郁南向阳水库水情测报技术方案

长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目编号:长沙国通电力信息科技有限公司2015 年 3 月 2 日技术方案郁 南 向 阳 水 库 水 雨 情 测 报 项 目长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目1.1 系统建设的原则系统的建设应以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想。1、实用：监控覆盖面和图像质量须满足实际需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便。2、可靠：系统采用的主要监控设备须经过具有公安部批准的相应资格产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。3、先进：采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台；主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。4、经济：在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。5、开放：系统应遵循开放系统的原则。系统应符合行业标准，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。6、安全：在考虑系统安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目1.2 系统设计标准和依据121 设计标准（1） 国家防汛指挥系统工程总体设计大纲国家防总；（2） 计算机网络产品设计规范电子工业部；（3） 指挥自动化计算机网络安全要求GB2881 ；（4） 计算机外部设备接口统一规定ABY306.1-85 信息产业部；（5） 计算站场地安全要求GB9361-88 信息产业部；（6） 通信工程系统防雷技术规定YD5078-98，信息产业部；（7） 水利工程设计概（估）算编制规范2002116 号；（8） 无线电通信系统（组网）设计规范 ，电子工业部；（9） 计算机信息系统安全保护等级划分准则GB17859-1999 ；（10） 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 ；（11） 中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定 ；（12） 计算机信息网络国际联网安全保护管理办法 ；大中型水电站水库调度规范 （GB17621-1998）水利水电工程水情自动测报系统设计规定 （DL/T5051-1996）水利水电工程通信设计技术规程(DL/T5080-1997）水文自动测报系统规范 （SL64-2003）水文情报预报规范 （SL250-2000）水电厂水情自动测报系统管理办法 （电力部电安生1996917 号）电力二次系统安全防护规定国家电力调度通信中心调调2000 76 号文关于颁发电力系统水调自动化功能范围和通信协议的通知国家电力调度通信中心调调2001 105 号文关于颁发“电网水调自动化系统实用化要求及验收细则（试行） ”的通知 。长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目2、系统的总体结构2.1 系统总体框架本系统包含 1 个水位雨量监测点，系统通过 GPRS 平台和中控室计算机相连，由于水库处于雷区，所以本水位雨量监测采用太阳能和蓄电池供电，这样的方式大大提高系统的抗雷指标，延长系统的使用寿命 。水位雨量监测系统采用 GPRS 平台传输数据，目的也是提高抗雷指标，减去布线成本，整体提高系统的可靠性，减少系统总体造价。水位雨量监测系统监测的数据实时存入计算机存贮器内，并且把数据发布在大屏幕 LED 屏上。2.2 系统的功能 能够支持通过 GPRS 和信道，接收测站的水位，雨量等内容和遥测设长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目备的状态信息和处理数据，同时写入统一的遥测数据库。- 自动取数。指遥测终端站自动将采集到的水位，雨量 等信息自动提交到中心计算机，由本子系统程序进行接收的过程。其中雨量值为累加值，水位值将被加入基底高程后送入数据库。- 定点召测。由分中心监控人员根据需要，对指定的单站或多站的雨量、水位、电压值等进行最新实时数据的提取。- 水位，雨量错误报警。这里指的当本程序接收到的数据发生错误，例如超标，或者是数据库包格式错误等，能够通过计算机的声音或文字进行报警处理。- 具有误码数据的分析处理功能。 错误报警功能。指当接收到的数据（从 232B 串口而来未进入数据库之前）发生错误，例如超标或者是数据库包格式错误等，能够通过计算机的声音或文字进行报警处理。 召测功能。由分中心监控人员根据需要，对指定的单站或多站的水情、雨量、测站电压值等进行最新实时数据的提取。 数据存储管理功能。主要是对接收数据库的数据信息进行重新组织，去掉接长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目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，雨量等要素变化过程的数据。如果发现数据不合理，能通过明显的告警信息提醒管理人员进行校核，并具有人工数据插补和自动插补功能。 分析畅通率和误码率功能。按日统计接收遥测数据数量，根据定时自报数据和加报次数，计算每天的畅通率，并将应收报、实收报、加报、错报、漏报等数据存储到运行分析结果数据库，打印统计计算结果。 远程设置功能。对定时报时段、日期始时间等参数进行设置。本程序能够通过计算机与各站点遥测终端进行通讯，对遥测终端所需要的基本参数进行远程设置或修改。 分析每个测站的电源电压数据，存储到运行分析结果数据库并打印结果。 辅助数据接收系统工作，将遥测系统运行状况直观地展示给非专业人员。 根据自动采集数据进行水文电报编制和传送。根据实时水雨情情况决定是否加报。 时钟同步。时钟同步主要是指使用计算机或者是时间同步中心终端（例如短消息服务器）同步遥测终端站的硬件时钟。 数据管理功能。主要是对接收数据库的数据信息进行重新组织，去掉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雨量等水文要素变化过程的数据。如果发现数据不合理，能通过明显的告警信息提醒管理人员进行校核，并具有人工数据插补和自动插补功能。 固态存储初始化。指从本程序下发命令对遥测终端的固态存储设备中的数据进行不可恢复性的永久删除。2.3 系统软件主要界面设计“水位信息监测系统”界面设计充分符合现代应用软件的发展方向，具有图形窗口界面的友好性，使用户的操作简单方便，应用灵活实用，成果直观形长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目象等 特点。水文自动测报系统软件主界面启动本软件，通过用户和密码人正即可进入软件主界面。系统文件菜单在系统文件菜单中，有查阅异常数据文档和退出系统两部分，通过选择可实时对系统内异常水文数据进行检查，及时发现水文数据的异常变化。系统通信菜单在系统通信菜单内，只有与前置机通信，选择通信功能后，计算机将前置机后存储的所有水文数据全部调入主机，供水库调度及洪水预报使用。水文数据查询菜单在水文数据查询菜单中，包含原始数据查询、日降雨量查询、月降雨量查询和过程降雨量的查询、测站工作状查询等选项。 原始数据查询原始数据查询是菜单中重要的部分之一，通过对各长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目测站原始数据的查询，实时掌握各终端站的实时水雨情数据资料。 测站工作状态查询如何及时了解全系统各站的工作情况，在本软件中设计了测站工作状态查询功能，在此选项可对全系统各站的工作状况进行查询，准确掌握系统各站工作状况。系统维护菜单系统维护是水文自动测报系统软件当中不可缺少的组成部分，在系统数据通信和传输过程中，会因为通信信道及传输干扰等诸多方面的影响，使接收的水文数据不够完善，通过系统维护功能，及时修复错、漏、掉的水文数据，保证了水文数据资料的完整性。在此菜单中，共设置水文数据添加和修改两部分功能。 雨量数据输入通过选择雨量数据输入功能，可向系统数据库中添加漏掉的水文数据。 水位数据输入通过选择水位数据输入功能，可向系统数据中添加漏掉的水文数据。 雨量数据修改通过选择雨量数据修改功能，可更改系统数据库中错误接受所生成的水文数据。保证水文数据的准确性。 水位数据修改通过选择水文数据修改功能，可更改系统数据库中错误接收所生成的数据，保证水文数据准确性。系统简介菜单考虑到系统的实用性和可视性，我们设计了水库和流域的综合情况介绍部分，为了便于向各级领导和非调度人员展示系统的全部情况，在软件中使用全流域面积示意图和系统站点实际分布图作为显示单元，详细介绍系统的情况，同时，将系统中各站点的站址代码详实地标注于各示意图中，令软件使用者倍感方便和实用。系统帮助菜单在系统软件中，各级目录均设计有帮助信息，为使用者解答疑难问题提供帮助。长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目三、系统设备配置清单：序号 名称 产地 规格1 雨量计 徐州伟思 0.5MM 2 雨量计太阳能 长沙 60W（单晶）3 电池 蓄电池 12V60AH4 太阳能电源管理器 长沙 30A5 GPRS 济南 GPRS DTU6 箱体 不锈钢 600 X500 不锈钢 600 X5007 大功率防雷模块 长沙LKX(电源避雷器+通讯避雷器+天线避雷器各一套)8 雨量水位采集模块 长沙 L2000-S2 型9 水位计 徐州伟思 40M10 水位计测井+支架 长沙200 管径的 PVC，接头，堵头，胶水 ，支架不锈钢11 水情测报分析软件 长沙 GT-200012 接地系统 长沙13 LED 大屏幕 广州 2 米 X 0.45M 14 计算机 联想双核 3.0G,2G 内存,320G 硬盘,16XDVD,音箱3.2 主要设备参数：雨量水位采集模块（L2000-S2） 功耗:正常模式20mA；节能模式100uA 测量通道:2 路水位传感器通道，1 个雨量信号输入通道。 工作温度:-10至+60 湿度:5-95%，不结露 工作方式:应答式 通讯帧格式:电源特征、站号、时间、水位、瞬时雨量、累计雨量、校验码 接口速率:9600bps，4800bps，2400bps，1200bps 内部总线发送速率:9600bps 内置式固态存储模块:有 电源特征:0 或 1 状态表示是否正常 站号:0-99999长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目 平均无故障工作时间:25000 小时（正常维护条件下）台式计算机 CPU: 联想双核 (3.0GHz)； 硬盘: 500G 7200 转高速 SATAII 防震硬盘； 内存: 2G； 2 个 USB2.0 接口； 高性能 3D 集成显卡； 主板集成 Intel PRO/1000 千兆以太网卡，内置音箱； DVD-ROM，16 倍速 DVD 光驱, 支持 DVD、CD 读取； 墨玉抗菌防水人体工学键盘； 正版中文 WINXP 操作系统； 19”LCD，响应时间5ms ，与主机同品牌； 三年主要部件保修、一年上门服务 主要部件包括 CPU、内存、显卡、硬盘、电源、主板，享受 3 年保修。液晶显示器、其他部件和外部设备享受 1 年保修，随机软件 3 个月保修。电源避雷器（LKX-M220/2/20） SPD 端口：1 端口 SPD 类别：电压开关型 电源系统：TT-TN-IT 额定电压：220V 最大持续运行电压：320V 绝缘阻抗：100M ohm 冲击电流：15KA（limp:10/350S） 保护水平：2000V通信避雷器 （LKX-SC-2P） 频率范围:0.1-10MHz 特性阻抗:50长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目 最大允许功率:1000W 通流容量:20Ka,8/20S 波 安全要求:支持自诊断与告警输出，提供系统配置和维护接口，适合电磁环境恶劣的应用需求。 残余电压:0.15dB 插入损耗:采用先进电源技术，供电电源适应范围宽，适合室外应用遥测水位计 （WFX-40 型 ）1.1 基本参数A 测量范围：0-80 米；B 水位变率： 100 厘米/分C 分辨力：1cmD 水位轮启动力矩： 100 克厘米（0.0098Nm）F 测量准确度：2cm 或 0.2%FSF 显示器：十进制机械计数器1.2 机械参数a 水位轮工作周长：32cmb 测量缆：1mm 不锈钢缆c 浮子直径：10、15cm 可选1.3 电参数a 格雷码输出：10-13 位b 输出形式：接点通断输出 接触电阻：0.5；绝缘电阻：10M1.4 通信接口（选装）a RS485 接口：MODBUS 协议或其它b 420mA 模拟量信号输出1.5 使用环境a 环境温度：-2585b 相对湿度；90%(40)C 尺寸：132132115D 电源电压：1224VDC1.6 电显示器（选配）雨量计（0.5MM）主要技术参数1.1 承雨口径：200 00.60mm； 刃口锐角：40 o45 o1.2 分辨力：0.5mm1.3 测量准确度：3%（室内人工降水、以仪器自身排水量为准）1.4 雨强范围：0.01mm4mm/min（允许通过最大雨强 8mm/min）长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目1.5 发讯方式：双触点通断信号输出1.6 工作环境：环境温度：050相对湿度；95%(40)1.7 尺寸重量：2.5kgGPRS、GSM 模块 支持 RSA，RC4 加密算法 支持虚拟数据专用网（APN） 透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式 支持数据中心动态域名和 IP 地址访问 支持双数据中心备份 支持多数据中心 支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。 支持短消息备份及告警。 多重软硬件看门狗 数据包传输状态报告。 标准的 AT 命令界面 可以用做普通拨号 MODEM 支持 telnet 功能。 支持远程配置，远程控制 通过串口软件升级 同时支持 LINUX 和 WINDOWS 操作系统 长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目四、系统生产、施工、调试组织设计方案项目各组织机构人员安排项目经理：兰海青设备采购负责：汪乙奇技术总负责人：蒋红军设备生产、组装员施工人员：兰海青、宋世杰文档管理负责人：肖巧玲工程施工预计进度时间从进场时开始计算，工程预计在 36 天内保质保量完工。工期安排分项目名称 3 天 6 天 12 天 15 天 18 天 21 天 24 天 27 天 30 天 33 天 36 天 验收仪器设备采购、检验及系统详细设计设备安装文档管理人员电气工程师设备采购人员设备生产、组装员施工人员项目经理客户需求长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目监测自动化安装及调试监测自动化系统运行监测资料整理及分析及验收监测工作技术要求（1）监测系统的建立首先满足设计要求，按照设计文件和图纸完成各类仪器设备的埋设、安装和监测工作。（2）项目实施严格按照安全监测技术规范、其他相应规范以及设计执行。（3）除遵循规范要求外，对仪器设备的安装和使用按厂家提供的要求和说明进行操作。（4）监测仪器设备安装位置准确、牢固可靠，保证仪器埋设合格率达到100%，完好率 95%以上。五 水位仪器安装本系列仪器采用小直径浮子，可选用小直径管材建造测井.仪器安装要求和对水位的方法如下：5.1 仪器室 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。测井 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 200-300mm。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 。5.2 进水管（1） 、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。（ 2） 、 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。长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目（3） 、在进水口处应设置保护桩、浮标、拦污网等。（4） 、测井中的淤积泥沙应定期清理。六 质量保证措施监测工作的实施，是通过一个接一个的环节来实现的，因此，确定质量控制的环节，就等于抓住了监测工作质量的关键，我们拟确定的质量控制的环节如下：（1）根据设计及国家有关规程、规范、施工图纸和设计文件等要求，制定监测每项工作和设备的质量标准及规定，并随时接受监理工程师的监督检查和现场管理。（2）按 IS09001：2000 质量体系要求，对监测工作实施的每一个环节进行严格的质量检验。按工程进度及时提供关于工程质量的技术资料，如材料合格证、试验资料、测试报告等。材料代用须经设计单位和监理工程师同意并签证后，方可使用。（3）隐蔽工程由承包人自检后，填写隐蔽工程验收单 ，呈报监理工程师检查验收。监理工程师现场检验，签证认可后，可进行下一工序施工。否则，监理工程师有权对已隐蔽的工程部位做停工以进行重新检验的决定，检验费用由责任方负责。（4）对仪器设备进行定期检验和标定。（5）由观测结果及时反馈监测工作及仪器状态。（6）根据质量标准做出评价和处理意见。6.1 质量控制的保证根据经验，要确保监测工作的质量，需在两方面进行保证：一是人员质量的保证；二是规章制度的保证，由于长期的工程实践，我们在这两个方面已具备保证条件。（1）人员质量的保证：作为人，是现场施工的直接组织者、操作者和指挥者，在工程质量控制中起主导作用，是工程质量的创造者，因此，确保人员素质，以人的工作质量保工序质量，是质量控制的第一要素。我们联营体在长期的监测工作中培养和造就了一大批高素质的监测专业人员，他们不仅精通监测工程的施工规范、规程、长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目技术水平高，而且质量意识强。（2）规章制度的保证规章制度是确定监测各项工作的基本原则和强制方法，没有好的制度，就没有好的工程质量。本监测项目的实施，将根据我们长期的监测工作经验，并综合柘溪地下洞室工程的特点，制定一整套监测施工各工序工法及检查制度、资料管理制度等。由于人员素质已有保证，各项制度的实施及自检将责任到人，监理工程负责校检。通过以上制定的一系列规章制度及执行方法，可确保工程质量万无一失。6.2 质量控制的步骤和方法对监测工作的质量控制，具体操作上采用如下几个步骤和方法进行控制：（1）施工准备阶段控制：）熟悉及审查工程设计图纸，深入现场进行踏勘，确定设计实施的可行性及编写施工组织设计。）根据施工进度及设计图纸，订购监测设备材料及加工附件，设备材料质量满足合同及工程要求。）做好监测仪器安装及观测前的检查标定、硫化接线等工作，不合格仪器及材料坚决不投入使用。（2）施工埋设安装质量控制：）监测仪器施工实行开工申请许可制度：根据各施工部位的进度，提出监测施工项目申请，只有通过自检及监理工程师复检许可，才可开工。）详细作好现场安装记录：开工申请监理工程师批准后，一旦条件具备，即进入现场安装阶段，安装过程严格按工序操作，并作好安装记录，自检合格后，由监理工程师进行终检。（3）观测质量控制）所有二次仪表及读数装置，在投入使用之前，均按规定进行检查标定、修正。）现场观测发现异常时，及时分析异常原因，并进行对比观测，确保观测数据可靠。）观测测次严格按合同规定及监理工程师要求进行。长沙国通电力信息科技有限公司 郁南向阳水库水雨情测报项目）每月对观测数据按规定格式进行一次观测质量评定。（4）埋设后维护等方面控制监测仪器及电缆等安装埋设后，要保证仪器的正常工作及完好率，埋后维护至关重要，常采用如下措施对仪器及电缆等进行维护：）挂警示牌：在监测仪器及电缆等监测设施上，挂“监测设施、请勿破坏”等醒目标志，防止认为破坏。）加强现场巡视检查，发现情况，及时报告及处理。）对仪器及电缆等设置保护措施，如电缆包保护管，仪器盖保护罩等。）积极协调土建与安全监测设施的冲突，对仪器及电缆钻孔部位，主动向土建单位提供仪器布置及电缆走线图，防患于未然。七 售后服务和技术支持及培训计划7.1、 服务承诺我公司在该系统项目中本着“质量第一、用户至上、长期合作”的原则，为用户提出以下服务承诺：全套设备的软、硬件要求做到三个月包换，实行一年免费维修，三年上门服务，即自验收合格之日起，对系统设备一年内免费更换与维修（天灾或人为造成损害除外） ；实行终生维修和维护，核收成本费，即系统