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【摘要】汉江局水情自动化采集系统采用GsM组网方式，计划将38个自测站水文数据通过GsM通信方式传送到中心站，并介绍了湖北省汉江河道管理局水情采集系统的目标任务、构成、原理、功能、实现方法以及发挥的作用等，该系统的建设为实现防汛抢险的现代化迈出了重要的步伐。
【关键词】水情自动采集；信息化；RTU（终端机）；GSM
【中图分类号】C931.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0132-02
前言
湖北省汉江局管辖范围内现有自测水位测报站38个，担负着汉江、东荆河水位、雨量等基础数据的报汛工作，是汉江、东荆河防汛调度、洪水预报、水文演算与分析等方面重要基础和技术支撑，也是在防汛期间各级领导及指挥决策机关正确分析和判断防汛形势，科学制定防汛调度方案的依据。
汉江局水位自测站是东荆河重要的水位控制站。东荆河河道长173.4公里，但由于只有潜江水文站一个长江委控制站，因此东荆河各水文自测站无疑成为了东荆河防汛抗洪的关键控制站点。另一方面，在我局管辖的汉江河道内，汉江下游虽然有沙洋、泽口、岳口、仙桃四个长江委控制站，但由于相互之间有一定的距离，在防汛期间，必须以自测站水位观测数据作为补充。其次，汉江自测站中有些站点的数据已成为汉江防洪调度的关键数据。如大王庙、白虎池、万家坝、杜家台鱼嘴、杜家台闸等站水位数据，如果精度达不到要求，将对防洪调度造成较大影响。
汉江局现有水位测报主要依靠人工观测，然后将水情数据通过网络上传至局防办“水雨情测报信息处理系统”汇总。由于观测手段原始、落后、简陋，精度不高，数据传输不及时，已无法满足科学防洪的需要。为此，汉江局“十二五”规划中明确将自设水位站自动测报系统建设项目纳入议事日程。
1、自测站基本情况
湖北省汉江河道管理局管辖汉江中下游的一部分河道，河段长410kin，两岸堤防长度757.929km。其中：汉江河道长237km，两岸堤长440.773km（其中漢江遥堤长55.265km，汉江干堤长385.508kin）；东荆河全长173km，两岸堤长310.621km。我局所辖汉江、东荆河两岸堤防和长江堤防一道构成了整个江汉平原的天然屏障。在管辖范围内共设有水位自测站38个分别在：钟祥管理分局范围内4个、天门管理分局范围内4个、罗汉寺闸管理分局范围1个、泽口闸管理分局范围1个、田关闸管理分局范围1个、杜家台分洪闸管理分局范围2个、仙桃汉江管理分局范围2个、潜江东荆河管理分局范围1个、监利管理分局范围3个、仙桃东荆河管理分局范围9个、洪湖东荆河管理分局范围10个。
气候属于亚热带季风气候区，冬季受欧亚大陆冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压影响，气候具有明显的季节性，冬有严寒，夏有酷热，四季分明，日照充足，雨量丰沛，以气旋雨这主。多年平均气温16.1～16.4。c，多年平均降雨1100mm～1250mm，降雨量年际变化大，年内分配不均，主要集中在4～10月，占全年降雨的80%要左右。
地貌特征以堆积地形为主，有剥蚀堆积陇岗地形、冲积平原、冲积～湖积平原、河漫滩与心滩等组成。区内地势平坦，总体上西北高，东北略低。水系发育，湖泊、沟渠密布，汉江、东荆河贯穿全区。
2、系统建设必要性
水利信息化是充分利用现代信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利信息进行采集、传输、存储、处理和利用，提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理的效能及效益。水利行业作为传统行业，要实现由工程水利向资源水利转变，由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，必须加快水利信息化及现代化步伐。我局水雨情系统信息化建设的必要性主要体现在以下几个方面。
一是报汛人员劳动强度大。
二是数据可靠性差。
三是汛前对水尺的校核、维护成本高。
四是数据传递不及时.由于采用人工观测，加上距离远近不同，受各种自然和人为因素影响较大，容易出现报汛不及时的情况。
针对我局水位自测站在测报工作中存在的这此弊端，进行水位自动测报项目建设势在必行。水位自动测报站项目主要是实现水位、雨量的自动采集，水情信息自动传输到汉江局中心站，为防洪调度提供可靠的水情信息。水位自动测报站建设和水雨情报汛信息处理系统运用将彻底改变我局防汛信息化落后的局面，为我局防汛信息化带动现代化建设打下良好的基础。
3、系统建设遵循的原则
我们按照“经济实用、稳定可靠、标准规范、先进开放”的建设原则，力求以最少的工程投资，达到最佳的整体功能效益。通过现场实地勘测和我局基层水位站的实际情况，我们决定采取先期试点的方式，选取钟祥大王庙、洪湖中革岭、仙桃杨林尾3个水文站点，分别采取气泡压力式水位计和压阻式水位计两种方式遥测设备，以测试那种方式更适合汉江流域实际情况。
4、自测站结构及功能
为保证系统可靠、有效地运行并充分发挥其作用，系统必须应用新的自动测报技术、现代通信技术和远地编程控制技术，因此在各遥测站采用测、报、控一体化的结构设计，由传感器、遥测终端、通信终端和电源系统等四部分组成。
为保证在“有人看管、无人值守”的运行模式下，遥测站设备能在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下可靠、正常的工作，遥测站的供电系统采用太阳能板浮充蓄电池供电方式，并配置充电控制器。
水文站和中心站等类型的遥测站供电电源由1块40W太阳能板、1个充电控制器、1个100Ah的免维护铅酸蓄电池组成。
遥测站和中心站都要建设避雷接地系统，保证设备全部在避雷保护范围内，中心站和遥测站的接地电阻应≤8Ω。
自测站功能：
①自动采集：能自动采集降雨量及水位变化值，采样间隔可编程设置，并现场固态存储；实时将遥测站水情信息转发至中心站。
②具有定时自报和自动加报以及响应召测功能；
③主备信道自动切换功能； ④自维护功能：具有定时工况报告、低电压报警、掉电保护等项自维护功能；
⑤工作环境：能在雷电、暴雨、停电等恶劣条件下正常工作45天。
5、中心站结构
目前，我国水情自动测报系统应用比较广泛的通信方式有：卫星、电话、GPRS、超短波（UHF/VHF）、GSM。
根据本系统区域的通信资源情况，并结合新建遥测系统的通信状况和本系统的运行特点（每年只运行半年5月1日一10月1日），汉江河道管理局水情自动测报系统遥测站至中心站的通信组网采用GSM短信。
中心站数据接收处理设备主要由数据接收通信软件、数据接收计算机（包括数据接收处理软件、实时数据库）、水雨情信息系统组成。
通信软件、数据接收计算机、水雨情信息系统构成中心站数据接收处理系统，完成系统各遥测站的水情信息、运行工况信息的实时接收、處理和入库，并可对各遥测站进行实时监控、运行管理。
中心站水雨情信息系统基于windows2003Server平台开发，依赖于Microsoft SQL Server2005数据库运行。系统数据采集分为自动采集和人工录入两种方式，根据现场情况和实际需要部署。自动采集由RTU及RTU数据接收器组成系统自动完成。人工录入由系统提供WEB录入界面。所有的数据保存在一个统一的数据库中。系统发布方式为WEB发布，通过正浏览器展示。
中心站功能：
①能实时接收全系统各遥测站的水情、运行工况等数据，对接收的信息进行合理性检查处理后进入数据库保存；
②能远程实时监控和管理各遥测站的运行，对各遥测站进行参数设置、读取信息以及批量数据下载；
③能对全系统各遥测站进行统一校对时钟，有超限告警功能；
④可进行水情、运行工况等信息的查询及图表打印输出；
⑤有安全、保密的数据维护功能，提供可自动或人工进行数据备份。
6、系统应用成果
汉江局水情测报系统于2012年4月正式投入运行来，运行情况良好，通信畅通率100%，利用该系统可以做到洪水实时预报，减轻防汛人员工作负担，为上报上级防汛部门和通知有关单位赢得了充裕的时间，增强了对灾害性洪水的监测、分析、预报能力，从而为洪水预报争取更长的预见期，为汉江局防汛决策提供了及时、可靠的信息，取得了较好的防洪效益和经济效益。经过一个汛期的运行，我们发现气泡式水位计不适应汉江流域，其原因由于精度比浮阻式水位计低，汛期江面宽，风浪大，造成测量误差较大，且气泡式水位计造价高、后期维护也比较麻烦，在今后的建设中，我们将使用浮阻式水位计。
【关键词】水情自动采集；信息化；RTU（终端机）；GSM
【中图分类号】C931.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0132-02
前言
湖北省汉江局管辖范围内现有自测水位测报站38个，担负着汉江、东荆河水位、雨量等基础数据的报汛工作，是汉江、东荆河防汛调度、洪水预报、水文演算与分析等方面重要基础和技术支撑，也是在防汛期间各级领导及指挥决策机关正确分析和判断防汛形势，科学制定防汛调度方案的依据。
汉江局水位自测站是东荆河重要的水位控制站。东荆河河道长173.4公里，但由于只有潜江水文站一个长江委控制站，因此东荆河各水文自测站无疑成为了东荆河防汛抗洪的关键控制站点。另一方面，在我局管辖的汉江河道内，汉江下游虽然有沙洋、泽口、岳口、仙桃四个长江委控制站，但由于相互之间有一定的距离，在防汛期间，必须以自测站水位观测数据作为补充。其次，汉江自测站中有些站点的数据已成为汉江防洪调度的关键数据。如大王庙、白虎池、万家坝、杜家台鱼嘴、杜家台闸等站水位数据，如果精度达不到要求，将对防洪调度造成较大影响。
汉江局现有水位测报主要依靠人工观测，然后将水情数据通过网络上传至局防办“水雨情测报信息处理系统”汇总。由于观测手段原始、落后、简陋，精度不高，数据传输不及时，已无法满足科学防洪的需要。为此，汉江局“十二五”规划中明确将自设水位站自动测报系统建设项目纳入议事日程。
1、自测站基本情况
湖北省汉江河道管理局管辖汉江中下游的一部分河道，河段长410kin，两岸堤防长度757.929km。其中：汉江河道长237km，两岸堤长440.773km（其中漢江遥堤长55.265km，汉江干堤长385.508kin）；东荆河全长173km，两岸堤长310.621km。我局所辖汉江、东荆河两岸堤防和长江堤防一道构成了整个江汉平原的天然屏障。在管辖范围内共设有水位自测站38个分别在：钟祥管理分局范围内4个、天门管理分局范围内4个、罗汉寺闸管理分局范围1个、泽口闸管理分局范围1个、田关闸管理分局范围1个、杜家台分洪闸管理分局范围2个、仙桃汉江管理分局范围2个、潜江东荆河管理分局范围1个、监利管理分局范围3个、仙桃东荆河管理分局范围9个、洪湖东荆河管理分局范围10个。
气候属于亚热带季风气候区，冬季受欧亚大陆冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压影响，气候具有明显的季节性，冬有严寒，夏有酷热，四季分明，日照充足，雨量丰沛，以气旋雨这主。多年平均气温16.1～16.4。c，多年平均降雨1100mm～1250mm，降雨量年际变化大，年内分配不均，主要集中在4～10月，占全年降雨的80%要左右。
地貌特征以堆积地形为主，有剥蚀堆积陇岗地形、冲积平原、冲积～湖积平原、河漫滩与心滩等组成。区内地势平坦，总体上西北高，东北略低。水系发育，湖泊、沟渠密布，汉江、东荆河贯穿全区。
2、系统建设必要性
水利信息化是充分利用现代信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利信息进行采集、传输、存储、处理和利用，提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理的效能及效益。水利行业作为传统行业，要实现由工程水利向资源水利转变，由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，必须加快水利信息化及现代化步伐。我局水雨情系统信息化建设的必要性主要体现在以下几个方面。
一是报汛人员劳动强度大。
二是数据可靠性差。
三是汛前对水尺的校核、维护成本高。
四是数据传递不及时.由于采用人工观测，加上距离远近不同，受各种自然和人为因素影响较大，容易出现报汛不及时的情况。
针对我局水位自测站在测报工作中存在的这此弊端，进行水位自动测报项目建设势在必行。水位自动测报站项目主要是实现水位、雨量的自动采集，水情信息自动传输到汉江局中心站，为防洪调度提供可靠的水情信息。水位自动测报站建设和水雨情报汛信息处理系统运用将彻底改变我局防汛信息化落后的局面，为我局防汛信息化带动现代化建设打下良好的基础。
3、系统建设遵循的原则
我们按照“经济实用、稳定可靠、标准规范、先进开放”的建设原则，力求以最少的工程投资，达到最佳的整体功能效益。通过现场实地勘测和我局基层水位站的实际情况，我们决定采取先期试点的方式，选取钟祥大王庙、洪湖中革岭、仙桃杨林尾3个水文站点，分别采取气泡压力式水位计和压阻式水位计两种方式遥测设备，以测试那种方式更适合汉江流域实际情况。
4、自测站结构及功能
为保证系统可靠、有效地运行并充分发挥其作用，系统必须应用新的自动测报技术、现代通信技术和远地编程控制技术，因此在各遥测站采用测、报、控一体化的结构设计，由传感器、遥测终端、通信终端和电源系统等四部分组成。
为保证在“有人看管、无人值守”的运行模式下，遥测站设备能在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下可靠、正常的工作，遥测站的供电系统采用太阳能板浮充蓄电池供电方式，并配置充电控制器。
水文站和中心站等类型的遥测站供电电源由1块40W太阳能板、1个充电控制器、1个100Ah的免维护铅酸蓄电池组成。
遥测站和中心站都要建设避雷接地系统，保证设备全部在避雷保护范围内，中心站和遥测站的接地电阻应≤8Ω。
自测站功能：
①自动采集：能自动采集降雨量及水位变化值，采样间隔可编程设置，并现场固态存储；实时将遥测站水情信息转发至中心站。
②具有定时自报和自动加报以及响应召测功能；
③主备信道自动切换功能； ④自维护功能：具有定时工况报告、低电压报警、掉电保护等项自维护功能；
⑤工作环境：能在雷电、暴雨、停电等恶劣条件下正常工作45天。
5、中心站结构
目前，我国水情自动测报系统应用比较广泛的通信方式有：卫星、电话、GPRS、超短波（UHF/VHF）、GSM。
根据本系统区域的通信资源情况，并结合新建遥测系统的通信状况和本系统的运行特点（每年只运行半年5月1日一10月1日），汉江河道管理局水情自动测报系统遥测站至中心站的通信组网采用GSM短信。
中心站数据接收处理设备主要由数据接收通信软件、数据接收计算机（包括数据接收处理软件、实时数据库）、水雨情信息系统组成。
通信软件、数据接收计算机、水雨情信息系统构成中心站数据接收处理系统，完成系统各遥测站的水情信息、运行工况信息的实时接收、處理和入库，并可对各遥测站进行实时监控、运行管理。
中心站水雨情信息系统基于windows2003Server平台开发，依赖于Microsoft SQL Server2005数据库运行。系统数据采集分为自动采集和人工录入两种方式，根据现场情况和实际需要部署。自动采集由RTU及RTU数据接收器组成系统自动完成。人工录入由系统提供WEB录入界面。所有的数据保存在一个统一的数据库中。系统发布方式为WEB发布，通过正浏览器展示。
中心站功能：
①能实时接收全系统各遥测站的水情、运行工况等数据，对接收的信息进行合理性检查处理后进入数据库保存；
②能远程实时监控和管理各遥测站的运行，对各遥测站进行参数设置、读取信息以及批量数据下载；
③能对全系统各遥测站进行统一校对时钟，有超限告警功能；
④可进行水情、运行工况等信息的查询及图表打印输出；
⑤有安全、保密的数据维护功能，提供可自动或人工进行数据备份。
6、系统应用成果
汉江局水情测报系统于2012年4月正式投入运行来，运行情况良好，通信畅通率100%，利用该系统可以做到洪水实时预报，减轻防汛人员工作负担，为上报上级防汛部门和通知有关单位赢得了充裕的时间，增强了对灾害性洪水的监测、分析、预报能力，从而为洪水预报争取更长的预见期，为汉江局防汛决策提供了及时、可靠的信息，取得了较好的防洪效益和经济效益。经过一个汛期的运行，我们发现气泡式水位计不适应汉江流域，其原因由于精度比浮阻式水位计低，汛期江面宽，风浪大，造成测量误差较大，且气泡式水位计造价高、后期维护也比较麻烦，在今后的建设中，我们将使用浮阻式水位计。