某某江某某水库水情自动测报系统工程实施方案

XX江XX水库水情自动测报系统实施方案武汉XX科技有限公司编制2012年8月30日目录第1章系统简介111系统介绍112系统构架1121现场部分2122中心工作站313预报系统模型及分析方法选择3第2章系统功能和性能521系统功能5211采集功能5212存储功能5213数据通讯功能6214管理功能6215自检功能6216防雷抗干扰功能622系统性能7221先进性7222可靠性7223兼容性9224可扩充性9225易维修性9226经济性9第3章系统设计依据和原则1031系统设计1032系统设计依据1033系统设计原则11第4章监测项目和测点布置12第5章设备选型及安装方案1351监测设备选型13511水位传感器13512雨量传感器13513电源部分14514遥测终端RTU16515避雷器1752监测设备安装方案18521电台的安装及调试18522雨量传感器的安装19523水位计的安装及调试19534水情遥测终端的安装2053避雷系统26第6章水情自动预报软件设计2761项目总体方案及实现目标2762总体构成及子系统29621系统总体构成29622专业功能3363信息输入模块33631系统结构方案33632水雨情遥测数据镜像34633水雨情数据查询修改34634气象预报信息录入36635水库基本信息查询修改36636预报参数查询修改37637工作内容及实施策略3764水雨情查询模块37641实时监视38642图形基本操作38643数据查询操作39645雨量图形查询42646水情图形查询45647水雨情报表查询45648工作内容及实施策略4665实时洪水预报模块47651系统结构方案47652自动滚动预报48653入库洪峰水位经验预报48654半分布式新安江模型预报49655河道洪水预报51656入库实时预报模型51657预报洪水分析53658预报方案评价53659工作内容及实施策略5566预报成果管理与输出模块56661预报结果维护56662预报成果保存与查询57663预报成果网页查询57664预报成果上传58665工作内容及实施策略59第7章项目预算60第1章系统简介11系统介绍XX江XX水库水情自动测报系统根据设计要求，在河道两旁建设2个水位观测站、1个雨量观测点，选用已建设好的20个雨量监测站点，使用无线数传电台传输方式，与XX江XX水库管理所信息中心连接起来，完成对XX江XX水库水情的自动监测，并采用是以新安江三水源模型为基础的降雨径流自动预报为主的水情自动预报系统，供管理者决策。建成后的系统可快速地对所辖范围内各类报汛站的水雨情信息进行传送，能够快速收集、检查、纠错，能够自动进行标准化处理，经处理后的水雨情信息能够自动转发目标地点。本水情监测预警系统仪器设备精良，技术先进，结构简单，运行灵活，造价合理，维护方便。系统应用先进的技术和设备，实现雨量水位自动测量、数据长期固态存储、自动进行数据传输，为各级防汛指挥部门提供准确、及时的实时雨、水情信息，为防汛调度决策和抗洪抢险、救灾指挥提供科学依据，满足XX江XX水库科学调度的需要。建成后的水雨情自动监测系统将具备以下功能（1）5分钟将所有报汛站的雨水情信息准确传到分中心；（2）向XX江XX水库管理所信息中心发送水情信息；（3）水情分中心远程下载端站存储的资料；（4）随时召测当时的水位信息和能按一定条件重复报送雨量信息；（5）在水雨情中心检测端站仪器工作情况和调校工作参数；（6）端站具有人工置数功能；（7）系统统一授时；（8）系统节能环保，作业稳定，安全可靠；（9）系统扩展性好。12系统构架本水情监测系统按照位置分布可分为两大部分，一是中心工作站，二是现场部分。中心站分为智能监控终端CCU和网络设备组成。现场部分按照功能又可细分为检测执行机构和数据终端RTU两部分。检测执行机构继续分为检测部分和执行部分数据终端RTU继续分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分见现场部分功能结构框图图11系统总体构架图图12现场部分功能结构框图121现场部分1211检测执行机构分为检测机构现场仪表和执行机构两部分。1现场仪表完成监测过程的第一步,把被测降雨量、水位物理参量信号转化成电信号的过程,转化成的电量号被数据输入输出模块采集到,在数据输入输出模块内部转化成数字信号以便进行进一步处理。2执行机构完成控制过程的最后一步,根据数据输入输出模块输出的电信号执行相应的动作。1212数据终端RTU数据终端RTU分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分1数据输入输出I/O模块数据终端的核心部分,主要有三个功能一是把现场仪表输入的电信号转化成数字信息,并把这些数字信息传送到监控中心的计算机中；二是把监控中心计算机发送来的控制信息转化成相应的电信号,输送到执行机构,以完成控制过程；三是数据通讯功能,完成和上位机或其它设备的数据通讯。2数据通讯部分数据输入输出I/O模块和监控中心的数据传输通道,分有线和无线方式。3电源部分为数据输入输出模块、电台、调制解调器、仪表等提供直流电源。常用的直流电源有5V、12V、138V、24V几种电台基本采用138V电源,仪表常采用24V电源。电源部分对整个RTU工作的稳定性有重大影响,所以必须充分做好系统电源配置分析。122中心工作站中心工作站的主要硬件设备有计算机、通讯主机、打印机等必需的设备计算机用来运行监控系统软件常称作上位机软件,即可以用PC微机,也可以用工控计算机,还可以把多台计算机组成计算机网络,实现数据共享。通讯主台用来和监控系统的各个数据终端RTU进行数据通讯,它包括电源、无线调制解调器、电台、馈线、全向天线等。此外,还有模拟屏、投影仪、多屏卡、分频卡、触摸屏等可选部件,可根据实际需要选用。根据设计要求，系统接入无线发布平台，将监测数据发送到各管理者的移动终端。13预报系统模型及分析方法选择本次XX水库水情预报系统方案思路以XX水库降雨径流关系曲线与单位线汇流API模型）为基础，结合新安江三水源模型理论与应用（洪水预报）对XX水库的降雨径流预报进行研究与分析，建立适合当前流域特性的降雨径流与洪水预报模型及软件。方案的主要构想按XX水库流量分级分“断”提供不同的预报方法，根据不同断面（筱溪、柘溪）制定更加详细的不同降雨特性的降雨径流相关图表；制作分断面的单位线汇流模型，对XX水库断面的单位线进行分类整理修正，分析出符合当前流域汇流方式的各类单位线，制定3小时时段单位线，新分析出的单位线应对降雨的主要区域划分具有明确的可判断性；入库洪水的传播应以紫平铺水库下泄流量考虑梯级电站对洪水演进的影响与库区的汇流进行按不同的洪水传播时间进行组合预报入库流量；按旬分析得出流域的产流系数；建立符合流域气象预报模式的降雨径流预报软件；提供符合相关标准的XX水库水文资料整编模板与软件，并提出XX水库历年水文资料的整编报告。分析水库流域内水库对XX水库径流预报的影响，并提出考虑这样影响的预报模型。武汉XX科技有限公司技术人员曾参与了国家水情测报规范的编制工作，参与了水情信息传输与分析处理软件的开发工作，借鉴了了南京水利水文自动研究所、长江水利委员会水文水资源研究所、中国水利科学研究院等水情信息传输与处理软件的优点，在此基础上进行了深入细致的研发工作，开发出了独具特色的水情信息传输分析软件系统，该软件系统具有功能完善、稳定可靠、界面友好、实时性好、通用性好、扩展性好等优点。第2章系统功能和性能21系统功能211采集功能1中央控制方式由监控主机发出命令，测控装置接收命令、完成规定的测量，测量完毕将数据暂存，并根据命令将测量数据传送至监控主机内存储；2自动控制方式由各台测控装置自动按设定的时间和方式进行数据采集，并将所测数据暂存，同时传送至监控主机内存储。3特殊条件下自动控制方式在汛期或其它特殊情况下，电源和通讯完全中断,各测控装置能依靠自备电源继续进行自动化巡测，如每天巡测2次可维持运行一周，所有测值全部自动存储，等待故障修复后提取。监测数据的采集方式有自动测量、巡回测量、定时测量、人工测量。采集周期根据工程要求，运行人员可在监控主机或信息管理主机上设定或修改监测周期。监控主机对RTU传输来的原始测值自动进行数据处理，若采集的数据越限将自动报警。（1）实时数据采集及传输水情自动测报站实时自动采集数据并通过无线信道发送出去；（2）自适应数据采集可现地设置RTU的监测参数起报标准；（4）具备超限报警功能和自检功能，设备定时自检，并将设备工作状态发送出去；（5）设备功耗低，采用蓄电池组和太阳能电池板浮充方式长期工作，在连续阴雨15天以上时仍能有效的工作；（6）设备能在恶劣的天气环境下和无人职守情况下正常运行，数据采集端可靠性MTBF大于10000小时。212存储功能系统所有实测数据分三级存储测控装置可暂存所测数据，存储容量为128KB，存满后自动覆盖；监控主机接受所有测控装置的监测数据，自动检验，对超差数据自动报警，检验后的数据存入数据库中；合格监测数据包括人工监测数据和巡视检查信息全部存入信息管理系统数据库中，可存档或进一步处理。系统可对接收数据库的数据信息进行重新组织，自动删除接收数据库里的冗余和不合理数据、提取接收数据库里的特征数据并加以处理，使之成为能正确反映监测区域的水位、雨量等水情要素变化过程的数据。213数据通讯功能信息中心站可对现地测控装置的远程控制功能；通过有线、光缆、电话线、微波、无线、宽带网等与上级管理部门的计算机之间通讯，实现远程监控，也可与局域网联网，实现资源共享。无线RTU采用MC39I内核，基于移动通信网络，与数据中心接口设备一起提供透明数据传输通道，组成用户专用数据网络。定时向中心发送数据根据事先设置的发送数据间隔向数据业务中心发送水情数据和接收命令数据，数据收发完毕，自动断线。当有用户数据传输时，立刻发起连接当有用户数据传输时，连接移动数据通信网络并登录数据业务中心，传输数据并等待回执和命令，然后自动下线。214管理功能监控主机有监测数据的一般管理能力，并有信号超限报警功能。信息管理主机作为系统的综合信息管理中心，具有在线监测、数据库管理、测点管理、安全管理、系统管理等。包括数据的人工/自动采集、测值的离线处理、工程档案资料、报表制作、图形制作、浏览器、辅助工具、帮助系统等内容。215自检功能系统具有自检功能，可对测控装置内的数据存储器、CPU、时钟、供电状况、电池电压和测量电路进行自检，监控主机和信管主机可显示状态信息，以便及时维护系统。216防雷抗干扰功能在系统的供电线路、传感器到测控装置的入口、通讯线路及计算机房等重要部位均设有防雷设备，采取三级防雷保护措施，确保系统在雷击和电源波动等情况下能正常工作。电源和通讯线路可防1500W雷电感应，传感器输入口可防600W雷电感应。22系统性能武汉XX科技有限公司开发的具有自主知识产权的水雨情自动监测信息系统能够完成对流域内降雨和水位的自动监测、整编、分析、预报工作。流域水雨情自动监测系统总体功能是自动采集、传输和处理实时水雨情数据，及时了解流域水雨情实况，提高河道信息测报水平、实现水情测报自动化、资料整编电算化。其具体性能如下（1）信息中心站接收所有18个遥测雨量、水位站数据资料的时间不超过5分钟，并预留未来20个采集站点数据资料的系统冗余；（2）执行一次区域自动测报站数据采集并完成数据传输、处理、入库的时间不超过15分钟；（3）工作方式自报方式；（4）可自动采集水位和降水数据，定时、适时地传输数据；（5）各项设备要符合结构简单、可靠、低功耗的原则，所有自动测报站都能在无人值守的条件下工作；（6）能长期地、特别是在暴雨洪水等恶劣天气条件下可靠地工作，应避免因中心站出现故障而丢失成片的水情数据；（7）数据超限告警及设备故障告警；（8）通信畅通率应大于98，系统误码率不大于1105；（9）能与其它有关的计算机网络系统进行数据通信；（10）系统MTBF大于10000小时；（11）具有可靠的防雷措施；221先进性武汉XX科技有限公司自主研发的水雨情自动监测系统，同国际上的几种先进产品如美国的GEOMATION2300系统，SINCO的IDA系统，意大利的GPDAS系统是相当的，系统功能、技术性能和总体结构都很接近，且在中国各水库、流域管理机构应用时更具有优越性，更适应中国的监测仪器。如在差动电阻式仪器测量方面采用了消除导线电阻及芯线电阻变差影响的五芯测量技术，这项性能优于国外系统。222可靠性武汉XX科技有限公司的水雨情自动监测系统在研制和生产过程中特别注意提高系统可靠性。和国内现有水雨情自动监测系统比较，XX水雨情自动监测系统处于领先地位，表现在下述方面（1）系统具有总体结构上的优越性，因测量、控制和数据储存等重要功能均分散到每一台RTU上，由若干台RTU组成系统。当单台或少数测控装置发生故障时，只有与发生故障的测控装置连接的监测仪器不能测量，整个系统并不会停测。系统的数据总线中通讯和数据传输均为数字量，不仅对当地网络要求较低而且抗干扰能力特强系统在数据总线上又设置了防雷保护盒过流保护器及其他保护措施，因此使系统的可靠性大大提高。（2）系统具有功能上的优越性，系统不仅有中央控制功能，即由前方的监控主机发出数据采集命令进行全系统的巡测或选测，而且有自动控制功能，即由数据采集网络各节点上的测控装置自动进行巡测且存储、发送数据。在特别严重的运行情况下，例如特大洪水，厂房不能发电，电源中断，总线破坏等，各RTU仍能在一周之内自动巡测和储存数据，避免数据丢失，确保自动化采集的可靠性。（3）系统采取了多级备用措施，最大限度地保障监测数据的连续性。（4）系统能适应现场的工作环境，具有三级防雷、抗干扰措施，电源和通讯口可防1500W雷电感应，传感器输入口可防600W雷电感应，故具有足够高的防雷、抗干扰性能，能长期可靠地稳定运行。（5）系统的电路板，经过防潮、防霉、防腐蚀处理。元器件经过老化筛选，出所前经过长时间系统考机，现场运行时可靠性已达浴盆曲线平稳阶段，因此故障率低，寿命长。采用进口密封防潮机箱，设置了加热驱湿器件，具有长寿命、耐低温、抗干扰、抗潮湿的优良性能，可保证长期在水工环境中稳定运行。（6）系统设备的平均无故障工作时间MTBF不小于10000小时。（7）系统考核可按每周一次计算系统运行次数和数据采集次数传感器和RTU测量通道故障影响的数据个数传感器年运行的监测数据个数和的2。RTU和监控主机故障引起的缺失监测数据个数RTU和监控主机年运行监测数据个数和的2。（8）数据采集系统测得的监测数据准确可靠，系统的监测精度满足以下要求人工测量和自动化测量的绝对误差）（人工自动22超差数据5。223兼容性本系统RTU可接入各类监测仪器传感器，即步进式、差阻式、振弦式、电感式、电容式、差动变压器式、可变电阻式、浮子式以及输出标准信号电压、电流、频率的传感器，基本上兼容了我国所用的各类国内外监测仪器，对于个别尚未接入的品种也可根据用户选择采取的软硬件接口或变送器予以接入。在这一方面，本系统兼容性优于国外系统。例如国外系统不能接入五芯差阻式仪器，本系统不仅可接四芯差阻式仪器，还可接入五芯差阻式仪器。又如进口振弦式仪器的激振电压为5V，而国内振弦式仪器的激振电压高达160180V，本系统均可接入测量，这是国内现有其他振弦式仪器的测量仪表或测量装置所做不到的。224可扩充性系统采用现场数据总线或其他通讯方式将各测控装置连成总线拓扑，便于扩展和分期实施，在系统扩展时不需要对已有系统进行改动或停测。由于同一RTU可接入各类监测仪器，因此只要延伸数据总线，增加测控装置即可将系统扩大。当系统分期实施时，设计时对每期工程已预先划分，后期工程将更加易于续建。225易维修性系统具有自检自校功能，同时显示故障信息，便于维护和修复。运行人员只要针对故障信息更换备用线路板或零配件即可恢复运行，一般故障修复时间不会超过半小时。对于运行人员无法修复的故障，我们维修人员到达现场恢复运行的时间不超过12小时。同时，我们将从远传监测数据了解系统运行情况，以便主动协助运行人员维护管理。226经济性利用无线通信方式接入遥测雨量站，极大地降低了遥测雨量站建设成本。第3章系统设计依据和原则31系统设计根据测点设置，布置1个自动雨量站，2只水位计，选用已建设好的20个雨量监测站点。根据测量断面的位置，考虑到系统的可靠性和经济性以及仪器可达到的测量距离，各观测点使用无线数传电台传输方式，并在信息中心内配置安装无线传输模块。信息中心配置监控主机1台、管理主机1台、UPS1台、稳压电源1台，管理主机内安装信息管理软件及数据分析软件，监控主机内安装数据采集软件。32系统设计依据XX江XX水库水情自动测报系统设计依据主要有防洪标准GB5020194；水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；水文情报预报规范SL2502000；水文自动测报系统技术规范SL612003；水文自动测报系统设备遥测终端机（SLT1801996）；水文基础设施建设及技术装备标准（SL2762002）；水利水电工程自动测报系统设计规范（DL/T50511996）；水工建筑物测流规范（SL2092）；通信技术导则；中华人民共和国国家标准（UPC/G13）；计算机站场地技术条件（GB288788）；计算机站场地安全要求（GB936188）；电子计算机系统安全要求规范；国际电气电子工程师协会标准（IEEE）；国际电工委员会标准（IEC）；中华人民共和国产品质量法；全国水利信息化规划纲要；国家防汛抗旱指挥系统工程总体设计报告；国家防汛抗旱指挥系统工程计算机网络系统设计指导书。33系统设计原则XX江XX水库水情自动测报系统设计中遵循下列原则（1）雨水情自动测报系统要满足上述两个行业标准的技术要求。（2）充分考虑原工程特点，选择必要的监测项目和测点。监测点的布置，既要保证监测点的位置具有代表性，又要体现其特殊性。（3）全面、准确地反映河道工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视河道安全，为运行管理提供可靠的资料，满足河道现代化管理的需要。（4）监测系统的设计和选型，既要先进又要实用。在满足安全监测要求的前提下力求经济合理。（5）配置相应的软件，实现河道安全监测数据的自动整理和分析。第4章监测项目和测点布置根据XX坝址以上水文特性和现有资料条件，初步拟定XX水文预报方案以紫坪铺水库下泄流量为控制，区间以降雨径流预报方案为主，方案的编制可对现有的产汇流模型深入研究后确定。XX江干流彭山水文站以上，由紫坪铺水库水情自动测报系统及相应测站作出彭山水文站测报方案，彭山洪水由紫坪铺水库下泄洪水过程与彭山紫坪铺区间洪水迭加。彭山水文站以上流域内有水文气象部门所设雨量站130余处。这些站观测年限多在30年以上，基本上能反映全流域的气象特征。本次XX航电枢纽站网规划主要考虑施工及运行需要，根据预报方案设想，在充分利用现有站网的基础上，规划布设有代表性的水（雨）情测报控制站。施工期初步拟定站网布设如下1）水文、水位站系统内设置XX江干流紫坪铺、彭山2个水文站和XX航电枢纽坝上水位站；彭山紫坪铺区间面积7997KM2，区间来水较大，南河增设1个控制性水文站。2）雨量站布站时，按充分利用现有站点、暴雨中心比其它地区密、地形变化复杂地区比其它地区密的原则，在编制区间洪水预报方案时，本次初步选定安德铺、陴县、温江、龙泉驿、双流、正兴、钻洞子、万家场、元通、双河场、和平、新新场、大邑、麻子坝、水口、夹关、新津、仰溪、浦江、唐场、搽耳岩20个雨量站作为雨量遥测站，均为现有雨量站，暂不新增雨量站，单站平均控制400KM2集水面积。第5章设备选型及安装方案为了实现XX江XX水库水情自动测报系统要求，需在河道上安装水位计和雨量计等监测仪器。根据水情测报技术标准和规范，结合XX水库监测项目及该项目的设计原则，选定XX江XX水库水情自动测报系统的数据采集端的仪器设备，现将有关仪器选型以及所选仪器的性能、技术指标说明如下。51监测设备选型511水位传感器选用浮子水位计应用于库前水位站,型号WFH2型细井式遥测水位计，生产许可证号XK341320018。符合以下要求1测量范围04095M；2测量精度1CM；3水位变率100CM/MIN；4测量误差（准确度）在全量程范围内95测点的允许误差为2CM，99测点的允许误差为3CM；5输出码制格雷码6工作环境温度4060，湿度95。当前最常用的是WFH2型细井式遥测水位计，可测量天然水体水位的变化，适用于江河、湖泊、水库、河口、渠道、船闸、地下水、大坝测压管及各种水工建筑物处的水位测量。本仪器传感部分的浮子直径小、测井结构简单，造价低廉，安装方便。512雨量传感器型号JDZ05型翻斗式遥测雨量计；生产许可证号XK341320023目前常用的雨量计为翻斗式遥测雨量计。其工作原理如下降水由环口控制面积，集水器回拢，通过进水漏斗进入翻斗，当计量到一定水量时，引起翻斗翻转，磁铁吸合（或释放）干簧管，产生一个通断信号，供遥测或记录仪器使用。翻斗部件是本仪器的核心部件，经过专门工艺处理，使降水在斗内成浸润状态。底部小轴用钢玉轴承支撑，使翻斗能灵活转动。翻斗的倾斜角度可调节，并与翻斗的翻转水量有关。JDZ05型翻斗式遥测雨量计的主要规格和技术参数1承雨口内径200，外刃口角度452仪器分辨力05MM（JDZ051型）3降雨强度测量范围0014MM/MIN（毫米分）4、可靠性MTBF40000小时；5、测量精度3（以仪器自身排水量为准）；6、输出信号方式磁钢干簧管式接点通断信号7、接点工作次数1107次8、开关接点容量直流V12V，I120MA，输出端绝缘电阻应不小于1M；导通电阻109、防堵塞传感器有防堵、防虫、防尘措施10、工作环境温度106011、工作环境湿度98RH（40凝露）12、仪器体积直径高为210MM610MM（不含底脚）13、仪器净重4KG。513电源部分通过对现场所在地区供电质量、现场条件、建设成本及运行成本等因素确定采用太阳能电池或者改进型的不间断供电器即UPS。采用目前最先进的单晶硅太阳能电池作为野外供电电源，其具有以下特点（1）光电转换效率高，可靠性高。（2）先进的扩散技术，保证片内各处转换效率的均匀性。（3）运用先进的PECVD成膜技术，在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜，颜色均匀美观。（4）应用高品质的金属浆料制作背场和电极，确保良好的导电性、可靠的附着力和很好的电极可焊性。（5）高精度的丝网印刷图形和高平整度，使得电池易于自动焊接和激光切割。太阳能电池的封装形式对太阳电池寿命具有决定性影响作用。本项目将采购硅凝胶滴胶封装的太阳能电池，工作寿命可达10年。太阳能电池板型号日地12V10W生产厂家宁波太阳能电源厂。1技术特点电池片采用多晶硅片太阳电池尺寸125X125MM或103X103MM。电池的减反射膜为增强等离子化学气相沉积的氮化硅膜，呈深蓝色。电池的平均转换效率在135以上。组件边框组件边框是由阳极氧化优质铝合金边框制成，其表面氧化铝膜的厚度为25微米。组件边框设有四组方便安装的螺孔和一组接地孔，完全满足国际权威机构认证要求。钢化玻璃组件的表面玻璃采用了澳大利亚PILKINGTON公司的低铁含铁量低于002钢化玻璃，其厚度为3MM，其大部分光波段的透光率大于92。封装材料组件由国外进口的抗老化EVA乙烯醋酸乙烯聚物和耐候性好的优质TPT复合氟塑料膜材料层压而成。接线盒组件的接线盒是根据目前国际市场并网发电的要求进行设计和制造的，采用了优质PP材料作为接线盒外壳和内绝缘材料，镀银铜质电极材料作为接线柱，并配置两个旁路二极管以减少热斑效应。接线盒具有很好的密封和防水性能。2主要规格和技术参数规格10W；材质单晶硅；封装形式高透钢化玻璃层压；开路电压21V；最佳工作电压168V；短路电流08A；最佳工作电流06A。3配件充电控制器、支架及防护网栅。蓄电池型号65AH12V（水位站）、38AH（12V）（雨量站），生产厂家沈阳松下电池有限公司。其主要技术指标如下安全性能正常使用下无电解液漏出，无电池膨胀及破裂；放电性能放电电压平稳，放电平台平缓；耐震动性安全充电状态的电池完全固定，以3MM的振幅，167HZ的频率震动一小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常；耐冲击性完全充电状态的电池从20CM高处自然落至1CM厚的硬木板上3次无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常；耐过放电性25摄氏度，完全充电状态的电池进行定电阻放电3星期，恢复容量在75以上；耐充电性25摄氏度，完全充电状态的电池01CA充电48小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常，容量维持率在95以上；耐大电流性完全充电状态的电池2CA充电5分钟或10AC放电5秒钟。无导电部分熔断，无外观变形；不同温度下的放电容量40时102，25时100，0时85，15时65。514遥测终端RTU采用内置式RTU终端,内含固态存储仪、数传仪、人工置数仪及GSM/GPRS通讯模块能检测信道和测站设备的工作状态，发现故障时，能切换到备用信道上；能利用计算机局域网主动地将从测站接收到的实时水情转发给分中心实时监控计算机；能长期存储原始水情数据；向实时监控的计算机传输数据；以应答方式向指定测站提取原始数据的功能；具有向遥测终端机发布控制指令功能；能记录接收到的测站终端发来数据的实际日期和时间；配有可编程时钟，随时调校时间；具有实现全网时间同步功能；有自动复位功能，软件无法运行时，硬件可复位；配有调制解调器，完成接收和转发功能；能对数据错误进行检查，并能进行预处理和加时标。模块内置于RTU，以GPRS为主要数据传输方式，并能与短信息文本传输方式进行切换。GPRS是通过路由管理来进行寻址和建立数据连接的，而GPRS的路由管理表现在以下3个方面移动终端发送数据的路由建立；移动终端接收数据的路由建立；以及移动终端处于漫游时数据路由的建立。应用GSM网络进行数据传输从理论分析和实际应用都是切实可行的。就目前移动通信部门提供的服务而言，可分为两种方式短消息（SMS），通过拨打终端号码而获取数据资料短消息；GPRS技术，核心是通过IP转换技术进行数据传输。相比较下，采用GPRS技术更具优点和前瞻性，符合未来的通信发展方向。GPRS技术具有资源利用率高、传输速率高、接入时间短、支持IP协议和X25协议、永远在线、按流量计费等特点。515避雷器本系统将安装19个避雷器，其中1个安装在中心工作站，另外18个安装在各雨量站。武汉艾信科技有限公司将根据实际情况选型安装适用方便、性能优越的避雷器。52监测设备安装方案521电台的安装及调试522雨量传感器的安装1雨量传感器安装高度应为07M（从承雨口平面至观测场地面距离）。为本地区观测资料的连续性和可比性，北方地区也可沿用12M高度。2雨量传感器安装时，应用水平尺将承雨口校平。3雨量传感器底座上三个地脚的安装孔借3个M8地脚螺栓、螺母（或膨胀螺钉）将其固定在混凝土基座上。基座埋入土中浓度应能保证仪器安装牢固，在暴风雨中不发生抖动或倾斜。注在浇注地脚混凝土时，确保三个地脚螺栓等分120，且圆周直径为236MM，能与仪器底座很好的配合，建议另购JDZ系列仪器地脚螺栓安装固定架。安装时地脚螺栓预先固定在架上，一起埋入混凝土中，地脚螺栓螺纹冒出混凝土约15MM。4调整调平螺帽，使圆水泡居中，仪器调平后，用M46贺柱头螺钉将调平装置锁紧。5基座应有排水管道出口和电缆的通道，如需要收集排水量以监测系统的测量精度，应建造一个安放集水容器的小室（坑）。6信号输出电缆为两芯屏蔽线（A43VVT216/015话筒线）。7电缆从仪器底座的橡胶电缆护套穿进，在入口上方打结，以增加抗拉强度，避免接线拉脱。电缆两芯电线分别剥长20MM，折半、绞成股，塞进接线中座中常用发信部件的两接线孔，用螺钉紧固。8用手轻轻拨转翻斗部件，检查接受部分的信号是否正常。9按第八节所述进行人口给水检定。10将承雨器部件筒身套在仪器基座上，供内六角扳手（S5）将三个M6滚花圆柱头内六角螺钉锁紧。至此，仪器安装完毕。523水位计的安装及调试本系列仪器采用小直径浮子，可选用小直径管材建造测井。典型安装尺寸如图所示。要求通风、隔热、防雨，建于测井（悬井）上方。安装水位仪的平台高度约80厘米，平台水平安置，倾斜度应小于5度。WEISR测井可以建于岸边或沿水工建筑物倚墙建造，也可以建于水面（必须建造坚固支架和人行桥）。要求测井管材为钢管或混凝土预应力管，内径可为250MM。测井垂直度偏差用铅坠测量，在低水位处最大偏差应小于1厘米。水位量程大，施工条件较差的场合可适当加大测井直径，並切实保障在全量程内浮子、平衡锤与管壁保持一定距离。进水管直径内径应不小于测井直径的1/10，否则易产生测井内水位滞后；亦不应大于测井直径的1/5，以减少风浪及行船波涌使测井水位产生强烈的波动，造成仪器频繁抖动。正常情况下，进水管内径可选择为20至40毫米为宜。设立在岸上的测井，进水管应低于最低水位以下15厘米，並保持一定的倾斜，以便于冲淤。在进水口处应设置保护桩、浮标、拦污网等。534水情遥测终端的安装5341仪器结构和接插件的定义1、终端机的机壳为密封箱式结构，长、宽、高的尺寸分别为400MM，280MM，120MM。上盖装有密封橡胶条，盖紧后密封性能很好。2、终端机的线路板尺寸为210MM150MM。所有元器件，按键和LCD显示器都排在线路板上。线路板单独调试好后，安装固定在机壳内的面板下。面板上开有LCD显示器及按键的窗口，以便操作和读数。3、线路板的结构示意图4、机壳后侧面板示意图水位雨量电源天线5、接插件引脚定义（1）线路板上的J2DB9引脚定义DB9引脚号123456789定义PTTMIC解调入控0V地控12V控双工台12V入此连线是直接从电台内部的对应位置上引出的，产品出厂时已连接好。（2）电台或发射机是直接安装固定在终端机机壳内的底座上。电台的二根电源线是焊在终端机侧面板的电源插座上的，电台的高频插头座是通过机壳上的L16KF5高频插头座转接，再与室外的天馈线连接的。（3）终端机的电源接口插件为CX16Z5FM1五芯插头座，引脚定义如下电源插头座引脚号12345电台电源线红线黑线定义12V地LCD132DB9电台接插件功能按键水位、雨量接插件LCD显示器窗口（4）终端机的雨量接口接插件为CX16Z5FG1五芯插头座，引脚定义如下雨量插头座引脚号12345XS1引脚号1516定义信号地（5）终端机的水位接口接插件为X24K19P十九芯插头座，引脚定义如下表1接12位格雷码编码器引脚定义水位插头座引脚号12345678910111219XS1引脚号1234567891011121920定义20212223242526272829210211地表2接BCD码水位计的引脚定义水位插头座引脚号1234567891011121319XS1引脚号123456789101112131920“1”“2”“4”“8”“1”“2”“4”“8”“1”“2”“4”“8”“1”定义个位十位百位千位地5342操作使用方法面板功能键的使用（1）显示站号、雨量、水位值按左边按键（即1号键），可以依次显示本站的站号，雨量，水位。每按一次，显示内容更换一次。例如站号04水位3026CM雨量5165MM（2）发送开中继命令，关中继命令。第一次按中间键（即2号键），终端机即发送出开中继命令，并在显示器上显示出发送的数据格式内容。第二次按中间键，终端机即发送出关中继命令，并在显示器上显示出发送的数据格式内容。注若第一次按开中继后，五分钟内不按第二次键关中继。则中间键的定义内容又回到初值状态。（3）发送本站数据任何时侯按右边键（即3号键），终端机即采集本站的水文信息并发送出去，同时在显示器上显示出发送的数据格式内容。（4）参数设置同时按1号键和3号键，终端机即进入参数设置状态，显示器提示请输密码若输入的密码正确后，设置的内容依次为站号采样间隔分上电延时MS中继上限地址测站类型雨量分辨率MM定时间隔小时雨量分辨率05MM雨量分辨率10MM设置完成中继下限地址测站类型01雨测站类型02雨水测站类型05应答测站类型04中雨测站类型03中继修改帧头否修改帧头是请输入帧头密码雨水帧头EBEB雨量帧头F2F2人工帧头DADA前导延时MS设置完成设置完成进入设置菜单后2号键为增加键，每按一次2号键，数字增加1个；3号键是移位键，每按一次3号键，光标向右移一位；1号键为换档键，按1号键，设置内容转换到下一个项目内容。终端机参数设置的范围作了以下规定站号099（必要时用十六进制码0FF）设置雨量09999MM上电延时04900MS（以100MS为最小单位增减）采样间隔059分定时间隔024小时（超过24小时，以24小时间隔计算）雨量分辨率10MM05MM（二种分辨率选一种）测站类型0105（01雨，即雨量自报站；02雨水，即雨量水位自报站；03中继，即再生中继站；04中雨，即再生中继兼雨量水位站；05应答，即应答站）。中继上限地址099（必要为0FF）中继下限地址098（必要为0FE）（5）人工置数同时按1号键和2号键，终端机进入人工置数状态，这时显示器显示出上一次置入的人工置数，并且光标在第四个字节的高位上闪动。第一、二个字节为DA，DA是人工置数的数据格式的帧头，第三个字节为站号，因此这前三个字节是不需要重新置入的。进入人工置数菜单后，2号键为增加键，3号键为移位键，按一次移位键，光标向右边移一位，1号键为人工置数的发送键，按一次1号键，即把显示器上已置入的人工置数发送出去了。因此当人工置数键入后，要检查一遍，若发现错误，可用移位键3号键和增加键2号键来修改数据，只有确认人工置数没有错误后，才按1号键发送出去。发送完毕，终端机回到初始状态。（6）通话工作在自报方式上的测站，平时电台是处于断电状态，如果需要通话，可同时按一下2号键和3号键，则终端机会自动给电台上电工作5分钟，这时可以用话筒与中心站通话，若超过五分钟限时，终端机又自动切断电台的电源，使测站设备回到初始状态。53避雷系统防雷系统包括避雷针、引下线及接地地网。天线、站房等位于避雷针45角以下的安全区内，地网接地电阻达到4指标。如采用VHF通信信道的应安装同轴避雷器。室外信号传输电缆均采用屏蔽电缆，电缆用50的镀锌管套护，采用沟埋方式，防止数据信号线引雷。信号线缆与RTU设备连接端应安装信号避雷器。第6章水情自动预报软件设计61项目总体方案及实现目标柘溪流域水文预报模型软件研制项目是一个集计算机技术、网络技术、卫星通信技术、图形图像技术、电视监控技术、数据库技术、地理信息技术、决策分析和信息处理技术等为一体的先进、高效、应急结合的综合指挥中心，必须采用先进的信息处理技术和现代管理手段，充分发挥信息共享、综合利用和联网运行的作用，实现对水情的分析判断、处理和反应，能够为指挥领导和参与指挥的业务人员和专家，提供各种通讯和信息服务，提供决策依据和分析手段，能及时、有效地调集各种资源，实施水文预报、水情控制，用最有效的控制手段和小的资源投入，最大化水库综合效益。汉阳水库水情预报模型软件系统通信平台、信息采集处理平台、地理信息平台、信息发布和综合查询、指挥辅助决策支持、指挥台、大屏幕投影系统等组成。初步形成了从前端信息采集、处理、信息反馈，从被动语音接收到利用指挥中心信息为一线水电站和其他相关机构提供信息查询服务的信息指挥系统。1形成一个覆盖汉阳水库水情预报遥测预报系统工程的信息化网络，实现水调信息的采集、传输、存储、处理、分析、预案确定及启动全过程的信息化、自动化和网络化。2形成一套包括实时准确监测、科学合理预测、及时有效发布和动态反馈评估功能的层次结构群决策体系，在高效、科学、合理三方面，实现对预报过程处理的决策支持，确保流域的防洪安全。系统实现具体目标包括基于水库水文预报相关业务、逻辑实现、数据、标识、文档等，建立标准化设计规范，各子系统遵循已完成的相应标准来设计、实施；建立有效的水库水文预报综合平台，集成、改造现有业务功能，根据实际情况，增加部分业务功能。汉阳水库水情预报模型软件应该满足相关规程规范要求，达到实用化验收标准；应有效提高水情信息传输的可靠度和畅通率，提高水库水文预报的自动化水平，提高水库运行的经济效益和社会效益；应提高洪水预报的准确性，为水库安全运行会商决策提供依据；应充分满足单位管理及信息化建设对水库水文预报的要求，满足电力市场建设对水库水文预报的要求。系统在现有水文站网的基础上经过分析论证，根据水文预报的要求，选择增加适当的水文遥测站水文站、水位站、雨量站，实现雨量、水位信息的自动采集和传输。系统应在总体上达到水库水文预报领域内的国内先进水平，在保证可靠性的前提下，尽可能采用当今最先进的技术和设备。系统应具有开放性、兼容性和可扩充性。系统应成为集水情信息采集、传输、处理，水文预报，气象预报等于一体的自动化的水库水文预报系统，为水库水文预报实现自动化提供范例。建立完善的数据库管理系统，贮备完整的数据、信息。数据库能提供多功能的查询和统计功能，并具有可维护性、可扩充性和开放性。采用先进、高速、高可靠性的网络结构建设水库水文预报自动化系统计算机网络。形成与上级防汛部门，上级水调部门自动化系统及相关业务部门的信息交换机制，并建立对外通信子系统的软件接口。62总体构成及子系统621系统总体构成综合决策会商（应用服务、水文预报）应用系统应用服务平台信息录入水雨情查询日流量预报1、3、6H预报预报决策数据发布数据存储与管理基础设施数据传输数据采集标准体系、技术支持政策法规、组织领导图61系统总体结构图如图61所示，系统在基础设施基础上开展应用服务和专业服务，最终实现水调等业务功能，为决策会商提供技术支撑。预报系统实现的功能如下A自动进行逐时段滚动预报；B人工数据编辑预报；C支持对历史某时段进行模拟预报计算；D对流域分区，并支持用户输入各分区预估雨量进行预报计算；E提供简单便捷的人机交互界面，允许用户对预报模型、河道传播时间、单位线、雨强判断等相关预报的关键因子进行人为干预；F实时预报、预估雨量预报及次洪预报成果查询，并支持成果图表的打印输出及文件导出；G进行洪水预报模型参数查询、优选；采用DEDNM模型生成流域产汇流单元和水系；H按预报模型要求进行数据处理；I洪水要素统计及预报精度分析（该次洪水最大、最小流量，洪水历时时间，洪水总量、洪水频率）等，并提供按时进行水文要素分析统计与查询功能。J可实现通过上游水文站实时流量对上游断面的洪水和入库洪水的预报进行校正功能；K能进行结合气象预报成果进行流域假想降雨预报功能；L实现人工输入下游区间流量后进行补偿调度功能；系统的功能模块1实时数据处理；2洪水预报计算；3预报结果输出；4预报模型管理；5系统管理；6系统集成。预报数据的存储预报结果应有自动存入柘溪现有的水库预报系统数据库中的功能，以便水库预报其它功能的调用与处理；其数据的存储应完全符合柘溪水库预报系统的格式。人机交互界面人机界面是系统为用户服务的窗口，它在很大程度上决定系统的实用性、易用性、用户友好性和用户使用系统的态度和积极性。一个好的应用系统必须有好的人机界面。同时，把现行软件技术所能提供的界面形式与防洪预报业务技术有机结合将是本系统提供好的人机界面的关键所在。（1）数据输入界面数据输入界面是系统的一个重要组成部分。数据输入界面的目标是尽量简化用户的工作，并尽可能地减少输入的出错率。因此，在设计时将考虑尽量减少用户的记忆负担，使界面具有预见性和一致性，防止用户输入出错，并尽可能增加数据自动输入。数据输入对话设计将考虑这样一些原则，即确认输入。只有当用户按下输入的确认键时，才确认输入。交互动作。在表项之间移动时采用TAB键或回车键来进行控制。明确取消。如果用户中断了一个输入序列，已经输入的数据不要立即丢弃。确认删除。为避免错误的删除动作可能造成的损失，在键入删除命令后，必须进行特别的确认，然后才执行删除操作。提供反馈。若一个屏幕上可容纳若干输入内容，可将用户先前输入的内容仍保留在屏幕上，以便用户能够随时察看，明确下一步应做的操作。允许编辑。在一个文件输入过程中或输入完毕后，允许用户对其进行编辑，以修改他们正在输入或是先前输入的数据。提示输入的范围。提示用户有效输入的范围。（2）预报因子交互界面模型参数修正。系统默认对预报模型的参数作出率定，但随着洪水资料的丰富，预报模型参数将可能调整，用户在进行操作计算时，可以根据实际经验和实时的水雨情状况做出判断，修改模型参数。单位线修正。由于受到实时水雨情和前期雨量的影响，流域在不同情况下的单位线也有所不同，用户可根据总结出的实际经验来人工选择或局部修正。河道传播时间修正。洪水在河道的传播时间与分区域的降雨强度、水库的实时水位、洪峰的大小等有着很大关系，系统在计算初始会进行判别，但用户也可以通过界面根据总结的经验进行判断并修正。前期影响雨量修正。流域的前期影响雨量对流域的产汇流条件有很大的影响，因此是影响预报精度的一个重要因子，用户可以在界面上对该因子进行修改，以期得到更符合客观现状的流域土壤墒情。其它因子修正。（3）数据输出显示界面数据输出显示界面是系统的重要组成部分，在进行数据输出显示设计时，将和用户充分交流，根据用户的工作习惯和要求，合理安排屏幕显示信息的画面。选择显示内容将考虑只显示必需的数据，与用户需求无直接关系的省略，用户可通过按钮调出。显示数据与用户处理任务有关。在一个显示屏幕上的数据量不超过整个屏幕面积的三分之一。安排显示结构将考虑按照目标或属性等要求来进行数据分组。按照有益于用户使用的原则来安排数据。根据一个或多个关键因素将数据分类，然后列表组织数据。屏幕布局将考虑应尽量少使用代码和缩写。如果安排了若干个显示画面，将建立统一的显示格式。提供明了的标题、栏题以及其它提示信息。遵循用户的工作习惯。（4）控制界面设计控制界面的主要功能在于为用户提供能够很容易地控制系统运行的能力。控制界面的用途有两个方面的内容一是通过控制对话使用户能够访问系统；二是通过用户与系统间的对话来控制系统功能的选择，实现一个具体的功能。只有设置了这样的控制界面，用户才有能力按照其决策思路与习惯的工作模式来控制系统的运行。控制界面的主要方式有用控制对话选择操作命令。用菜单界面进行控制。用功能键定义操作命令。用图标表示对象或命令。5）GIS应用及图形化方案辅助显示功能，流域3D模拟图、流域降雨等值线图；计算结果的显示将以高度提纯的、直观的、图形化的形式进行。并在地理信息系统支持下，实现流域空间实时雨量分布、河道控制站流量、水库水位、入库流量、出库流量的滚动模拟显示。界面的演示，将实现动态化，并具有放大、缩小等GIS功能。622专业功能汉阳水库水情预报模型软件研制信息服务专用库日流量预报帮助网络库向上级传数据预报库历史库工情库实时库遥测库方案评价业务管理1、3、6H洪水预报会商决策图62柘溪流域水文预报模型软件专业功能组织结构图柘溪流域水文预报模型软件专业功能组织结构如图62所示，在雨水情自动遥测系统的支持下，软件以数据库为核心，通过人机交互实现信息服务、短期水文预报、方案评价、业务管理、帮助等功能。数据库又分为网络数据库与专用数据库网络数据库