業(yè)務(wù)軟件產(chǎn)品及河湖生態(tài)監測與修復

一、業(yè)務(wù)軟件產(chǎn)品及河湖生態(tài)監測與修復方案背景

水資源是人類(lèi)生存的最重要的自然資源，我國水資源分布不均，人均水資源短缺。多年來(lái)粗放型經(jīng)濟的發(fā)展使水資源受污染嚴重，據調查，我國有三分之一的河段不能滿(mǎn)足灌溉水質(zhì)的要求。近年來(lái)，政府對水質(zhì)治理的力度不斷加大，綠水青山就是金山銀山的觀(guān)念逐漸被越來(lái)越多的人意識到。水資源監測為河長(cháng)制建設提供科學(xué)數據支撐。

江河湖泊具有重要的資源功能、生態(tài)功能和經(jīng)濟功能，近年來(lái)，各地積極采取措施，加強河湖治理、管理和保護，在防洪、供水、發(fā)電、航運、養殖等方面取得了顯著(zhù)的綜合效益。但是隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )快速發(fā)展，我國在河湖管理保護出現了一些新問(wèn)題，例如，一些地區入河湖污染物排放量居高不下，一些地方侵占河道、圍墾湖泊、非法采砂現象時(shí)有發(fā)生。

水資源是人類(lèi)生存的最重要的自然資源，我國水資源分布不均，人均水資源短缺。多年來(lái)粗放型經(jīng)濟的發(fā)展使水資源受污染嚴重，水域的水位、漂浮物、水岸垃圾進(jìn)行監測，對于異常出現的大量漂浮物、動(dòng)物尸體等情況，實(shí)現責任溯源、強化河湖長(cháng)制管理。同時(shí)需要對水位、降雨量、警戒預警、漂浮物、水岸垃圾、盜采河砂、閘門(mén)啟閉的行為監測，保證河湖流域內的安全與有效監管。據調查，我國有三分之一的河段不能滿(mǎn)足灌溉水質(zhì)的要求。近年來(lái)，政府對水質(zhì)治理的力度不斷加大，綠水青山就是金山銀山的觀(guān)念逐漸被越來(lái)越多的人意識到。水資源監測為河長(cháng)制建設提供科學(xué)數據支撐。

二、系統概述

業(yè)務(wù)軟件產(chǎn)品及河湖生態(tài)監測與修復是為打造智慧水利信息化平臺而建設的自動(dòng)化監測能力，基于云端一體化設計，既可以立在岸邊，也可以漂浮在水面，安裝方便，太陽(yáng)能供電，4G物聯(lián)網(wǎng)通訊，可進(jìn)行智能自診斷。有視頻監控覆蓋整個(gè)河湖重點(diǎn)監測區域，遠程查看監控，減少人工巡檢的頻率，實(shí)時(shí)監測水質(zhì)情況，及時(shí)報警。

三、系統組成

系統由監控中心、傳輸單元、智能站點(diǎn)、站房等組成，具備系統運行狀態(tài)監控、視頻監控、視頻流量監測系統、站房狀態(tài)監控、遠程控制、遠程操作等功能。

根據客戶(hù)需求的不同，可選擇集成固定站、集裝箱站、浮標站等形式。前端智能設備不可少，通過(guò)部署全光譜水利球，可實(shí)現智能水位監測、閘門(mén)啟閉識別、漂浮物監測、在不需要人為干預的情況下對監控場(chǎng)景進(jìn)行自動(dòng)分析，及時(shí)做出反應。通過(guò)在重點(diǎn)部位部署視頻監控設備，對河湖水面、河湖岸線(xiàn)、站房、水閘以及重要設備等進(jìn)行監視，設置監測預警站，通過(guò)LED屏顯示降雨量、水位等信息，并配合一鍵報警喊話(huà)，對重點(diǎn)區域進(jìn)行監測預警，進(jìn)行滿(mǎn)足基本視頻監視的同時(shí)通過(guò)采用先進(jìn)的智能分析、報警聯(lián)動(dòng)等技術(shù)，為汛情預警、水岸線(xiàn)生態(tài)保護提供視頻保障。

水質(zhì)在線(xiàn)監測系統克服了常規水質(zhì)分析儀器的缺點(diǎn)，使用無(wú)線(xiàn)數傳設備能夠實(shí)時(shí)、連續、穩定、可靠得提供準備、快速的監測傳輸數據。監測因子涵蓋水質(zhì)監測的常規五參數、葉綠素、藍綠藻、氨氮、高錳酸鹽指數、TOC、總磷、總氮、磷酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、硅酸鹽、重金屬（Fe、Mn、Pb、Cd、Cr6+）等。

前端監測設備：智能識別的水利自動(dòng)監測（水位監測、閘門(mén)狀態(tài)監測、漂浮物與垃圾監測、盜采河砂預防、廣域全景監控、氣象及其他數據采集） 、水質(zhì)/污染源監測終端。

通信網(wǎng)絡(luò )：2G/3G/4G通迅方式為主，短信備份為輔(北斗衛星可定制)。

監測中心：由服務(wù)器、公網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)(或移動(dòng)專(zhuān)線(xiàn))、水質(zhì)水文監測系統軟件組成。

測量設備：雨量傳感器、水質(zhì)傳感器、水位計、攝像頭或其它儀表變送器。

四、系統功能：

該系統適用于各江、河、湖、泊、港、塘、庫等現場(chǎng)實(shí)時(shí)數據的在線(xiàn)監測，其中監測的數據包括實(shí)現水位監測、水質(zhì)監測、閘門(mén)狀態(tài)監測、河道漂浮物監測、水岸垃圾檢測、盜采河砂、AI影像識別水位、流速等功能以及視頻畫(huà)面。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)以及AI云計算，實(shí)現了實(shí)時(shí)遠程現場(chǎng)數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸，且具備自動(dòng)功能，可以隨時(shí)掌控發(fā)生的變化，進(jìn)而告知有關(guān)部分進(jìn)行整頓，具備聯(lián)動(dòng)信息輸出，可以外接多功能預警設備，實(shí)現聯(lián)動(dòng)。

數據實(shí)時(shí)監測：通過(guò)與現場(chǎng)安裝的無(wú)線(xiàn)采集設備相連的水質(zhì)水位傳感器，實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)各類(lèi)水質(zhì)水位，并即時(shí)經(jīng)由智能網(wǎng)關(guān)上傳到監測中心，保證數據的時(shí)效性。

遠程集中管理：能夠根據無(wú)線(xiàn)設備和傳感器安裝的位置對整個(gè)系統當中的設備分區域顯示，對不同地點(diǎn)、不同場(chǎng)景的監測設備進(jìn)行區別管理，同時(shí)也能對多區域進(jìn)行集中監測。

原始數據處理：對上傳到服務(wù)器中的數據進(jìn)行預處理，能夠在平臺上實(shí)現時(shí)間性的數據圖形或是到處數據報表，以達到對現場(chǎng)河湖生態(tài)進(jìn)行分析的作用。

數據斷點(diǎn)續存：在該解決方案當中，當遇到上傳服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)時(shí)，使用的智能網(wǎng)關(guān)能夠自動(dòng)存儲下方連接設備上傳的數據。待傳輸網(wǎng)絡(luò )連接成功后，會(huì )將緩存的數據第一時(shí)間上傳到服務(wù)器，防止數據因網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題出現丟失。

智能短信報警功能：當監測到的氣體濃度高于客戶(hù)現場(chǎng)的限制濃度時(shí)，能夠實(shí)現平臺端、設備現場(chǎng)以及用戶(hù)手機短信等多個(gè)場(chǎng)景的報警提醒功能，便于客戶(hù)對現場(chǎng)環(huán)境的了解。

主動(dòng)故障提醒：一旦現場(chǎng)使用的監測設備出現異常，會(huì )主動(dòng)上報異常狀態(tài)，便于客戶(hù)及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，并有針對性的找到故障設備。

設備遠程控制:客戶(hù)可以在監控中心對監測現場(chǎng)設備進(jìn)行遠程啟動(dòng)、設定工作時(shí)間等遠程操作，并可對設備當前的工作狀態(tài)進(jìn)行查詢(xún)。

五、方案優(yōu)點(diǎn)

★ 數傳終端：實(shí)用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環(huán)保數據采集傳輸;

★ 多重網(wǎng)絡(luò )：LoRa/NB-IoT/2G/3G/4G/5G無(wú)線(xiàn)傳輸為環(huán)境監測提供了很好的聯(lián)網(wǎng)解決方案;

★ 接口兼容：標準RS232/485 接口，支持Modbus 通信協(xié)議及非標準通訊協(xié)議的開(kāi)發(fā);

★ 監控功能：在監控中心可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)監測各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數據;

★ 報警功能：任何現場(chǎng)的異常報警信號能在通過(guò)設備上傳進(jìn)行報警;

★ 數據儲存：按規定的數據庫格式保存現場(chǎng)原始數據、報警數據和操作記錄的數據;

★ 數據發(fā)布：中心數據庫數據能實(shí)現數據共享，對其它系統具有開(kāi)放性。

六、系統意義

江河湖泊生態(tài)監測系統解決方案可以有效對湖泊水庫進(jìn)行全天候實(shí)時(shí)監測，實(shí)時(shí)掌握湖泊水庫水流水質(zhì)情況，如有預警險情，第一時(shí)間采取應對措施，同時(shí)可以利用江河湖泊大數據、氣象數據對汛期湖泊水庫水位進(jìn)行預測，提前做好相關(guān)部署，對當地湖泊水庫水質(zhì)監測防洪減災應急工作的有序進(jìn)行具有重大的意義。