通信方式在水情自動測報系統中的選擇

徐嘯天

摘 要：水情自動測報系統通信方式的選擇，對于系統的建設和維護具有重要的影響，此外，合理的選擇水情自動測報系統的通信方式能夠提高該系統的可靠性和穩定性，本文對當前我國的水情自動測報系統中的常用通信方式進行了簡單的介紹，并對各種通信方式的優缺點和使用環境進行了簡單的說明，對于我國今后水情自動測報系統的發展具有重要的意義。

關鍵詞：水情自動測報系統;通信方式;分析和應用

水情自動測報系統是集合了通信和計算機等先進技術于一體的現代水文處理系統，能夠將水文數據經過自動的采集和傳輸等步驟對水災進行預防。我國是一個遭受水災較為嚴重的地區，為了能夠更好的保護國家和人民的財產，我國在上世紀70年代就開始建設水情自動測報系統，同時為了保證該系統的準確度，提高洪水的預見日期，從而為防汛工作提供科學的數據依據，我國不斷加大對水情自動測報系統的研究。

一、常用的通信方式介紹

1.短波通信

所謂的短波，指的是波長在10到100nm之間的波長，這一波長段的波頻率為3MHz到30MHz。短波通信包括兩種傳輸方式，分別是電離層反射和地面傳播，其中的地波傳播在傳播的過程中，隨著距離的增加無線波逐漸衰減，因此，只能適用于短距離的通信，且中間的障礙物較少。而對于水情自動測報系統來說，其一般需要進行較長距離的傳播，且在傳輸的過程中需要跨越復雜的地形，因此，在水情自動測報系統中，一般選擇的是天波模式。

短波通信的優點：第一，對于短波來說，其工作頻率較高，因此，能夠實現遠距離的無線通信;第二，該系統的組網較為簡單，且短波在傳輸的過程中不需要中繼站，而是通過短波電離層對短波進行反射;第三，該系統的運行不需要建設專門的鐵塔等設備，因此，在建設過程中的成本較低，且在運行時不易遭到雷擊等自然災害的損壞。上述是短波通信的優點，其缺點也非常明顯：首先，短波在進行傳輸時，需要對工作頻率進行預測，如果不能選擇合適的短波，很容易造成通信無法實現，然后，針對不同的季節和每天中的不同時間，電離層的高度和電特性都會發生相應的改變，因此，需要對一天中的工作頻率進行相應的調整，才能保證系統的正常工作。

2.超短波通信

超短波指的是波長在1到10nm范圍內的無線波，這種波的頻率在30MHz到300MHz，由于其工作的優點，目前是在水情自動測報系統中運用最為廣泛的一種通信方式，且由于其運行的成本低和故障處理簡單等特點，使其在其他領域內具有很高的參考價值。

優點介紹：首先，該系統在技術方面較為成熟，使用可靠性較高，且價格相對于其他設備而言較低;然后，在使用過程中，該系統對于天氣沒有較大的依賴，因此能夠適用在多種天氣環境中，一般只要保證初期的通道測試信道余量，就可以保證其通信質量;最后，該系統獨立于其他設備之外，其使用的穩定性僅僅取決于自身在日常使用中的維護水平和管理水平。

相對于眾多優點，其缺點也非常明顯：首先，在傳播過程中，傳輸的距離較短，且受環境的影響較大，盡管其本身具有一定的繞物能力，但是隨著傳輸距離的不斷增加，其包含的能量逐漸減小，從而導致其無法滿足通信的功能，因此，需要架設一些專門的中繼站，使其能夠對信號進行正常的傳輸。然后是該系統由于自身傳輸特性的影響，導致其在傳輸的過程中對中繼站的依賴非常強，而當中繼站出現特殊情況時，很可能導致整個通信系統的崩潰，而對于一些大型的系統，其需要的中繼站數量非常多，而中繼站一般都是在高山等較高的位置處，這些地方的建筑物易遭受雷擊，因此，對該系統的影響非常大。

3.有線通信

目前，有線通信的使用主要是通過電信部門的功用電話網進行組網，下面將其優缺點進行簡單的介紹：優點：第一，該通信方式對于傳輸距離沒有相應的限制，因此，能夠進行足夠距離的數據傳輸，只要有電話的地方，就可以進行通信;第二，對于該系統的維護，全部由電信公司承擔，不需要進行專門的維護，因此，減少了該系統的管理人員的工作量;第三，傳輸過程中使用有線進行數據的傳輸，不會受到同頻的干擾等問題，且傳輸效率較高;第四，在系統運行過程中，能夠更加容易的實現自報等功能，不需要進行專門的通道測試等。有線通信的優點非常多，且能夠克服無線波通信方式中的大部分缺點，但是其缺點也有一些，那就是：首先，該通信方式需要有傳輸的媒介，也就是電話等設備，對于一些偏遠的山區，無法實現測站的建立，從而導致無法對這些地區的數據傳輸;然后是其抗擊自然災害的能力相對較弱，對于目前我國的大多數農村來說，其有線網絡是非常脆弱的，很容易受到大風等自然災害的損壞，從而導致通信系統的中斷。

二、實例比較和選擇

在選擇水情自動測報系統的通信方式時，不需要嚴格的按照規定進行，可以根據當地的實際情況選擇合適的通信方式。

1.短波通信的使用

采用短波進行通信的水情自動測報系統中比較典型的是甘肅碧口水電廠和廣西麻石水電廠，在這兩個水電廠中，其周圍的流域環境較為復雜，假如使用超短波需要建立一系列的中繼站對信號進行反射，這樣會大大增加投資成本，且由于環境的影響，在日常的維護中較為困難，因此，選擇了短波和超短波結合的通信方式。在碧口水電廠中，其水情自動測報系統的規模為1：8，其中有6個是短波通信組網，只有兩個是超短波通信組網。而在麻石水電廠中，其系統的規模是1：16，在壩上和壩下采用的是有線的傳輸方式，較為高效，且節約成本，而其他地方則是短波方式傳輸信號，能夠減少維護困難。

2.超短波通信的使用

對于超短波通信方式，比較典型的是浙江緊水灘的水情自動測報系統，其規模為15：2：2，該系統的通信方式對于六角尖中繼站的依賴非常強。六角尖中繼站的主要作用是對鳳陽山中繼站和其他的一些測站傳輸的信號進行轉發，但是，當其中心站出現問題時，將不能對任何數據進行接收和轉發，因此，在建設過程中設計了雙中繼和熱備用等方式，從而大大增加了系統的可靠性。

3.衛星通信的使用

衛星通信是最近興起的新型水情自動測報系統，其頻率范圍大約在300MHz到300GHz內，通過多個地面站將人造地球衛星的信號進行反射，實現信息的傳遞，比較常用的有以下幾個系統：首先是VSAT系統，這是上世紀80年代興起的，目前使用已經很少，比較典型的是西藏尼洋河水情自動測報系統，其規模為3：9，然后通過計算機局域網進行聯網。然后是海事衛星，這是一種全球性的系統，其最早的目的是為了進行海事救援，但是隨著系統的功能不斷增加，其逐漸在水情自動測報系統中應用，比較典型的是貴州烏江流域水情自動測報系統，其共建立了49個衛星遙測站和4個中心站，然后通過VAST系統進行組網。最后一種是我國自主研制的北斗衛星通信系統，是一種區域性的系統，典型的系統是大渡河流域水情測報系統，其共建立了80個遙測站和1個中心站，該系統能夠減少測量中的中間環節，從而合理利用已有資源。

三、結語

綜合上述所說，水情自動測報系統的通信方式有很多種，且每一種通信方式具有不同的特點，在實際工程中，需要根據當地的實際情況，選擇合適的通信方式，只有這樣才能即節約成本，又保證通信的質量。

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