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系統(tǒng)概述
水文測報的主要任務(wù)是測定江河湖庫降雨量、水位、流量等水文要素自然變化的情況，它是一項基礎(chǔ)和前期工作，是防汛抗旱的耳目和參謀，其質(zhì)量和精度將直接影響水情信息的實時性和準(zhǔn)確性，影響對防汛抗旱決策的科學(xué)性，加強(qiáng)報汛站測報基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，強(qiáng)化水情信息采集、傳輸?shù)墓ぷ鳎岣咚闇y報質(zhì)量成為當(dāng)務(wù)之急。
由于傳統(tǒng)的水位、雨量數(shù)據(jù)采集設(shè)備無法滿足遙測系統(tǒng)的需要，必須進(jìn)行更新或改造，實現(xiàn)水文信息的數(shù)字化、自動采集、長期自動存貯以適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字通訊和計算機(jī)的應(yīng)用要求。
大規(guī)模的水文數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動測報系統(tǒng)，可以有效提高水雨情實時監(jiān)測的站點密度和覆蓋面，大大提高報汛的時效性，可增加洪水預(yù)報的有效預(yù)見期和預(yù)報精度，爭取了防汛的主動性，能在防汛工作中發(fā)揮重要作用。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作機(jī)制
水文數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程測報系統(tǒng)的建設(shè)主要包括以下幾個方面：水文數(shù)據(jù)采集設(shè)備，一般指的是水文遙測終端機(jī)，可進(jìn)行雨量采集、水位采集、流量采集； GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；水文信息中心站，包括系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫，可分析、顯示、存儲、發(fā)布水文信息數(shù)據(jù)以供決策。
總體結(jié)構(gòu)如下圖：
水文遙測終端機(jī)
直接測量雨量、水位等水文數(shù)據(jù)，是整個遙測系統(tǒng)信息的來源，終端機(jī)除具有雨量、水位定時發(fā)送等基本功能外，還具有強(qiáng)發(fā)和編程功能，遙測終端機(jī)一般處于河流上游或者湖泊邊緣，分布分散，可以長期工作在無人值守的環(huán)境中，并且往往無交流電源提供，需要靠太陽能浮充和免維護(hù)蓄電池供電。
GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端
對于報汛通信網(wǎng)，中心從遙測站取得各類水情信息，這是最基本、最主要的；通訊方式可采用PSTN、GPRS、衛(wèi)星等，由于移動通信GPRS網(wǎng)絡(luò)具有穩(wěn)定可靠、覆蓋面較廣、網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)、通信費用低、不受地域限制的優(yōu)點，具體包括：
· 先進(jìn)性，隨著移動通訊技的發(fā)展，如今已經(jīng)實現(xiàn)基于分組的 GPRS 通訊；并且繼續(xù)向 3G 方向發(fā)展。
· 可靠性，作為商用的電信運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，其可靠性相當(dāng)高，信息發(fā)送和接收安全可靠，不會丟失。
· 實用性， GSM 作為一個成熟實用的網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)能滿足用戶需求，實現(xiàn)資源共享，信息交流。
· 經(jīng)濟(jì)性，首先，采用移動通訊方式在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上不需要投入，也不用租用通信線路、其次，通訊費用低， GPRS 只有產(chǎn)生通信流量時才計費； GMS 短消息發(fā)送一條信息的費用為 0.1 元，接收者不收費。
因此GPRS在水文數(shù)據(jù)傳輸通信方面可以被認(rèn)為是一種首選的通信方式。設(shè)備可采用驛唐科技的MD-600G工業(yè)級智能無線數(shù)據(jù)傳輸終端，MD-600G工作穩(wěn)定、上線方式靈活，并可節(jié)省通訊流量，已成功應(yīng)用在水文水利行業(yè)的無線數(shù)據(jù)傳輸上，并且其優(yōu)越的性能獲得了行業(yè)用戶的廣泛認(rèn)可。
水文信息中心站
中心站由實時監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊設(shè)備、電源系統(tǒng)、防雷設(shè)施、軟件系統(tǒng)等組成。主要完成以下功能：
· 實時顯示水文信息；
· 實現(xiàn)各水文站、遙測站的雨量、水位信息的自動采集和存儲；
· 實現(xiàn)水文水資源信息省中心或防汛部門、自動測報系統(tǒng)中心的自動傳輸；
· 提供實時水情分析及水情預(yù)警服務(wù)；
· 對站點任意時間的水位、雨量、日雨量和累計雨量信息的查詢；
· 對所形成各種水文要素資料整編成表。
系統(tǒng)工作體制
系統(tǒng)工作體制對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)有重要的影響，目前水文數(shù)據(jù)自動測報系統(tǒng)通常采用自報式、查詢應(yīng)答式、自報／應(yīng)答兼容式三種工作方式，幾種工作方式的工作過程及特點是：
· 自報式： 這是一種不受分中心指令控制的工作方式，當(dāng)報汛站的測量參數(shù)（水位或雨量）發(fā)生一個計量單位變化時，主動將信息向中心發(fā)送。其特點是功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、實時性強(qiáng)；能很好反映參數(shù)變化全過程。
· 查詢應(yīng)答式： 在查詢應(yīng)答工作方式下，報汛站自身能對水文參數(shù)的變化自動采集和存儲，但不主動傳送給分中心。只有當(dāng)中心發(fā)出查詢指令時，才將數(shù)據(jù)送出。其特點是控制性好，中心隨時可向測站索取數(shù)據(jù)。
· 自報／應(yīng)答兼容式：具有上述兩種方式的特點，既能實時反映參數(shù)變化全過程，又能響應(yīng)分中心的查詢。
為考慮局部降暴雨時系統(tǒng)能及時收集雨情信息，系統(tǒng)的工作機(jī)制采用查詢應(yīng)答與自報兼容的方式。其中報汛站的自報功能設(shè)置和暴雨自報標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置由中心遙測控制，以便使運(yùn)行費用降至最低。
系統(tǒng)功能特點
· 自動采集水位、降水?dāng)?shù)據(jù)，定時、適時地傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可長期在站存儲
· 數(shù)據(jù)查漏和補(bǔ)發(fā)機(jī)制
· 可靠的數(shù)據(jù)安全機(jī)制和固態(tài)存儲數(shù)據(jù)的多重備份與提取機(jī)制
· 遠(yuǎn)程測站維護(hù)，包括參數(shù)修改、數(shù)據(jù)下載等
· 各項設(shè)備符合結(jié)構(gòu)簡單、可靠、低功耗的原則；所有遙測站都能在無人值守的條件下工作
· 能長期地、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作應(yīng)避免因分中心站出現(xiàn)故障而丟失水文數(shù)據(jù)
· 系統(tǒng)定時發(fā)送時鐘同步信號，全系統(tǒng)時鐘同步
· 非法數(shù)據(jù)告警及設(shè)備故障告警
· 通信暢通率應(yīng)＞ 98 ％，系統(tǒng)誤碼率小于 6 X 10 ˉ 5
· 能與其它有關(guān)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
投入的意義
系統(tǒng)建設(shè)后實現(xiàn)了測站狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)管理、固態(tài)存儲和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)提取等功能，通過該系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送和補(bǔ)發(fā)機(jī)制，實現(xiàn)了水情報汛和水文整編數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和結(jié)合。從而搭建了統(tǒng)一水文數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺，并為今后遙測站點的增加和系統(tǒng)擴(kuò)充提供了統(tǒng)一的平臺。
系統(tǒng)的建成，在生產(chǎn)實踐中可以發(fā)揮積極的作用。可以監(jiān)測和預(yù)警大范圍內(nèi)的暴雨山洪災(zāi)害、在調(diào)節(jié)江河流域水壓中發(fā)揮重要作用，同時及時的信息為入庫洪水提供依據(jù)，可以攔蓄洪水，既避免和減輕了洪澇災(zāi)害損失，也最大限度地實現(xiàn)了洪水資源化，
系統(tǒng)投入使用的實踐表明：
· 該系統(tǒng)提高了水雨情實時監(jiān)測的站點密度和覆蓋面，提高了報汛的時效性，增加了洪水預(yù)報的有效預(yù)見期和預(yù)報精度，爭取了防汛的主動性。
· 解決報汛資料和整編資料兩張皮問題。本系統(tǒng)很好地結(jié)合報汛資料和整編資料的要求，將水文人員從繁復(fù)，乃至危險的外業(yè)作業(yè)環(huán)境中解脫出來，解決了傳統(tǒng)水位、雨量資料測驗、整編工作弊端，另一方面，提高資料整編效率，節(jié)約成本，確保資料質(zhì)量。
· 促進(jìn)水文生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)水文資料收集、整編工作方式，重復(fù)勞動量大，工序復(fù)雜，工作效率低，需要大量的人力。通過水雨情自動測報系統(tǒng)，大大減少了人工作業(yè)量，從而可以使水文原來點多面廣、分散的人力資源配置模式，改為相對集中的基地化管理模式，促進(jìn)了水文生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，為水文走站隊結(jié)合之路打下了基礎(chǔ)。
經(jīng)過實際運(yùn)行考核表明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足防災(zāi)減災(zāi)的水情報汛和水文整編資料采集的要求，該技術(shù)方案具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價值。特別采用該技術(shù)方案具有的建設(shè)投資成本低、建設(shè)周期短、維護(hù)費用低和高穩(wěn)定性和可靠性的特點，對水雨情自動測報系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)具有重要的作用。
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