòng)切換，當(dāng)主信道故障時(shí)，自動(dòng)啟用備用信道向中心站傳輸數(shù)據(jù)。⑤遙測站具有限時(shí)通話功能，限于系統(tǒng)維護(hù)或汛期通話需要時(shí)使用，設(shè)置成通話功能后，可以自動(dòng)返回?cái)?shù)據(jù)通信功能。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(八)中心站

中心站設(shè)在佛子嶺和磨子潭水庫管理處，硬件設(shè)備主要為前置通信控制機(jī)FIU(中心控制終端CTU(也是RTU,與遙測站RTU相同)、值班機(jī)、調(diào)度計(jì)算機(jī)(主機(jī))、收發(fā)信機(jī)、避雷器、天饋線以及電源等。中心站的組成框圖見圖6-5。中心站采用雙機(jī)冗余工作方式，即中心站值班機(jī)處于長期值守狀態(tài)，主機(jī)通常用于數(shù)據(jù)處理、報(bào)表圖形顯示、打印和聯(lián)機(jī)洪水預(yù)報(bào)。值班機(jī)既可單獨(dú)運(yùn)行，也可以和主機(jī)并行聯(lián)機(jī)運(yùn)行。中心站按照《國家防汛指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)大綱》要求建立標(biāo)準(zhǔn)水情數(shù)據(jù)庫(MSSQLserver數(shù)據(jù)庫)，通過計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)的近遠(yuǎn)程查詢、傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。圖6-5中心站組成框圖前置機(jī)（FIU）MOSCAD-M通信電臺(tái)避雷器、天饋線交流充電控制器蓄電池值班機(jī)（服務(wù)器）主機(jī)Motorola產(chǎn)品UPS電源2級(jí)避雷器穩(wěn)壓電源數(shù)據(jù)庫220VAC五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

中心站主要功能有:①隨時(shí)或定時(shí)召測各遙測站雨水情數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)時(shí)鐘同步。②把遙測信息形成原始數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)，報(bào)文分解、檢錯(cuò)、分類處理以及向本地和遠(yuǎn)地定時(shí)裝載數(shù)據(jù)庫(或數(shù)據(jù)文件)。③完成一次所屬全部遙測站所有水文參數(shù)的收集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、入庫時(shí)間不超過8min,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)不超過15min.④可以隨意增減測站的數(shù)量以及修改測站特征參數(shù)，修改工作將通過密碼控制由有關(guān)管理人員進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理功能。⑤具有水文資料整編數(shù)據(jù)提取功能，滿足資料整編需求。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

⑥通過計(jì)算機(jī)處理，顯示打印各類報(bào)表及過程線，圖形顯示各類水情信息等。⑦具有人工置數(shù)功能。可以按照水情拍報(bào)段次并且匹配人工置數(shù)生成五位碼水情報(bào)文，以自動(dòng)或手動(dòng)方式通過分中心局域網(wǎng)向上級(jí)防汛部門傳送。⑧可以將實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)傳送給省水情中心和其他防汛部門。⑨計(jì)算機(jī)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度功能。

中心站主要功能有:五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

(九)電源及防雷

1.中心站電源

中心站是系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集傳輸?shù)暮诵?，由于其在系統(tǒng)中的重要性，設(shè)計(jì)交流電源的抗干擾和電源防雷，在交流電源輸入端加二級(jí)避雷器和交流凈化穩(wěn)壓濾波電源設(shè)備；中心站配置1臺(tái)在線式3樣KVAUPS，后備時(shí)間為8h。電源防雷采用兩級(jí)不同泄放電流的單相避雷器，對中心站總電源進(jìn)行防雷。為保證連續(xù)接收遙測數(shù)據(jù)，中心站FIU除了通過UPS供電外，另外再配置150AH/12V后備蓄電池，采用交流充電控制器浮充，設(shè)計(jì)過充、過放電保護(hù)。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

2.中繼站電源

中繼站是系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，設(shè)計(jì)中著重考慮其可靠性，主要是防雷和電源兩方面。采用太陽能浮充蓄電池供電，使用10年壽命150AH/12V膠體蓄電池，設(shè)計(jì)過充、過放電保護(hù)，保證設(shè)備供電。最保守的情況下，蓄電池可以在無任何充電的狀態(tài)下保證20d(佛子嶺地區(qū)連續(xù)陰雨天最多為15d)的設(shè)備運(yùn)行供電，而太陽能電池板在多云天氣條件下就能對蓄電池充電。

3.遙測站電源

測站電源配置如下:選用10年壽命26AH/12V的優(yōu)質(zhì)膠體蓄電池，24W太陽能板及充電控制器，設(shè)計(jì)過充、過放電、過流保護(hù)。最保守的情況下，蓄電池至少可以在無任何充電的狀態(tài)下保證60d的設(shè)備運(yùn)行供電。五、安徽省某大型水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)簡介

4.系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

一是從設(shè)備配置上采用電源防雷、信號(hào)防雷、天饋線防雷；二是從土建上設(shè)計(jì)避雷針防雷接地系統(tǒng)(系統(tǒng)接地電阻小于10Ω)和等電位接地方式等。對于交流供電的中心站電源防雷采用兩級(jí)不同泄放電流的單相避雷器，對中心站總電源進(jìn)行防雷；避雷器之后配置交流凈化穩(wěn)壓電源，濾除電源干擾。對于太陽能供電的中繼站、遙測站主要是天饋線防雷；對于遠(yuǎn)傳電纜則采用金屬管保護(hù)埋地式安裝。圖6-32長江流域安徽段水情監(jiān)視圖6-32淮河流域安徽段水情監(jiān)視六、洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度

（一）洪水預(yù)報(bào)模型

洪水預(yù)報(bào)模型分為物理模型、概念性模型和系統(tǒng)模型三大類。在實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)中，概念性和系統(tǒng)性模型應(yīng)用較多。

概念性模型主要有美國氣象局提出的API模型、我國的新安江三水源模型、愛爾蘭國立大學(xué)研制的SMAR模型、日本營原正已教授提出的水箱模型等。本環(huán)節(jié)主要介紹新安江三水源模型。

1.新安江三水源模型結(jié)構(gòu)

該模型由河海大學(xué)趙人俊教授等在20世紀(jì)70年代提出，并在實(shí)踐中不斷完善，在濕潤、半濕潤地區(qū)行之有效，已在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用。新安江三水源模型的結(jié)構(gòu)見圖6-13。 圖6-13新安江三水源模型結(jié)構(gòu)圖六、洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度

圖6-13中:輸入為實(shí)測降水(P)和實(shí)測蒸發(fā)(E0)，輸出為流域出口斷面流量(Q)和流域蒸散發(fā)里(E)；WM為張力水容；EM為上層張力水蒸發(fā)能；UM、LM、DM分別為流域上層、下層、深層張力水容量；C為深層張力水固定蒸發(fā)比例；K為蒸發(fā)折算系數(shù)；R為用蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算的流域產(chǎn)流量；W為初始流域蓄水量；RS為地表徑流；RG為地下徑流；RI為壤中流；S為自由水庫蓄量；CG為地下水調(diào)蓄系數(shù)。

2.模型參數(shù)分析

模型共有15個(gè)參數(shù)，可分為4類，第一類為蒸散發(fā)計(jì)算，K、UM、LM、C；第二類為產(chǎn)流量計(jì)算，WM、B、IM；第三類為分水源計(jì)算SM、EX、KG、KI；第四類為匯流計(jì)算，CI、CG、UH、KE、XE。其中有些參數(shù)很敏感，參數(shù)值稍有改變對輸出的影響就較大，有些參數(shù)則反應(yīng)遲鈍。因此，在確定模型參數(shù)時(shí)要根據(jù)具體情況來分別處理。六、洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度

3.模型參數(shù)的率定

在上述模型的基礎(chǔ)上，從建庫以來的近期資料中選擇具有代表性的資料來編制方案，用若干年的逐日資料和汛期洪水時(shí)空分布狀況的若干次（30次左右）洪水資料，分別率定日模型和次洪模型的參數(shù)。率定參數(shù)的準(zhǔn)則就是使計(jì)算的流量過程與實(shí)測流量過程最佳擬合。先用逐日資料和日模型率定蒸發(fā)和產(chǎn)流參數(shù)，然后用次洪水資料和次洪模型率定分水源和忙流參敬，最后再修正和協(xié)調(diào)日模型和次洪模型結(jié)果，最后需使得預(yù)報(bào)方案的洪峰合格率、洪量合格率以及洪峰出現(xiàn)時(shí)間的合格率達(dá)到部頒規(guī)范甲級(jí)預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)。六、洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度

（二）實(shí)時(shí)校正技術(shù)

水文現(xiàn)象及其要求(降水、流量、水位)等遵循其內(nèi)在