水庫(kù)水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完整方案

一、系統(tǒng)概述

星創(chuàng)易聯(lián)水庫(kù)水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)水位、降雨量等關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、分析預(yù)警和信息發(fā)布，為水庫(kù)安全管理提供全面的信息化手段。系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

參考：key-iot.com.cn

自動(dòng)化程度高，通過在水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)各類傳感器和智能終端，實(shí)現(xiàn)水雨情數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和無人值守。

數(shù)據(jù)傳輸可靠，采用雙通道冗余設(shè)計(jì)，利用移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)和北斗衛(wèi)星通信，確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。

功能全面，系統(tǒng)不僅能夠監(jiān)測(cè)水位雨量數(shù)據(jù)，還可通過視頻圖像監(jiān)控水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)情況，并具備語(yǔ)音告警、短信通知等預(yù)警手段。

平臺(tái)化管理，水雨情數(shù)據(jù)可通過云平臺(tái)進(jìn)行集中管理和展示，為防汛抗旱決策提供數(shù)據(jù)支撐。

擴(kuò)展性強(qiáng)，系統(tǒng)架構(gòu)合理，支持模塊化組合和功能拓展，可靈活接入其他監(jiān)測(cè)設(shè)備。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用"感知層-網(wǎng)絡(luò)層-應(yīng)用層"的三層架構(gòu)設(shè)計(jì)：

感知層：包括各類監(jiān)測(cè)設(shè)備，如雷達(dá)水位計(jì)、雨量筒、視頻攝像頭等，負(fù)責(zé)感知和采集水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的水雨情數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和傳輸，將數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器，同時(shí)接收服務(wù)器的控制指令。網(wǎng)絡(luò)層通信主要采用GPRS/4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，配以北斗衛(wèi)星通信作為備份鏈路。

應(yīng)用層：包括監(jiān)控中心平臺(tái)和移動(dòng)客戶端。監(jiān)控中心平臺(tái)部署在云端，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、展示、查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能。移動(dòng)客戶端方便管理人員隨時(shí)查看水庫(kù)動(dòng)態(tài)信息。

三、建設(shè)內(nèi)容

（一）監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)在水庫(kù)壩體、溢洪道等關(guān)鍵位置建設(shè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)包括：

雷達(dá)水位計(jì)（或氣泡水位計(jì)）：監(jiān)測(cè)水庫(kù)水位，精度可達(dá)毫米級(jí)。

雨量筒：監(jiān)測(cè)降雨量，翻斗式結(jié)構(gòu)，分辨率0.1mm。

視頻攝像頭：監(jiān)控壩面、水面情況，具備旋轉(zhuǎn)變焦、紅外夜視等功能。

遙測(cè)終端（RTU200）：采集各傳感器數(shù)據(jù)，通過RS485/IO接口連接水位計(jì)、雨量筒等，通過網(wǎng)口連接攝像頭。提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、設(shè)備控制、協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能。

通信模塊：包括4G DTU和北斗衛(wèi)星通信模塊，支持多種通信方式，將遙測(cè)終端采集的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。

供電系統(tǒng)：由太陽(yáng)能電池板、蓄電池、充放電控制器等組成，為遙測(cè)終端、通信模塊、攝像頭等設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的供電保障。

防雷設(shè)施：包括避雷針、接地體等，有效防止雷電對(duì)設(shè)備的損壞。

立桿、機(jī)柜等安裝支架。

除監(jiān)測(cè)設(shè)備外，還需建設(shè)水尺、GNSS基準(zhǔn)站、滲壓計(jì)等人工觀測(cè)設(shè)施，為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)提供參照和補(bǔ)充。（二）監(jiān)控中心平臺(tái)建設(shè)監(jiān)控中心平臺(tái)是系統(tǒng)的核心，通過B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，主要功能包括：

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示：通過圖表、曲線等形式直觀展現(xiàn)各站點(diǎn)的水位、雨量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

視頻圖像查看：調(diào)取攝像頭實(shí)時(shí)視頻或歷史錄像，并支持云臺(tái)控制。

歷史數(shù)據(jù)管理：可查詢、導(dǎo)出任意時(shí)段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)計(jì)分析功能。

預(yù)警模塊：設(shè)置水位、降雨量預(yù)警閾值，超標(biāo)后自動(dòng)預(yù)警，并聯(lián)動(dòng)語(yǔ)音告警、短信通知等。

設(shè)備管理：對(duì)RTU、攝像頭等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置、遠(yuǎn)程升級(jí)等。

移動(dòng)端APP：支持iOS、安卓平臺(tái)，便于管理人員隨時(shí)查看水情和預(yù)警信息。

（三）通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

主用4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，聯(lián)通、移動(dòng)、電信三網(wǎng)均可，通過SIM卡接入，支持全網(wǎng)通，保障信號(hào)覆蓋。

備用北斗衛(wèi)星通信，采用短報(bào)文方式傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)，作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，提高通信可靠性。

通過加密隧道、私有APN等方式，保障通信數(shù)據(jù)安全。

四、系統(tǒng)部署實(shí)施

（一）現(xiàn)場(chǎng)勘查及方案設(shè)計(jì)

資料收集：收集水庫(kù)工程資料，了解地理位置、壩型、泄洪建筑物布置等基本情況。

現(xiàn)場(chǎng)踏勘：實(shí)地考察地形地貌、交通條件、通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋、供電條件等，并初步確定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位置。

方案設(shè)計(jì)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，制定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)方案、供電方案、通信方案、施工組織設(shè)計(jì)等，編制施工圖紙。

（二）設(shè)備選型采購(gòu)

核心設(shè)備選型：根據(jù)方案要求，選擇合適的水位計(jì)、雨量筒、遙測(cè)終端、通信模塊、供電設(shè)備等。

其他材料采購(gòu)：采購(gòu)立桿、機(jī)柜、線纜、緊固件等輔助材料。

質(zhì)量控制：對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試，確保其性能和質(zhì)量滿足要求。

（三）施工安裝調(diào)試

施工準(zhǔn)備：完成現(xiàn)場(chǎng)"三通一平"，做好技術(shù)交底，落實(shí)安全文明施工措施。

基礎(chǔ)施工：開挖基坑，澆筑設(shè)備基礎(chǔ)，打設(shè)接地體，敷設(shè)線纜。

設(shè)備安裝：立桿固定，安裝水位計(jì)、雨量筒、遙測(cè)終端、通信天線、供電系統(tǒng)等。

調(diào)試聯(lián)試：對(duì)各測(cè)點(diǎn)逐一調(diào)試，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、通信傳輸、供電、聯(lián)動(dòng)等功能，并與監(jiān)控平臺(tái)聯(lián)調(diào)。

（四）系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)

試運(yùn)行：系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后，至少進(jìn)行1個(gè)月的試運(yùn)行，并根據(jù)運(yùn)行情況優(yōu)化和完善。

運(yùn)行維護(hù)：建立完善的運(yùn)維體系，落實(shí)日常巡檢、定期校驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析等工作，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

應(yīng)急預(yù)案：制定異常情況應(yīng)急預(yù)案，包括通信中斷、設(shè)備故障、極端天氣等，最大限度減小對(duì)監(jiān)測(cè)工作的影響。

五、實(shí)施效果

通過建設(shè)星創(chuàng)易聯(lián)水庫(kù)水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)：

水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和時(shí)效性，減輕人工巡測(cè)工作量。

異常情況及時(shí)預(yù)警，為防汛抗旱決策提供依據(jù)，提高水庫(kù)調(diào)度和應(yīng)急處置能力。

實(shí)現(xiàn)水庫(kù)安全管理信息化，提升管理水平和效率，為水庫(kù)安全運(yùn)行提供可靠保障。

積累水雨情數(shù)據(jù)，為水文研究、水資源優(yōu)化配置等提供數(shù)據(jù)支撐。

星創(chuàng)易聯(lián)水庫(kù)水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，構(gòu)建全面的水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)體系，對(duì)提升水庫(kù)現(xiàn)代化管理水平具有重要意義。系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足不同水庫(kù)的監(jiān)測(cè)需求，值得大力推廣應(yīng)用。

審核編輯 黃宇