一、概述

　　我國現(xiàn)有各類水庫共84926座，其中大型水庫415座，中型水庫2618座，小型水庫81893座。大多數(shù)中小型水庫建于六、七十年代，屬“三邊工程”，一方面大部分水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差、淤積嚴(yán)重，有效庫容萎縮，處于帶病運(yùn)行狀態(tài)，另一方面不少水庫已達(dá)到或超過設(shè)計(jì)服役年限，老化嚴(yán)重，水庫工程潛在的安全隱患突出。

　　大壩安全自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過相應(yīng)傳感器感知大壩的變形、滲流、應(yīng)力、水文、氣象等數(shù)據(jù)，現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)測終端單元RTU通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號并進(jìn)行預(yù)處理和存儲，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體制要求，RTU自動(dòng)上報(bào)或接收的管理中心的指令后將相關(guān)參數(shù)報(bào)送信息中心，在管理中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、整編、分析、預(yù)警等，提高大壩安全監(jiān)測的實(shí)時(shí)性、可靠性和精度，及時(shí)預(yù)報(bào)大壩承受能力和可能發(fā)生的事件。同時(shí)可通過先進(jìn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測河道、水庫及涵閘等運(yùn)行情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息，系統(tǒng)的建立，可使水利部門的有關(guān)人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息，為水利部門提供盡可能全面、準(zhǔn)確的信息。

　　二、方案設(shè)計(jì)

　　水庫監(jiān)測系統(tǒng)是水利管理部門遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫的水位、降雨量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控的有效方式，為保障水庫的安全度汛和安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的現(xiàn)場信息。

　　水庫監(jiān)測系統(tǒng)要求能做到水庫水雨情的實(shí)時(shí)監(jiān)測、實(shí)現(xiàn)水庫的信息化管理，以確保人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

　　系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)監(jiān)測水庫庫區(qū)的降雨量、實(shí)時(shí)水位值、視頻監(jiān)控等，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息并進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)監(jiān)測到水庫數(shù)據(jù)異常時(shí)，庫區(qū)管理部門和水利部門可及時(shí)采取緊急措施進(jìn)行應(yīng)急處理。

　　水庫監(jiān)測系統(tǒng)利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，通過數(shù)據(jù)采集終端機(jī)實(shí)時(shí)采集雨量計(jì)、水位計(jì)的實(shí)時(shí)雨量和水位數(shù)據(jù)，同時(shí)攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測庫區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，以確保庫區(qū)的安全。

　　前端采集設(shè)備主要是由數(shù)據(jù)采集終端、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、雨量計(jì)、水位計(jì)、攝像機(jī)、供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。由數(shù)據(jù)采集終端負(fù)責(zé)采集雨量計(jì)、水位計(jì)的水情數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)綗o線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，由無線路由器為攝像機(jī)提供無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

　　大壩安全自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過相應(yīng)傳感器感知大壩的變形、滲流、應(yīng)力、水文、氣象等數(shù)據(jù)，現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)測終端單元RTU通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號并進(jìn)行預(yù)處理和存儲，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體制要求，RTU自動(dòng)上報(bào)或接收的管理中心的指令后將相關(guān)參數(shù)報(bào)送信息中心，在管理中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、整編、分析、預(yù)警等，提高大壩安全監(jiān)測的實(shí)時(shí)性、可靠性和精度，及時(shí)預(yù)報(bào)大壩承受能力和可能發(fā)生的事件。同時(shí)可通過先進(jìn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測河道、水庫及涵閘等運(yùn)行情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息，系統(tǒng)的建立，可使水利部門的有關(guān)人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息，為水利部門提供盡可能全面、準(zhǔn)確的信息。

　　網(wǎng)絡(luò)拓展圖：

　　三、系統(tǒng)功能介紹

　　系統(tǒng)主要由3大部分組成：前端數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、中心數(shù)據(jù)監(jiān)測。

　　前端采集部份主要是數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)采集河流的水位值、采集當(dāng)?shù)亟涤炅俊D片抓拍等。于各監(jiān)測點(diǎn)建設(shè)相應(yīng)的集水位站、雨量站、圖像站于一體的集中監(jiān)測站點(diǎn)。

　　無線數(shù)據(jù)傳輸主要是通過廈門廈門才茂通訊CM3161無線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用移動(dòng)運(yùn)營商的2G/3G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，隨著無線通信費(fèi)用的逐年降低，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀疽苍絹碓降?，而且使用無線方式可以節(jié)省大量的線纜成本和土建施工成本。

　　中心平臺主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和監(jiān)控大屏組成。主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、計(jì)算、分析與監(jiān)控等功能，及時(shí)對前端返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測降雨量信息，根據(jù)水位及圖像數(shù)據(jù)及時(shí)對下游地區(qū)進(jìn)行洪水災(zāi)害預(yù)警。、

　　產(chǎn)品外觀圖：

才茂CM5191RTU

才茂CM3161DTU

　　系統(tǒng)功能

　　·多中心多級監(jiān)測，庫區(qū)監(jiān)控中心與市/縣水利局同步監(jiān)測，更準(zhǔn)確、更有效地對庫區(qū)進(jìn)行監(jiān)測；

　　·實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫水位、雨量、視頻數(shù)據(jù)，確保水庫安全；

　　·支持實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控及圖像抓拍；

　　·支持超警戒水位、雨量自動(dòng)報(bào)警、短信通知等功能，可實(shí)現(xiàn)無人職守；

　　·自動(dòng)生成水位、雨量等數(shù)據(jù)報(bào)表，方便查看、分析歷史數(shù)據(jù)。

　　四、組網(wǎng)方案

　　本案采取移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕M網(wǎng)方式。

　　采用這種方式，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為核心通訊手段，RTU需要移動(dòng)通訊設(shè)備，中心站只需接入internet。此種方式受地形的干擾小，傳輸距離遠(yuǎn)，速度快，帶寬高，通訊設(shè)備投入小，運(yùn)營費(fèi)用低，非常適合水庫監(jiān)測應(yīng)用。

　　移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有多種可選，如GPRS/CDMA/3G網(wǎng)絡(luò)，任何一種都能滿足傳輸?shù)囊?，且無需自己架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，都已經(jīng)建設(shè)好，GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率最高。

　　對于終端移動(dòng)通訊設(shè)備，本案的RTU產(chǎn)品已經(jīng)內(nèi)置了GPRS通訊模塊。如果需要其他的移動(dòng)通訊功能，就需要另行添置。

　　五、結(jié)論

　　水庫大壩安全自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，是維護(hù)水庫安全生產(chǎn)運(yùn)行以及防汛工作的重要保障，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)與測試測量技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字水利”的時(shí)代已經(jīng)到來。通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測可以實(shí)時(shí)直觀的觀測水庫的各種變化及涵閘的運(yùn)行情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息，同時(shí)改善了觀測、測量工作人員的工作環(huán)境，減少工作人員，真正做到無人值守、少人值班。