某縣水文自動測報系統(tǒng)總體設(shè)計

（8）中華人民共和國行業(yè)標準DL/T5051－1966《水利水電工程水情度機接壤，西連左估、偌苛縣，北毗掃戲、休磉。南北長211公理，東西天。地區(qū)降水分部不均勻，降水季節(jié)集中于4－10月，占全年降水總量的75％，其中4－6月降水量為年總量50％多以暴雨出現(xiàn)，類虹1980年最大總指揮部辦公室遙測技術(shù)服務(wù)中心進行xx縣水文自動測報系統(tǒng)十分必要，為領(lǐng)導(dǎo)防汛抗旱指揮調(diào)度提供科學依據(jù)，最第一章系統(tǒng)設(shè)計利用水文自動測報系統(tǒng)水雨情數(shù)據(jù)采集快、實時性強的特點，及時了解流域內(nèi)降水分布情況，做出洪水預(yù)報，為防汛調(diào)度部門提供科學依據(jù)，中，且強度大、匯流時間短，水情報汛通訊設(shè)備落后或無通信設(shè)施，無法測報系統(tǒng)產(chǎn)品成熟，穩(wěn)定性好，全國應(yīng)用廣泛。中要柒江、靈面水庫、湛處，同時接收靈面水庫遙測站數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)分為二期完成，第一期工程主要建設(shè)xx縣城以上流域內(nèi)6個水位雨量站，8個雨量站，中繼站2處，1√√2√√3√√4√√5√√6√√7√√8√√9√√√√√√√√√辦√建議本自動測報系統(tǒng)可采用全自報制式。中心接收各測站自報數(shù)據(jù)，中繼站把所屬測站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至中心站。中心站收集全部遙測站的自報通信暢通率由信道條件與碰撞概率決定，根據(jù)部頒《水文自動測報系在自動測報系統(tǒng)中，終端發(fā)送雨量數(shù)據(jù)是累計值，而不是傳感器的增量值，因此，測報系統(tǒng)在運行時允許丟失若干數(shù)據(jù)，只要后續(xù)數(shù)據(jù)被正確數(shù)據(jù)密度遠高于水位數(shù)據(jù)，所以碰撞概率也以雨量數(shù)據(jù)的丟失作為計算對象，完全滿足水利部制定的《水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范》所要求的90%暢通用雙重檢錯，每一個數(shù)據(jù)字又有糾錯功能，抗干擾能力強，保證數(shù)傳過程l可接雨量傳感器l可接浮子水位計、壓力式水位計或超聲波水位計。l雨量每發(fā)生1mm的增量，遙測終端即自動采集、發(fā)送，定時（5分l定時自檢功能：每天發(fā)送4－5次定時信息，供中心掌握測報工作情l可靠性高，有強迫掉電、防止長發(fā)功能，具有死機自動復(fù)位功能，l具有掉電數(shù)據(jù)保護功能。l具有發(fā)送測站電壓值功能。l所發(fā)數(shù)據(jù)格式符合水利部頒發(fā)的自報數(shù)據(jù)規(guī)范、數(shù)據(jù)具有檢錯、糾l平均無故障工作時間滿足部頒《水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范》要求l環(huán)境條件：溫度10℃~45℃。l根據(jù)采用無線通信方式，需配接發(fā)送模塊。通訊機指標為：-平均無故障工作時間滿足部頒《水文自動測報系統(tǒng)-自報數(shù)據(jù)容量可以保證存儲50個測站，雨強為50mm/小時，共4一個串口接收或轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù)，可作中心（分中心）值班用，并-具有電源監(jiān)測電路及上電、掉電保護功能，可防止前置機工作在低-工作環(huán)境溫度＋5℃~40℃相對濕度90%-平均無故障工作時間滿足部頒《水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范》要求-第二章中心站系統(tǒng)軟件設(shè)計方案根據(jù)系統(tǒng)需求及水情自動化有關(guān)規(guī)范的要求，水文自動監(jiān)控系統(tǒng)軟件l通過人機對話的方式方便地對數(shù)據(jù)進行查詢、檢查。l數(shù)據(jù)查詢：查詢各個時刻和實段的雨量、水位、原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)暢通率、通信次數(shù)、機組出力、閘門開度、入l數(shù)據(jù)維護：數(shù)據(jù)的人工輸入、插補、備份及裝載等。l靜態(tài)曲線設(shè)置：流域內(nèi)各遙測站降雨量棒圖、水位流量關(guān)系曲線、l數(shù)據(jù)共享：與洪水預(yù)報及調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫共享。l應(yīng)用軟件全部采用面向用戶的圖形化交互界面，只需用鼠標就可以l顯示流域水系圖、站點分布圖和通信組網(wǎng)圖，并在圖上動態(tài)顯示各l可支持通過Modem進行電話遠程訪問根據(jù)系統(tǒng)需求及水情自動化有關(guān)規(guī)范的要求，水文自動監(jiān)控系統(tǒng)軟件l第三章系統(tǒng)的可靠性設(shè)計配設(shè)備（注意設(shè)備的技術(shù)指標和可靠性）嚴格要求安裝，科學管理和及時中心站機房的工作環(huán)境主要決定于微機的環(huán)境要求，一般為：-環(huán)境溫度5℃~+35℃-相對濕度：≤90%系統(tǒng)要求機房內(nèi)安裝空調(diào)設(shè)備，同時為使室內(nèi)空氣清新，須設(shè)有負離子發(fā)生器等。交流電網(wǎng)要求：單項交流220V±1050H要求機房內(nèi)安裝空調(diào)設(shè)備，同時為使室內(nèi)空氣清新，須設(shè)有負離子發(fā)生器等。交流電網(wǎng)要求：單項交流220V±1050H機房內(nèi)安裝空調(diào)設(shè)備，同時為使室內(nèi)空氣清新，須設(shè)有負離子發(fā)生器等。交流電網(wǎng)要求：單項交流220V±1050HZ±1HZ要求中心站內(nèi)中心計算機等遙測設(shè)備供電應(yīng)獨立一項，機房內(nèi)其它遙測站工作環(huán)境溫度10℃~+50℃相對濕度：≤95%中繼站工作環(huán)境溫度10℃~+40℃相對濕度：≤95%雨量傳感器及太陽能電池板要安裝在遠離樹木及高層建筑物的地水位測站內(nèi)，水位井上方應(yīng)設(shè)置一個臺面為木質(zhì)的工作臺（面積≥在一個系統(tǒng)建成后，系統(tǒng)暢通率及傳感器精度是預(yù)報成功的關(guān)鍵，按要求系統(tǒng)暢通率應(yīng)優(yōu)于90％。數(shù)據(jù)錯誤概率很小，但要注意的是其它部門電臺的同頻干擾，在建網(wǎng)預(yù)定如前所述對于可維修系統(tǒng)，可用可靠度A，平均無故障時間段時間內(nèi)失效，如果各設(shè)備是“平等”的，都像測站一樣允許一段時間內(nèi)失效，則系統(tǒng)可稱為（K.N）系統(tǒng)。即N個單元有K個正常工作即可?？晒δ苤丿B，可靠性較高。而中繼站則條件惡劣，交通不便，如果采用兩套設(shè)備互為熱備份遙控切換方式，中繼站有完全獨立的兩套中斷設(shè)備，整體熱備份會加大投資，為了提高中繼站的可靠性，在沒有熱備份時，應(yīng)加冷備份，即整個中繼站備份，一旦中繼站出現(xiàn)故障，在最短時間內(nèi)更換整套設(shè)備，盡快恢復(fù)中繼站正常工作；更換下來的中繼站設(shè)備盡快找出故障，一般有兩個小時就夠用。但往往忽略的是可靠的管理，主要是人員組織和培訓(xùn)，定期不定期的檢查以及出故障時及時維修。如果管理組織得好，則提高系統(tǒng)可靠性的措施為了提高系統(tǒng)可靠性，可以從自動測報體理論計算表明，當遙測站超過8個時，與應(yīng)答式體制相比較。采用自報式體制其系統(tǒng)的可靠性比較高。本水文自動測報系統(tǒng)中，已超過8個選擇性能較好的設(shè)備是提高系統(tǒng)可靠性的根本措施。所有設(shè)備采用先進技術(shù)，精心設(shè)計，經(jīng)多年使用，不斷改進，經(jīng)中國自動化學會三遙委員會嚴格測試認可，并通過水利部鑒定審查。產(chǎn)品提4周加電連續(xù)考機，可確保產(chǎn)品質(zhì)量.合理安裝：應(yīng)按安裝要求精心安裝，嚴格檢查，這是保證系統(tǒng)可靠計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性關(guān)鍵在于通信服務(wù)器（文件服務(wù)器）和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的可靠性運行。主要采用以下措施：通信服務(wù)器采用前置機和后臺機雙機互備份結(jié)構(gòu)，通過軟硬件結(jié)合，實現(xiàn)前置機和后臺機互通信息，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上前置機采用太陽能電池蓄電池供電，后臺機過固態(tài)存儲器保留原始數(shù)據(jù)，雙中心站、雙分中心站和其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也保留所接收到的全部原始數(shù)據(jù)副本。這樣，一旦某個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點出問題，都可強人員培訓(xùn)，維護好各種設(shè)備對于減少故障，延長設(shè)備壽命是很重要的方面，應(yīng)引起使用單位的高度重視。及時的維修，可靠的管理體制，是系統(tǒng)必要的保養(yǎng)，重點檢查電源、天饋線，雨量計，水位計編碼盤等部件和接插件是否接觸良好，必要時應(yīng)進行緊固、清洗、更換部件等工作，還要檢查雨量計承雨口是否暢通，太陽能電池板是否清潔，天線方向是否移動等常見故障，并用測試儀等設(shè)備檢查各種設(shè)備功能指標是否達到要求，如有常備的檢修設(shè)備有指北針、氣烙鐵、功率計、多功能檢測儀、及相關(guān)遙測系統(tǒng)測站均采用12V(標稱值)蓄電池供電，對電源的設(shè)計要求l電壓：允許變幅－1020%l容量：全由電池供電，應(yīng)能保證設(shè)備連續(xù)工作180天遙測站使用太陽能電池和蓄電池組合的浮充供電系統(tǒng)．鉛酸全密封酸性蓄電池具有良好的低溫特性和充電特性，而且免維護，因而遙測設(shè)備用它供電是理想的，為保證最長連續(xù)無日照期問也能供電，必須選擇蓄電池的容量．一般定為滿足30天的需要.在本系統(tǒng)中采用電解質(zhì)全密封免維護鉛酸蓄電池作為系統(tǒng)的直流l最大的連續(xù)無日照時間：在華北地區(qū)為能確保負載正常運轉(zhuǎn)，常假l容量修正系數(shù)：考慮蓄電池容量周期性的降落和它的老化，以及太=0.3Ah×15÷0.7＝6.5Ah同樣可以計算遙測站采用5W電臺（發(fā)射電流2.壽命長、無環(huán)境污染、使用維護方便等特點。在水文遙測系統(tǒng)中使用最廣泛的是寧波太陽能電源廠生產(chǎn)的日地牌單晶硅太陽能電池，其主要技術(shù)指標：使用溫度40℃~90℃太陽能供電系統(tǒng)主要由硅太陽能電池板、充電控制器、蓄電池以及防）＝=0.024A×12.5V12345160-140-120-100-80-）＝=0.3W×10.3下表是對遙測站太陽能電池和蓄電池經(jīng)容量計算后得出的結(jié)論，最終值值值值4-15-站30-站30-傳感器（包括編碼器和顯示部分）的作用是感受被測量，并將其轉(zhuǎn)換成增量式、編碼式、模擬量式或數(shù)字量式等不同形式的機械或電信號的輸系統(tǒng)選用的傳感器，必須是經(jīng)過鑒定符合技術(shù)標準、計量標準的正規(guī)產(chǎn)品，其適用條件、精度、分辨率、技術(shù)性能必須符合有關(guān)的水文測驗國l水位分辨率：1mm。l當前最常用的是遙測水位計，可測量天然水體水位的變化，可有線遙測，數(shù)字顯示實時水位，或定時打印時序水位。適用于江河、湖泊、水庫、河口、渠道、船閘、地下水、大壩測壓管及各種水工建筑物處的水位測量。測站終端顯示器可顯示即時水位；中心站可以適時顯示打印、記錄l測量誤差（準確度分辨率為1mm的雨量傳感器的測量精度用實測降雨量與其自身排水量相比較，測量誤差不大于4％。降水由環(huán)口控制面積，集水器回攏，通過進水漏進入翻斗，當計量到1mm。水量時，引起翻斗翻轉(zhuǎn)，磁吸合（或釋放）于簧管，產(chǎn)生一個通斷成浸潤狀態(tài)。底部小軸用剛玉軸承支撐，使翻斗能靈活轉(zhuǎn)動。翻斗的傾斜l承水口徑φ200±0.3mml刃口角40～45。l分辨率0.5mml測量精度≤±3以儀器自身排水量為準）l雨強范圍0.01～4mm/min（允許通過最大l工作環(huán)境溫度0℃~50℃,空氣相對濕度不限50℃時）l信號方式干簧管磁吸電信號采用單收模塊，中繼站采用單收模塊和單發(fā)模塊。根據(jù)電路測試的要求選經(jīng)費，而且優(yōu)化了工藝，充分發(fā)揮了設(shè)備功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性l接口：采用L16系列接插件，輸入阻抗為50Ω。l電壓駐波比：天線和50Ω阻抗電纜連接時，其電壓駐波比（VSWR）l極化：水文自動測系統(tǒng)使用的天線，有水平極化和垂直極化兩種，l天線應(yīng)能防水、防腐蝕、能在高溫高濕、強風暴雨環(huán)境條件下正常雨量：翻斗式雨量，分辨率1毫米，相對誤差±10%（2）每次收集系統(tǒng)內(nèi)遙測站全部當前水文參數(shù)時問小于IO分鐘。（6）溫度：遙測站、中繼站－10℃~45℃中心站＋5℃~40℃（7）相對溫度：≤90%l卡住易于引雷的幾個入口。l易于引雷的入口主要是三個：交流電、天線和傳感器線，其中最易-交流電引雷：現(xiàn)中繼站和測站一律用太陽能電池板給蓄電池充電的方式而不用交流電。避免了絕大部分的雷擊事件發(fā)生。中心站有交流電則-天線引雷：采用同軸避雷器，在有雷電引起超高壓時，同軸避雷器最好加用防雷導(dǎo)體帶或線并行，屏蔽接地，但不要和信號地線連接，另外特別要采取嚴格的防雷措施，這是最重要的環(huán)節(jié)，對于直擊雷和感應(yīng)雷（從天線、信號線、電源線等感應(yīng)雷電，以及由于直擊雷引起的地裝置避雷針。避雷針對設(shè)備有足夠的保護范圍，測站接地電阻不大-為確保安全，避雷針要高出天線的頂端2米以上，使天線置于避雷針的保護范圍內(nèi)，但有一點應(yīng)當注意，雖然使用避雷針，可以防止由于直接雷擊造成的人身傷害和設(shè)備損壞，但是落雷產(chǎn)生的過大電流通過接地極有時也會傳到機器設(shè)備中去而引起誘導(dǎo)故障，所以在雷擊區(qū)和易遭雷擊和山區(qū)、丘陵為防止由于雷電誘導(dǎo)故障對設(shè)備的損壞，在電源線、饋線、控制線等部分要考慮適當?shù)谋芾状胧?。如小型雨量計電纜，應(yīng)穿入金屬管道埋地鋪設(shè)，同時兩端采用濾波、隔離、屏蔽所有的測站均采用太陽能浮充的蓄電池支流供電系統(tǒng)，保證測站連匹配）接入饋線對于接入點來說，這段四分之一短路線是開路的。這樣饋線的芯線和屏蔽層就在一起，如將同軸避雷器接地，由天饋線引入的雷電本系統(tǒng)接地地網(wǎng)均為組合接地體裝置，垂直接地體采用50×50×3mm角鋼或中φ50mm鍍鋅鋼管，長度為2.5米，水平接地體采用40×4×米以外，接地體極用不小于6毫米的鍍鋅鋼筋引到天線塔桿焊接相連，焊接處必須牢固并涂抹防腐瀝青，用地阻儀測線、太陽能電池、水位計、雨量計的電纜由室外引入，墻上要留有電纜引雨量計亦可安裝在開闊的房頂。先按圖紙?zhí)峁┑某叽缏窈玫啬_螺釘，安裝時放上雨量計，上緊螺母，調(diào)好水平，并用標準量杯倒水以調(diào)整其精度，調(diào)整好角度，使之有最佳采光面，20W、40W太陽能板配有支架，放在房水位計安裝在測井臺上，通過24芯電纜與終端連接，電纜長度所有電纜超過10米應(yīng)加鋼絲引線用以吊裝饋線，水位計線。雨l各部均應(yīng)盡量利用已用房屋以減少基建投資，雨量計安裝在水泥臺l中心站面積沒有規(guī)定，最好分里外兩層房間，里問放前置機和主機兩系統(tǒng)，要求安裝空調(diào)器，油漆墻壁和地板，但不要鋪地毯，以防靜電。另一間放不間斷電源的和蓄電池等供電系統(tǒng)（此問可作更衣間）中心站要電纜懸空長度超過10米應(yīng)拉鋼繩以吊裝電纜，水位計l中心機房-機房溫度保持20℃~26℃相對濕度3070％。