水情自动化

水情自动化（精选12篇）

水情自动化 篇1

0 引言

灌溉是我国农业生产的重要基础, 大型灌区对农业和农村经济的发展, 乃至对整个国民经济的发展都有着重要的意义。当前我国灌区水资源管理, 仍以人工作业为主, 水利部门无法及时掌握区域内水资源动态, 以致水资源利用效率低下。以黑龙江省为例, 黑龙江省水资源丰富, 也是产粮大省, 2010达到千亿斤, 但全省的农业水利设施还比较薄弱, 对水资源的调控分配能力较低, 有效灌溉面积仅占总耕地面积的27%, 低于全国40%的平均水平, 要实现粮食的进一步增产增收, 扩大有效灌溉面积和提高灌区信息化管理水平是一个重要的途径[1]。

灌区信息化管理是指利用现代信息技术和自动化技术, 及时、准确地采集区域内水资源信息, 为灌溉管理提供可靠的决策依据, 从而提升灌区的管理水平, 进而对水资源高效利用[2,3]。水情自动化测报系统是农业灌区自动化管理的一项重要内容, 其主要是利用现代计算机和通信技术, 对水情信息进行采集、传输、处理、分析, 使得水利管理部门能够及时掌握区域内各地的水情信息, 从而为科学调度提供可靠依据, 对灌区信息化和农业现代化有着重要意义。

1 测报系统结构

农业灌区水情自动化测报系统, 主要是实时反映区域内降雨情况、河流湖泊蓄水情况和土壤墒情, 为相关部门的合理调度提供科学依据, 实现水资源的最优化利用。自动化测报系统的设计原则:符合行业相关标准、具有开放性和可扩展性、运行稳定可靠、实现无人值守、信息能够共享等。设计的测报系统主要包含通信网络、闸门测控、数据处理、灌溉项目管理和门户管理等5个子系统, 如图1所示。

1.1 通信网络系统

通信网络是自动化测报系统的基础, 对系统功能的发挥起着至关重要的作用。随着通信技术的快速发展, GPRS无线通信技术在水利行业的应用越来越多, GPRS具有实时在线、传输速度快、费用低等优点[4]。测报系统中心有两个分闸管站, 包括RTU和各种监测设备。系统中心与分闸管站之间采用Internet公网通信;分闸管站和闸门则通过由TSC Carat5508FC2组成的100M bps环状工业以太网光纤通信, 具有带宽大、传输速度快的特点;分闸管站之间则通过GPRS通信, 无需架设线路、成本低廉;RTU和各种监测设备的通信则采用Modbus总线的方式。

有线网络和无线网络相结合的通信系统, 能够综合发挥两种方式的优势。有线网络通信具有带宽大、速度快的优点;GPRS广域无线网络具有灵活性强、成本低等优势, 是有线通信的有益补充。

1.2 闸门测控系统

闸门测控子系统的主要功能有数据采集和处理、对闸门的调节控制和数据转发。数据采集和处理功能主要有定时报汛和随机报汛, 定时报汛即按规定时间定期报汛, 随机报汛是指降雨量或水位变化量达到报汛标准时及时报汛。对闸门的调节控制功能, 主要是根据系统设定值和工作人员的操作指令, 对闸门开度进行调节。数据转发功能是将采集的降水、流量和水位等水文信息, 通过通信系统传至数据库, 为调度计算做好数据准备。

闸门监控子系统的硬件采用2台研华IPC-610H型工控机 (PCU:E5300、内存2GB、硬盘500) 和一台打印机, 其中一台工控机作为主控操作站, 另一台备用。

闸门监控系统采用SKJ数据采集软件, 数据库采用SQL Server商用关系数据库。SKJ基于Windows NT/XP商用操作系统, 在数据采集和处理、监测控制以及调度管理 (SCADA) 等方面具有强大的功能。软件采用组态模块化的设计结构, 软件整体具有操作简单、稳定性好、扩展能力强的优点。硬件可根据处理任务的多少, 选择单机或双机工作。

1.3 数据处理系统

数据处理子系统将监测终端设备上传的实时监测数据、人工巡检时获得的监测数据、相关管理部门录入的水情数据存储在数据库中, 主要包括进水量、输水量、干渠支渠水位、水库水位、降雨量、水流量等。该系统在SKJ调度管理软件的基础上, 对数据进行输入、保存、修改、删除、查询、统计和分析等方面的管理, 并且结合地理信息系统 (GIS) 数据管理, 可按照GIS地图显示各个地区的水情信息, 还能导出为WORD文档和EXCEL表格, 为制定合理的调度计划提供科学依据。

1.4 灌区项目管理系统

灌区项目管理系统的主要功能是基于GIS对整个灌区的水利项目的进展情况进行管理。通过GIS地图, 能掌握灌区的基本概况和水利规划项目的进展, 对水利项目的规划、实施、施工、验收、对比、汇总等方面进行信息化管理。

为了照顾用户习惯, 项目管理系统的界面设计与常用软件操作界面尽量保持一致。系统能够配置不同权限的用户, 为防止意外删除, 大多数用户可以设置为查询用户, 其权限只能进行数据的查询和统计, 不能进行删改;另外可设置专门的删改用户, 以为数据信息进行必要的维护。管理员可以利用权限设置工具对用户权限进行限定。

1.5 门户管理系统

水情自动化测报系统的门户管理分为局域网和广域网门户, 局域网门户也就是内网, 主要供工作人员和相关管理部门使用, 广域网门户是指连接Internet网, 主要为社会公众发布一些水情服务信息。门户管理是水情自动化测报系统工作的一个重要平台。对内网用户, 门户是各系统模块的入口, 用户通过门户平台对各种水情信息进行查询、管理、统计和分析, 以及时制定相应的处理措施;对外网用户, 门户网站是重要的信息发布平台, 可以为农户灌溉做出科学的指导。

后台管理平台是整个门户管理系统的基础, 通过后台可对WEB服务系统进行信息修改和更新。后台管理平台主要功能模块有:用户和权限管理, 对内部用户的用户名、密码和权限进行管理;栏目管理, 对网站的不同栏目进行维护, 包括新闻发布、信息的增删改等;样式管理, 通过WEB服务系统对网站的CSS进行修改, 如字体大小、栏目颜色等。

2 关键设备与技术

2.1 遥测站设备

遥测站的主要设备有RTU、太阳能电池板、蓄电池、避雷器, 可以连接雨量、水位、气压、温度、湿度、风向、风速等传感器。RTU采用YDH-1B遥测终端机, 该TRU电路设计先进、功耗低、可长期不间断工作、能实现无人值守。采用太阳能电池板供电, 使得遥测站能适用于供电没有保障的地区。可供选择的通信方式有GPRS、GSM、PSTN、超短波等, 传输速率为300波特。

2.2 GIS技术

GIS技术在测报系统中的作用是将采集数据增加空间属性, 实现水情信息的可视化和空间信息管理[5,6]。GIS的主要开发模式有:独立开发、宿主型和组件型二次开发。独立开发能摆脱对商业GIS软件的依赖, 但周期太长, 开发出来的产品功能很难赶上商业软件;宿主型二次开发是利用GIS软件进行二次开发, 省时省心, 开发产品功能强大, 但GIS商用软件价格高昂。因此, 选用GIS组件 (如Map Object、Map Xtreme和Supermap Object) , 与可视化开发语言集成, 进行组件二次开发, 是一种经济且产品功能较强的开发方式。

把GIS的不用功能模块划分为几个组件, 再通过可视化开发工具集成起来, 最终形成适合于水情测报系统的GIS软件。采用B/S结构, 把C/S结构中的服务器分为Web服务器和数据库服务器, 软件的逻辑开发与维护主要在服务器端进行, 使数据库服务器的客户端功能得到简化, 更有利于数据共享。

3 结语

该系统具有开放性和可扩展性、运行稳定可靠、实现无人值守、信息能够共享等特点。

参考文献

[1]李达, 叶江南.灌区自动化系统通信方式设计方案比选[J].黑龙江水利科技, 2011, 39 (1) :209-211

[2]付伟.农村灌区输配水自动化技术研究[J].农业考古, 2011, (6) :174-176

[3]苏志军, 汤巧英, 吴国伟.灌区信息系统设计与研究[J].农业科技与装备, 2010, (8) :57-58

[4]樊棠怀, 严锡君, 肖贤建, 等.基于GPRS的灌区自动化信息系统的设计与实现[J].中国农村水利水电, 2009, (11) :5-8

[5]罗鹏, 陈秀万, 万玮.基于WebGIS的大型灌区水利信息综合管理系统设计与实现[J].节水灌溉, 2013, (1) :64-68

[6]李锐, 仲跃, 王璐.基于Web GIS的农村水利管理与决策系统综述[J].自动化与仪表, 2004, (5) :1-4

水情自动化 篇2

保证水情自动测报系统安全运行,合理尽可能低的防雷接地电阻是关键.文章通过理论、经验和实际的`结合,以增大接地体几何尺寸和改善地质电学性质的方法来达到降低防雷接地电阻值的目的.

作 者：张赛忠 郑鸽 王小英 作者单位：张赛忠,王小英(温州市防雷中心,浙江,温州,325000)

郑鸽(文成县气象局,浙江,温州,325300)

滔滔贡江鱼水情 篇3

在简朴的客厅里，８８岁高龄的李老完全沉浸在当年的回忆中，仿佛又回到烽火连天、血雨腥风的战争年代……

“十月里来秋风凉，中央红军远征忙。”

１９３４年１０月，中央直属机关第一、第二纵队和红军主力一、三、五、八、九军团共８万余人集结江西省于都河（又名贡江）南岸，准备渡过于都河，冲破敌军第一道封锁线，进行万里长征。那年，我刚好１８岁，我妻子王九发（去年１０月去世）１７岁。农历九月初九（１９３４年１０月１６日）上午，我和我爱人以及父兄等人正在于都河的罗坳鲤鱼潭河段撒网捕鱼，几位红军官兵招呼我们把船撑到岸边，他们来到渔船上说：“我们有大批队伍要在晚上渡过河去打国民党反动派，想请你们帮忙渡河。”当时听说是我们自己的队伍要渡过河去打白狗子，心里高兴极了，二话没说，当即答应下来，首次打破了晚上不撑船的禁忌。

下午五点钟，我们就把十几条渔船撑到鲤鱼潭河段的南岸，静静等着红军上船。六点钟左右，红军官兵分批依次登上了我们的渔船，大渔船坐５个人，小渔船坐３个人。我和爱人同撑一条大渔船，我在船头撑，我爱人在船尾撑。当时６００米宽的于都河流水湍急，波涛汹涌，特别是在晚上撑船，必须全神贯注，稍不注意就会翻船。当我们把这支红军队伍全部送过河后，已是凌晨四点多了。我还叫我爱人把准备过重阳节的米果送给红军官兵吃，当时红军官兵要付钱给我们，我们谢绝了。

第三天（即１９３４年１０月１８日）又有一大批红军队伍要渡河。我们当时也二话没说，从晚上七点钟开始，一船又一船地将红军官兵送过河去。当时，由于情况十分紧急，负责组织红军渡河的首长，一边给我们鼓劲，一边叫我们不要休息，直到凌晨五点才把红军全部送完。我们个个累得骨头像散了架似的，躺在船头梢尾动都不想动。这时，有个首长模样的同志召集我们开会，会上他给我们每条小渔船奖励一块大洋、一斤大米，每条大渔船奖励两块大洋、一斤大米，那个首长还在会上说：“感谢你们帮助我们队伍渡河，等以后我们打仗胜利回来，再来报答你们这些渔民兄弟。”当时，我们不知道渡送的是哪支红军队伍，后来才知道是皮定钧师长率领的左翼后卫红九军团十三师。

红军渡河不久，国民党反动派就占领了于都，疯狂地搜捕我们这些送红军渡河的船工。为了躲避国民党反动派的迫害，我们只好远走他乡，隐姓埋名常年漂泊在泰和县、万安县、赣江十八滩一带，受尽了非人的屈辱和困苦。全国解放后，党和政府派人把我们找回来，成立了渔业合作社，安置了我们的生活。七十年代初，党和政府分给我们土地、山林，又给我们建了房屋，使我们世世代代以捕鱼为生的渔民走上了岸，再也不用漂泊在江河上。如今，我居住在县城大儿子的家里，四代同堂，享受着天伦之乐，过着幸福的生活，我打心眼里感谢党，感谢政府。

水情自动化 篇4

随着科学技术的飞速发展, 传统意义上的防汛调度已发生了很大的变化。水利是国民经济的基础设施, 也是一个信息密集型行业。采用自动遥测技术, 实现水情信息的自动采集、存储、传输控制、接收、写入数据库及通过计算机网络技术, 最终实现信息共享与信息发布, 使得相关部门、领导、管理人员能及时了解掌握实时水情动态, 及时决策。九峰水库现有水位雨量观测设备落后, 已不能满足洪水预报和水库管理现代化需要, 为保证水库工程库汛安全, 充分发挥水库的经济效益, 所以要采用现代化防洪调度技术来提高工作质量, 并且为水库的防汛优化调度和抢险指挥提供决策依据。

1、九峰水库简介

九峰水库位于钱塘江上游衢江支流厚大溪上, 金华市婺城区汤溪镇, 距金华市区35km, 厚大溪流域面积170.9km2, 坝址以上集雨面积119.5km2, 多年平均降水量1806mm, 多年平均来水量1.398亿M3, 是一座以防洪、灌溉为主, 结合供水、发电等综合利用的水利工程。

2、九峰水库水情自动测报系统开发

2.1 系统覆盖范围及站网布设

根据流域河道特征和水文气象特征, 九峰水库水情测报系统组网规模为1:5如表1所示, 即由1个中心站, 1个坝上水位雨量遥测站兼中继站, 1个入库水雨量站和3个库区雨量遥测站组成。

2.2 测报系统信息流向

信息流向是塔石、余仓二个遥测站信息需经中继站转发才能到中心站, 而郑家塔、入库站和坝上站的信号是直通中心站的。

2.3 测报系统的工作体制

系统采用自动式工作体制, 兼有通话功能, 自报式工作方式的遥测站平时处于值守工作状态, 当雨量或水位参数发生一个计量单位变化时, 遥测终端设备能自动上电、采集、处理和发送本站的水文信息, 实时性强, 能满足水库防汛、洪水预报及水库调度的需要。

2.4 测报系统通讯方式优化

九峰水库水情自动测报系统采用超短波150MHZ频段, 满足系统组网和通讯质量要求。

3、主要设备选型

3.1 遥测站的主要设备

由水文传感器、遥测终端机、电台、天馈线、同轴避雷器、太阳能电源板、充电控制器、蓄电池等组成。遥测设备选型的原则是:具有系统所要求的各项功能, 满足系统的技术指标;符合国家相关专业标准;选择设计定型的、经过长期应用考核证明是稳定可靠的产品;有一定的安全保障措施, 能防止一般的破坏, 在无人值守和就近管理相结合的条件下, 保证整个系统长期稳定运行;各项指标符合《水文自动测报系统规范》的要求。雨量传感器采用水利部南京水利水文自动化所防汛设备厂生产的JDZ05—1型翻斗式遥测雨量计。入库站适合建造水位测井, 宜采用浮子式水位计。选用水利部南京水利水文自动化所防汛设备厂生产的WFH-2型细井式遥测水位计。

3.2 中继站

为节省费用, 中继站将和坝上遥测站组合为一个站, 除配置中继仪外, 天线、电台、电源与遥测共用。中继仪选用水利部南京水利水文自动化所生产的ZSZJ-1型数据再生中继仪。该中继仪在设计上采用MOTOROLA公司生产的专用调制解调器芯片, Intel公司的CMOS单片机电路以及抗干扰能力强的频率锁定上电控制电路等技术。具有设计独特, 技术先进, 耗电低, 可靠性高, 抗干扰能力强, 配置灵活, 操作方便, 利于掌握等诸多优点。

3.3 中心站

中心站由控制仪, 数传电台、同轴避雷器、天线、稳压电源、主计算机、值班计算机、打印机以及中心站水情应用软件 (水情接收与查询) 组成。

3.4 电源和防雷接地

本系统的遥测站全部采用太阳能电池对免维护电池进行浮充的供电的方式。遥测站配置10W太阳能板和12V38AH免维护蓄电池, 为防止过充电或过放电, 还配置了充电控制器。由于工程地处山区, 是雷电高发区, 充分考虑避雷设计有保障遥测站正常工作减少损害。室外采用避雷针, 避雷针和引下线焊牢, 避雷针保护角为45度角, 天线、机房等设备均在保护范围内。

4. 水情测报系统软件

4.1 系统软件包应采用模块化结构,

便于功能的扩展和修改, 并预留接口, 系统应用软件应主要由以下模块构成:

(1) 数据接收、处理、存储模块; (2) 开、关中继控制、中继状态查询模块; (3) 当前编码器显示、打印模块; (4) 当天日降水量、水位变幅显示、打印模块; (5) 显示、打印测站报文计数值模块; (6) 原始报文显示、打印模块; (7) 显示、打印降水量日、月报表模块; (8) 显示、打印水位、流量日、月报表模块; (9) 显示、打印人工置数模块; (10) 显示降水量直方图模块; (11) 显示等雨量线模块; (12) 日水位、流量过程线和当前水位流量分布图模块; (1 3) 打印输出水位、流量过程线及等雨量线模块; (14) 内存数据、历史数据及非数据文件双机通信模块; (15) 日数据修正模块; (16) 数据拷贝和数据文件删除模块; (17) 雨量站数据插补、月数据生成模块 (人工干预输入) ; (1 8) 显示系统通讯网络图及站名、站号对照表模块; (19) 系统概况介绍模块; (20) 水位告警处理及中继状态显示模块; (21) 数据文件及非数据文件检索模块; (2 2) 停机前数据处理及编码器值初始化模块; (23) 菜单控制模块; (24) 洪水预报和估报模块; (25) 显示、打印输出洪水预报成果模块; (26) 与电站监控计算机联机通信模块 (27) 数据及整编要求 (1) 水情系统中, 将各种显示打印统计报表的数据能导到EXCEL电子表格中。 (2) 提供水文资料整编的部分功能。 (28) 时钟调整模块等。

4.2 数据库平台选型

遥测数据的存储对数据库管理系统 (DBMS) 要求并不高。本系统采鉴于省水情中心及已建分中心均采用的是S Q L Server数据库, 同时考虑到SQL Server数据库界面友好、易于维护对维护人员要求低, 因此采用该数据库。因此遥测数据库使用Microsoft SOL Server 2000简体中文版。用使用SQL SERVER数据库的具有以下优点:与水情中心及其它已建水情分中心保持一致, 总体上降低管理的技术难度。数据库服务器采用Windows操作平台, SQL Server可与其很好协作。SQL Server具有强大的备份与恢复功能, 有利于数据安全。支持事务、触发器、存储过程等高级功能。支持发布、订阅等功能, 支持数据库同步。SQL Server界面友好, 管理难度低。

5 结语

九峰水库水情自动测报系统根据实际运行证明系统的建设提高了管理人员的工作水平, 改善了工作环境, 能使管理人员进行接科学决策和合理调度, 确保工程安全和水资源的充分利用, 使工程达到安全、经济高效运行的目的。

摘要：为保证水库工程度汛安全, 合理利用水资源, 充分发挥水库的经济效益, 采用现代化防洪调度技术, 建成九峰水库水情遥测系统。本文介绍了系统的必要性及对系统设备配置、主要特点、作了介绍和分析。

漓水情日记 篇5

踏着灿烂的阳光，我们登上了游船，顺着流水，开始了这段漓江游。

最先扑入眼帘的是骆驼峰，这生在江畔的骆驼悠然自得，完全没有沙漠中的疲惫与奔波中的坚毅。它席地而跪，似低头品尝这悠悠的漓水，又似仰首眺望明净的天空，安怡而沉醉。

清晨的阳光铺满江面，给平静的江面披上了金色的轻纱，远处还蒸腾着薄薄的雾气，恰似刚出浴的美人，轻如蝉翼的薄衣隐约透出她那洁白干净的肌肤，惹人不禁浮想联翩。

家住在漓江边，羡慕草原上蓝天白云下流淌的小河，向往丛林间冰雪融化后清凉的小溪，却不曾真正领略漓水的`柔情。

这山是如此青黛秀丽。那座“仙女照镜”，仿佛真是一位仙子对着镜子在晨妆，眼神迷离，白皙的两颊透出迷人粉彩，甚是撩人。还有那螺丝岩，果真宛如螺丝在休憩。开始，我是怎么瞅，它就怎么像一葫芦，怎么在众人眼中就成了螺丝了？游罢回味，果不其然，就是一个田螺把头埋进泥里。哦，她也害羞！

行船于山水之间，宛如游于画中。清新的江风，怎么也吹不够，清新的草木香味，怎么也嗅不完，有种想把这幅山水画收入口袋的冲动，待想念她时便可以将画卷舒展开来，跳进画里，尽情游览，尽情潇洒。

若是下点儿小雨就更妙了！烟雨漓江，何其梦幻，何其浪漫，何其惬意。江面泛着点点雨滴，这是雨的归宿，也是漓水的情怀，我愿化作这点点雨滴，融入悠悠的美景，饮尽漓江水，游遍桂林山，尽情享受大自然的鬼斧神工。此时，烟雨朦胧中的漓江化身一座宽广的舞台，山峦便如身姿曼妙的舞女，静静站在台上，默默注视着往来的游人。

跳下游船，沿着河堤，我们走进了渔村。村子很静，可以清晰地听见人们走在青石板上的脚步声，显得空灵深远，带着我走进这座古老的村落，走向深邃的巷子。沉沉的青砖上，散发着浓浓的青苔味儿，让人在阳光灿烂的日子里，也如同行走在雨巷。不知道那一块块古老的墙砖，是否拥有更加古老的历史，我期待着听那古朴而美丽的传说。站在这里，恍然间有种梦回古代的感觉，那古朴的房子，深长的小巷，古老的城楼，只是少了孙中山与克林顿的历史，少了些许名气。

村子里青石路旁不远处有一处杂货摊。小摊上摆满了各种饰品，有刘三姐与阿牛哥的木偶娃娃，有大白菜玉雕，还有铜铃手镯等等，让人眼花缭乱。见我们兴致勃勃地转动着手中的相机，一位热情的娘娘（本地人对年纪较大的妇女的称呼）带着我们来到她家的楼顶，从那里可以俯瞰整个村落。站在老式的平房顶上，我们见到了渔村最具标志性的一处景点，按下快门，两角翘起的老式建筑便定格成永恒的美，带人走进远古的时代，触及古老的故事。我们下楼时，见堂屋挂了很多老照片，那位娘娘的儿子走到照片前，给我们讲述了照片背后的故事。男孩讲到克林顿与他女儿的合照时特别详细，特别动情，连眼睛都微笑着。他是被克林顿父女俩的亲密和谐感动，还是为克林顿女儿的清纯优雅着迷呢？这漓江边上的农家孩子，讲解时貌似老成，其实单纯朴实，就像漓江一般清澈透净。

哦，村头石板路旁有一株柚子树，那是克林顿总统驻足观看过的柚子树。这株当初还小小的柚子树，如今可以称得上元老了，但是它却越发抖擞，瞧，老树上挂着许多柚子哩！

阳光洒在泛青的砖墙上，照出了渔村的淳朴，也照进了我的心里。

缘似流水情似海 篇6

回到家已是下午四点，稍稍休息，我想拿过手提包，看原野五天前给我的来信。可翻遍全屋就是找不到提包，这才倏地一惊，猛然想起下山的时候包是挂在肩上的，一定是提包带子松了，不知何时失落在山路上了。一丝苦笑涌上心头，真是造化弄人啊。这封信本来早就该看了，可我当时没有勇气打开，更不想知道任何结果。但当我有勇气看时，这封信却不复存在。我想，这就叫有缘无分吧！也好，罢了，罢了。我颓废地坐在窗前，眼前晃动着原野的影子，却是如此、如此的难以割舍，难以忘却。

1990年初冬，刚电大毕业不久的我，没有从东北回山东老家，而是进了当地一家纺织厂。一个才进厂的新人，是没有任何资格进办公室的，更何况我又身在异乡，无依无靠，因此被安排在粗纺车间，当了一名学徒工。刚开始很难适应倒夜班，每天都昏头昏脑，感觉很疲乏。可是我坚定信心，默默地给自己打气，要坚持，坚持！几天后便努力调整过来，也掌握了一些基本的挡车技术。

一星期后师傅就让我单独操作挡车，自己却不知跑到哪玩去了。虽然我刚学了点皮毛，对工作还不是很熟练，可是按她们的规矩，师傅有了徒弟便不再干活，活全部由徒弟包揽。我的师傅李平二十多岁，漂亮泼辣，活也干得干净利落，是厂里有名的“辣妹子”。尽管我心里有点发慌，但也不能说些什么，只好两眼紧盯机床，眨也不敢多眨。怕什么就来什么，前筒纱满了就在我要换筒的时候，后边纱断了。来不及换筒，我急忙跑到后边，手忙脚乱地接上断纱又急忙跑到前边。纱已经满得溢了一地，压得又紧又沉，拖都拖不动。我费了好大劲才好不容易拖出来，刚手忙脚乱地换上筒，后边又出事了。断纱接的可能有点粗，卡在出纱口堵住了。车“嘚嘚”地跑，纱过不来，很快便在车床上堆得像朵花。从来没有遇到过这种情况，我立马傻眼了，慌得不知如何是好。正在这时，“啪”的一声，机床戛然而止。我吓得竟然忘记停车了。

“李平呢？你师傅去哪了？”我抬起头看，是机修工原野。他没等我回答，就自顾自地说，“准是又跑哪玩去了。”边说边转身走了。

我不知到哪找师傅，更不敢离开，就到离我最近的记录员刘露那请教。刘露正两眼望着走远的原野出神，皱皱眉，很不乐意地跟我来到机车旁，教我用小钩清理堵塞的粗纱，正忙着，师傅和原野回来了。师傅看到刘露，冷冷地说：“谢谢你！”刘露一声不吭地回去了。师傅黑着脸冲我说了句：“真笨，刚走一会，就出事了。”我不敢吭声，委屈地默默钩着粗纱。

“你不好好教徒弟，又乱跑勾引谁去了。”原野嬉皮笑脸地对师傅说。

“呸，狗嘴吐不出象牙。”师傅伸手欲打他，那边的刘露正冷眼相看。师傅朝原野努嘴，眼睛睨着刘露。原野笑了：“不跟你说了，这周我请你吃饭。”说罢朝刘露走去。

“哼，算了吧，少来这一套。”师傅不屑地说。

我很讨厌原野，讨厌他的油腔滑调，更讨厌他和师傅、刘露之间不寻常的三角关系。因为我觉得，感情是不可以欺骗、愚弄的。

原野走到刘露跟前，不知说着什么，还用手指了指我。然后就看到刘露开心地笑了，我觉得他大概把我当成了哄刘露开心的工具了吧。因此，我更加藐视他，还有一点憎恶。

以后的日子里，我逐渐发现纺织厂一个有趣的现象，那就是男职工特别吃香，特别受女工追宠，尤其是男机修工。为什么呢？那是因为纺织厂女工太多，男工又太少了。就拿原野来说吧，他外表并不英俊，大嘴，眼睛细长，脸瘦瘦的，活像老家长在墙头的丝瓜。惟一可以骄傲的是他1.85米的大个子，还算有点男子汉的气魄。他经常和女工开一些过分的玩笑，我诧异竟没有女工厌恶他，反而还引以为傲。这并不只是因为他是机修工，没人敢得罪的缘故，而是好多女工把他当成追求的对象，像刘露、王芯、马丽等，明着的就有五六个。她们常常争风吃醋，闹得不可开交。我师傅对他倒是不冷不热，原野也经常来骚扰她，他们的关系一直若即若离。

这天，我正在低头干活，夹杂着想些心事。我激励自己不能再这样混下去了，厂里一年一度的绘画大赛就要举行了，每个人都可以参加。我得找个机会表现一下，起码得给上头留下个印象，证明我的存在。我知道公司的老总很重视企业的形象和对外宣传，而现在厂里正缺少这方面的人才。我决定奋力一搏，为自己赢得第一次机会。我兴奋地想着，忽然听到前边嘻嘻哈哈的打闹声，不由得抬头瞧去，又是原野在逗女工。他挥着两只黑漆漆的油手高兴地向这边走来，他身后好几个女工的脸上都被他抹了油灰，嬉笑着骂他。

“原野，你个坏玩意儿，又不干好事。”师傅朝他笑骂道。他三步并作两步跑过来，伸手就往师傅脸上一抹。师傅不防备，被抹了个正着。师傅一边擦脸一边骂着，用脚狠狠地踢他。他一边躲，一边得意地大笑。看师傅越擦越花的狼狈样，我也忍不住笑了。原野意犹未尽地闹着，看到我，又冲我跑来。就在他的手刚要抹到我脸的时候，我大喝一声：“住手！你以为你是谁？你以为你很靓吗？你以为每个女工都吃你这一套！离我远点！”我沉着脸，冷冷地讥笑道。他的手僵在了半空，尴尬地垂下。我想，他还从来没碰过这种钉子。他的脸红一阵白一阵的，悻悻地走开了。从那以后，原野很少过来，估计怕尴尬吧。师傅有点怨我，对我也爱理不理的。

绘画大赛结束了，由于我全力以赴，得了一等奖。虽然没有改变什么，但我还是很满意。我要的目的达到了，老总亲自为我颁奖。

接着不久，厂里又和市电台联合举行了一场“以我为主人公”的演讲大赛，我暗喜，这是我的强项啊，估计拿奖是没问题的。果然，经过层层激烈选拔，最后大奖终于落到了本人头上。出乎我意料的是，获第二名的竟然是原野。我承认，他的文笔不错，用词铿锵有力，有一股男子汉的气魄。颁奖时，原野朝我投来敬佩的目光。哈，这次老总不但记住了我，而且还特别夸奖、询问我的情况。我想，离出头的日子不远了。

没过几天，工会宣传主席找到我，借调我到他那帮忙，负责厂里对外宣传、表演、活动之类的工作。

去了才知道，人手很少，根本不够用。板报、文稿、宣传长廊都归我一人忙活，虽然每天忙得焦头烂额，但是干自己喜欢的工作，有成就感，所以很卖力。老总对我的表现满意极了，此后两个月我一直在工会工作，没回车间，直到过年放假。

这期间发生的事让我对原野刮目相看。老总喜爱社交，更喜欢向媒体广泛推广自己的企业。无论市里搞的大小活动一概积极参与。快年底的时候，市里与兄弟城市举行了一场别开生面的服装展暨交谊舞大赛。我们公司有服装厂，当然得参加了。老总对这次参赛很重视，一再强调无论如何要拿个奖。我对搞活动是外行，不想插手。可无奈把活交给了我们，工会主席又推给了我和小叶，让我和小叶分工，服装、舞蹈各管一摊。我管舞蹈，唉，对一窍不通的我来讲，真是哑巴吃黄连——有口说不出。我又急又乱，不知从何下手。服装方面小叶倒是省心，服装厂原来就有一班人马，只要加紧训练就行。

我去请教小叶，谁能担当重任。小叶笑我，有现成的人不用。我连忙问：“是谁？”“原野啊，怎么你不知道？”“他？”我吃了一惊，“难道他会？”“不光会，还很精通呢，如果能让他帮忙，包你满意。”小叶给我出主意。“那样，真是太好了。”我庆幸可找着人了，转而不禁又犯了愁，自从上次教训了他，我和他简直就形同陌路，到现在还没说过话呢，不知他会不会答应。唉，管他呢，先去找他再说。

我怀着忐忑不安的心情找到原野，恭恭敬敬地叫了声“原师傅”，诚恳地说明来意，请他帮忙。本以为他会推辞不管，没想到他竟痛快地答应了。就这么简单？我害怕他敷衍我，一再追问“不许反悔”，直到他的头点了又点，“行，行，行”地说了无数遍，我才放下心来。

第二天，我焦躁地等了一天，他也没来。看来，真被他涮了，气得我直骂他是小肚鸡肠的王八蛋。第三天上午，我没精打采的在另想办法，原野带着十多个人来报名参加比赛。我顿时来了精神，心里责怪自己错怪他了，真是以小人之心度君子之腹。接下来，我们一起制定了排练时间，排练计划。正好这周他们上零点班，白天有空。我害怕他们休息不足，影响工作，建议排练时间安排在下午一点到四点，每天练三个小时。走时，我叮嘱他们一定不要迟到，以保证排练质量。原野笑嘻嘻地说：“有我在，你大可放心。”我知道他平时虽放任了点，但对工作还是蛮认真，蛮有责任心的。

星期一下午一点，原野带着人马准时来到排练大厅，我早已等候在此。原野打开音响，选了一首舞曲放了进去，说：“开始吧！”当欢快的舞曲充满了整个大厅，情调立刻热烈起来。五对搭档纷纷滑入舞池，舞步娴熟。我惊讶极了，还没练，怎么都会了？莫非他们都是“舞痴”？抑或专门学过？我如坠迷雾，困惑不解。一曲完毕，大家停下，原野问我：“怎么样？还不错吧！”我虽一窍不通，但真的感觉很棒。我由衷地赞美：“非常好！”

“还有更棒的呢，大家跳给她看，怎么样？”“好。”大家异口同声。原野上前换了一首曲子，大家重又翩翩起舞。舞曲激昂，悠扬；舞姿优美，多变。看得我眼花缭乱，兴奋不已。我曾经在学校参加过舞会，只是认为自己太笨，从来没有尝试跳过；也曾经和同学一起欣赏过电视里交际舞大赛，那些高难度的专业舞蹈动作，美妙得让人拍案叫绝，对此我更不敢轻易涉足。哈，这下我可饱了眼福，他们跳的竟然是高水准的探戈。

“啪啪啪”，我情不自禁地为他们鼓起掌来，嘴里忘情地喊着：“太棒了，太棒了。”一曲结束，大家兴奋地围上来，原野得意洋洋地看着我：“我们还会跳狐步、华尔兹、伦巴等等，就请领导点评一下吧，比赛时该跳什么！”

“什么领导不领导的。”我的脸红了，“该跳什么，你们说了算。你们觉得什么最拿手，就跳什么。我是门外汉，一窍不通，不用问我的意见。”我诚恳地说。

“哦，领导也有不会的时候？什么最拿手就跳什么，各位，告诉她，咱们什么最拿手！”原野恢复了他一贯的调侃，捉弄地朝大家挤挤眼睛。

“我们什么都最拿手，可评委不会让我们一曲接一曲地跳吧。”大家叫嚷着，大笑着。

“那就由咱们的领导决策吧，怎么样？”原野挑衅地睨着我。

该死的原野，在这儿将我一军，这不存心给我难堪吗？我尴尬极了，脸通红，不知怎地眼里就盈满了泪水。原野看我这样，大概有些于心不忍，慌忙转向大家，正色道：“我看也不要难为领导了，就跳探戈吧！一来会跳的人少点，挑毛病的人自然也就少点；二来咱们最近也练了不少日子了，正熟练着。这样，获胜的把握比较大。大家看怎么样？”

“行、行，听头儿的。”

“OK，就这么定了。”

大家一片附和之声。

这该死的原野，真不知是该感激他还是该憎恨他，我恍然大悟，他们果真练过，怪不得跳得那么默契，那么熟练呢！他们练这干吗？仅仅是爱好吗？谁教他们的？气愤早已被我的好奇心代替了。

众人走后，我独自留在大厅里，望着音响，耳边似乎还响着优美的乐曲，眼前浮现着他们翩翩的舞姿，我真的很羡慕他们。原野和刘露，师傅和孙伟，赵芳和周亮，他们配合得多么完美默契，好像一对对仙女和王子，跳着世间最欢快的舞步，优雅休闲得让人不忍心去打扰，真美啊。我陶醉在幻觉里，没有听见门开的声音。

“想什么呢？那么出神！”

我皱皱眉，真讨厌，是谁打扰了我的美梦？我反感地回过头。

“你又回来干什么？”我不满地看着原野，冲他嚷道。

“给你送手绢。”

“送手绢？”我不解。

“啊，回来看看，看你被我气哭了没有，顺便捎块手绢给你擦擦泪。”

“谢谢你的狼心狗肺，哼，用不着！”

“那我是多管闲事了，底气挺足，看来没什么问题。”

我气极，不愿答理他。他默默站了一会。“我没事，你怎么还不走？”我不想让气氛僵持，开始撵他。“我就那么坏？那么让你讨厌？”他顿了一下，“如果我伤害了你，那么我向你道歉。”他真诚地注视着我。我才不想表现得那么小气呢，坦白地说，我还很佩服他的多才多艺和领导能力。于是，我笑了，说：“没什么好道歉的，我还得谢谢你帮我解决了难题呢。”“真的？不生气了。”我摇了摇头，他也笑了，僵持的空气缓和了。

“来，我教你。”

“干什么？”

“当然是跳舞了。”他挑了首简单的四步舞曲，“你最应该学了，组织培训者竟不会跳舞，你不觉得很不负责任吗？”

“不不，我不行。”我本能地拒绝着。

“谁说不行，我说行就行！”他不由分说拽起我，把我拖入舞池，拉着我就跳。

“你干什么，放开我，我不想学。”我挣扎着，想挣开他的手。

“你必须得学，只有你学好了，才有资格去建议和要求别人。怎么？不相信我，难道我这个一流的老师还教不会你一个笨学生。”他的口气不容置疑，握我的手也很用力，任我怎样挣扎也不松手。

“谁笨了。”我小声嘀咕，糊里糊涂地跟着他跳起来。

“脚向前，再退后，对对，两眼看着我，你只要放松，跟着我走就可以了。”

“这不是很好吗，你挺有悟性的嘛。”他一直鼓励着我，避免我打退堂鼓。

浑身紧张地跳完一曲，我脸上冒汗，两手被他捏得生痛。我下意识地甩甩手，哎，还真痛。他拉过我的手看了看，见捏红了，很自然地放到嘴边吹了吹。我突然有一种暧昧的感觉，忙把手抽回，脸也随之红了。原野假装没看见，说：“明天我还教你，不许耍赖。”说完，大步走了。哼，明天？我才不愿意再跟他学呢，这个臭人！我狠狠地想着。

第二天，大家依然情绪高涨，练得热火朝天，我给他们送茶倒水，看得也很过瘾。快结束的时候，工会主席来了，说来看看练得怎么样了？领导关怀，大家更受鼓舞。最后，工会主席拖着官腔对我说：“小成，听原野说你也在努力跟他们学习，这很好嘛，很有积极性嘛。要好好学，以后有个什么活动，你就是顶梁柱了。这次活动老总很重视，如果能拿奖，厂里一定会重重奖励你们的。”不等我说话，工会主席关怀地拍拍我肩膀走了。我心里这个气啊，死原野，他倒像我肚里的蛔虫，知道我在想些什么，他是抢先一步挡住我的退路啊，这不是赶鸭子上架——不学也得学了。我气得龇牙咧嘴，原野在一旁没事似地吹着口哨，偷偷暗笑。本不愿和他多接触，这下好了，有罪受了。

水情自动化 篇7

水情自动测报系统是集遥测、通信、计算机和网络等技术一体的, 在流域内实现实时水情、水资源信息自动数据采集、传输、处理入库等, 为防汛指挥和水资源调度提供信息的系统。系统主要由遥测站、中心站组成, 还有中继站、通信信道及处理软件等。

(1) 遥测站。遥测站是系统的重要部分, 是水情信息采集、传输的起点。在遥测终端控制下, 数据采集传感器自动完成被测参数的采集, 将取得的数据经过预处理后存入存贮器, 并通过设定的通信信道完成数据传输。

(2) 中心站。中心站是系统的另一重要部分, 是水情信息传输的终结点。中心站收集到遥测站水情信息后, 首先进行解码、检查、纠错、存储, 在相关管理软件下进行“标准化”处理之后, 进行显示、打印、发布等数据输出并根据需要将生成成果报送给上级和有关部门。

2 水情自动测报系统故障分析及对策措施

结合已建水情自动测报系统运行情况, 从系统故障主要在翻斗雨量计、GSM通信终端, 电源和避雷系统等几个方面。

2.1 翻斗雨量计方面出现的故障

翻斗雨量计是目前国内水情自动测报系统中应用最广泛的雨量传感器。该雨量传感器由筒身、底座、内部翻斗结构三大部分组成, 筒身和底座都是固定结构的钢部件, 除物理损坏外一般不会出现问题, 其关键部位在于翻斗结构部分。翻斗结构部分可分作4类元器件, 即翻斗、轴承、磁钢、干簧管。

翻斗结构是雨量传感器最常见问题发生部位, 常见问题概括为3个方面:

(1) 翻斗沉沙。翻斗雨量计翻斗一般由不锈钢或工程塑料制成, 工作时与雨水直接接触, 雨水中夹带的沙尘容易沉积在翻斗内, 改变了翻斗容量和平衡状态, 从而改变翻斗翻转水量, 影响翻斗雨量计精度。

为解决沉沙问题, 要做雨量计日常维护, 定期检查、清理通水道, 有泥沙时用清水清洗翻斗。

(2) 钢轴磨损。翻斗不锈钢轴支撑在钢玉轴承中, 两者之间存在机械摩擦, 长期运行使轴颈磨损、氧化或轴变形, 降低翻斗翻转的灵活性, 还可能导致改变磁钢与干簧管的配合距离, 影响翻斗正常工作。解决钢轴磨损的办法是经常清洗轴承孔, 减少钢轴与轴承之间摩擦, 发现问题及时更换钢轴或轴承。

(3) 磁钢退磁。磁钢为永磁合金, 一般具有良好、稳定的磁性能, 但使用日久依然不可避免存在老化退磁现象, 直接影响雨量传感器信号输出效果, 此时必须更换新的磁钢。

另外一种情况是外界因素引起的磁钢与干簧管距离变大出现类似退磁现象, 该情况比较多见, 此时只要调整磁钢与干簧管配合距离即可。

(4) 干簧管疲劳。干簧管又叫磁敏开关, 安装在雨量计支架上, 它是由一空心玻璃管内密封着的一对导磁簧片 (接点) 组成, 当磁钢接近干簧管, 磁场磁化接点簧片分别为N、S极、异性相吸, 开关闭合, 电路导通, 发出电脉冲信号。作为接点的导磁簧片, 存在金属疲劳的问题, 使得干簧管都有触点寿命限制, 干簧管寿命到期或损坏将引起雨量计故障现象不可排除, 在出现该问题时, 必须更换干簧管。

2.2 GSM通信终端故障

GSM即全球移动通信系统, 它是一种典型的开放式数字蜂窝移动通信系统, 可以与各种公用通信网实现互联互通。GSM系统开放有基本的话音业务、数字承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务, 水文自动测报系统多应用其数字承载业务。

GSM系统由4个子系统组成, 他们是移动台/MS、网络子系统/NSS、基站子系统/BSS和操作维护子系统。移动台指的是通常所用的移动通信终端设备, 使用时要配备有用户识别模块/SIM卡, 在水文自动测报系统中, “移动台”其实就是指GSM通信终端设备。基站子系统/BSS包括了GSM系统中无线通信部分的所有设施, 与移动台和网络子系统交换机之间实现无线连接;网络子系统也称交换子系统, 由一系列功能实体构成, 包括移动业务交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、访问者位置寄存器VLR等;运行维护子系统时操作人员与系统设备之间中介, 实现了系统集中操作与维护。在水文自动测报系统中, 除移动台之外, 其余子系统归属于GSM通信公用设备, 跟系统建设无直接关系, 一般系统建设也影响不到这些子系统的建设。

从设备硬件角度说, 水文自动测报系统GSM通信设备可分为MS和SIM卡两部分, 随着GSM通信技术完善和提高, 系统安装调试完成后硬件上基本是很少出现问题。而困扰GSM通信的难题就是公用通信网络不能保障, 如遇见暴风强降雨天气, 可能造成大面积区域停电, GSM基站子系统陷入瘫痪, 从而中断通信服务, 而水情自动测报工作越是在恶劣天气越是必要。

另外, GSM运营商有时会修改通信协议, 造成与系统建设中数据采集终端中通信协议不一致, 造成通信故障, 这时候就需要重新修改数据采集终端程序, 加大系统维护工作量。基于GSM通信以上两方面的问题, 将大大困扰GSM在水情自动测报系统中的应用和推广。

2.3 电源系统故障

水情自动测报系统中大多遥测站地处偏僻, 供电条件恶劣, 不具备交流供电条件或交流供电不稳定, 电源系统绝大多数采用太阳能电池浮充蓄电池供电。太阳能浮充蓄电池供电方式不受人为因素干扰, 基本不需要维护, 具备这2项优点的同时也带来了相应的弊端, 主要表现在以下2个方面。

(1) 充电控制器故障引起不能充电

充电控制器安装在太阳能电池板和蓄电池之间, 控制太阳能电池向蓄电池充电, 当蓄电池已充足电, 电压达到一定值时, 充电控制器自动切断充电电路保护蓄电池以防过充损坏, 当太阳能输出电压小于蓄电池电压时, 充电控制器内的二极管能防止反充电, 从而有效保护蓄电池。

(2) 蓄电池长期高压下工作缩短工作寿命

蓄电池长期在高压下运行, 得不到较多放电后低压运行机会, 而蓄电池应该在有充分放电的循环下工作才有利于蓄电池工作寿命和工作性能。系统用电少, 电池长期浮充、亏损, 解决的办法就是定期进行人工放电, 将蓄电池电压降低后再充电, 这样有利于蓄电池性能发挥并延长其使用寿命。

2.4 避雷系统损坏引起的系统故障

雷电对水文自动测报系统有很大的损坏性, 主要表现在两方面, 一种是直击雷的影响, 主要表现为直接击中室外高处的物体, 如室外通信天线、安装在水位塔上的超声波水位计、杆式雨量计、太阳能电池板、空架的电源线或信号线等都可能受到直击雷的威胁;另一种是感应雷的影响, 就是避雷针接闪器保护范围之内, 不会遭受直击雷的影响, 但是由于雷电, 发生电磁感应, 天馈线、信号线、电源线及其它导体内将产生感应过电压, 在导体内产生电流传入设备。

(1) 避雷针引雷

安置在高处的避雷针, 本身具备良好的引雷条件, 使得发生雷击放电几率增大, 如果避雷系统接地地网连接效果不好, 接地系统内部将产生较大的电位差, 非但不能起到避雷效果, 还将成为引雷隐患, 增加雷电灾害。即便防雷效果良好, 而感应雷的影响是不可避免的。

(2) 避雷器损坏

避雷器一旦超过保护范围, 非但不能保护设备, 自己也将产生损坏, 不能自动恢复, 而使系统陷于瘫痪。

结语

水库水情测报自动化系统肩负着水库实时水情信息的收集与处理任务。该系统能否正常运行, 直接影响到水库的防洪与调度。因此, 必须切实加强水情自动测报系统的运行管理和维护, 一旦运行过程中出现故障, 须采取了相应的处理对策, 这样才能更好地发挥系统在防汛和水文预报中的作用。

参考文献

[1]高志勤.水情自动测报系统工作原理和常见故障[J].江苏水利.2006 (11) .

水情自动化 篇8

1 系统整体设计

系统设计采用“分散监测, 集中控制”模式, 主要由监控中心站、现场监测终端、水泵控制终端等模块组成。现场监测终端对监测点的水文数据进行采集, 由GPRS DTU完成TCP/IP协议的转换, 并通过可靠的无线传输通道, 将相关数据传送至监控中心。监控中心选择组态王6.53进行数据处理软件开发[1,2], 总体结构如图1所示。

2 系统硬件选型及配置

2.1 GPRS RTU选型

RTU远程通信模式符合道路水文数据现场监测点数目较多且距离远的特点, 但普通的RTU产品只能应用于覆盖有GSM网络的现场, 而有的道路现场却不具备该条件。同时, 普通RTU的接口类别与数目达不到设计要求, 严重限制了RTU产品在道路积水监测中的运用。结合应用需求, 系统选用JY-RTU6640作为水情监测RTU, 其能与未覆盖GSM网络的监测现场无线通信网络进行通信[3,4]。

2.2 水位传感器的选型

水位测量仪器选择谐振式水位传感器, 其精度高、经济性与环境适应性强。工作时, 隔膜两侧气压的变化使移动的磁芯与固定的线圈产生相对位移, 线圈对应的电感量不断改变, 完成了非电量与电量间的转换。

2.3 水泵控制方案

道路积水会造成环境污染、交通中断, 所以系统引入了水泵, 水泵控制系统框图如图2所示。此外, 系统还构建了模糊PID控制, 以提高控制能力[5]。

图中虚线部分采用浩纳尔公司的XLT触摸式OSC进行控制。储水池实际水位高度c (t) 经水位传感器采集、转换为标准电压或电流信号后, 送至一体化控制器A/D模块转换为数字信号, 该值与预设值sp (t) 二者进行比较得差值e (t) , 模糊环节对其计算并输出信号, 再经一体化控制器D/A模块转换得到M (t) , 并对IP5A变频器参数进行控制, 从而能调节水泵电机的运行, 最终控制排水量。

2.4 现场监测终端太阳能配置

现场监测终端通常安装在道路、隧道等缺乏交流供电且无人值守的场合, 所以采用太阳能蓄电池供电。太阳能电池板通常以45°角正南朝向安装, 本地区日照均时在6~7 h之间, 为确保电池板能够在上述时间内充电完成, 电池板的功率至少需>12 W。兼顾价格及阴雨等气象因素, 系统采用15 W的太阳能电池板。

在本监测终端中, 负载分别采用3.3 V、5 V、12 V供电。为确保系统的正常运行, 蓄电池的12 V电压首先使用LM2576, 完成5 V工作电压的转换, 进而再经过1117芯片, 完成3.3 V电压转换。

3 无线通信的实现

结合系统实际监测范围及成本, 监控中心站与因特网连接, 选择公网动态IP+DNS解析服务, 现场监测终端与监控中心站直接相连。

监控中心站与现场监测终端之间采用MODBUS RTU协议格式通过软件虚拟串行接口, 采集实时水文数据, 查看设备参数。在该协议格式下, 需对主从设备的参数制定规则[6,7]。现场监测终端协议配置, 如表1所示。

4 组态软件设计

监控中心站软件应功能完善、运行稳定, 其能处理采集到的现场水文数据并通过软件界面表示, 及发送触发指令;后期分析数据库中存储的数据, 以实现较为准确的预测, 为水文单位的决策提供保证。经分析后, 选择组态王6.53进行数据处理软件开发。

4.1 数据库设计

监测系统数据库采纳结构化查询语言SQL Server2005, 其主要结构框架有5部分。道路区域表的副表为道路对象表, 每个表的主键为道路名称、序号。

(1) 道路对象表:包括道路名称、水位、雨量、流量及风速限值。 (2) 道路区域表:包括道路序号、道路对象和范围大小。 (3) 道路积水上报计划表:包括积水路段序号、自动上报时间、排水与否。 (4) 道路状态表:包括积水路段序号、设备状态、水位、雨量、流量及风速传感器状态以及相关采集数据。 (5) 道路历史表:包括道路序号、道路积水发生时间、水位、雨量、流量及风速值以及累加水位、雨量值。 (6) 储水池水位表:包括道路序号、储水池序号、实时水位及水位限值。

4.2 程序设计

系统开始启动后, 进行状态、频率等初始化设置。当接收现场水文参数成功后, 且能够并行处理下述工作:1) 获得水位、雨量值。2) 设置水位、雨量限值。3) 远程控制排水泵启动、调速及停止。4) 手动控制排水泵启动、调速及停止。5) 进行数据存储、报表、曲线显示及查询与打印。软件功能设计流程如图4所示。

5 现场运行实验

监测系统在调试运行后, 以2013年10月份枚乘路某监测点的历史记录作为参考, 对积水监测系统的实际运行情况进行了检测。

图5 (a) 表明, 该月最大降雨量及日最大降雨量;图5 (b) 中表明了, 当天监测点的水位约在75 mm。运行检测结果表明, 系统实现了水文数据的稳定和精确的采集、存储、传输, 并为城市防汛提供了研究依据, 提高了水利水文单位决策的准确性, 且较好地满足了实际需求。

6 结束语

本系统选择将水位、雨量传感器应用于对监测路段的水文数据进行测量, 同时利用GPRS网络完成水文数据的实时传输, 可实现在监控中心计算机上显示实时数据及调用查询保存的记录。经实验验证, 本设计准确度高、运行稳定可靠且有较强的扩展能力, 同时, 还具有较好的现场效果及市场应用前景。

摘要：针对传统道路水情监测系统监测区域小、可靠性低且难于扩展的状况。设计了一种以水位、雨量传感器作为监测点的数据采集装置, 配合智能化的远程终端单元, 依托无线通信网络与组态王软件, 完成水文参数的采集、传输、分析与存储的设备。运行检测结果表明, 其可实现数据的精确采集与稳定传输, 较好地满足了实际需求。

关键词：道路水情,传感器,远程终端,GPRS,组态王软件

参考文献

[1]蒋毛席, 张和喜.基于GPRS和组态王的农作物环境远程监测系统研究与应用[J].中国农村水利水电, 2012 (12) :17-21.

[2]张浩.基于GPRS的远程水文水资源信息监测系统研制[D].兰州:兰州理工大学, 2011.

[3]元保军.基于GPRS的地下水水情无线监测系统的设计与应用[D].太原:太原理工大学, 2011.

[4]殷峰松.GPRS在水文监测系统中的应用[D].北京:北京邮电大学, 2010.

[5]马成玲, 齐向东, 王兴.水位PID模糊控制系统的设计[J].传感器世界, 2011 (4) :34-39.

[6]黄凤辰, 燕志勇, 赵莉.基于AVR和无线技术的运程水情监控系统[J].电子设计工程, 2013, 21 (6) :189-193.

水情自动化 篇9

柳州某梯级电站位于广西壮族自治区柳江中游, 属串联式低水头径流电站, 是一个以发电、航运为主, 兼顾灌溉、旅游、养殖的综合利用工程。为了更好地掌握其变化规律, 科学综合地利用水资源, 进一步地做好相邻电站市、镇的防洪工作, 提高梯级电站的运行调度水平和取得更好的经济效益, 水情水调自动化遥测系统的建立将发挥重要的关键性作用。

梯级电站水情水调自动化遥测系统将枢纽工程流域遥测站的雨情、水情进行自动采集和处理, 并与广西电网水调中心实现流域内水情数据和指令的交流, 为开展洪水预警及时准确地提供信息;为电站优化调度预案的制定提供科学依据;为进行洪水预报确保防洪任务的落实, 充分利用水资源提供切实可靠的保障。

建设一套完整的水情水调自动化系统, 带来的好处可以表现在以下几个方面:

1) 实现流域内的雨水情数据实时监测, 可为水调人员提供及时、准确、有效的信息;

2) 通过水文预报软件实现入库来水的实时滚动洪水预报, 为水调人员及时、准确的掌握未来入库来水提供理论依据;

3) 通过水库调度软件对水电站发电进行优化调度, 提高水电站的经济效益;

4) 实现水电站雨水情数据、机组数据、静态曲线数据及其他信息的管理;

5) 实现水电站各类报表的制作;

6) 实现水电站各类信息的查询和展示;

7) 实现水电站关键信息的实时监视。

1 站网布设

梯级电站水情水调自动化遥测系统本着安全可靠、及时准确、技术先进、经济合理、易于维护、可扩展性的原则和业主的需求进行组建。

1.1 数据流程

梯级水电站为了及时获得本电站所需要的所有信息, 则必须建设分中心, 实现与广西电网 (中心) 进行通信, 从广西电网获取上游电站、广西电网的相关信息和指令, 对于数据流程要求有:

各水电站需要的厂内信息:

1) 雨水情信息;

2) 机组、闸门信息;

3) 水位信息;

4) 流量信息;

5) 洪水预报、发电计划等信息。

各水电站需要的外来信息:

1) 上游电站雨水情信息;

2) 上游电站水位信息;

3) 上游电站出力信息;

4) 上游电站发电计划等信息;

5) 广西电网安排发电计划信息;

6) 广西电网调度指令;

7) 广西电网转发的其他相关信息。

1.2 系统组网

根据以上数据流程, 分中心站与广西电网水调中心之间通信用VPN公网组网。分中心站与各遥测站之间采用GPRS通信方式组网。分中心站与电站机组、闸门监控系统采用光纤通信。各分中心站分别设于各电站厂房中控室。各个遥测站主要完成雨量、水位参数传感器数据的采集、存储, 并通过GPRS通讯设备向分中心站传送数据。分中心站接收遥测站传送来的数据后, 存入服务器并与广西电网水调中心之间实现信息交换。传送数据。分中心站接收遥测站传送来的数据后, 存入服务器并与广西电网中心之间实现信息交换。

1) 分中心与遥测站组网

水情遥测系统的通信组网方面从原来的超短波、短波等发展到目前的PSTN、海事卫星、北斗卫星、通信卫星、GSM短信、GPRS等多种方式。超短波通信组网方式其技术和设备都比较成熟, 通信质量较高、功耗较低, 缺点是受地形和距离的限制, 中继站投资管理运行费用较高。目前可以利用的卫星通信方式有北斗卫星通信、VSAT卫星通信、海事卫星, 但设备价格较贵。根据柳江流域的气象条件、地理地形环境、现有通信资源、电源状况、雷电的频发度, 在保证系统可靠性的前提下, 选择具有较好的价格性能比信道, 本系统以GPRS通信作为组网信道。组网方式见图1。

2) 分中心与广西电网水调中心通信结构

梯级水电站分中心与广西电网水调中心的通信, 采用公网VPN通信方式。各水电站分中心已开通互联网宽带, 只需在电厂端配备VPN灵巧网关即可, 经综合比较VPN组网更为方便, 易于调试, 网络维护由运行商负责, 可利用互联网宽带服务进行水情数据的传送及接收。因此, 水电站分中心与广西电网水调中心的通信, 采用公网VPN通信方式。但由于与互联网相联, 必须做好电厂端的安全防护措施, 以防病毒入侵。系统通信方式其结构如图2, 工作流程如图3。

如图2, 工作流程如图3。

(1) 网络结构图

(2) 工作流程

2 系统结构及功能模块

系统结构及功能模块系统的总体功能和技术指标一是要符合相关规范和文件的要求;二是要满足水文情报预报和电厂调度运行的需要, 由信息采集子系统功能模块、信息处理查询子系统功能模块、数据库管理子系统功能模块、洪水预报子系统功能模块、洪水调度及水务计算子系统功能模块组成。其功能模块结构见图4。系统的总体功能和技术指标一是要符合相关规范和文件的要求;二是要满足水文情报预报和电厂调度运行的需要, 由信息采集子系统功能模块、信息处理查询子系统功能模块、数据库管理子系统功能模块、洪水预报子系统功能模块、洪水调度及水务计算子系统功能模块组成。其功能模块结构见图4。

2.1 系统可达到的总体功能

1) 高可靠性野外无人值守;

2) 可靠的防雷击、抗干扰措施;

3) 采用太阳能浮充及蓄电池后备供电;

4) 系统软、硬件自诊断功能;

5) 系统连续平均无故障工作时间指标≥5年;

6) 软件界面友好, 可操作性强, 结构化, 模块化, 功能可扩展;

7) 具有自动采集、发送、实时传输水情数据功能;

8) 中心站具有数据收集、处理, 合理性检查, 建立实时数据库。能以不同形式查询相关信息, 打印相关图表功能;

9) 中心站具有足够的扩展功能。接口是一个开放式的系统, 能与有关部门传递水情;

10) 中心站安装有洪水预报软件, 进行实时水情作业预报, 实现实时洪水预报和短期发电调度;

11) 遥测站具有固态存储功能, 每5分钟间隔存储一次雨量和水位数据, 能存贮512天雨量或水位数据, 并能现场和远程下载固态存储器中数据。

2.2 各模块功能

2.2.1 信息采集子系统功能模块

1) 本系统采用GPRS组网传输水位、雨量遥测信号;

2) 数据终端站采用定时自报, 结合定量加报的工作体制, 定时时刻一到自动把数据终端站的信息发回中心站, 定时间隔1-24小时可设置;

3) 水位加报有两个水位标准, 一个是警戒水位, 另一个是加报水位。若当前水位高于警戒水位, 测站将按设定的时间间隔发报, 加报水位达到某一个加报标准时, 立刻加报。设置定时间隔、雨量加报阈值、警戒水位、加报水位可用短信 (SMS) 实现;

4) 雨量采集:雨量每次翻转触发CPU将雨量记录写入固态存储器后, 设备再次进入休眠状态;

5) 水位采集:遥测终端通过时钟定时, 每5分钟采集一次水位。CPU将采集到的一条水位记录写入固态存储器, 然后, 设备再次进入休眠状态;

6) 测站能响应中心站远程资料召测命令 (SMS) , 将固态存储数据上传到中心站;

7) 遥测站支持本地通过键盘、显示器对系统的配置进行修改, 也可以通过移动网络 (SMS) 远程修改, 参数包括:时钟、目的地手机号码、IP地址等;

8) 遥测终端配置大容量非易失存储模块 (2Mbit) , 可存储512天的水位或雨量数据, 数据可以到测站用U盘读取, 也可以通过GPRS遥测信道远程读取, 读取的最小时间间隔为1天;

9) 测站收到修改配置命令后, 首先修改系统配置, 然后读出已修改的配置, 返回一条确认核对信息;

10) 具有实时钟, 以完成对水位、雨量的自动记录;

11) 提供测试状态, 保证在检修和维护时产生的水位和雨量数据不进入固态存储区;

12) 中心站 (不限) 以GPRS方式向RTU遥测站随时接收目的地的数据。

2.2.2 数据终端 (现地RTU)

1) 数据终端机除具有高可靠性、低功耗的要求外, 在满足基本功能前提下, 能较方便地扩充传感器接口的类型和数量, 变换数据传输格式, 并可通过参数设定, 定义传感器接口或通信接口的输入输出;

2) 通信接口:能同时连接两种以上通信设备每个通信口的特性能现场或者远程定义, 预留PSTN、超短波、卫星、GPRS信道;

3) 与传感器接口:根据所测参数的多少和传感器输出特征, 分别配置增量、并行、模拟、串行、频率等信号输入接口;

4) 数据终端站设备简单, 有可靠的防雷措施, 设备平均无故障时间MTBF≥10000小时;

5) 可方便地进行系统扩容与升级;

6) 配置GPRS通信模块。

2.2.3 信息处理查询子系统功能模块

主要功能在中心站完成:

1) 数据库

数据库包括水文遥测实时数据、水务录入、计算数据库和历史数据库, 提供数据、文字、图形、等信息。

2) 显示、打印功能

(1) 静态图表部份:

梯级电站水情水调自动测报系统简介;

柳江流域水系图;

水文站水位—流量关系曲线;

梯级电站水位—库容关系曲线;

电站机组水能特性表。

(2) 动态监视图表部份

流域图:雨量、水位、流量动态刷新;

大坝防洪图:坝上、坝下水位信息动态刷新;

降雨量累计曲线图:累计雨量动态刷新;

预报过程线:预报流量、水位、过程线的动态刷新。

3) 数据统计功能

水位、雨量、入库流量、发电流量、耗水率时段、日、旬、月、年自动统计功能;

水情日报表、时段雨量综合统计表;

电站相关泄流设施的启闭数据。

4) 告警功能

实时水位、雨量及越限声光告警功能;

设备异常记录告警功能、声光告警功能。

5) 查询检索功能

通过图表形式查询、检索实时、历史的雨量、水位、流量、水务;

查询检索历史洪水信息、洪水调度演算结果。

6) 系统数据维护功能

实时、历史数据统计功能;

数据备份、装载功能。

2.2.4 洪水预报子系统功能模块

主要功能在中心站, 具有以下功能:

1) 实现实时预报, 包括在线预报和离线预报;

2) 当系统处于应急状态, 但主要控制站还能正常工作时, 软件仍能进行预报, 预报精度可降级;

3) 洪水预报包括:洪峰总量、洪峰流量、峰现时间预报;

4) 提供洪水预报窗口, 列出预报单元选择、参数设置;

5) 洪水预报方案与洪水调度方案联合运用。

2.2.5 洪水调度及水务计算子系统功能模块

主要功能在中心站, 具有以下功能:

1) 实时洪水调度演算;

2) 按水位控制、泄量控制、调度原則控制、预报预泄调度、指令调度、进行调洪演算;

3) 提供洪水调度人机界面窗口, 输入初泄流量, 调度初始条件和约束条件确定泄流过程;

4) 实现三个水电厂的水务自动计算功能。

水务自动计算软件采用完全动态配置计算的方法 (可组态的设计理念) , 方便后期水务计算功能的扩展和调整, 以适应变化了的情况。水务计算主要内容包括:

1) 出入库平衡计算框架模型:这是整个水务计算的主流程框架函数, 所有的计算都要在这个框架中实现。能支持:

(1) 单库计算;

(2) 梯级关联计算;

(3) 时段计算模式。

2) 发电流量计算:提供多种发电流量计算函数, 包括:

(1) 根据负荷插值计算平均发电流量;

(2) 根据负荷用公式计算平均发电流量。

3) 泄洪流量计算:提供多种泄流计算方法, 包括:

(1) 开度插值计算平均泄洪流量;

(2) 利用公式计算平均泄洪流量。

4) 短期优化发电调度

(1) 短期优化发电调度的优化模型传统上分为发电量最大模型、调峰电量最大模型、耗水量最小模型等, 但后期随着厂网分家和竞价上网体制的规划, 则又引申出了发电收入最大模型;

(2) 短期以电定水调度:给定各个电站负荷在运算中实现厂内机组负荷分配, 输出的计算结果包括水库的水位过程、出库过程, 优化目标为优化期内耗水量最小;

(3) 短期以水定电调度:指根据当前水库利益 (如防洪、灌溉、航运) 、水情及短期水情预报、电网要求 (电网给出的负荷及调峰出力) 、水电厂实际情况制定水库发电计划。

3 结论

水电站建成后重要的是根据设计规定的运行方式, 做好科学调度。一是要确保电站的运行安全, 安全渡汛, 即是防洪调度;二是要减少弃水, 尽可能利用水资源, 以满足最大的经效益, 即是效益调度。要达到有预见性的科学调度, 做好洪水预报调度工作十分关键。有了洪水预报, 可以在有效的预见期内掌握上游暴雨洪水规模, 做到心中有数, 科学决策。小规模洪水可以拦蓄发电, 超规模的洪水可在洪水到来之前, 将梯级水量适时腾空提高梯级的抗洪能力, 增加防洪调度的预见性和主动性。

水情自动测报系统属非工程防洪、发电调度措施, 它投入小, 收效大, 带来巨大的经济效益和社会效益。

摘要：建立梯级水电站水情水调自动化遥测系统, 对流域遥测站的雨情、水情进行自动采集和处理, 以确保电站的安全运行, 安全渡汛, 实现防洪调度;减少弃水, 尽可能利用水资源, 以满足最大的经效益, 实现效益调度。

关键词：水电站,水情水调,遥测,GPRS,VPN

参考文献

[1]吴迎新, 伍永刚.水电站群调系统的易扩展性和通用性设计.华中电力, 2002.

[2]王建军, 丁杰.基于合作博弈的水库群联合调度效益分配机制研究.北京:中国电力出版社, 2009.

水情自动化 篇10

水情自动测报系统(以下简称“水情系统”)是集通信、遥测和计算机技术于一体,用于水情数据自动采集、传输、处理和预报的自动测报系统,可以最大限度地减少洪涝灾害损失以及进行优化调度,提高水资源利用率[1]。水情系统一般由遥测站、遥测通信网、中心站3部分组成,遥测通信网是连接遥测站和中心站的数据传输通道,是整个水情自动测报系统安全、稳定、可靠运行的基础。水情遥测通信网的设计需要根据系统需求、运行环境和水情通信特点,在中心站和遥测站之间建立稳定可靠、经济合理的数据传输通道,构建水情数据的双向传输遥测网。

1水情通信网分析

对于水情遥测通信网,影响通信质量的因素包括信道、通信规约和工作体制,其中信道是指为信息传输提供的信号通道,通信规约是指通信双方必须共同遵守的约定,主要是数据传输协议。

1.1遥测网常用的信道

水情系统 常用的信 道包括超 短波(Very HighFrequency,VHF)、GPRS/CDMA、公共交换电话网络(Public Switch Telephone Network,PSTN)、卫星等。

1)超短波通信方式。超短波是水情系统中应用最早、最成熟的传输信道,采用地面视距通信,适用于平原和丘陵地带。VHF通信网具有可用于恶劣环境、传输实时性好、信号稳定、设备简单、易于实现、为专用信道且无通信费等优点,但其功耗大,存在同频干扰,在距离长、站点多、多高山阻挡的情况下,需建中继站接力转发[2],从而导致建设成本增加,可靠性降低,且维修与维护困难。

2)GPRS/CDMA通信方式。GPRS/CDMA是公网无线数据传输通信,具有覆盖面广、稳定可靠、网络功能强、通信费用低、不受地域限制等优点,同时其设备体积小、功耗低,可安装在室内,没有引雷部件,因此在SCADA系统中得到广泛应用。GPRS/CDMA按流量计费,非常适合于数据传输频繁、突发性强、单次流量不大的数据业务,移动公网覆盖即可使用,组网快,传输质量高且距离远,无建网和维护成本。

3)PSTN通信方式。PSTN具有设备 简单、可靠性高、组网灵活、设备成本低、维护方便等特点,但按话务计费,资费高,同时电话线路可能构成引雷装置,通用Modem功耗大。

4)卫星通信方式。卫星通信具有传输距离远、信号稳定、组网机动灵活、不受地理条件限制、通信资费与通信距离无关等特点,但设备价格及通信资费高、功耗大。目前遥测系统常见的卫星通信方式为北斗和Inmarsat-C。

1.2遥测网常用的通信协议

1.2.1ALERT 协议

ALERT(Automated Local Evaluation in RealTime)协议源于美国,是南瑞集团公司首先引进的基于单向传输纯自报式工作方式的通信协议,ALERT协议简单,帧结构仅4个字节,是基于VHF而制定的通信规约。ALERT追求低功耗、简练和易于实现,适用于较为单一的小型水情测报系统。但ALERT协议同频干扰会产生碰撞丢包,传输容易误码,传输速率低,通信方式、工作体制及传输数据类型较为单一,仅适用VHF信道和自报式工作体制等。

1.2.2NARI/SP 协议

NARI/SP协议是南 瑞集团公 司为适应 通信技术的发展和大型水情测报系统的建设需要,基于ACS系列数据 采集器研 发的远程 传输标准 协议[3]。该协议适用于窄带低速传输信道,包括PSTN、VHF、GSM/SMS、GPRS/CDMA、Inmarsat-C、北斗等,NARI/SP有SPC、SPS 2个子协议。

SPC是一种自动跟踪中心站传输协议参数(如传输密码开关、检纠错协议开关、路由协议开关等)的完全协议,传输的数据类型为单精度浮点数。SPC用于VHF信道时,路由协议打开,信号将沿路由表规定的路由传输,因此可方便地构成网状网络,网内数据可以到达任意一个指定的地址,而不像传统的星形网络,数据只能传向中心站。SPC的路由节点数为15个,该路由表可在遥测站现场设置,也可在中心站设置,更改方便。如果使用南瑞集团公司提供的无线调制解调器[4](ACS-RFMO),利用SPC还可实现中心站 / 分中心站中继功能,即网内数据抵达中心站 / 分中心站后,数据会被自动拷贝一份送给中心站计算机,然后该数据继续沿路由表规定的路径向下传输。整个过程无需中心站计算机介入,从而使VHF组网方式更为灵活。

SPC协议采用载波侦听和冲突避让技术,大大降低了碰撞丢包的概率。带路由信息传输实现了VHF信道单频组网[5],提高了无线频率的使用效率。SPC协议全面支持双向双信道热备份,也支持1路单向、1路双向的非对称双向信道,支持自报式和应答式工作体制。

SPC为SCADA系统的命令空间和数据空间预留了足够的空间,为系统的扩展提供了很大便利。同时, SPC还是一种自动变长度协议,可减少协议中不必要的冗余量,在质量较差的信道中,可以为信号传输达到一定的畅通率提供保证。

SPS是针对Inmarsat-C等有严格的数据包长度控制,且以传输字节数收费的公用信道专门设计的SPC协议的简化版,数据类型为整型数。它以最短的编码容纳最多的信息,适用于数据包小、运行按字节收费的信道传输。

针对卫星信道的延时可能造成的信息中心数据排序困难,在卫星信道数据传输中增加绝对时标,保证中心站数据正确有效。同时具有群呼和组呼功能,可以方便、灵活地实现对遥测站的远程控制。

1.2.3 水文监测数据通信规约与水资源监测数据传输规约

长期以来,国内厂商在水情测报通信规约方面各自为政,各自研发适合自身产品的通信协议,因而不同厂商建成的系统互不兼容,存在“信息孤岛”问题,导致设备维修、更换及日后的系统升级困难。为了规范水文监测和水资源监测系统建设,形成科学合理、相互兼容、资源共享的信息管理系统,国家水利水资源相关部门组织编制了水文监测数据通信规约[6]和水资源监测数据传输规约[7],要求水利系统在建的水情测报系统必须采用该通信协议,保证系统建设的标准化和规范化。

1.3常见的工作体制

1)自报式。自报式是指遥测站报信不受中心站控制,自主地向中心站上报数据。自报式工作体制一般过程为:事件(如定时或水情超阈值触发)唤醒遥测系统后,自动测量、处理以及向中心站上报数据。遥测站设置为自报式时,通信终端平时是关闭的,只有向中心报告时才自动打开,发完数据后返回掉电状态,因此自报式遥测站功耗很低。自报式具有结构简单、实时性好、信道占用时间短、功耗低、费用少等特点。

2)应答式。应答式是指遥测站不主动上报数据,只有接收到中心站召测命令时才会发往中心站。应答式分为随时应答和定时应答,前者可随时接收中心站的指令并作出响应,此方式通信终端必须时刻保持接收状态,一直监听信道的情况,检查是否有召测指令,功耗大,通信规约复杂,只适用通信终端守候功耗不大且电源供给与补充方便的情况下使用。后者是在指定时段自动开机等待中心站指令,超出时段未接收到指令自动关机,适用于遥测站因条件限制,必须使用某些大功耗的信道(如VHF、卫星信道)的情况。应答式完全由中心站控制,有问必答,无问不答,不会产生通道抢占和数据碰撞,但实时性差,功耗高,通信协议复杂。

3)自报应答兼容式。自报应答兼容式是自报、应答工作体制的结合。自报应答兼容式一般工作过程为:平时自动测量、自动处理数据,自动向中心上报,同时通信终端处于接收状态,等候中心站召测指令。因此,这种通信方式既可实时自报,又可进行查询,实时性和可控性好,但功耗最高,通信协议复杂。

2遥测通信网设计

2.1通信网设计原则

水情遥测通信网长期运行在野外无人值守环境中,现场条件复杂,设计时应遵循以下原则。

1)可靠性。可靠性是系统的生命,为保障中心站稳定可靠地获取遥测数据,通信网必须具备高可靠性,具有较强的抗干扰和防雷能力。必要时,信道可采用冗余保护。

2)实用性。信道选择需契合系统需求和地理环境,在分析论证的基础上,因地制宜地确定通信方式,构建经济实用的通信网络。

3)经济性。权衡性能、投资、效益等因素,信道和通信终端的选择不仅要契合遥测系统环境,还应进行低成本规划,综合考虑建设和运行成本,降低通信整体费用。

4)低功耗。低功耗是水情自动测报系统的重要指标之一,通信功耗是遥测站中的最大功耗,低功耗不仅可以降低电源配置和建设成本,还可以减少遥测站的热耗,提高系统的稳定性和可靠性。

2.2遥测网运行环境及特点

2.2.1遥测网运行环境

由于水情测报系统遥测站大多数建在人烟稀少的荒山野岭、河流上游、湖泊边缘等,站点分散,环境恶劣,交通不便,设备维修和维护困难,要求系统可靠耐用;部分站点无公共通信网可使用,现场一般也不具备线供电源;多有高山阻隔,限制VHF通道使用;山区多雷区,设备易受雷电的破坏。

2.2.2遥测网特点

水情遥测网信息报送报文短、信息种类少,通信具有实时、随机、频繁等特点。传送的大多是测值信息,没有控制指令,因此对通信的容错能力要求不是很高。通信网的遥测端长期运行于无人值守的环境,一般为蓄电池供电加太阳能浮充,需进行低功耗设计。

2.3通信方式和规约的匹配

信道是传输信号的媒质,是构成通信网的基本部分。科学地选择信道,使信号有效、可靠地传输,是通信设计的重点之一。

1)VHF信道受地形限制,不适用于高山地貌和一马平川的大型流域,因为在此环境传输需要的中继站级数过多,将影响系统的可靠性及经济性。但其适合处于丘陵地带的中小系统的数据传输。必要时,可在重点中继站(如入口中继站)配置双中继热备份。由于VHF电台功耗大,VHF组网宜采用自报式,既可单频组网也可多频组网。VHF信道如果采用ACS-RFMO +低静态功耗电台,可采用自报与应答兼容工作方式和SPC协议,但应以自报式为主。

2)GPRS/CDMA按流量计费的特点契合水情测报系统短报文、稀路由的数据传输,是水情遥测网最佳的信道,只要有信号覆盖,即可作为各种规模水情遥测网 的主辅信 道。GPRS/CDMA终端功耗 较低,可采用自报式或自报应答兼容式2种工作模式和SPC协议。自报应答兼容式电源控制可采用“永远在线”和“睡眠”2种工作模式,前者可持续供电,定时向中心发送“心跳包”,保持终端在线,可随时自报和应答;后者平时处于睡眠状态,被召测时,遥测终端首先被中心站振铃唤醒,并向中心站发送遥测站IP地址,中心站依据IP地址向遥测站发送召测命令。因此,GPRS/CDMA采用“永远在线”模式相对简单,但功耗大,运行费用高。GPRS/CDMA采用振铃唤醒方式功耗低,但运行程序相对复杂。

3)PSTN通信收费模式决定了该信道不适合作为遥测系统中的自报式工作信道,仅适合于批量的遥测数据传输和紧急情况下作为冗余信道的遥测数据召测,宜采用SPC协议。

4)卫星通信方式建设和运行费用高,应尽量避免使用该信道。但卫星通信特点决定了该信道特别适合作为高山峡谷、荒漠边陲及国际河流的水情传输,适合作为大型水情遥测系统的备用信道,也适合中小型系统中无其他可靠信道可使用、但必需建站的少数站点使用。卫星信道宜采用自报式 + 定时接收,Inmarsat-C采用SPS协议,北斗卫星宜采用SPC协议。为了解决卫星传输延时引发中心站数据混乱,遥测数据需要带时标传输,因此卫星遥测站需具有校时功能,定时接收校时指令。

2.4通信网设计

水情测报系统信道选择需根据系统需要及规模、自然环境、信道特点、建设运行费用、运行维护等因素,统筹考虑确定。

1)对于流域面积较小、防洪任务轻、调度不频繁的中小型水情系统,若移动公网覆盖整个流域,采用GPRS/CDMA信道组网时系统设计、建设、维护均较为简单,可大幅度节省投资。若移动公网无法全流域覆盖,VHF是可选的最佳信道,只要中继不超过3级,遥测站与中继站的比例不高于6:1,VHF组网即可覆盖全部站点,规约可采用ALERT协议。

2)对于流域面积较大的大中型水情系统,或防洪任务重、调度频繁的中小型水利枢纽以及重点监测的水文站点,可采用VHF+GPRS/CDMA双信道热备份方式组网,以VHF为主信道,GPRS/CDMA为备用信道,当主信道出现故障时,自动切换到备用信道;主信道恢复正常时,即返回主信道。若流域地处高山峡谷,为避免VHF中继传输级数过多的缺陷,可采用GPRS/CDMA+PSTN方式组网,以GPRS/CDMA为主信道,PSTN为备用信道。而对于流域内人烟稀少,没有GPRS/CDMA网络覆盖的情况,宜采用VHF+ 卫星信道组网,以VHF为主信道,卫星通信为备用信道,卫星通信以北斗卫星和Inmarsat-C为佳。考虑到系统的经济性及维护的方便性,除非特殊情况,一般一套水情遥测系统信道不宜超过3种。

3)对于人口密集的城市防汛或经济发达地区的流域防汛的水情系统,可采用GPRS+CDMA双信道互为备份的方式组网,利用不同移动供应商的差异服务实现备份。主信道可采用“永远在线”或“睡眠”工作模式,备用信道宜采用“睡眠”工作模式。

4)对于大型、复杂、梯级调度的多中心的水情自动测报系统,若单一信道组网难度很大,可采用混合组网模式,有移动信号覆盖的站点可采用GPRS/CDMA,就近的站点可采用VHF,距离远的站点采用卫星或PSTN,中心站与分中心站和分中心站之间采用光纤或VSAT信道建立传输数据网络,为了提高系统通信的可靠性和畅通率,可采用双信道互为备份方式,一般可采用VHF+GPRS/CDMA、GPRS/CDMA+PSTN、VHF+ 卫星或GPRS/CDMA+ 卫星方式组网,卫星为北斗卫星或Inmarsat-C。

3结语

巍巍扣林山 悠悠鱼水情 篇11

硝烟散尽情更长

亲爱的战友们：

根据中华人民共和国《兵役法》规定，你们即将退出现役。今天我们重走巡逻路，来到界碑旁，举行庄重的向界碑告别仪式。离开部队以后，请不要忘记你们曾是中国人民解放军中的一员，曾是一名光荣的边防兵。不要忘记扣林山这片热土，不要忘记红色堡垒三连，祖国不会忘记你们，人民不会忘记你们，历史更不会忘记你们。希望你们在以后的人生道路中退伍不褪色，永葆军人本色，为祖国战斗，为人民戍边，为家乡奉献，创造出更加辉煌的业绩。

2013年11月16日下午，指导员袁焕江带领退伍老兵来到238号界碑，向界碑告别，向祖国宣誓。当官兵们满含深情唱响《祖国不会忘记》这首歌时，当大家再次回想“为祖国战斗，为人民戍边”的扣林魂时，上午在麻栗坡猛硐乡烈士陵园里，86岁高龄的拥军模范张翠黄那番肺腑之言就像涓涓溪流在官兵的心中流淌。

张翠黄老人曾50多次冒着枪林弹雨给当年边境作战期间阵地上的官兵们送卷粉和豆腐，也曾三次冒着生命危险爬上老山主峰为战士们送饭，她先后六次走进麻栗坡烈士陵园去看望那些曾经鲜活的生命。每一次驻足她都是老泪纵横，永远定格在她记忆中的官兵们尽管连名字都没能留下，但她却牢牢记住了他们是为边疆人民的幸福和安宁付出了生命的代价。

猛硐乡烈士陵园里只有25座墓碑，但却有10座无名烈士墓。每座墓碑前都摆放着官兵们点燃的香烟、斟满的酒杯和带着露水的野花。张翠黄老人对即将返乡的老兵们说：“你们就要回到家乡，见到自己的亲人了，他们却永远留在了这里。他们和你们都是为了我们边疆的人民，我们能为你们做点事情都是应该的，因为这是我们的家乡，你们把我们当成了亲人，我们也就把你们当成了家人……”

老人亲手拔去墓上长出的杂草，亲自打扫枯枝落叶，眼神里的悲伤和滑落的泪水，都在诉说着她对那些逝去的生命的思念与牵挂。她记得一位脚受伤的排长，在第二次出征后就再也没能回来。她说那些官兵们在她家里休息中转时，她把洗脚水都烧开了，但他们却来不及洗就上了前线。

32年过去了，她把驻地每一个单位的官兵们都当成自己的孩子，至今每年她还要为五个单位送柴、送肉。张翠黄老人那份拥军情没有变，官兵们对老人家的爱也没有变。

通往烈士陵园的台阶，留下了张翠黄老人那双绣花鞋踩出的足印，老人花白的头发，慈爱的眼神，都留在了官兵们的记忆中。扣林山主峰高耸在老人的心中，也矗立在官兵们的心中，因为扣林山主峰上有官兵们血染的风采。当年，他们唱着《再见吧！妈妈》走上战场，今天，扣林山有一位老妈妈一直与他们相伴了32个春夏秋冬。扣林山美，扣林情长，扣林山上有一片太阳花装点着战士的家。

把爱献给祖国的明天

苗族连长石俊是贵州人，当兵来到云南文山苗乡，还没有当爹的他，却“有了”三个娃娃——罗廷英、杨美和吴志梅，她们都是上扣林村的苗家孩子。从未走出大山的孩子们甚至连麻栗坡县城都没有去过，但她们的愿望却不是花季少女希望拥有礼物或者出去玩儿，而是希望自己的爸爸妈妈健康和快乐。当孩子们说出自己的心愿时，连长的眼睛泛红了。

三年来，指导员袁焕江为了这些娃娃能走出大山，他和连长拿出有限的经费资助这些孩子们，陪伴着她们，呵护着她们。当孩子们偎依在他们怀里的时候，他们身上散发出来的不只是军人的威武，还有兄长的宽厚，更有父母般的疼爱。

来到猛硐村中心学校，石连长给150名学生每人都买了一支笔、一个本，还给学校买了乒乓球拍和五子棋。老山连队的指导员格茸七林和扣林山连长石俊商量，孩子们需要走出大山，但更要让孩子们从扣林山走上老山，因为这两座山不仅仅是高山，更是精神高地。

藏族指导员格茸七林是从迪庆高原走上老山主峰的，苗族连长石俊则是从贵州松桃苗族自治县走出来的，他们成长经历不同，但相同的是，他们都毕业于昆明陆军学院，“没有克服不了的困难，没有完成不了的任务，没有战胜不了的敌人”是他们共同的座右铭。走出大山需要的不仅是勇气，更需要视野，所以，他们为孩子们打开一扇了解外面世界的窗口，这扇窗改变的是山里孩子们的命运。

当孩子们偎依在身旁的时刻，格茸七林唱了一首思念家乡的藏歌《思乡情》，家乡的小路弯弯，却不能常常走……望着孩子们走过的泥泞的山路和见到官兵后脸上满足的笑容，记者心中感慨万千，因为官兵“视驻地为故乡，把百姓当亲人”的坚守情，因为孩子们那份期待明天更美好的执着，更因为官兵与孩子们那种浓浓的亲情。带着这份爱，他们把雨雾中的扣林山都变得温暖了，雾气中的小山村也显得格外迷人。

忠诚守堡垒

在连队防区内居住的杨有福老人曾是支前民兵中队长，连里为老人一家接上了电，可老人一家却舍不得开灯，尽管电费是连里负责，他们感念官兵们的好意，非常珍惜他们送来的光明。在离老人家不远处的猫耳洞书有“守边关甜中有苦苦中有甜，保边疆圆中有缺缺中有圆”、横批为“乐在其中”的对联，记者感受到边防军人扎根边防无私奉献的大爱情怀。

支前民兵指导员王正明在边境作战期间为官兵们带路炸断了左腿，连长石俊带着卫生员来到已经66岁的王正明老人家里，老人的假肢在崎岖的山路上行走，已经磨得有些破损，但老人却毫无怨言。他说当年的侦察参谋牺牲了，他失去了一条腿又算什么呢？官兵们耳濡目染的都是这些驻地群众的默默无闻、朴实无华，尽管现在是和平时期，但扛枪是为了谁、依靠谁，却已经在不知不觉之中有了明晰的答案。

上等兵杨清华也曾因为母亲病逝而消沉过，因为那时他才来到部队23天。驻地是家乡，连队就是一个家。杨清华的父亲被接到了连里做客。他渐渐明白一个道理，那就是自己做出成绩是对母亲在天之灵的最大安慰，也是回报母亲养育之恩的最好的方式。他走出心理阴影，也走进了先进的行列，他知道自己并不是孤独的行者，而是与战友并肩战斗与成长。

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这个家里还有一位享有“文山第一包”美誉的大厨——四级军士长刘光荣。回想14年前参军入伍时，他认为当兵就是为打仗，但在一次拉练时，因为阴雨绵绵，炊事班保障不到位，官兵们吃了夹生饭上路，使下午的行军变得更加艰难。这让刘光荣明白，锅碗瓢盆也是战斗力生成的保障，自此，他就与炊事班结缘。他的面点做得精致，饭菜做得可口，让连队这个家里有了“妈妈的味道”。

上士杨云贵当兵八年都在养殖班，是什么样的动力让他对这份工作如此热爱？每当战友们问起时，他指着身边的军犬说：“是它给了我精神动力。”杨云贵刚来连队时参加巡逻，大家穿梭在茂密的热带丛林中，新兵累得迈不开步子，杨云贵也从心里打起退堂鼓，突然他发现地上有点点血迹，顺势望过去，原来是军犬的一只脚被划开了口子渗出的血，但它却还是走在队伍的最前面。这时杨云贵便下定决心，要照顾好这些无言的战友。

下士张洋洋用自己的画装点这个家，上等兵赵林军用实际行动交上一份合格的军事训练答卷，而全连则为沈东林献出了一份爱心——在他母亲病重时，全连捐款5198元。没有人会在这个尽管随时都可能被泥石流滑坡吞噬的连队里愁眉苦脸，也没有人会在这个路况奇差的连队里唉声叹气，相反，看不到人头攒动的小小连队里却蕴含着温暖、温情和温馨。

扣林山上的太阳花很珍贵，但是，像太阳花一样珍贵的还有官兵们的笑脸，因为常年大雾弥漫的扣林山上驻扎着这样一群朝气蓬勃的兵。他们像当年边境作战期间的兵一样，有着自己的坚守，也有着与驻地群众深厚的鱼水情谊。铁打的营盘流水的兵，流不走的是军营男子汉们的忠诚与血性。又到老兵退伍时，四川籍上等兵杨春代表退伍老兵发言时说：

光阴似箭，时光转眼而逝。刚刚熟悉的目光又要陌生；刚刚听到的声音又要远去；刚刚握紧的双手又不得不松开。军营生活好似一朵浪花，在灿烂夺目后，又要回归大海。明天我们就要离开部队，离开我们用青春守卫的扣林山，穿着没有领花、肩章的衣服，融入茫茫人海之中，平凡得如同一颗沙粒，此时此刻我才明白，拥有不知珍惜，失去才懂得珍贵的感言。火热的军营磨砺了我们，使我们的思想一步步走向成熟，成为一名合格的边防战士。尽管我们又要适应一个崭新的环境，但不变的是部队铸就的刚毅和坚强，不变的是永不服输、勇往直前的骄傲和勇气。

军营是出精神的地方，军人是有血性的人群。扣林山曾经血雨腥风，但是，今日之扣林却是锻造钢铁战士的大熔炉，更是见证官兵与驻地群众鱼水情深的地方。“为祖国战斗，为人民戍边”的扣林魂代代相传，因为血染的风采见证血胆忠诚，盛开的太阳花见证扣林山有一个美丽的家园，这个家是官兵们的连队，连队是他们永远的家，驻地是他们永远的故乡。

水情自动化 篇12

实践教学是高等教育人才培养的重要途径, 实验室及实验教学对培养有创新意识、创新能力的高素质人才具有极其重要的作用。水情自动测报实验室作为华北电力大学水电学科教学实验中心的一部分, 既是教学基地也是科研场所, 可以培养学生分析问题、解决问题和创新思维的能力, 是培养高质量的本科生及硕士生、博士生的必要条件, 促进华北电力大学水电学科的发展。下面, 笔者结合教学和实验室建设的经验, 就建设水情自动测报实验室及其教学应用略述己见, 以起到抛砖引玉的作用。

一、实验室建设指导思想及规划历程

水电学科是华北电力大学的新建学科, 目前开设了水利水电工程专业和水文水资源工程两个本科专业。本学科遵循“新模式、高起点、高标准、高速度”的发展目标与战略, 成立了水电能源与工程研究中心, 归属可再生能源学院。针对水电学科软硬件环境较为薄弱的实际情况, 学校近几年投入大量资金来建设水电学科实验室。按照学科规划, 水电学科实验室一直本着“高起点、高水平、高利用率”的原则进行建设可再生能源学院学科, 将逐步建设12个教学实验室, 建成有华电自身特点与优势的水电专业特色, 整体达到国内先进水平。

20世纪80年代初, 我校曾开设水工结构工程和农田水利工程两个本科专业, 并拥有农田水利工程专业硕士学位授予权, 而后由于历史原因和学校变迁, 水利专业停办。2004年, 我校恢复水利学科, 后经国务院学位委员会批准, 先后获得水文学及水资源专业二级学科和水利工程一级学科硕士学位授予权。在实验室建设方面, 已先后建立了“河流与水工模拟实验中心”、“水力学实验室”等。但是由于水利学科是新建学科, 上述实验室还不能完全满足我校水电学科两个专业的实验教学要求, 无法保证学生的实验示教。另外, 在2013版的水文水资源工程专业本科生教育教学培养方案中, 显著加强了实践和创新能力的培养。基于此, 结合水文与水资源工程专业的6门核心专业基础课和专业课的课程实验需求, 在2011年, 我校从中央财政“修购专款”项目划拨经费, 购置了仪器设备, 用于专门的水情自动测报与水安全实验室建设。

二、实验室建设实践

水情自动测报系统由GPRS RTU实验平台、现场传感器、中心控制站、远程传输单元、采集存贮单元、遥测终端、遥测端太阳能供电、交流避雷器附属实验装置、水文信号综合显示仪、水下无线传输转换器、水位雨量数据采集仪及水文自动监测终端机等实验装置组成, 搭建了水情数据的采集、传输和显示系统平台。可以把校内人工河、雁翅水文站和校内气象站的实时数据传输到室内和在人工河旁的液晶演示屏, 并依次显示校内人工河、雁翅水文站和校内气象站的水情和气象数据。

1. 系统设计。

水雨情的数据信息主要包括降雨、水位、流量、气象要素 (温度、湿度、风力等) 信息。观测场地有校外水文站 (降雨、水位、流量观测) 、校内人工河 (水位、流量观测) 和三食堂楼顶 (气象观测) 三处。人工河附近安装了多媒体电子展示屏, 使过往师生能够直接感受到丰富的实时水文信息和水文科普知识, 形成了一套集成度高、便于管理的完整的校园水文信息采集科普园。

2. 系统组成。

水情自动测报系统由信息采集系统、信息传输系统、软件系统和显示系统四部分组成: (1) 信息采集系统。水雨情信息由太阳能电池配合蓄电池供电, 观测和采集设备转换成电子信号保存, 并传输到实验室和显示系统。 (2) 信息传输系统。现场数据采集系统记录下来的现场数据, 先上传至中转站, 再上传到实验室服务器。短距离传输采用有线的方式, 长距离传输采用ZIGBEE或者GPRS方式。 (3) 软件系统。软件系统包括水雨情和气象信息的收集、传输、示、保存及查询。 (4) 显示系统。显示系统由两部分组成:LED屏和电脑终端, 同时显示实时信息。结构布置详见图1。

3. 系统功能。

水情自动测报系统完成的功能: (1) 校外水文站现场采集实时数据并传输到校内实验室和人工河旁的LED显示屏。 (2) 校内人工河水位、流量数据的现场采集, 并传输到实验室服务器、终端和室外LED屏并显示。 (3) 校内三食堂楼顶室外气象观测场的数据采集、传输及室内外显示。 (4) 校内主楼B座四层、七层实验室间数据的传输及显示。水情自动测报系统运用当今最先进的水文信息采集技术, 将雨量、降雪量、水位、流量等信息实现自动采集;采用先进的通信技术使数据集成到实验室中心;采用先进的展示技术, 使水文信息在实验室中心计算机上实现自由查询, 并且在校园内的多媒体展示屏上实时更新信息。

三、实验室教学科研应用及改革

水情自动测报及水安全分析实验室建设完成后, 基本满足《水文测验学》、《水文信息采集与处理》、《水电站水库调度及其自动化系统》等本科专业课程的相关实验要求及其他相关硕士研究生的实验教学任务。先后开设了“水情数据自动测报系统演示实验”、“水文气象数据遥测及信息处理演示实验”等具体实验项目, 并支撑了2项国家自然科学基金项目和2项横向课题的顺利开展, 形成以科研支持和带动教学。此外, 依托实验室内仪器、自动化观测系统和相关软件, 在教师的指导下, 积极引导学生开展大学生创新创业训练计划项目, 先后开展了小流量低流速河道的流量测验新方法———电波流速仪流量测验系数率定、基于虚拟信息传输系统、软件系统和显示系统四部分组成: (1) 信息采集系统。水雨情信息由太阳能电池配合蓄电池供电, 观测和采集设备转换成电子信号保存, 并传输到实验室和显示系统。 (2) 信息传输系统。现场数据采集系统记录下来的现场数据, 先上传至中转站, 再上传到实验室服务器。短距离传输采用有线的方式, 长距离传输采用ZIGBEE或者GPRS方式。 (3) 软件系统。软件系统包括水雨情和气象信息的收集、传输、示、保存及查询。 (4) 显示系统。显示系统由两部分组成:LED屏和电脑终端, 同时显示实时信息。结构布置详见图1。现实的流域电子沙盘设计等。对于发挥学生的创新思维, 提高学生动手能力以及分析解决问题能力, 非常有效, 并培养了学生的科研意识和能力, 为后续的硕士和博士研究生创新能力培养奠定了良好的基础。在未来的实验教学改革中, 将着重培养学生的工程实践能力和创新精神, 在教师和实验人员的指导下, 自行设计实验路线来开展实验, 组织实施完成创新训练项目。

四、结语

通过水情自动测报及水安全分析实验室的建设, 合理调配, 营造一个全方位、多功能、生动、开放的观摩、实验实习环境, 为水利水电工程和水文学及水资源工程专业提供水情自动测报方面的直观印象、实时数据和研究手段, 加深对水资源的理解, 逐步培养学生良好的创新思维、实践能力和严谨的科学态度。同时, 也注重引导学生将实验中所获得的感性认识与所学理论知识进行关联, 形成以科研支持教学、带动教学、构建科学的教学体系。

参考文献

[1]赵敏, 福聂丽, 等.实验室是应用型人才培养的重要基地[J].大学教育, 2013, (7) :70-71.

[2]刘贤娟.水文测验实习教学的实践与探索[J].运城学院学报, 2003, 21 (5) :91-93.

[3]水文水资源工程和水利水电工程专业人才培养方案[Z].华北电力大学, 2013.