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水利監(jiān)測
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訪問次數(shù)：356更新時間：2021-07-23 12:07:49
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產(chǎn)品簡介
產(chǎn)品介紹
1、項目設(shè)計
本系統(tǒng)是利用了現(xiàn)有的自動化、無線傳輸、計算機管理等技術(shù)，組成的水利管理系統(tǒng)。本文中的水利管理系統(tǒng)主要是由三大部分組成：采集及控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、遠程監(jiān)控中心等系統(tǒng)組成。
1.1 采集及控制設(shè)備
水利監(jiān)控系統(tǒng)的前端采集控制包含了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、水閘開關(guān)控制系統(tǒng)、水流量采集系統(tǒng)、氣象站采集系統(tǒng)、水位采集系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等等，構(gòu)成了一個水利遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)。
1、水質(zhì)監(jiān)測站可以選裝溶氧傳感器、pH傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器等，配合智能采集數(shù)據(jù)集中器，在通過無線傳輸終端進行傳輸。主要實現(xiàn)對水域范圍內(nèi)的水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的在線采集、處理與傳輸。
2、水閘系統(tǒng)主要由抽水器、水位傳感器、流量儀組成，然后配合采集數(shù)據(jù)集中器，在通過無線控制終端進行傳輸，主要是對水域的水位、流量、的在線實時采集、處理及其控制。
3、氣象站由氣象傳感器、氣象數(shù)據(jù)記錄儀、電源系統(tǒng)、野外防護箱和不銹鋼支架等部分構(gòu)成，通過無線傳輸終端進行傳輸。實時監(jiān)測溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓、光合輻射、蒸發(fā)、土壤溫度、土壤濕度等多種氣象參數(shù)。
4、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)攝像頭或者硬盤錄像機構(gòu)成，并在配合無線路由器進行進行數(shù)據(jù)傳輸，無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭是為了實時采集現(xiàn)場的攝像頭的圖像信息或者視頻信息，起到視頻監(jiān)控的作用。
1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸
水利監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸是由WBEE、WCTU、ROUTE等三種工業(yè)級無線傳輸終端設(shè)備構(gòu)成，采用WBee自組網(wǎng)、GPRS、3G等的無線傳輸方式，可以不受空間和地域的限制，減少布線所帶來的巨大工作量，加強傳輸?shù)姆€(wěn)定、可靠、及時。主要是負責前端各種采集及其控制設(shè)備的采集信息的傳輸，以及對前端環(huán)境監(jiān)測，故障異常產(chǎn)生的報警信息進行報警。
廈門為那通信科技有限公司提供的WBEE、WCTU無線傳輸設(shè)備，支持TCP/IP通信，TCP是可靠傳輸，數(shù)據(jù)在傳輸中安全可靠；通信為了數(shù)據(jù)在傳輸過程中防止被截取跟篡改，WBee、WCTU還支持AES、DES、3DES加密方式，加強數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，防止?shù)據(jù)被蓄意破壞。
1.3 監(jiān)控控制中心
監(jiān)控控制中心由三部分組建成：縣級監(jiān)控中心、市級監(jiān)控中心、省級監(jiān)控中心。監(jiān)控控制中心通過水利專用網(wǎng)絡(luò)或者INTERNET網(wǎng)絡(luò)，跟前端的各個采集信息設(shè)備進行相連接。并通過無線傳輸技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，做出控制決策，控制中心遠程控制前端設(shè)備。
圖4.3-1
圖4.3-2
2、系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)是利用前端的各個采集傳感器及其他周邊設(shè)備對水域環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測。實現(xiàn)水利監(jiān)控系統(tǒng)主要工作就是水文的數(shù)據(jù)采集，前端采集設(shè)備是整套監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能，是實時反映當前水域情況，起到防洪防汛的具有重要作用，且在水質(zhì)監(jiān)測，預防污染具有重要意義。
2.1 水質(zhì)監(jiān)測
水質(zhì)監(jiān)測主要是由水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)來進行的數(shù)據(jù)采集功能，水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)各個傳感器設(shè)備安裝在水域各個不同區(qū)域的監(jiān)測點，實時監(jiān)測在不同水域的水質(zhì)的溶氧、pH、鹽度、濁度等各種水質(zhì)參數(shù)。依據(jù)各行業(yè)廢水污染源主要在線監(jiān)測指標可知，所需要測量的水質(zhì)指標不同，通常需要同時監(jiān)測多種水質(zhì)指標，并要求根據(jù)不同測試環(huán)境選擇不同的傳感器組合配置。通過對不同流域?qū)崟r監(jiān)測，收集現(xiàn)場傳感器監(jiān)測水質(zhì)出現(xiàn)異常時，迅速責令當?shù)丨h(huán)保部門積極調(diào)查污染源，保護流域不受污染。
2.2 環(huán)境采集控制功能
環(huán)境采集控制系統(tǒng)有兩部分組建成分別：水閘控制系統(tǒng)、水閘控制系統(tǒng)組成。
1. 氣象站監(jiān)測子系統(tǒng)：主要是實時監(jiān)控水域區(qū)域內(nèi)的一些天氣各種參數(shù)數(shù)據(jù)，然后再把參數(shù)數(shù)據(jù)通過無線的發(fā)送發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心把收集到的數(shù)據(jù)保存到的數(shù)據(jù)庫中，方便以后進行查詢的需要。
2. 水閘控制系統(tǒng)：通過實時采集河流水域的實時水位、水流量情況，并把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)記錄的歷史河流汛期、干旱數(shù)據(jù)，設(shè)置水位閥值，通過無線通信發(fā)送控制指令進行水閘的開關(guān)操作，防止出現(xiàn)洪澇、干旱災害。
水閘控制系統(tǒng)、氣象站監(jiān)測系統(tǒng)是相互配合使用。通過水閘控制系統(tǒng)流量儀傳感器、水位儀傳感器采集數(shù)據(jù)信息跟氣象站采集數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)氣象站跟水閘監(jiān)控站采集的信息進行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)當?shù)貧v史汛期、干旱記錄，監(jiān)控中心發(fā)送水閘開啟、關(guān)閉指令，達到防災抗洪、抗旱的作用。水閘控制系統(tǒng)實時監(jiān)控水域情況，并實時通過無線的方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄，方便以后查詢。
2.3 視頻監(jiān)控
前端視頻采集部分主要由攝像機、硬盤錄像機以及3G無線路由器設(shè)備組成。 根據(jù)被攝物體及攝像地點的不同，具體環(huán)境需求，可以配置一些輔助設(shè)備，比如紅外燈，大功率探照燈等，讓遠程人員通過3G無線路由器清楚的監(jiān)控到水調(diào)中心和本地涵閘的現(xiàn)場情況。
1、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)支持多畫面或者全屏顯示，畫面可根據(jù)閘站位置任意分組。自動控制云臺的運動，變換攝像機的方位，從而根據(jù)使用需要調(diào)整視場。
2、提供計劃錄像、手動錄像、報警錄像、移動偵測等錄像模式。支持入侵報警，在攝像頭軟中設(shè)置好虛擬警戒區(qū)，進行探測跟報警，當探測到人、交通工具或者移動物體跨越虛擬的警戒線時，進行報警
3、報警聯(lián)動包括，當有監(jiān)測到移動物體進入監(jiān)控區(qū)域時，打開聲光報警器，提示現(xiàn)場移動人員盡快離開危險區(qū)域，并把報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心了，讓相關(guān)管理人員處理現(xiàn)場的突發(fā)情況，并提供統(tǒng)一的管理功能。
4、提供電子地圖功能，和獨立的地圖編輯引擎，可自行繪制河流監(jiān)控地圖。并可結(jié)合GIS系統(tǒng)進行開發(fā)。
2.4 系統(tǒng)軟件
水利監(jiān)控系統(tǒng)軟件是基于B/S、oracle數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，具有實時信息采集功能、實時信息加工處理、災害模擬分析、地理數(shù)據(jù)信息查看、災害風險評估、實時發(fā)布預報數(shù)據(jù)、預警數(shù)據(jù)、暴雨洪水分析、防暑抗旱等功能。系統(tǒng)圍繞以報警為核心的實時監(jiān)視、內(nèi)部預警、報警發(fā)布、報警響應、信息查詢、數(shù)據(jù)庫保存和配置管理功能。多級管理機制，監(jiān)控中心將整個系統(tǒng)劃為三級：級省級監(jiān)控、第二級市級監(jiān)控、第三級為縣級監(jiān)控中心及其監(jiān)控站點，水利監(jiān)控多級管理符合統(tǒng)一協(xié)調(diào)的特點，從而形成一個覆蓋全省的水利監(jiān)控系統(tǒng)。
2.5 短信報警功能
自動預警發(fā)布和人工預警發(fā)布，依靠縣級監(jiān)測設(shè)施，結(jié)合省級、市級防汛部門的信息、指令，開展監(jiān)測報警工作?？h級監(jiān)控中心自動分析實時采集的暴雨、洪水及水庫等監(jiān)測信息，并及時發(fā)送預警。短信收發(fā)系統(tǒng)直接通過水利監(jiān)控軟件接口控制，通過監(jiān)控中心的短信服務器群發(fā)到災害點附件生活的群眾，進行預警，進行群眾轉(zhuǎn)移，保護群眾的人身安全 、財產(chǎn)安全等。
2.6 數(shù)據(jù)存儲
強大的數(shù)據(jù)庫，前端設(shè)備采集的雨情信息、河流水位情況、水流量、視頻圖像以及河流水質(zhì)參數(shù)等匯集到縣級的監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件，并對現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)分析、處理，然后把數(shù)據(jù)保存于監(jiān)測軟件的數(shù)據(jù)庫中，方便以后數(shù)據(jù)分析對比、異常緊急處理。由于系統(tǒng)采用的是多級管理方式，縣級監(jiān)控中心把實時采集的數(shù)據(jù)共享到市級監(jiān)控中心跟省級監(jiān)控中心，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的聯(lián)動，使各級政府部門的進行相關(guān)數(shù)據(jù)的共享。
3、無線監(jiān)控優(yōu)勢
長期以來，國內(nèi)的水利系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控都是利用工作者靠手測、目測等人工收集的方式進行水利系統(tǒng)信息采集，這樣的后果就產(chǎn)生了直接影響到測量數(shù)據(jù)的精度和準確性。利用數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)、圖像、聲音、視頻等信息，不但可提高準確度，同時水利系統(tǒng)抄送人員告別手測跟目測的低效率的工作方式。傳統(tǒng)的方式的人工監(jiān)控觀測水文情況，不但開銷成本高昂，而且查看周期長，效率和質(zhì)量更是難以得到加強，同時也浪費了大量的人力物力。
水利站點特殊性，站點在地理上一般不會再同一個位置，且水利監(jiān)控站點大部分是地形復雜、位置偏僻，與數(shù)據(jù)監(jiān)控中心相距較遠，實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)化連接，存在成本高昂、施工周期長，且常常河流區(qū)域環(huán)境惡劣難以架設(shè)線纜。重要是，有線傳輸?shù)目篂男员容^差，在大風、暴雨、決口等惡劣環(huán)境下，線路極易遭到破壞，水文監(jiān)測信息就無法實時傳遞，難以滿足信息安全防范的可靠性要求。
利用水利站點采集設(shè)備通過無線傳輸設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)后會自動將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心，遠程監(jiān)控中心再根據(jù)實時監(jiān)測各個水域的水位、流量、濕度、鹽度、沙量、風量等各種報汛數(shù)據(jù)。及其通過攝像頭的方式進行現(xiàn)場監(jiān)控，實時查看監(jiān)控水域的一些視頻監(jiān)控圖像，并根據(jù)現(xiàn)場情況作出快速反應。并在抗災、實時性、施工成本上面存在著巨大的優(yōu)勢，于是通過無線的方式進行傳輸在現(xiàn)代化水利工程中越來越受到門的重視，在全國各個水利工程項目中也逐漸高漲起來。