GPRS技術在水情自動測報系統中的應用研究

呂運鋒

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GPRS技術在水情自動測報系統中的應用研究

呂運鋒

湖北省漢江興隆水利樞紐管理局，湖北 武漢 430062

最近幾年，我國在大力發展水利事業，已經獲得突飛猛進的發展，尤其是信息技術在水情自動測報系統中應用越來越廣泛，也變得十分重要。根據多年研究，從GPRS技術的概念和特點入手，分析了基于GPRS技術水情自動化測報系統的組成，研究了GPRS技術在南水北調中線工程漢江興隆水利樞紐水情自動測報系統中的應用，從而實現系統內水情檢測、采集和傳輸，滿足不同水情狀態下的工作要求。

GPRS技術；水情自動化測報系統；應用研究

隨著我國通信網絡技術的不斷發展和普及，基于互聯網、移動通信、GSM和GPRS技術的應用系統已經逐漸興起，特別是基于GPRS技術為核心的水情測報越來越重要，在水情自動化測報系統中發揮了重要作用。以前，我國水情監測都是采用人工檢測的方法。這種方法水情檢測不準確，容易造成安全問題，并且檢測實時性不強。因此，利用信息技術實現水情檢測至關重要[1]。

1 GPRS技術工作特征

1.1 GPRS概念

GPRS（General Packet Radio Service）是一種基于GSM的移動分組數據業務。它可以向移動用戶以分組交換的形式提供數據業務，不僅提供點對點，而且提供廣域的無限IP連接。GPRS通信具有“實時在線”“按量計費”“快捷登錄”“高速傳輸”“自如切換”等優點，適用于開通GPRS地區的水情自動測報系統的通信組網，也可以說是GSM的延續。

1.2 GPRS技術的特點

GPRS是在GSM的基礎上發展而來的一種新的分組數據承載業務，是一種基于各項技術為主的高速數據處理技術，利用計算機、互聯網、衛星定位實現信息的獲取和數據的通信交流。GPRS技術具有速度快、在線時間長、操作方便、價格便宜、覆蓋范圍廣的特點，適合傳輸小、流量低頻次監測數據。本文的漢江興隆水庫采用了GPRS技術，實現了對水情監測全天候、實時數據傳輸，具有安全性高、速度快、成本低、可靠性好、范圍廣的特點，在我國已經走在前列，對降水量和水位水情都有很好的檢測。

2 GPRS技術的系統組成

2.1 系統中心站

中心站主要承擔遙測數據的接收、處理、入庫，遙測站、中心站的運行參數管理以及遙測信息發布等功能，并具有視頻信息接入、大屏信息顯示功能。

第一，具有接收數據和處理的功能，中心站可以實現數據自動獲取、實報和處理功能。

第二，中心站具有測報管理系統，尤其是在水文監測方面，實現了系統的運行狀況和系統遙感的水文信息監測。

第三，中心站數據管理功能。中心站數據管理主要有水文數據管理和數據安全管理兩方面。

第四，中心站信息查詢功能。中心站信息查詢功能主要有互聯網（含局域網）的Web遙測信息查詢等方面。

第五，告警功能。中心站系統具有報警功能。

2.2 遙測站

遙測站具有實時監測水情、現場和遠程設置、雨量處置監測、傳感器類別、水文采樣間隔、定時段次以及水位雨量變化和通信信道選擇等參數，以及自動維護、報警、蓄電池欠壓中心報警的功能[2]。

首先，遙測站是一項縝密儀器裝置，能夠自動采集、固定存儲和傳輸數據，并且能夠隨機報警、自動報警，尤其是在參數設置讀取功能方面，具有人工置數功能以及設備故障和異常自動報警功能。

其次，遙感站具有以下結構：在遙感站功能劃分要求上，遙感站利用智能化遙測終端系統，通過配置水位、雨量傳感器、數據傳輸通信設備，實現編程功能、全數字化的測算、報警和控制化結構，依靠太陽能蓄電池進行供電，適應惡劣的環境。其結構框圖如圖1所示。

圖1 測報控一體化測站結構框圖

2.3 GPRS通信網絡

GPRS（General Packet Radio Service）通信網絡是通用分組無線服務技術的簡稱。它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務，屬于第二代移動通信中的數據傳輸技術，主要由運營商提供通信數據的傳輸和轉發到中心站數據服務器中。

3 GPRS技術在漢江興隆水利樞紐中的水情自動測報系統應用

3.1 漢江興隆水利樞紐工程概況

漢江興隆水利樞紐工程位于漢江下游湖北省天門市和潛江境內，是南水北調中線工程一期漢江中下游四項治理工程之一，主要任務以灌溉和航運為主，同時兼顧發電功能。本單位工程位于潛江市高石碑鎮窯嶺村，東徑112°40′12″，北緯30°36′57″，是興隆水利樞紐工程的配套建設工程，其作用是為興隆水利樞紐工程的建設與運行提供水情服務保障。

3.2 系統結構設計

分析漢江興隆水利樞紐工程，水庫水情自動測報系統結構設計有兩個遙感站點，由水情檢測中心站、分中心站以及無線網路等組成。遙感檢測站點有GPRS模塊、終端機、水位檢測傳感器、雨量傳感器、太陽能和蓄電池組成。太陽能和蓄電池提供電量，然后為終端機供電，傳感器則實時自動采集水情和雨量，終端機則會實現數據的自動存儲功能，再利用GPRS模塊進行數據傳輸。數據傳輸后，分站系統會進行規范化處理，通過數據傳輸到水情中心，數據入庫后，再根據數據實現水情調度，中心站則會對各個站點狀態進行檢查，對終端機參數數據修正、遠程設定等。

3.3 系統配置分析

在水情檢測系統方面，要不斷提升系統配置，把關終端機。該水庫使用YDH-1終端機，能夠實時監控遙感數據，采用微處理器進行遠端設備的監控。終端機不僅具有存儲功能，將一整年的數據存儲下來，還能夠提供下載和本地下載功能。另外，自動實時傳輸數據信息的發送任務，快速高效，工作狀態中，能夠自報數據，主動發送數據。數據傳輸完成后，中心站接收信息分析完成；回復后，再對參數加載和配置。終端機還帶有防干擾功能，宜采用光電隔離方式對信號屏蔽，實現數據的準確性。

3.4 系統數據通信

為了更好地保持系統穩定運行，系統主要采用自報方式，同時兼顧應答功能的混合工作機制，遙感站實時監測數據采用定時和事件自報方式相結合，并且能夠接受中心站指令，實現監控管理。根據對該水庫的勘察結果，漢江興隆水利樞紐主要的傳輸方式采用GPRS通信方式。通信組網的主要方式如下：

（1）壩上、壩下水位站直接將數據發送到中心站。

（2）中心站定時接收遙測站的實時數據，也可通過遠程方式直接讀取遙測站水情數據，同時也可通過視屏監控人工校正水位數據[3]。

采用GPRS接入方式組建遙測系統時，中心站應配備帶有固定IP的專線網絡。GPRS組網結構圖如圖2所示。

圖2 GPRS組網結構圖

4 總結

通過對南水北調中線工程一期漢江興隆水利樞紐的分析，本文分析了GPRS技術在水情自動測報系統中的應用研究，研究了系統相關組成和系統配置，得出了GPRS在數據傳輸和自動測報系統中的優點：GPRS技術能夠適用多種環境，可靠性非常高；GPRS通信技術是我國覆蓋率最高的移動通信技術；基于GPRS移動通信技術的水情自動化測報系統可以完全實現自主數據傳輸和存儲，收發頻率高，數據錯誤低；抗干擾能力強等。隨著我國水利事業的不斷的發展，基于GPRS移動通信技術的水情自動化測報系統的應用也會越來越廣泛。

[1]王德君，任麗榮，郭勇，等.GPRS通信技術在水情自動測報系統中的應用[J].現代農業科技，2007（13）：204-205.

[2]秦森浩.關于天湖水電站水情自動測報系統的探討[J].中國農村水利水電，2000（6）：50-52.

[3]朱成濤，丁義，王小峰，等.雅碧江流域水情自動測報系統建設[J].水電站機電技術，2013（3）：76-78.

The Application of GPRS Technology in the Automatic Monitoring and Reporting System of Water Regime

LYU Yunfeng

Hubei Hanjiang Xinglong Water Control Bureau, Hubei Wuhan 430062

In recent years, our country has vigorously developed water conservancy business, and has been developing rapidly. Especially, information technology is becoming more and more widely used in automatic hydrological forecasting and reporting system, and has also become very important. According to many years of research, starting from the concept and characteristics of GPRS technology, the paper analyzes the composition of GPRS hydrological automatic forecast system based on GPRS technology, studies automatic measuring and reporting system applied in the South-to-North Water Diversion Project of Hanjiang River so as to realize the system of monitoring, collection and transmission, and meets different water condition under the work requirements.

GPRS technology; automatic monitoring and reporting system of water situation; application research

TV123；TN929.53

A

1009-6434（2017）11-0070-03