桃山水庫(kù)水文數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的分析

杜紀(jì)奎，于 龍

(黑龍江省桃山水庫(kù)管理處，黑龍江七臺(tái)河154600)

1 系統(tǒng)概述

水文測(cè)報(bào)主要是測(cè)定降雨、水位和其它水文參數(shù)的變化情況，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)是采用現(xiàn)代科技對(duì)水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測(cè)、傳輸和處理，能夠在短時(shí)間內(nèi)解決水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度的先進(jìn)方法。水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要是水文信息的采集、發(fā)送數(shù)據(jù)、中心站接收、存貯、應(yīng)用等，為洪水調(diào)度系統(tǒng)提供水情信息，為水庫(kù)科學(xué)調(diào)度提供依據(jù)，其質(zhì)量和精度將直接影響水情信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。為使水情信息能更及時(shí)、有效地用于水庫(kù)洪水的預(yù)報(bào)、調(diào)度、決策。所以，必須加強(qiáng)水庫(kù)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)。

由于桃山水庫(kù)傳統(tǒng)的水情信息采集設(shè)備無(wú)法滿足測(cè)報(bào)系統(tǒng)的需要，所以早已安排了進(jìn)行更新改造，以實(shí)現(xiàn)水文信息的數(shù)字化。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

桃山水庫(kù)水文數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要包括以下部分:遙測(cè)終端機(jī)，可以進(jìn)行雨量、水位的采集;數(shù)據(jù)傳輸終端，完成遙測(cè)終端機(jī)和信息中心站之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸;信息中心站，可以顯示、存儲(chǔ)水文信息數(shù)據(jù)，并將水文數(shù)據(jù)送入洪水調(diào)度系統(tǒng)，為洪水調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

2.1 遙測(cè)終端機(jī)

遙測(cè)終端機(jī)主要由水雨傳感器、數(shù)據(jù)采集RTU、人機(jī)接口、通訊接口、太陽(yáng)能板和蓄電池等設(shè)備組成。其功能是測(cè)量雨量、水位等水文數(shù)據(jù)，是整個(gè)測(cè)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的來(lái)源，并自動(dòng)應(yīng)答水文信息中心，向水文信息中心發(fā)送數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸終端

主要是指遙測(cè)終端機(jī)和信息中心站通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端將遙測(cè)終端機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到信息中心站，信息中心站也可以同時(shí)以無(wú)線的方式向遙測(cè)終端發(fā)送相關(guān)指令。

利用GPRS通訊方式作為系統(tǒng)傳輸方式不必建設(shè)中繼站，直接利用已有的無(wú)線電話信道通訊網(wǎng)絡(luò)即可，應(yīng)用靈活、使用方便，不受其它無(wú)線電波的影響。GPRS網(wǎng)絡(luò)具有可靠性高、網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)、覆蓋面較廣、通信費(fèi)用低、不受地區(qū)限制等優(yōu)點(diǎn)。所以，GPRS在水文數(shù)據(jù)傳輸通信方面被廣泛應(yīng)用。

2.3 信息中心站

信息中心站設(shè)在桃山水庫(kù)管理處中心機(jī)房，起著系統(tǒng)樞紐的作用，主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、路由器、軟件系統(tǒng)、通訊設(shè)備、UPS不間斷電源等組成。主要完成以下功能:實(shí)時(shí)顯示水文信息;實(shí)時(shí)接收遙測(cè)站采集發(fā)送的水文數(shù)據(jù);對(duì)站點(diǎn)任意時(shí)間的水位、雨量信息的查詢;將遙測(cè)終端機(jī)采集水文數(shù)據(jù)送入洪水調(diào)度系統(tǒng)，為洪水調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

3 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)功能

1)自動(dòng)采集水位和降雨量，水位計(jì)變化1 cm和降雨量變化1 mm均向中心站發(fā)送變化數(shù)據(jù)。

2)具有定時(shí)發(fā)報(bào)功能，6 h內(nèi)水位或者降雨無(wú)變化的情況下，向中心站發(fā)送實(shí)時(shí)水位雨量數(shù)據(jù)。

3)在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)水位變化幅度過(guò)大或者降雨量超過(guò)設(shè)定值，軟件有自動(dòng)報(bào)警功能。

4)中心站數(shù)據(jù)庫(kù)有可查詢功能，可以用Excel表格形式生成。

5)系統(tǒng)具備自動(dòng)校時(shí)功能，能通過(guò)GSM接收中心站指令自動(dòng)校時(shí)。

6)能與局域網(wǎng)內(nèi)其它的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)程信息查詢。

7)自動(dòng)采集水位、降水?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)、定時(shí)地傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期在站存儲(chǔ)。

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

1)自動(dòng)采集水位、降水?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)、定時(shí)地傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期在站存儲(chǔ)

2)具有自報(bào)式傳輸體制，支持應(yīng)答式查詢功能，掉線自動(dòng)回復(fù)。

3)數(shù)據(jù)查漏和補(bǔ)發(fā)機(jī)制。

4)各項(xiàng)設(shè)備符合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、低功耗的原則;所有遙測(cè)站都能在無(wú)人值守的條件下工作。

5)非法數(shù)據(jù)告警及設(shè)備故障告警。

6)遠(yuǎn)程測(cè)站維護(hù)，包括數(shù)據(jù)下載、參數(shù)修改等。

7)可靠的數(shù)據(jù)安全機(jī)制和固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多重備份與提取機(jī)制。

8)各項(xiàng)設(shè)備符合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、低功耗，維護(hù)方便。所有遙測(cè)站都能在無(wú)人值守的條件下工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

桃山水庫(kù)水文數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)安全、可靠、穩(wěn)定、低成本、高效率的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p向性和實(shí)時(shí)性，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，本系統(tǒng)運(yùn)行以后有效的提高了桃山水庫(kù)水雨情監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性，大大增強(qiáng)了報(bào)汛的時(shí)效性，增加了洪水預(yù)報(bào)的有效預(yù)見(jiàn)期和預(yù)報(bào)精度，爭(zhēng)取了防汛工作的主動(dòng)性，能在桃山水庫(kù)的防汛工作中發(fā)揮重要作用。

［1］王宇航，高廣峰.水情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)在桃山水庫(kù)二期工程建設(shè)中的應(yīng)用［J］. 黑龍江水利科技，2010，38(3):105－107.