某县水文自动测报系统总体设计

（8）中华人民共和国行业标准DL/T5051－1966《水利水电工程水情度机接壤，西连左估、偌苛县，北毗扫戏、休磉。南北长211公理，东西天。地区降水分部不均匀，降水季节集中于4－10月，占全年降水总量的75％，其中4－6月降水量为年总量50％多以暴雨出现，类虹1980年最大总指挥部办公室遥测技术服务中心进行xx县水文自动测报系统十分必要，为领导防汛抗旱指挥调度提供科学依据，最第一章系统设计利用水文自动测报系统水雨情数据采集快、实时性强的特点，及时了解流域内降水分布情况，做出洪水预报，为防汛调度部门提供科学依据，中，且强度大、汇流时间短，水情报汛通讯设备落后或无通信设施，无法测报系统产品成熟，稳定性好，全国应用广泛。中要柒江、灵面水库、湛处，同时接收灵面水库遥测站数据。整个系统分为二期完成，第一期工程主要建设xx县城以上流域内6个水位雨量站，8个雨量站，中继站2处，1√√2√√3√√4√√5√√6√√7√√8√√9√√√√√√√√√办√建议本自动测报系统可采用全自报制式。中心接收各测站自报数据，中继站把所属测站数据转发至中心站。中心站收集全部遥测站的自报通信畅通率由信道条件与碰撞概率决定，根据部颁《水文自动测报系在自动测报系统中，终端发送雨量数据是累计值，而不是传感器的增量值，因此，测报系统在运行时允许丢失若干数据，只要后续数据被正确数据密度远高于水位数据，所以碰撞概率也以雨量数据的丢失作为计算对象，完全满足水利部制定的《水文自动测报系统规范》所要求的90%畅通用双重检错，每一个数据字又有纠错功能，抗干扰能力强，保证数传过程l可接雨量传感器l可接浮子水位计、压力式水位计或超声波水位计。l雨量每发生1mm的增量，遥测终端即自动采集、发送，定时（5分l定时自检功能：每天发送4－5次定时信息，供中心掌握测报工作情l可靠性高，有强迫掉电、防止长发功能，具有死机自动复位功能，l具有掉电数据保护功能。l具有发送测站电压值功能。l所发数据格式符合水利部颁发的自报数据规范、数据具有检错、纠l平均无故障工作时间满足部颁《水文自动测报系统规范》要求l环境条件：温度10℃~45℃。l根据采用无线通信方式，需配接发送模块。通讯机指标为：-平均无故障工作时间满足部颁《水文自动测报系统-自报数据容量可以保证存储50个测站，雨强为50mm/小时，共4一个串口接收或转发终端数据，可作中心（分中心）值班用，并-具有电源监测电路及上电、掉电保护功能，可防止前置机工作在低-工作环境温度＋5℃~40℃相对湿度90%-平均无故障工作时间满足部颁《水文自动测报系统规范》要求-第二章中心站系统软件设计方案根据系统需求及水情自动化有关规范的要求，水文自动监控系统软件l通过人机对话的方式方便地对数据进行查询、检查。l数据查询：查询各个时刻和实段的雨量、水位、原始数据、系统畅通率、通信次数、机组出力、闸门开度、入l数据维护：数据的人工输入、插补、备份及装载等。l静态曲线设置：流域内各遥测站降雨量棒图、水位流量关系曲线、l数据共享：与洪水预报及调度系统的数据库共享。l应用软件全部采用面向用户的图形化交互界面，只需用鼠标就可以l显示流域水系图、站点分布图和通信组网图，并在图上动态显示各l可支持通过Modem进行电话远程访问根据系统需求及水情自动化有关规范的要求，水文自动监控系统软件l第三章系统的可靠性设计配设备（注意设备的技术指标和可靠性）严格要求安装，科学管理和及时中心站机房的工作环境主要决定于微机的环境要求，一般为：-环境温度5℃~+35℃-相对湿度：≤90%系统要求机房内安装空调设备，同时为使室内空气清新，须设有负离子发生器等。交流电网要求：单项交流220V±1050H要求机房内安装空调设备，同时为使室内空气清新，须设有负离子发生器等。交流电网要求：单项交流220V±1050H机房内安装空调设备，同时为使室内空气清新，须设有负离子发生器等。交流电网要求：单项交流220V±1050HZ±1HZ要求中心站内中心计算机等遥测设备供电应独立一项，机房内其它遥测站工作环境温度10℃~+50℃相对湿度：≤95%中继站工作环境温度10℃~+40℃相对湿度：≤95%雨量传感器及太阳能电池板要安装在远离树木及高层建筑物的地水位测站内，水位井上方应设置一个台面为木质的工作台（面积≥在一个系统建成后，系统畅通率及传感器精度是预报成功的关键，按要求系统畅通率应优于90％。数据错误概率很小，但要注意的是其它部门电台的同频干扰，在建网预定如前所述对于可维修系统，可用可靠度A，平均无故障时间段时间内失效，如果各设备是“平等”的，都像测站一样允许一段时间内失效，则系统可称为（K.N）系统。即N个单元有K个正常工作即可。可功能重叠，可靠性较高。而中继站则条件恶劣，交通不便，如果采用两套设备互为热备份遥控切换方式，中继站有完全独立的两套中断设备，整体热备份会加大投资，为了提高中继站的可靠性，在没有热备份时，应加冷备份，即整个中继站备份，一旦中继站出现故障，在最短时间内更换整套设备，尽快恢复中继站正常工作；更换下来的中继站设备尽快找出故障，一般有两个小时就够用。但往往忽略的是可靠的管理，主要是人员组织和培训，定期不定期的检查以及出故障时及时维修。如果管理组织得好，则提高系统可靠性的措施为了提高系统可靠性，可以从自动测报体理论计算表明，当遥测站超过8个时，与应答式体制相比较。采用自报式体制其系统的可靠性比较高。本水文自动测报系统中，已超过8个选择性能较好的设备是提高系统可靠性的根本措施。所有设备采用先进技术，精心设计，经多年使用，不断改进，经中国自动化学会三遥委员会严格测试认可，并通过水利部鉴定审查。产品提4周加电连续考机，可确保产品质量.合理安装：应按安装要求精心安装，严格检查，这是保证系统可靠计算机网络可靠性关键在于通信服务器（文件服务器）和网络数据库服务器的可靠性运行。主要采用以下措施：通信服务器采用前置机和后台机双机互备份结构，通过软硬件结合，实现前置机和后台机互通信息，在网络数据库服务器上前置机采用太阳能电池蓄电池供电，后台机过固态存储器保留原始数据，双中心站、双分中心站和其它网络节点也保留所接收到的全部原始数据副本。这样，一旦某个网络节点出问题，都可强人员培训，维护好各种设备对于减少故障，延长设备寿命是很重要的方面，应引起使用单位的高度重视。及时的维修，可靠的管理体制，是系统必要的保养，重点检查电源、天馈线，雨量计，水位计编码盘等部件和接插件是否接触良好，必要时应进行紧固、清洗、更换部件等工作，还要检查雨量计承雨口是否畅通，太阳能电池板是否清洁，天线方向是否移动等常见故障，并用测试仪等设备检查各种设备功能指标是否达到要求，如有常备的检修设备有指北针、气烙铁、功率计、多功能检测仪、及相关遥测系统测站均采用12V(标称值)蓄电池供电，对电源的设计要求l电压：允许变幅－1020%l容量：全由电池供电，应能保证设备连续工作180天遥测站使用太阳能电池和蓄电池组合的浮充供电系统．铅酸全密封酸性蓄电池具有良好的低温特性和充电特性，而且免维护，因而遥测设备用它供电是理想的，为保证最长连续无日照期问也能供电，必须选择蓄电池的容量．一般定为满足30天的需要.在本系统中采用电解质全密封免维护铅酸蓄电池作为系统的直流l最大的连续无日照时间：在华北地区为能确保负载正常运转，常假l容量修正系数：考虑蓄电池容量周期性的降落和它的老化，以及太=0.3Ah×15÷0.7＝6.5Ah同样可以计算遥测站采用5W电台（发射电流2.寿命长、无环境污染、使用维护方便等特点。在水文遥测系统中使用最广泛的是宁波太阳能电源厂生产的日地牌单晶硅太阳能电池，其主要技术指标：使用温度40℃~90℃太阳能供电系统主要由硅太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及防）＝=0.024A×12.5V12345160-140-120-100-80-）＝=0.3W×10.3下表是对遥测站太阳能电池和蓄电池经容量计算后得出的结论，最终值值值值4-15-站30-站30-传感器（包括编码器和显示部分）的作用是感受被测量，并将其转换成增量式、编码式、模拟量式或数字量式等不同形式的机械或电信号的输系统选用的传感器，必须是经过鉴定符合技术标准、计量标准的正规产品，其适用条件、精度、分辨率、技术性能必须符合有关的水文测验国l水位分辨率：1mm。l当前最常用的是遥测水位计，可测量天然水体水位的变化，可有线遥测，数字显示实时水位，或定时打印时序水位。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。测站终端显示器可显示即时水位；中心站可以适时显示打印、记录l测量误差（准确度分辨率为1mm的雨量传感器的测量精度用实测降雨量与其自身排水量相比较，测量误差不大于4％。降水由环口控制面积，集水器回拢，通过进水漏进入翻斗，当计量到1mm。水量时，引起翻斗翻转，磁吸合（或释放）于簧管，产生一个通断成浸润状态。底部小轴用刚玉轴承支撑，使翻斗能灵活转动。翻斗的倾斜l承水口径φ200±0.3mml刃口角40～45。l分辨率0.5mml测量精度≤±3以仪器自身排水量为准）l雨强范围0.01～4mm/min（允许通过最大l工作环境温度0℃~50℃,空气相对湿度不限50℃时）l信号方式干簧管磁吸电信号采用单收模块，中继站采用单收模块和单发模块。根据电路测试的要求选经费，而且优化了工艺，充分发挥了设备功能，提高了系统的稳定可靠性l接口：采用L16系列接插件，输入阻抗为50Ω。l电压驻波比：天线和50Ω阻抗电缆连接时，其电压驻波比（VSWR）l极化：水文自动测系统使用的天线，有水平极化和垂直极化两种，l天线应能防水、防腐蚀、能在高温高湿、强风暴雨环境条件下正常雨量：翻斗式雨量，分辨率1毫米，相对误差±10%（2）每次收集系统内遥测站全部当前水文参数时问小于IO分钟。（6）温度：遥测站、中继站－10℃~45℃中心站＋5℃~40℃（7）相对温度：≤90%l卡住易于引雷的几个入口。l易于引雷的入口主要是三个：交流电、天线和传感器线，其中最易-交流电引雷：现中继站和测站一律用太阳能电池板给蓄电池充电的方式而不用交流电。避免了绝大部分的雷击事件发生。中心站有交流电则-天线引雷：采用同轴避雷器，在有雷电引起超高压时，同轴避雷器最好加用防雷导体带或线并行，屏蔽接地，但不要和信号地线连接，另外特别要采取严格的防雷措施，这是最重要的环节，对于直击雷和感应雷（从天线、信号线、电源线等感应雷电，以及由于直击雷引起的地装置避雷针。避雷针对设备有足够的保护范围，测站接地电阻不大-为确保安全，避雷针要高出天线的顶端2米以上，使天线置于避雷针的保护范围内，但有一点应当注意，虽然使用避雷针，可以防止由于直接雷击造成的人身伤害和设备损坏，但是落雷产生的过大电流通过接地极有时也会传到机器设备中去而引起诱导故障，所以在雷击区和易遭雷击和山区、丘陵为防止由于雷电诱导故障对设备的损坏，在电源线、馈线、控制线等部分要考虑适当的避雷措施。如小型雨量计电缆，应穿入金属管道埋地铺设，同时两端采用滤波、隔离、屏蔽所有的测站均采用太阳能浮充的蓄电池支流供电系统，保证测站连匹配）接入馈线对于接入点来说，这段四分之一短路线是开路的。这样馈线的芯线和屏蔽层就在一起，如将同轴避雷器接地，由天馈线引入的雷电本系统接地地网均为组合接地体装置，垂直接地体采用50×50×3mm角钢或中φ50mm镀锌钢管，长度为2.5米，水平接地体采用40×4×米以外，接地体极用不小于6毫米的镀锌钢筋引到天线塔杆焊接相连，焊接处必须牢固并涂抹防腐沥青，用地阻仪测线、太阳能电池、水位计、雨量计的电缆由室外引入，墙上要留有电缆引雨量计亦可安装在开阔的房顶。先按图纸提供的尺寸埋好地脚螺钉，安装时放上雨量计，上紧螺母，调好水平，并用标准量杯倒水以调整其精度，调整好角度，使之有最佳采光面，20W、40W太阳能板配有支架，放在房水位计安装在测井台上，通过24芯电缆与终端连接，电缆长度所有电缆超过10米应加钢丝引线用以吊装馈线，水位计线。雨l各部均应尽量利用已用房屋以减少基建投资，雨量计安装在水泥台l中心站面积没有规定，最好分里外两层房间，里问放前置机和主机两系统，要求安装空调器，油漆墙壁和地板，但不要铺地毯，以防静电。另一间放不间断电源的和蓄电池等供电系统（此问可作更衣间）中心站要电缆悬空长度超过10米应拉钢绳以吊装电缆，水位计l中心机房-机房温度保持20℃~26℃相对湿度3070％。