雷達水位計在河道水位監測方案

1. 方案背景

　　雷達水位計在河道水位監測方案對河流的水雨情進(jìn)行全天候在線(xiàn)監測，對山洪災害防治區內流域面積超過(guò)100km2，且河流沿岸為縣、鄉鎮政府所在地或人口密集區、重要工礦企業(yè)和基礎設施的山洪災害嚴重的區域，在山洪易發(fā)溪河兩岸的鄉鎮上游控制段新建自動(dòng)水位雨量站;監測中心應用軟件對相關(guān)數據進(jìn)行快速的分析和處理，并無(wú)縫對接山洪災害預警信息發(fā)布平臺。

　　雷達水位計在河道水位監測方案是實(shí)時(shí)掌握河道水情變化，科學(xué)預警洪澇災害、提升防汛指揮能力、降低雨洪災害損失的重要手段。河道水位監測系統的應用，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. 系統組成

　2.1. 系統架構

　　監測數據通過(guò)GSM/GPRS傳輸信道自動(dòng)發(fā)送到省防汛通訊平臺。系統實(shí)現遠程監控，提高了監測的及時(shí)性與準確性，保障了系統安全可靠的運行和防汛水位預報預警;云平臺和手機軟件，方便了基層水管人員使用操作，提高了工作效率和質(zhì)量。

系統主要由水情監測站、通信網(wǎng)絡(luò )和監測中心三部分組成

　2.1.1. 水情監測站

　2.1.1.1. 雷達水位計

　　雷達水位計實(shí)現河道連續精確的水位監測。采用一體化集成結構，簡(jiǎn)潔、輕便、安裝和調試便利，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(xiàn)類(lèi)型：80mm平面陣列天線(xiàn)

　　g、通信接口：RS485(Modbus)

　　h、工作電壓：DC 12V

　　i、防護等級：IP68

　2.1.1.2. 遙測終端

　　現場(chǎng)水位遙測站可定時(shí)自報或按設定的條件主動(dòng)上傳數據，自動(dòng)響應中心站召測指令上傳數據?，F場(chǎng)全中文顯示水雨情數據，包括當前數據、歷史數據、系統信息。具有記錄功能，可按設定的要求，記錄各類(lèi)數據。大容量數據固態(tài)存儲，可由中心站遠端調用或現場(chǎng)讀取。對終端的技術(shù)要求是：

　　a、現場(chǎng)手動(dòng)設置各種運行模式和參數

　　b、接受中心站遠程設置和控制指令

　　c、實(shí)時(shí)時(shí)鐘自動(dòng)校對和調整功能

　　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(yáng)能供電，保證在無(wú)人值守條件下的長(cháng)期穩定運行，內置太陽(yáng)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(shí))

　　m、工作電流：小于等于6mA(不含通信)

　2.1.1.3. 無(wú)線(xiàn)通信模塊

　　提供TCP/IP之上的無(wú)線(xiàn)數據傳輸通道，實(shí)現遙測終端和中心控制系統間的數據無(wú)線(xiàn)傳輸，輕松完成現場(chǎng)設備的遠程數據采集和控制。對無(wú)線(xiàn)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、數據接口：RS232/RS485;

　　e、工作溫度：-30℃～75℃;

　2.1.1.4. 蓄電池

　　自動(dòng)遙測站采用12V蓄電池供電，對電源的設計要求是：

　　a、電壓：允許變幅-10%～+20%;

　　b、電流：發(fā)射機功率5W(GSM)時(shí)，應能瞬間提供3A電流;

　　c、容量：全部由電池供電時(shí)，應能保證設備連續工作30天以上，用太陽(yáng)能浮充蓄電池供電，應保證設備能長(cháng)期可靠工作。

　2.1.1.5. 太陽(yáng)能板

　　硅太陽(yáng)能電池是將光能直接轉換成電能的半導體器件，具有體積小、可靠性高、壽命長(cháng)、無(wú)環(huán)境污染、使用維護方便等特點(diǎn)。它可以單獨使用，也可以多個(gè)連接起來(lái)組成方陣使用，與蓄電池配合可作為直流電源連續使用。

　　遙測站太陽(yáng)能電源系統的設計，由于無(wú)人看守，且要求連續不間斷供電，考慮計算負載的日用電量、太陽(yáng)能電池修正系數(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(yáng)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 )將現場(chǎng)數據信息實(shí)時(shí)發(fā)送給監測中心。

　2.1.3. 監測中心

　　監測中心服務(wù)器布設“灌溉渠道水位監測系統"軟件，接收、存儲、展示、分析相關(guān)數據和信息。

　　“山洪災害水位監測系統"軟件將監測結果以直觀(guān)的方式在WEB端、移動(dòng)端進(jìn)行展示，供用戶(hù)實(shí)時(shí)了解水位、流量、雨量等信息，并可對歷史數據進(jìn)行查詢(xún)、統計、分析。

3. 站點(diǎn)安裝

　3.1. 配套土建設施

　3.1.1. 土建的基本任務(wù)

　　土建的基本任務(wù)是為系統設備提供必須的工作環(huán)境。土建的基本任務(wù)包括下列內容：

　　a、立桿支架的建設;

　　b、避雷針和接地網(wǎng)的建設。

　3.1.2. 對土建的基本要求

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

　　b、測站站址應選在規定的洪水淹沒(méi)標準線(xiàn)以上，并避開(kāi)泥石流和地基塌陷危險的地點(diǎn);

　　c、設備地網(wǎng)和避雷地網(wǎng)分開(kāi)建設，兩地網(wǎng)相距5m以上，也可以在地下設備接地體作避雷接地體連在一起。兩接地體是否相連，應根據當地具體條件確定;

　　d、立桿要滿(mǎn)足最大水位變化范圍，立桿要求結構牢固、防沖;

　3.1.3. 避雷針和接地網(wǎng)的建設要求

　　a、天線(xiàn)塔(桿)上均應裝設避雷針，避雷針與地網(wǎng)焊接牢靠。

　　b、天線(xiàn)體應與避雷針引線(xiàn)絕緣。

　　c、避雷針的點(diǎn)應比天線(xiàn)點(diǎn)高出3～5m以上。

　　d、避雷針的保護范圍為35°～45°角錐體。

4. 系統特點(diǎn)

　4.1. 一體化服務(wù)

　　一體化軟、硬件解決方案，提供從數據監測、傳輸、處理、整編、存儲、分析、展現服務(wù)到業(yè)務(wù)應用的一系列規范化全流程服務(wù)。

　4.2. 一體化監測站

　　一體化監測站，可靠性高，安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需分段串接，可方便實(shí)現大量程 ，無(wú)需集成，安裝方便，成本優(yōu)廉。防塵、防水、防雷，可適應野外陰雨潮濕等惡劣工作環(huán)境。

　4.3. 多樣通信方式

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

　4.4. 報警聯(lián)動(dòng)

　　水位、降雨量等數據超過(guò)告警上*，監測點(diǎn)主動(dòng)向上級告警。

　4.5. 分級管理

　　雷達水位監測數據便捷接入平臺，具有數據分級管理功能，監測點(diǎn)管理等功能，平臺即時(shí)查看設備監測數據和運行狀態(tài)，輕松實(shí)現設備遠程監控管理;快速部署上線(xiàn)，彈性可擴展，實(shí)現通用化和定制化業(yè)務(wù)應用。

　4.6. 供電形式靈活

　　根據現場(chǎng)情況，可靈活選用市電、太陽(yáng)能、電池等方式為設備供電。