灌区量测水集中监管信息化管理系统设计方案

*县灌区量测水集中监管信息化管理系统*县*灌区量测水集中监管信息化管理系统设计方案编制日期：2018年11月设计单位：*设计院目录第一章 现状分析41.1概述41.2需求总结5第二章 方案概述62.1方案指导思想和目标62.2系统设计基本原则62.2设计依据72.3系统建设内容8第三章 总体设计83.1整体架构83.1.1硬件总体结构93.1.2软件架构103.2数据库系统设计方案113.2.1基础库113.2.2监测数据库123.2.3业务数据库123.2.4空间数据库123.2.5媒体库123.3部署架构设计133.3.1云平台的优点133.3.2云平台架构14第四章 软件平台建设164.1系统首页164.2地图模块174.3实时数据监控模块184.4数据查询统计模块194.5站点工况查询模块214.6视频远程监测模块224.7数据接收模块224.8用水计量模块234.9基础信息管理234.10通用辅助功能244.11管理功能24第五章 流量采集测站建设255.1 测站整体结构设计255.2 测点设备选型255.2.1灌区量水设计思想255.2.2灌区量水设计要求255.2.3灌区量测水基本技术要求265.2.4量水站点设计275.3 通信体制设计325.4 供电系统设计335.5 防雷接地系统设计34第六章 系统安全设计356.1平台安全设计366.2程序安全说明376.3数据的备份38第七章 工程概算407.1编制依据407.2取费标准417.2.1基础单价计算依据417.2.1独立费用标准427.3设计概算表427.3.1 项目建设内容427.3.2 项目概算433第一章 现状分析1.1概述我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，位列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一，是联合国认定的“水资源紧缺”国家。因此，建设节水型社会已迫在眉睫，推行水价改革是节约水资源的一种有效手段，所以水价改革势在必行。为了完成农业水价综合改革，首先就需要对用水户的用水有精确的计量，精准计量是为了以后深化水价改革提供了核心的数据支撑。*县中型水库3座：新峡水库、塘口水库、纳吉滩水库。总库容13081万m3，其中灌溉兴利库容5821万m3。小1型水库21座，总库容3158.1万m3，其中灌溉兴利库容2306.9万m3。小2型水库29座，总库容613.14万m3，其中灌溉兴利库容409.64万m3。兴建堰塘299口蓄水量599.81m3。引水工程19处，引水规模37.36 m3/s。设计供水能力2390m3，现状供水能力1301 m3。提水工程38处。装机容量0.138万kW。引水规模1.0407m3/s。设计供水能力2920.3 m3，现状供水能力1331m3。 下河沟灌区位于*县绿水镇，主干渠长约2500米，宽1.3米，深0.76米。其中盖板涵长1374.39米，渡桥长313米，水库引水涵洞长68米。除主干渠外，灌区共有24条支渠，长约6200米，渠道大部分为明渠，少量暗渠，其中有公路涵洞4处，渡渠2条，台渠1处，闸房1座。1.2需求总结根据对下河沟灌区现状的数据分析员，为实现对灌区全面的信息化与科学的管理，需对各类采集数据进行全面的整合，通过对先进信息化技术的充分利用，以实现有效的信息共享、高效的管理操作和科学的监测监管。l 通过建立一个远程监测管理系统，保证资料数据的集中性、一致性、完备性、可靠性，实现“集中管理、分散控制、数据共享”。l 测站能够自动、实时采集灌区灌域内的水位、流速、流量等数据，并通过4G或其它通信信道直接将灌区量测水信息传送到中心站。l 测站能向中心报告本站运行状态信息，以便让运维人员可以随时了解测站的工况信息。 l 通过远程监测管理系统的建立，使灌区内的各种数据处于规范的管理和监控之下，为日常管理和维护提供快捷方便的科学数据，提高工作效率。 l 考虑到设备的互换性和可扩展性，要求灌区量测水信息管理系统的测站应具有多种通讯功能，多种通信方式可混合组网。测站各种设备结构简单、性能可靠及低功耗，并有防潮湿、防盗、放火、无雨衰、防雷电、抗干扰、抗暴风等措施，所有测站都能够在无人值守的条件下长期连续正常工作。l 通过该系统的建立，实现灌区用水、节水管理的全程信息化，对高效用水提供科学而有效的分析。l 通过该系统的建立，使系统内的日常工作由传统文字、报告形式，提高到统一的空间定位、空间分析与应用、高效的数据库管理、专业的计算与图文并茂的信息管理模式，为取用水与管理以及业务处理提供了实时、准确的决策支持。第二章 方案概述2.1方案指导思想和目标充分结合业主的实际需求，面向管理、面向操作、面向未来，以规划为先导、以需求为导向、以网络为基础、以应用为重心、以效率为目标，以人为本整合各种信息化资源，改进监测数据采集、处理、分析、统计的方式，服务大局，为各方面协同管理建设一个集成的信息化平台，为农村灌区的信息化建设做出应有的贡献。2.2系统设计基本原则系统应用架构设计必须遵循和体现SOA面向服务的体系架构，并遵循以下原则：1、先进性原则系统所选用的技术和技术路线，具有较好的先进性和互操作性，便于系统的集成。除此之外，在整体设计思想上也具备较好的超前性。系统在整体上可达到国内领先水平。2、高性能性原则为保证系统应用和复杂业务并发处理能力不断增长的需要，系统采用和设计了稳定性高和高性能的硬件环境和处理软件，在多用户并发操作时具有较高响应速度，并可满足硬件和软件的动态性能扩展。3、高可靠性原则系统采用可靠的信息传输手段、存储方式、运行环境和安全保证。在整体设计中，根据实际情况采用多种备份方式，确保系统的可靠性。在系统软件的选型和应用软件的开发工具选型上，建设或选择了当前成熟、先进、容易管理及使用方便的系统，使系统能有很好的可靠性。4、高扩展性原则在系统的设计中，所有产品的选型及配置都充分考虑到整体系统的可扩展性。系统将满足随着业务的不断发展而随时增加用户及软硬件产品的需求。系统的体系结构采纳SOA相关实现技术，业务处理功能在一定程度内的增加或变更满足热插拔等需求，升级不会影响系统的体系结构，并能在最短的时间内实现新的需求。5、实用性原则系统立足于*县灌区量测水的具体业务需求，通过业务操作和业务流程的信息化实现，使系统具备很强的实用性，真正满足各管理人员的日常工作所需。2.2设计依据水文自动 测报系统规范(SL61-94) ；水文自动 测报系统设 备遥测终端机 （SL/T1801996）；水位观测标准(GBJl38-90) ；水文测报装置遥测水位计 (GBll830-89) ；地下水质量标准GB/T1484893；水闸安全鉴定规定SL214-98；水利系统政务信息编码规则与代码（一）SL/T20-1997；计算机软件开发规范- （GBJ566-88）；软件可靠性和可维护性管理（GB/T14394-93）；计算机软件产品开发文件 编制指南GB 8567-1988；国标GB1526-89信息处理数据流程图系统流程图程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定；远程图像与环境监控系统技术 规范；工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）；DLT5051-1996 水利水电工程水情自动 测报系统设 计规定；工业灌区通信设 计技术规定(GBJ42-81)。2.3系统建设内容本系统的建设内容包括：1、 建设实时监测数据库，通过数据的标准化、集中化管理，实现真正的数据共享应用；2、 建设多媒体库，存储通过各种方式采集的图像等多媒体数据，实现多媒体文件的有效管理；3、 建设业务数据库，存储系统相关的业务数据，并保证系统的扩展性。4、 建设基于移动互联网技术、GPS技术和GIS技术的巡查管理系统，便于巡查人员的日常巡查工作；5、 建设基于Web技术的*县灌区量测水管理系统；6、 预留未来系统扩展的接口，对未来可能出现的功能扩展、数据扩展、应用扩展提供方便的模块化平台。第三章 总体设计3.1整体架构根据本系统的建设内容以及相关规范，系统采用基于Java的B/S三层体系架构，系统用户只需要通过Web浏览器即可完成所有的业务操作。3.1.1硬件总体结构系统总体硬件结构如下图所示： 硬件总体结构图本县下河沟灌区分别有明渠及管道等不同类型的渠道。灌区的干渠以及大部分支渠都是采用明渠方式，而斗渠、农渠出水口分别有明渠和管道。因此不同应用场合的流量监测方法不同，明渠中的流量监测是间接测量，不能直接测得流量，而是要测量水位、水深、断面起点距、流速等多个要素，然后用数学模型计算得到流量。因而流速、水位、水深、起点距成为直接的水资源监测要素。用于满管管道流量测量的管道流量计，直接测得流量数据。用于非满管管道流量测量的管道流量测量设施，也属于间接测量，需要测量水位、流速，然后用数学模型计算得到流量。综上所述，干渠、支渠测站和斗渠、农渠需采用不同的采集装置。采集站点将采集数据通过4G方式传输到机房。应用服务器与数据库服务器则采用云服务中的虚拟服务器。3.1.2软件架构系统根据建设内容的要求，结合业务的实际情况，*县灌区量测水集中监管系统分为5层：l 基础设施层：基础设施层是为中间层或者数据资源层提供其所需的计算和存储等资源，并通过虚拟化等技术奖资源池化，以实现资源的按需分配和快速部署。l 数据资源库：按照数据类型以及功能需求，数据资源库可划分为基础库、监测数据库、媒体库、空间数据库、业务数据库。l 应用层：提供服务的逻辑处理层，包括以下模块：v 量测水监测数据实时查询模块v 工况模块v 地图模块v 数据接收模块v 召测模块v 历史数据查询模块v 基础信息模块v 用户管理模块v 系统管理模块v 日志模块l 接入层：向用户提供最终服务。主要为普通WEB浏览器，同时还提供了数据共享接口，供APP端使用。3.2数据库系统设计方案数据库系统是整个系统的最核心部分，所有的业务应用都基于数据库完成。根据满足*县灌区的数据量及集中监管系统的业务需求，本系统可考虑选用MySQL数据库为核心数据库系统，并构建五大数据库：基础库、监测数据库、业务库和空间数据库、媒体库。3.2.1基础库基础库用于存储支撑系统运行的基础数据，包括：用户信息、权限信息、日志信息、菜单信息等数据。3.2.2监测数据库监测数据库用于存储采集的各类监测数据，主要包含如下几大类数据：l 流量监测数据l 工况数据监测数据库的建立为灌区量测水系统管理打下了坚实的数据基础，系统相关的操作人员可根据业务需求获取所需的各类数据，加强了对取用水的监控。3.2.3业务数据库业务数据库用于存放与系统业务相关的数据。主要包括各类基础信息、用水户信息、计量设备信息、用水量数据等。3.2.4空间数据库空间数据库用于存储渠道网的空间分布信息。主要包括渠道数据、监测站点等。通过本系统提供的访问接口，GIS平台可以高效调用渠道网空间数据，进行各类应用。3.2.5媒体库媒体库则用于存储视频站、图像站上传的多媒体数据，供用户随时高效的查看。3.3部署架构设计3.3.1云平台的优点按照目前国际上比较流行的项目设计方案，*县灌区量测水集中监管系统可考虑采用云平台进行架构设计。第一,云计算为业务平台提供了可以自我维护和管理的虚拟计算资源，也就是大型服务器集群，*县灌区量测水集中监管系统可以使用云的计算能力来补充或取代内部的计算资源而再也不需要担心峰值问题，这将为业主方节省资源并降低成本。第二,云计算不仅对云客户端的硬件设备和软件成本要求更低，而且带来了更高的性能，在项目实施的时候，不需要投入大量资金购买各种硬件。第三,云计算使得系统的安全性得到改善。由于信息系统规模不断扩大,信息系统的资源也越来越多。随着网络的迅猛发展,各类数据也得到有效存储,但与此同时病毒和黑客的攻击也随之而来,进而严重威胁到数据存储的安全性,这使得用户在信息安全上的资源投入也越来越大。而随着云计算在系统中的应用,用户可以将数据都存储在云端,由云服务提供专业、高效而又安全的数据存储,从而使得用户不必再担心由于各种安全问题导致企业重要数据丢失或窃取。第四,云计算使得各类应用的专业性和灵活性得到改善。云计算为用户提供经济可靠又专业的系统,软件即服务(SaaS)是云计算提供的一种服务类型,它将软件作为一种服务来提供给用户。作为客户端的企业可以更方便高效地使用云计算提供的各种服务,此时只需要安装网络浏览器即可。由此可知,云计算改善了各类应用的灵活性和专业性。第五,云计算具有超强的数据处理能力。云计算通过一定的调度策略,可以联合数万乃至百万的普通计算机,为用户提供超强的计算处理能力,使用户能够完成以往通过单台计算机设备难以完成的任务。在服务器中,当提交一个数据请求时,云计算模式将根据需求调用云中众多的计算资源以提供强大的数据处理能力。最后云计算为各类应用实现更好的经济效益。构建应用系统必须配备大量的计算机和网络设备,随着设备不断地更新换代,用户为了满足更多新的需求,还必须定期更换计算机和网络设备。系统建立的成本是很大的,并且后期维护需要较高的费用并且需要专业人员进行维护。云计算在各类应用中能够有效减少用户系统的建立成本,更节省了后期维护和人力支出成本。云计算为用户提供的是直接的经济效益。3.3.2云平台架构说明：SLB:负载均衡服务（Server Load Balancing），来自外部的访问请求，通过SLB实例并根据相关的策略和转发规则分发到后端ECS进行处理。ECS:弹性计算服务,可以看作是一台性能可扩展的应用服务器。ECS具有自助管理、数据安全保障、自动故障恢复和防网络攻击等高级功能。用户对云服务器的操作系统有完全控制权，通过连接管理终端自助解决系统问题，进行各项操作。RDS:关系型数据库服务，一种稳定可靠、可弹性伸缩的在线数据库服务。RDS采用即开即用方式，并提供了数据库在线扩容、备份回滚、性能监控及分析等功能。OSS:开放存储服务,是云服务对外提供的海量，安全，低成本，高可靠的云存储服务。用户可以通过简单的REST接口，在任何时间、任何地点上传和下载数据，也可以使用WEB页面对数据进行管理。第四章 软件平台建设4.1系统首页系统首页集中显示整个灌区的重要信息，包括：l 灌区的实时水雨情l 当日天气预报l 所在流域水情l 实时取用水数据l 灌区的渠道分布图l 通知公告等在首页中所显示的具体信息可由管理员进行设置。4.2地图模块在地图中显示渠道的分布，各测站的分布情况，并在图中以不同的图标显示测站的状态（在线、离线）。同时显示各站点的实时数据。l 雨量站：显示实时雨量数据。用户双击该测站图标，系统还将显示该测站的监测数据查询页面。如下：l 量测站：显示实时水位、流速等数据。用户双击该测站图标，系统还将显示该测站的监测数据查询页面。4.3实时数据监控模块实时显示各监测点水位过程线、流量过程线、雨量过程线及其他参数过程线。用户也通过地图点选相应位置，查询遥测站点的实时数据、历史数据、统计数据、过程线等；系统以图表、文字等方式显示该点信息。主要功能如下：l 以表格方式显示测站的实时数据，包括：状态、采集时间、水位、瞬时流量等信息。l 用户可在列表中选择某个测站查看该测站的基本信息。l 用户可以根据行政区划来过滤需要查看的测站。l 用户可在列表中选择某个测站查看该测站的统计数据，系统会以图形以及列表方式进行数据展示。l 对下属测站的数据进行召测，接收的数据进行预处理后，可通过数据、表格等形式，在页面中实时动态显示出来；4.4数据查询统计模块l 统计功能：1、报表功能：日报、月报、年报；2、曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线；l 查询功能：系统提供丰富多样的查询方式，可查询测点信息、监测数据历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表；l 用水统计功能：可按行政区划对用水量进行统计：l 查询指定站点水位流量数据：l 站点数据对比：4.5站点工况查询模块主要功能如下：l 工况信息查询：l 报警功能：1、设备变化报警：故障报警、通信中断报警。2、数据接收模块判定的设备异常情况报警。4.6视频远程监测模块主要功能如下：l 重要节点位置的视频监控。l 支持远程设置、修改终端的工作参数，实现远程维护终端设备。4.7数据接收模块主要功能如下：l 处理不同类型RTU，提供设备兼容性支持。l 自动检查数据格式，进行数据的纠、检错以及合理性判断。包括以下情况：突变值、瞬时水位值或流速超过阈值、长期不变值等。l 异常工况分析。包括：长期平均电压持续降低、超过高电压预警阈值、低于低电压预警阈值等。l 对各种异常数据以及工况进行记录，并可以将异常情况生成文本自动发送短信给预设置的运维人员，方便运维人员对设备进行维护。4.8用水计量模块主要功能如下：l 用水户的管理：可以对用水户进行创建、删除、修改、查询等操作。l 自动采集水表数据，实现远程抄表。l 提供人工补录功能，保证在水表出现故障的情况下提供后备方式进行用水量的记录。l 报警功能：过量报警、倒流报警、不在线报警、超量程报警等。l 瞬时流量查看，以及各类流量统计。l 进行各种台帐查询统计。l 各类查询统计分析，可按时间、区域、行业等方式进行统计。对用水调度以及节水决策提供大数据支持。l 水表、测站的报修管理。4.9基础信息管理主要功能如下：l 测站管理，可以对测站信息进行创建、删除、修改、查询等操作。l 导入导出，可将测站信息以excel文件格式方式导入/导出系统。4.10通用辅助功能l 存储功能：测点信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库。用户可以进行人工编辑操作。l 导出功能：系统可对查询出的各类数据列表进行导出为excel操作，方便用户对数据的进一步应用；l 短信发送功能：系统可以按时发送综合数据给指定的人员，也可以在发生报警时，将报警信息发送给指定的人员；l 远程维护功能：远程设置测站工作参数。4.11管理功能主要功能如下：l 用户管理：支持对用户进行创建、删除、查询、修改等操作；l 修改密码：登录用户可以对自己的密码进行修改操作；l 用户组管理：支持对用户组进行创建、删除、查询、修改等操作。用户登录后，系统将根据用户所在的用户组显示相应的功能菜单项；l 日志管理：系统管理员可以查看系统日志。第5章 流量采集测站建设5.1 测站整体结构设计为保证系统可靠、有效地运行，遥测站的建设采用测、报、控一体化的统一结构设计，实现设备的兼容和扩充。以遥测终端（RTU）为核心，实现水位、流速信息的采集、预处理、存储、传输以及查询应答、可编程等测控功能。测报控一体化遥测站主要由传感器、遥测终端和供电等三部分设备组成，另外还包含防雷设施与配套土建基础设施建设。5.2 测点设备选型5.2.1灌区量水设计思想布设原则：充分利用现有建筑物量水，并视实际需求与可能，逐步安装特设量水设备；设置顺序：从源头开始，先上后下，先干支后斗农，逐级延伸；优先保证用水单元分界点的计量和满足特定目的及需求；方法选择：水源及引水渠宜采用水工建筑物量水；配水渠（支、斗）、分水点（斗、农）宜采用特设量水设备量水；单元划分：条件有限时，宜适当放大用水单元，单元内部分摊；条件成熟后，缩小计量单元；精度要求：计量的精确度不应片面要求过高：一般仪表量水误差不超过5%；特设量水设备8%；水工建筑物量水10%；5.2.2灌区量水设计要求准确度：应具有一定的量水精度和准确度，以满足需求为原则；适应性：量水设备应与渠道的过流能力相适应，造价低廉，施工简易，观测方便；便捷性：测算要简捷，观测和计算要简单，宜行水头损失要小，测流范围要大；灵敏度：测水设施应具有适当的灵敏度，能够正确及时感知水情变化；抗干扰：抗干扰，水质、水温、泥沙等影响。5.2.3灌区量测水基本技术要求l 对仪器设备的测量准确性要求：1） 明渠流量测量误差不大于5% ，部分堰槽测流的流量测量误差允许为不大于8% ；2） 管道流量测量误差不大于5%；3） 水位测量的误差不大于2量程，或不大于2cm。l 灌区取用水监测仪器设备使用环境要求：1） 水下设备应具有相应的耐压、密封性能和耐腐蚀性。2） 应能适用于一般淡水水体，包括中水和一般污水。用于严重污染水体时，应注意所用设备的适用性。3） 应按外壳防护等级（IP代码）标准规定相应的外壳防护等级。4） 有防雷电干扰要求的设备、在工业环境中应用的设备，应有电磁环境适用性要求。具体要求和试验方法应符合GB/T 17626电磁兼容 试验和测量技术的有关规定。灌区量测水监控设备可靠性要求：1） 用平均无故障工作时间（MTBF）来衡量自动测量连续工作设备的可靠性，单台设备的MTBF应大于25000h。在线记录仪器的MTBF应大于40000h。2） 用可靠度来衡量间歇使用设备的可靠性，其可靠度R（1000）应大于0.95。l 其它技术要求：灌区量测水监控设备应具有一定的防雷抗干扰的性能。避雷措施基本要求应符合GB50057建筑物防雷设计规范和SL61灌区量测水信息管理系统技术规范的规定。5.2.4量水站点设计*县下河沟灌区干渠、支渠绝大部分为明渠。根据现实情况，已经各种量水设备的特性，根据多年经验，及多种设备的实际使用，本方案将根据灌区的宽度分类，将灌渠分为干渠、支渠和斗渠、农渠两种典型应用场景。根据这两种应用场景，并结合设备性能及价格等多种因素，进行设备选型及设备部署。5.2.4.1干渠、支渠设备选择根据*县下河沟灌区的具体情况，可考虑采用巴歇尔槽测流。典型的测流槽是巴歇尔槽，另外一些类型，如孙奈利槽、长喉道槽等，也较实用，但都不如巴歇尔槽适用于灌区水量计量。在自由流状态，只要测得一处水头 h，也就是从槽底开始的水位计算流量。巴歇尔槽的测流范围为 0.002m3/s3m3/s，或更大一些。此测流槽多数用于排污渠道、中小型供水渠道及地下水出流流量测量。其流量测量精度可以达到5%的要求。技术参数：1. 流量量程：0.1 升/秒10 米/秒(由配用量水堰槽的规格决定)2. 流量不确定度：5%3. 超声波最大测距：2 米4. 探头盲区：0.4 米(从探头的法兰盘起，0.4 米内不能用于测量)5. 测距误差：0.4% 或3 毫米（在 1 米量程内）6. 水位分辨力：1 毫米7. 仪器防护：探头为可防水式不可以浸水；仪器为防尘式8. 交流或直流供电： 交流：220V 50HZ 2W；直流供电 DC12-24v巴歇尔槽水位-流量公式：构造与安装示意图：安装成果图：站点设备清单如下表：序号名称单位数量1遥测终端套12明渠流量计套13巴歇尔槽套14参数率定套1580W太阳能板套1665AH电池套17充电控制器套18信号避雷器套19通信模块套110室外设备箱套111立杆（含太阳能支架、设备箱焊接）套112立杆混凝土基座套113防雷接闪器套114防雷引下线及防雷地网套115站点调试套116摄像头套15.2.4.2斗渠、农渠设备选择非满管流量计是一种利用流速-面积法，连续测量开放式管线（如半管流污水管道和没有溢流堰的大流量管道）中流体流量的一种流量自动测量仪表。它能测量并显示出瞬时流量、流速，累积流量等数据。特别适用于高处自流水，市政雨水、废水、污水的排放和灌溉用水管道等计量场所的需要。非满管流量计是由一个电磁流速传感器、一个超声水位传感器和一个流量显示仪组成，连续测量管道中流体的流速和液位用户只要输入圆形管道的内径或方形管道的宽度，MGG/KL-F 型非满管流量计就会自动计算出管道内的流量来，并自动显示出管道内的瞬时流量、流速、累计流量等测量参数。功能特点：可用于开放式非满管管道（圆管、矩形管或其他异形管）流量的测量；流速测量范围 0.05-10m/s；流量测量精度高，而且不受下游、直流雍水、阻塞等因素的影响；主要技术性能指标：公称通径：圆形管道 DN300-DN6000mm 矩形管道：宽度6m6m测量精度：水位2mm;流速1.0；流量1.5测量范围：流速 0.05-10m/s被测介质电导率：20s/cm被测介质最高温度：60站点设备清单如下表：序号名称单位数量1遥测终端套12管道流量计个1380W太阳能板套1465AH电池套15充电控制器套16信号避雷器套17通信模块个18室外设备箱个19立杆（含太阳能支架、设备箱焊接）套110立杆混凝土基座套111防雷接闪器套112防雷引下线及防雷地网套113站点调试站114摄像头站15.3 通信体制设计目前水情测报自动化系统工作体制一般分为自报式、应答式和自报应答兼容式（又称混合式）。（1）工作体制比较a) 自报式自报式可分为随机自报和定时自报。在自动测报系统中，由遥测站设备控制，按规定的时间或在被测的水文参数发生一个规定的增量时，自动向测控中心发送实时的水雨情数据。其优点是：实时性强，测站发出的数据是连续变化的；设备工作在掉电状态，功耗低；系统结构简单，组网方便；运行可靠、维修方便。缺点是：测控中心不能随时查询测站数据和工作状态。B）应答式遥测站响应测控中心查询，将采集到的数据向测控中心发送。其优点为：测控中心可随机或定时查询测站数据；可根据需要改变测站的工作状态，控制性能好。缺点是：测站设备处于值守状态，功耗大；通信为双向，设备复杂；实时性低于自报式。C）混合式在同一系统中，兼有自报式和应答式两种方式的工作体制，称混合式。这种方式实时性和可靠性较好，但功耗大，设备较复杂，造价较高。工作体制选择综合比较自报式、应答式及混合式三种工作体制的特点，结合本系统功能需求，本系统采用具有现地和远地编程功能的定时自报或事件自报的工作体制，并兼具召测、应答功能。5.4 供电系统设计当监测现场有民用电时，可作为首选使用，可充电蓄电池作为备份。由于监测站多为野外，一般无民用电可用或接电费用太高，因此流量监测站供电方式主要采用太阳能供电方式。考虑蓄电池需一个月维护一次，野外测点多而分散，维护工作量很大，在采用太阳能电源方式时，蓄电池选择免维护电池，主要设备要选用微功耗设备。而且在改项目中要求电池寿命达到 5 年，故建议采用磷酸铁锂电池，质保期 5-8 年。结合项目区历年来气象条件要求太阳能供电系统保证在 7 个阴雨天气情况下正常工作。由于野外没有建筑物可用，主要考虑防盗需求，需要在测点旁竖立监控杆以便架设太阳能板及其他现场设备。考虑太阳能供电系统在 7 天无光照情况下正常工作，结合日光照强度，设备功耗等一体式流量计 0.6W，RTU 数据传输模块待机工作时按 0.5W 功耗，收发数据时功耗 5W，收发数据时间很短，我们按照每天 1H 计算。按照最大的数据采集频率 0.5 小时/次，一天 24 小时，统一采用太阳能供电，供电电压等级 12V。总功耗：0.6W*24H+5W*1H+0.5W*24H=31.4VAH 电压等级 12V则电池容量为 2.62AH而且要保持太阳能供电系统在 7 天无光照情况下正常工作。电池容量：2.62AH/天*7 天=18.4AH另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到 90左右；放电余留 520左右,再加上线路损耗。故采用 25AH 电池符合项目供电要求，根据太阳能供电系统的特点，太阳能板容量宜采用 50W单晶体太阳能板。5.5 防雷接地系统设计1）避雷针安装要求避雷针及其支持件安装位置正确，固定牢靠，防腐良好；针体垂直；避雷针及支持件的制作质量符合设计要求。避雷针垂直度的偏差不大于顶端针杆的直径。2）接地线敷设平直、牢固，固定点间距均匀，跨越建筑物变形缝有补偿装置，穿墙有保护管，油漆防腐完整；焊接连接的焊缝平整、饱满，无明显气孔、咬肉等缺陷；螺栓连接紧密、牢固，有防松措施。防雷接地引下线的保护管固定牢靠；断线卡子设置便于检测，接触面镀锌或镀锡完整，螺栓等紧固件齐全。防腐均匀，无污染建筑物。3）地极安装要求沟挖好后，应立即安装接地体和敷设接地扁钢，防止土方坍塌。先将接地体放在沟的中心线上，打入地中，一般采用手锤打入，一人扶着接地体，一人用大锤敲打接地体顶部。为了防止将接钢管或角钢打劈，可加一护管帽套入接地管端，角钢接地可采用短角钢（约 l0cm）焊在接地角钢一即可。使用手锤敲打接地体时要平稳，锤击接地体正中，不得打偏，应与地面保持垂直，当接地体顶端距离地 500mm 时停止打入。4）防雷保护设施安装要求系统的电源线、信号线经过不同防雷区的界面处，宜安装电涌保护器；系统的重要设备应安装电涌保护器。电涌保护器接地端和防雷接地装置应做等电位连接。等电位连接带应采用铜质线，其截面积应不小于 16mm。信号传输线路、供电均应采取防雷电感应过电压、过电流的保护措施。系统应等电位接地。接地装置应满足系统抗干扰和电气安全的双重要求，并不得与强电的电网零线短接或混接。系统单独接地时，接地电阻不大于 4，接地导线截面积应不小于 25mm2。系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于 4；采用综合接地网时，其接地电阻不得大于 1。设备装于旷野、塔顶或高于附近建筑物的电缆端，应设置避雷保护装置。系统的防雷接地与安全防护设计应符合现行国家标准工业企业通信接地设计规范、建筑物防雷设计规范和30MHz1GHz 声音和电视信号的电缆分配系统的规定。第七章 工程概算7.1编制依据（1）水利工程概算补充定额（水文设施工程专项）（水总2006140号）；（2）水利工程设计概(估)算编制规定（水总2014429号）；（3）水利水电设备安装工程概算定额（水建管1999523号）；（4）水利建筑工程概算定额（水总2002116号）；（5）水利工程概预算补充定额（水总2005389号）；（6）水利部办公厅关于印发水利工程营业税改征增值税计价依据调整办法的通知（水总2016132号文）；（7）关于发布湖北省建筑业营改增建设工程计价依据调整过渡方案的通知（鄂建文201624号）；（8）国家发展改革委、建设部建设工程监理与相关服务收费标准（计价格200210号）；（9）工程勘察设计收费标准（2002）；（10）中央财政水利发展资金使用管理办法（财农2016181号）；（11）湖北省中央财政水利发展资金使用管理实施细则（鄂财农规20175号）；（12）全国山洪灾害防治项目实施方案（20132015年）；（13）湖北省省级党政机关会议费管理办法（鄂财行发20143号）；（14）湖北省2017年度工程材料市场信息价平均价格；（15）主要设备、材料预算价格国产设备以出厂价为原价，进口设备按照国内代理商当前公开人民币报价。7.2取费标准7.2.1基础单价计算依据（1）人工：人工工资预算单价：工长8.19元/工时；高级工7.57元/工时；中级工6.33元/工时；初级工4.43元/工时。（2）施工用水、电施工用水：0.58元/m3施工用电：0.83元/kWh（3）主要材料预算价格：采用2017年第四季度市场价格，经计算按原价加运杂、采保费；42.5R水泥469.88元/t；砂122.24元/m3；碎石124.21元/m3；块石119.38元/m3；柴油7200元/t；汽油8300元/t；钢筋4151.06元/t；板枋材1964,14元/m3，超出部分计入税金列入合计。（4）主要设备价格：参考2017年相关产品价格水平，结合各地20132015年度非工程措施补充完善项目建设实际单价综合确定。（5）培训费参照会议费标准：350元/人天。（6）建安工程费用构成是根据“水总 2014429号”文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定计算。且取费标准如下：其他直接费建筑工程：直接费4.2%；安装工程：直接费4.9%；间接费土方工程：直接费5% ；石方工程：直接费9.5%；模板工程：直接费7%；混凝土浇筑工程：直接费8.5%；钢筋制作与安装工程：直接费5%；机电、金结安装工程：人工费70%。利润建筑工程：直接费与间接费之和7%；安装