雷達(dá)水位計在河道水位監(jiān)測方案

1. 方案背景

　　雷達(dá)水位計在河道水位監(jiān)測方案對河流的水雨情進(jìn)行全天候在線監(jiān)測，對山洪災(zāi)害防治區(qū)內(nèi)流域面積超過100km2，且河流沿岸為縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地或人口密集區(qū)、重要工礦企業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的山洪災(zāi)害嚴(yán)重的區(qū)域，在山洪易發(fā)溪河兩岸的鄉(xiāng)鎮(zhèn)上游控制段新建自動水位雨量站;監(jiān)測中心應(yīng)用軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的分析和處理，并無縫對接山洪災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布平臺。

　　雷達(dá)水位計在河道水位監(jiān)測方案是實時掌握河道水情變化，科學(xué)預(yù)警洪澇災(zāi)害、提升防汛指揮能力、降低雨洪災(zāi)害損失的重要手段。河道水位監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了該市的防汛信息化水平、提升了防汛決策和指揮能力。

2. 系統(tǒng)組成

　2.1. 系統(tǒng)架構(gòu)

　　監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS傳輸信道自動發(fā)送到省防汛通訊平臺。系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了監(jiān)測的及時性與準(zhǔn)確性，保障了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行和防汛水位預(yù)報預(yù)警;云平臺和手機(jī)軟件，方便了基層水管人員使用操作，提高了工作效率和質(zhì)量。

系統(tǒng)主要由水情監(jiān)測站、通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測中心三部分組成

　2.1.1. 水情監(jiān)測站

　2.1.1.1. 雷達(dá)水位計

　　雷達(dá)水位計實現(xiàn)河道連續(xù)精確的水位監(jiān)測。采用一體化集成結(jié)構(gòu)，簡潔、輕便、安裝和調(diào)試便利，兼具防水防雷抗震抗腐蝕能力，能適用于各種天氣環(huán)境。對水位計的技術(shù)要求是：

　　a、測量范圍：55米

　　b、發(fā)射頻率：24~26GHz

　　c、測量分辨率：1mm

　　d、測量精度：±5mm

　　e、發(fā)射角：10°

　　f、天線類型：80mm平面陣列天線

　　g、通信接口：RS485(Modbus)

　　h、工作電壓：DC 12V

　　i、防護(hù)等級：IP68

　2.1.1.2. 遙測終端

　　現(xiàn)場水位遙測站可定時自報或按設(shè)定的條件主動上傳數(shù)據(jù)，自動響應(yīng)中心站召測指令上傳數(shù)據(jù)。現(xiàn)場全中文顯示水雨情數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)信息。具有記錄功能，可按設(shè)定的要求，記錄各類數(shù)據(jù)。大容量數(shù)據(jù)固態(tài)存儲，可由中心站遠(yuǎn)端調(diào)用或現(xiàn)場讀取。對終端的技術(shù)要求是：

　　a、現(xiàn)場手動設(shè)置各種運(yùn)行模式和參數(shù)

　　b、接受中心站遠(yuǎn)程設(shè)置和控制指令

　　c、實時時鐘自動校對和調(diào)整功能

　　d、可連接多種傳感器，包括水位計、雨量計、風(fēng)向風(fēng)速儀等各種水文、氣象傳感器

　　e、支持多種通信方式，如GSM短信、GPRS/CDMA、北斗衛(wèi)星等

　　f、支持多組串行接口，包括4組RS232接口，2組RS485接口

　　g、支持可控電源輸出，包括1組5V/1A、1組12V/5A和2組12V/1A輸出接口

　　h、太陽能供電，保證在無人值守條件下的長期穩(wěn)定運(yùn)行，內(nèi)置太陽能控制模塊

　　i、須取得國家工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證

　　j、工作電壓：DC 12V

　　k、通信協(xié)議：支持SL651水文協(xié)議

　　l、值守功耗：小于等于0.7mA(電池電壓12V時)

　　m、工作電流：小于等于6mA(不含通信)

　2.1.1.3. 無線通信模塊

　　提供TCP/IP之上的無線數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)遙測終端和中心控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)無線傳輸，輕松完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和控制。對無線通信模塊的技術(shù)要求是：

　　a、協(xié)議：支持TCP、UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;

　　b、GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸速率：上行：最大42.8kbps;下行：最大85.6kbps;

　　c、工作電壓：DC 12V;

　　d、數(shù)據(jù)接口：RS232/RS485;

　　e、工作溫度：-30℃～75℃;

　2.1.1.4. 蓄電池

　　自動遙測站采用12V蓄電池供電，對電源的設(shè)計要求是：

　　a、電壓：允許變幅-10%～+20%;

　　b、電流：發(fā)射機(jī)功率5W(GSM)時，應(yīng)能瞬間提供3A電流;

　　c、容量：全部由電池供電時，應(yīng)能保證設(shè)備連續(xù)工作30天以上，用太陽能浮充蓄電池供電，應(yīng)保證設(shè)備能長期可靠工作。

　2.1.1.5. 太陽能板

　　硅太陽能電池是將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，具有體積小、可靠性高、壽命長、無環(huán)境污染、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。它可以單獨(dú)使用，也可以多個連接起來組成方陣使用，與蓄電池配合可作為直流電源連續(xù)使用。

　　遙測站太陽能電源系統(tǒng)的設(shè)計，由于無人看守，且要求連續(xù)不間斷供電，考慮計算負(fù)載的日用電量、太陽能電池修正系數(shù)(考慮灰塵、氣候、蓄電池特性)等方面的影響，采用不小于20W的太陽能電池板。

　2.1.2. 通信網(wǎng)絡(luò)

　　利用GPRS/GSM(或CDMA、4G、光纖)網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息實時發(fā)送給監(jiān)測中心。

　2.1.3. 監(jiān)測中心

　　監(jiān)測中心服務(wù)器布設(shè)“灌溉渠道水位監(jiān)測系統(tǒng)"軟件，接收、存儲、展示、分析相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。

　　“山洪災(zāi)害水位監(jiān)測系統(tǒng)"軟件將監(jiān)測結(jié)果以直觀的方式在WEB端、移動端進(jìn)行展示，供用戶實時了解水位、流量、雨量等信息，并可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計、分析。

3. 站點(diǎn)安裝

　3.1. 配套土建設(shè)施

　3.1.1. 土建的基本任務(wù)

　　土建的基本任務(wù)是為系統(tǒng)設(shè)備提供必須的工作環(huán)境。土建的基本任務(wù)包括下列內(nèi)容：

　　a、立桿支架的建設(shè);

　　b、避雷針和接地網(wǎng)的建設(shè)。

　3.1.2. 對土建的基本要求

　　a、測站站址選擇應(yīng)首先滿足水文情報的需要，同時要照顧到通信條件，交通條件以及管理和維護(hù)條件;

　　b、測站站址應(yīng)選在規(guī)定的洪水淹沒標(biāo)準(zhǔn)線以上，并避開泥石流和地基塌陷危險的地點(diǎn);

　　c、設(shè)備地網(wǎng)和避雷地網(wǎng)分開建設(shè)，兩地網(wǎng)相距5m以上，也可以在地下設(shè)備接地體作避雷接地體連在一起。兩接地體是否相連，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件確定;

　　d、立桿要滿足最大水位變化范圍，立桿要求結(jié)構(gòu)牢固、防沖;

　3.1.3. 避雷針和接地網(wǎng)的建設(shè)要求

　　a、天線塔(桿)上均應(yīng)裝設(shè)避雷針，避雷針與地網(wǎng)焊接牢靠。

　　b、天線體應(yīng)與避雷針引線絕緣。

　　c、避雷針的點(diǎn)應(yīng)比天線點(diǎn)高出3～5m以上。

　　d、避雷針的保護(hù)范圍為35°～45°角錐體。

4. 系統(tǒng)特點(diǎn)

　4.1. 一體化服務(wù)

　　一體化軟、硬件解決方案，提供從數(shù)據(jù)監(jiān)測、傳輸、處理、整編、存儲、分析、展現(xiàn)服務(wù)到業(yè)務(wù)應(yīng)用的一系列規(guī)范化全流程服務(wù)。

　4.2. 一體化監(jiān)測站

　　一體化監(jiān)測站，可靠性高，安裝簡單，無需分段串接，可方便實現(xiàn)大量程 ，無需集成，安裝方便，成本優(yōu)廉。防塵、防水、防雷，可適應(yīng)野外陰雨潮濕等惡劣工作環(huán)境。

　4.3. 多樣通信方式

　　系統(tǒng)支持2G/3G/4G/5G移動通訊、短信報警、北斗衛(wèi)星等多種通訊傳輸方式。各級監(jiān)測中心可分別與被授權(quán)管理的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行通訊。

　4.4. 報警聯(lián)動

　　水位、降雨量等數(shù)據(jù)超過告警上*，監(jiān)測點(diǎn)主動向上級告警。

　4.5. 分級管理

　　雷達(dá)水位監(jiān)測數(shù)據(jù)便捷接入平臺，具有數(shù)據(jù)分級管理功能，監(jiān)測點(diǎn)管理等功能，平臺即時查看設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，輕松實現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理;快速部署上線，彈性可擴(kuò)展，實現(xiàn)通用化和定制化業(yè)務(wù)應(yīng)用。

　4.6. 供電形式靈活

　　根據(jù)現(xiàn)場情況，可靈活選用市電、太陽能、電池等方式為設(shè)備供電。