水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)在長(zhǎng)春地區(qū)的運(yùn)行實(shí)踐

摘 要:本文從水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外各時(shí)期的研發(fā)情況及系統(tǒng)的原理、組成等方面進(jìn)行了闡述，且通過幾年來水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)在長(zhǎng)春市水文系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐，得出此系統(tǒng)必將在水情測(cè)報(bào)、江河流域及水庫(kù)安全渡汛、水資源合理開發(fā)利用等方面都能發(fā)揮重要的作用。防汛抗旱工作中發(fā)揮重大作用。

關(guān)鍵詞:水文 自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng) 運(yùn)行實(shí)踐

中圖分類號(hào):TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)07(a)-0116-01

1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展概況

1.1 國(guó)外水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展

國(guó)際上水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用最早在美國(guó)和日本，20世紀(jì)六七十年代就進(jìn)行了研發(fā)。70年代后期進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。開始的產(chǎn)品主要是電子元件組裝起來的，后來隨著微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)芯片的問世，以及無線通信的發(fā)展，使得水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)有了較快的發(fā)展。

1.2 國(guó)內(nèi)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展

我國(guó)70年代中期至80年代中期，主要采用國(guó)外進(jìn)口的無線超短波設(shè)備進(jìn)行傳輸，80年代中期后，水利部開始鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)的一些研究所和高校自行研發(fā)超短波遙測(cè)設(shè)備。90年代開始應(yīng)用包括超短波、衛(wèi)星、PSTN有線公網(wǎng)等傳輸，在這一段時(shí)期，超短波傳輸一直扮演著非常重要的角色。90年代末開始，才陸續(xù)用Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GSM短信方式進(jìn)行傳輸，但并沒有大范圍推廣。

直到2002年5月，中國(guó)移動(dòng)正式推出商用GPRS移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，才是我國(guó)水情自測(cè)報(bào)技術(shù)研發(fā)的快速發(fā)展期，許多的有代表性的大工程都在這一段建成。21世紀(jì)隨著衛(wèi)星通信的高速發(fā)展，水情自測(cè)報(bào)系統(tǒng)也有了飛速的發(fā)展，雨量、水位、水溫等觀測(cè)項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)報(bào)應(yīng)用得到不斷的普及。

1.3 長(zhǎng)春市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展

長(zhǎng)春市水文系統(tǒng)在應(yīng)用水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)以前，絕大多數(shù)水文測(cè)站運(yùn)用的雨量記基本都是虹吸式或翻斗式的，固態(tài)存儲(chǔ)雨量計(jì)很少。為了適應(yīng)現(xiàn)代化水文的需要，改變以往測(cè)報(bào)設(shè)備落后的狀況，從2008年10月至現(xiàn)在，我市已經(jīng)安裝50處自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。

2 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的基本原理

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是應(yīng)用遙測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，完成流域內(nèi)觀測(cè)站點(diǎn)的降水量、蒸發(fā)量、水位、流量、含沙量和水質(zhì)等水文要素等數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理，是防洪抗旱的耳目和參謀，是洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度、科學(xué)決策、水資源優(yōu)化調(diào)度、水工程運(yùn)行管理的重要手段，是一項(xiàng)重要的防洪非工程措施，提高了水情測(cè)報(bào)的速度和洪水預(yù)報(bào)的精度，改變了以往僅靠人工觀測(cè)和報(bào)汛的落后方式，改善了廣大一線水文職工的工作狀況，擴(kuò)大了水情測(cè)報(bào)范圍，對(duì)江河流域及水庫(kù)安全渡汛以及水資源合理開發(fā)利用等方面都能發(fā)揮重要的作用。

3 水情報(bào)汛通信方式

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)在我國(guó)防汛工作中的應(yīng)用已有很多年的歷史，伴隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，水情遙測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸方式也隨著變化。隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)在可供水文數(shù)據(jù)傳輸使用的有VHF、PSTN、海事衛(wèi)星C、北斗衛(wèi)星、GSM/GPRS等多種通信方式，各種通信方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，我市選用GPRS作為主信道;選用GSM作為備用信道。

GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是:永遠(yuǎn)在線、快速登錄、按量收費(fèi);GSM短信通信的優(yōu)點(diǎn)是:傳遞可靠、費(fèi)用低廉、誤碼率低、傳遞響應(yīng)時(shí)間、備用電路建立簡(jiǎn)單。

4 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的組成

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由若干個(gè)遙測(cè)站和中心站組成。遙測(cè)站負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、存貯和發(fā)送，中心站負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收和處理，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)于采用超短波通信方式組網(wǎng)的系統(tǒng)，根據(jù)地形條件，在傳輸信道不理想時(shí)，為改善信號(hào)的傳輸將設(shè)置中繼站。

大型水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，由遙測(cè)站、水情分中心和水情中心組成。

水文測(cè)報(bào)自動(dòng)化最重要的問題是如何解決報(bào)汛和水文基本資料收集相結(jié)合的問題。

為了保證水情信息自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)可靠有效地運(yùn)行并充分發(fā)揮其作用，必須應(yīng)用最新的自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和遠(yuǎn)地編程技術(shù)，在測(cè)站配置遙測(cè)終端(SCADA或RTU)，實(shí)現(xiàn)水情信息測(cè)、報(bào)、控一體化。

4.1 測(cè)站終端主要功能

測(cè)站終端機(jī)采集的水雨情數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PRS無線終端(GPRSDTU)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的內(nèi)部網(wǎng)(CMNET)，然后通過GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)(GSN)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet上一個(gè)指定的IP的接收計(jì)算機(jī)，通過數(shù)據(jù)接收軟件將數(shù)據(jù)接收。并將數(shù)據(jù)進(jìn)行解密、解壓把數(shù)據(jù)還原成原始數(shù)據(jù)。同時(shí)亦可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、指令的反向傳輸。

4.2 水情分中心

水情分中心主要完成所轄報(bào)汛站的水情信息接收、處理、存儲(chǔ);建立水情信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以供水情信息的查詢服務(wù);完成編報(bào)，通過計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)將水情信息轉(zhuǎn)發(fā)至流域水情中心。水情分中心系統(tǒng)由水情信息報(bào)汛通信設(shè)備、數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。

4.3 中心站綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)水情采集終端采集的的各類數(shù)據(jù)，結(jié)合中心的業(yè)務(wù)軟件的需求，需要建立一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。選擇SQLSERVER標(biāo)準(zhǔn)版數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)由水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)組成。水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)用來存儲(chǔ)各地報(bào)汛站測(cè)報(bào)的實(shí)時(shí)水情雨信息(河道、水庫(kù)等水位、流量、雨量等);基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括基本信息類表，即與時(shí)間關(guān)系不密切的基本屬性信息、工程信息、位置信息等。

4.4 應(yīng)用軟件系統(tǒng)

水情查詢分系統(tǒng)主要對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息輸出和信息展現(xiàn)功能，可以對(duì)一般的信息、水情信息、雨情信息、統(tǒng)計(jì)信息和分析信息進(jìn)行數(shù)據(jù)表現(xiàn)，也可以直方圖、過程線、等雨量線等圖形進(jìn)行表現(xiàn)，也可以電子地圖方式顯示水系、地形、流域邊界、站點(diǎn)分布、行政區(qū)劃等，具備在地圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示與水情信息、預(yù)報(bào)信息、站點(diǎn)信息的多途徑多方式的查詢功能。

信息接收處理系統(tǒng)能通過報(bào)訊通信網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)區(qū)域的遙測(cè)水文數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收，包括報(bào)汛站的水位、雨量、人工置數(shù)等內(nèi)容和其他工況數(shù)據(jù)。中心站計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)接收、顯示、存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)寫入到遙測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并按照SL323—2011《水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定對(duì)信息進(jìn)行水文報(bào)文編制和傳送。信息接收處理系統(tǒng)的主要完成數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)召測(cè)、數(shù)據(jù)監(jiān)視、數(shù)據(jù)告警，同時(shí)該系統(tǒng)為運(yùn)行分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。

5 信息報(bào)送流程

水情報(bào)汛站(遙測(cè)站)按照預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行方式將實(shí)時(shí)水情信息傳送到水情分中心或經(jīng)集合轉(zhuǎn)發(fā)站傳送到水情分中心;水情分中心接收所轄報(bào)汛站的水情信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、校驗(yàn)、入庫(kù)、編碼，再通過水情計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到水情中心，同時(shí)接收流域(省市)水情中心下發(fā)的水情信息;流域(省市)水情中心接收所屬水情分中心的水情信息，并且及時(shí)通過全國(guó)水情報(bào)汛廣域網(wǎng)向國(guó)家防總上報(bào)水情信息。

6 結(jié)語

實(shí)踐證明，水文報(bào)汛自動(dòng)化是水情報(bào)汛工作現(xiàn)代化前進(jìn)的方向。建設(shè)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)水情報(bào)汛自動(dòng)化的重要途徑。實(shí)施水文報(bào)汛自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:一是可以提高水情信息采集與傳輸?shù)募皶r(shí)性、可靠性，使水文職工從繁重的水文測(cè)報(bào)工作中解脫出來;二是能提高水情信息的時(shí)效性，增長(zhǎng)洪水預(yù)報(bào)預(yù)見期，為防汛調(diào)度決策贏得時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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