淺析無線通信技術(shù)在水利工程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

李曉彬

摘要：由于中國大力投資水利產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)，信息技術(shù)和自動化已被廣泛應用于水利產(chǎn)業(yè)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)廣泛用于水資源保護項目的安全管理，但大多數(shù)項目采用有線傳輸方式。在水利行業(yè)的實際應用中，有線傳輸也面臨各種困難和障礙。例如，水利設(shè)施一般比較偏遠，場地條件比較差，不利于鋪設(shè)管線和電線，電纜伸縮性較低，新設(shè)施需要重賞，造成大量工作負荷。在這種情況下，無線傳輸技術(shù)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。

關(guān)鍵詞：水利工程;監(jiān)控系統(tǒng);無線通信技術(shù);

中圖分類號：TN92

水利項目的作用是抗旱、排水和改善生態(tài)環(huán)境，這對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。水利項目監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電子設(shè)備、水利結(jié)構(gòu)和水利系統(tǒng)，并通過分析監(jiān)測內(nèi)容支持水利項目管理決策。無線通信技術(shù)克服了安裝與維護方面的困難，改進了監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能，降低了投資成本。對水利項目的穩(wěn)定運行和長期發(fā)展發(fā)揮積極作用。

一、現(xiàn)階段水利工程監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題

1.該系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要提高。隨著水利項目管理單位監(jiān)督要求的提高，越來越多的高技術(shù)設(shè)備被應用于水利項目，水利監(jiān)測系統(tǒng)逐漸變得龐大。在使用過程中，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延遲、數(shù)據(jù)丟失、對服務器不敏感以及主從式切換混亂等現(xiàn)象。由于大多數(shù)水利項目都位于水邊，空氣濕度高，外部監(jiān)測設(shè)備的電子部件長期處于潮濕的環(huán)境中，這也增加了故障的可能性。還有地下水系和傳感器設(shè)備，它們運行不良，拒絕在黑暗潮濕的工作環(huán)境中運行。在將電力轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)量的過程中，元件有時會失敗，導致監(jiān)控資料異常，并給管理人員帶來不便。

2.安裝和維護系統(tǒng)很麻煩。由于某些水利項目監(jiān)測點位于高地點或偏遠地點，如果所有監(jiān)測系統(tǒng)都采用有線監(jiān)測模式，安裝和布線就會遇到一些困難。如果監(jiān)測點之間的距離很遠，施工費用也會增加，從而給維修人員造成困難。由于水利工程施工監(jiān)測系統(tǒng)涉及自動化技術(shù)、通信技術(shù)、機械和電氣專門知識、水文專門知識等許多技術(shù)領(lǐng)域。負責安裝和維護的專業(yè)人員具有高技術(shù)要求。復合人才短缺是制約水利項目監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)和穩(wěn)定運行的一個因素。

3.這個系統(tǒng)不夠智能。目前，水處理系統(tǒng)主要用于收集相關(guān)數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測項目狀態(tài)和監(jiān)測系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)量的增長。沒有深入的數(shù)據(jù)分析，就不可能獲得最大的數(shù)據(jù)價值。對重點區(qū)域的監(jiān)測分析還處于人的判斷階段，缺乏相應的預警措施。這與水利工程管理面廣、設(shè)備種類多相矛盾。

二、無線通信技術(shù)在水利工程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用策略

1.在水電設(shè)施監(jiān)控中的運用。電氣設(shè)備中安裝了測量和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于收集電壓值、電流值、溫度、振動值等數(shù)據(jù)。設(shè)備齊全的無線攝像頭能有效監(jiān)測水利工程中所有電氣設(shè)備的運行狀況，并通過無線局域網(wǎng)將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)和視頻傳送到中央控制室，供在職人員核實。此數(shù)據(jù)和視頻也可以在授權(quán)移動設(shè)備上查看。這樣就可以隨時隨地向水電站管理員通報電氣設(shè)備的狀況。所以如果一個設(shè)備發(fā)生故障，管理員可以深入分析故障站點上多個相關(guān)設(shè)備的信息，快速準確地識別故障原因并及時修復故障，使設(shè)備恢復正常運行。

2.在水利結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。河堤和水壩是防洪和抗洪的重要設(shè)施。光纜通常被選為液壓建筑物監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的主要通道，然后通過轉(zhuǎn)換設(shè)備將光纜轉(zhuǎn)換為電信號。這種方法具有廣泛的信道分割和較高的傳輸效率的優(yōu)點，也可以有效地抵御外部環(huán)境的干擾。但是，在地理環(huán)境復雜且費用相對較高的情況下，這種聯(lián)網(wǎng)方法在建筑方面有一定的困難。如果監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題，維修人員也不便進行故障排除對于液壓結(jié)構(gòu)的監(jiān)控，我們可以采用有線和無線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)模式，在各種液壓結(jié)構(gòu)的監(jiān)控終端上設(shè)計無線局域網(wǎng)，結(jié)合各監(jiān)控點設(shè)計合理的網(wǎng)絡(luò)模式，從而提高液壓結(jié)構(gòu)的監(jiān)控效果，進一步提高整體質(zhì)量。

3.在水系和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。灌溉系統(tǒng)和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)可確保管理人員及時掌握監(jiān)測區(qū)的水質(zhì)和水質(zhì)，并為決策提供數(shù)據(jù)支持。然而，由于某些水利項目的復雜工作環(huán)境和廣泛管理，以及監(jiān)測點之間距離遙遠，布線困難，難以維護和修理。可以采用無線通信技術(shù)進行遠程監(jiān)控。電子水位表、超聲波流速和水質(zhì)監(jiān)測器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)置在監(jiān)測點，采集的數(shù)據(jù)通過無線通信技術(shù)傳送給監(jiān)測中心。監(jiān)控中心可執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲、傳輸和設(shè)備訪問，并執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控機構(gòu)配置。4.智能應用于水利工程監(jiān)測系統(tǒng)。在水利項目的實際管理過程中，將會遇到監(jiān)測復蓋面不全的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不能通過多重監(jiān)測完全復蓋，多個監(jiān)測圖像的連續(xù)拼接也無法實現(xiàn)。一些水利項目經(jīng)常有船只在附近航行，有時船只在夜間碰撞，造成水利設(shè)施破裂。由于缺乏有效的預警措施和清晰的實時視頻，水資源管理項目的標準化管理面臨重大挑戰(zhàn)。在無線智能攝像機中設(shè)置了多目標自動跟蹤程序，并向該程序中添加了圖像分析算法，該算法可以自動跟蹤實時監(jiān)控區(qū)域中的多個目標。當目標侵入水利工程管轄區(qū)的邊界時，它們可以發(fā)出警報信號，并跟蹤水閘/連接坡度。報警信息和監(jiān)控圖像也可以通過無線局域網(wǎng)及時發(fā)送到中央控制室手機和服務人員或授權(quán)檢查設(shè)備，使服務人員能夠首次獲得詳細信息，從而及時采取有效的預防措施，避免發(fā)生事故。供水控制項目中的開門和關(guān)門數(shù)據(jù)總是通過傳感器傳輸，傳感器缺乏視覺數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)系統(tǒng)中存在早期警告，則很難確認是系統(tǒng)故障還是端口問題。無線攝像頭用于智能采集和分析前門開口，并實時讀取門周圍的刻度。如果這些值超過了打開/關(guān)閉端口的警告閾值，則信號會通過無線網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送到中央控制中心和授權(quán)移動設(shè)備，以便管理員能夠及時訪問信息。無線攝像頭可以下載長期監(jiān)測數(shù)據(jù)和攝像機，傳輸圖像和視頻，直觀地檢查現(xiàn)場其他供水設(shè)備的狀態(tài)。使一臺機器可以用于多種用途。

三 結(jié)語：

總之，無線通信技術(shù)在水監(jiān)測系統(tǒng)中的應用可以有效地解決傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中的一些缺陷，為管理人員提供更多的監(jiān)測機會?；跓o線技術(shù)的智能應用程序也能滿足更高的安全要求。

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