水情信息處理的自動化技術(shù)分析

內(nèi)江水文水資源勘測局長寧水文站

摘要：我國幅員遼闊，南北氣候相差很大，地質(zhì)條件復(fù)雜，水源的分布差別也很大，有的地方干旱少雨，有的地方洪澇災(zāi)害嚴重，因此，我國對水利建設(shè)一直都非常重視，尤其是近幾年，經(jīng)濟的發(fā)展，水利工程建設(shè)也飛速的發(fā)展起來。在水利工程中，水情信息化技術(shù)對于水利信息的管理具有非常重要的作用。本文主要講述了水情信息系統(tǒng)的構(gòu)成以及水情信息系統(tǒng)維護管理，簡單分析水情信息系統(tǒng)的發(fā)展，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：水情信息系統(tǒng)；自動化技術(shù)；分析

一、前 言

我國近年來科技水平的不斷發(fā)展和進步，信息技術(shù)在各行各業(yè)都得到了大力發(fā)展，信息技術(shù)在水利行業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用，促進了該行業(yè)的迅速發(fā)展。水情信息化建設(shè)大大提高了防洪抗旱的能力和水資源的管理水平。

二、水情信息包括的內(nèi)容

水情信息包括：雨量、水位、流量、蒸發(fā)量、含沙量、降雪量、水溫等；目前水情的遙測參量限于雨量、水位。其他參量必要時可通過人工置數(shù)或換算獲得，其原因多出于傳感器方面的限制。水情自動測報系統(tǒng)分三部分，即遙測站點自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中心站數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、終端防洪預(yù)報調(diào)度平臺。

三、水情信息系統(tǒng)的主要構(gòu)成

3.1水情自動測報數(shù)據(jù)、通信及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集有兩部分：雨量傳感器和水位傳感器。一是雨量傳感器采用翻斗式雨量計。它由集水漏斗、翻斗和軸承等機械部分及磁鋼和舌簧管等電器部分組成。二是降水經(jīng)過進水漏斗流入翻斗，當水量達到定值后，引起盛水一端翻斗翻轉(zhuǎn)，并由磁鋼磁吸合（或釋放）舌簧管產(chǎn)生一個電信號。接著由翻斗盛水作下一次計量翻轉(zhuǎn)。三是水位傳感器。水位傳感器的種類很多，目前我國比較常用的是氣泡式水位計。

氣泡式水位計的測量精度比較高，有著免氣瓶，免測井，免維護，抗振動，壽命長等特點，特別適用于流動的水體、大中小型的河流、水庫，水體被嚴重的污染以及腐蝕性比較強的工業(yè)廢水等等。氣泡式水位計的安裝比較簡單，操作比較靈活，維護比較方便，運行比較穩(wěn)定，是遙測系統(tǒng)中的水位監(jiān)測，尤其是對那些水位觀測點沒有辦法建井或者建井的需要投入的資金比較大的地區(qū)是最理想的水位監(jiān)測儀器。

氣泡水位計主要有兩種采集模式：1、定時采集：根據(jù)設(shè)置的間隔時間，每隔一段時間自動進行采集；2、指令控制采集：上位機使用控制指令控制設(shè)備進行采集。

3.2信息發(fā)送系統(tǒng)

由以下幾個主要部件組成：一是單片機測控系統(tǒng)。完成對水情信號的采集、預(yù)處理和發(fā)送功能；二是通信機部分。利用移動公司網(wǎng)絡(luò)，采用短信的形式完成水情信號的接收與發(fā)送功能；三是供電部分（包括太陽能電池和蓄電池組等）。供給各組件電能.

3.3中心站數(shù)據(jù)接收服務(wù)器

服務(wù)器設(shè)在省水利廳，主要完成全省各遙測站水情信息的接收處理，并建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)資源共享。因為現(xiàn)在公用通信網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達，所以把服務(wù)器和網(wǎng)通公司公網(wǎng)對接，利用有線公網(wǎng)和無線GPS實現(xiàn)水情數(shù)據(jù)通信。

3.4洪水預(yù)報調(diào)度

遙測水情數(shù)據(jù)的最終目的是依據(jù)遙測水情信息作出洪水預(yù)報，采集到的水情信息在此進行最后的處理、存儲，從而做出洪水預(yù)報和防洪調(diào)度決策。其具體功能包括：

（1）對實時的數(shù)據(jù)進行接收，加注時間存入水文數(shù)據(jù)庫。

（2）進行水文數(shù)據(jù)操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查、查詢、統(tǒng)計功能。

（3）根據(jù)校準測定好的水文模型對流域內(nèi)的產(chǎn)流和匯流以及洪水演進計算，及時的對預(yù)報成果進行修正，并且及時發(fā)布水文預(yù)報。

（4）根據(jù)水庫泄洪閘的情況來提供優(yōu)化調(diào)度的方案。

（5）進行水文數(shù)據(jù)的報表輸出，實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查、查詢、統(tǒng)計、顯示和打印功能。

四、水情信息系統(tǒng)的維護和管理

在防汛工作中，水情信息自動采集傳輸系統(tǒng)有著很大的優(yōu)勢，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國防汛指揮系統(tǒng)一項非常重要的組成部分。所以，水情信息自動采集傳輸系統(tǒng)平時的維護管理工作在我國水情工作中越發(fā)顯得重要。我們根據(jù)工作的布置進行分工，水情信息系統(tǒng)的日常管理與維護工作一般分為以下三個方面：

4.1基層測站

在基層測站，管理人員要定期的對水位數(shù)值和人工水位進行全面系統(tǒng)的核對比較，如果兩者的水位值之間相差超過規(guī)定范圍的時候，我們通常以人工觀測作為標準，對自動觀測報道設(shè)備的水位數(shù)值進行校正。在下雨的時候嗎，基層測站的維護人員要和委托站的看守員及時聯(lián)系，取得人工觀測雨量的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的日雨量和人工觀測的日雨量的進行核對。如果人工觀測結(jié)果和水情自動信息采集傳輸系統(tǒng)所得的雨量值差別過大超出一定范圍的時候，我們一般是按照維護手冊內(nèi)容，對設(shè)備進行維護檢查，并把檢查的結(jié)果做好記錄。

4.2委托的觀測站

在委托的觀測站中，觀測員的日常工作就是對觀測的場地進行管理，防止閑雜人等進入觀測現(xiàn)場，防止觀測場地的設(shè)備被人為破壞。要保持觀測場地的衛(wèi)生清潔，排除觀測場地的積水。每月的月初都要對戶外的設(shè)備進行維護檢查，對雨量計、承雨器里面的雜物進行清理，太陽能板表面的污垢清理干凈，檢查各線纜之間的連接情況。還要依據(jù)天氣情況，及時做好降雨來臨前后的人工觀測記錄，有儲水瓶的，還要在做好記錄之后及時的把水清除。

4.3水情中心

水情中心主要是建立健全了完整的設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)信息資料檔案。主要有設(shè)備技術(shù)說明書，系統(tǒng)設(shè)計報告，設(shè)備安裝調(diào)式的報告，設(shè)備試驗驗收的報告，設(shè)備運行的報告，設(shè)備運行的記錄，設(shè)備的日常維護與設(shè)備檢修記錄以及設(shè)備的檔案。還要依據(jù)系統(tǒng)實際的情況，建立健全系統(tǒng)的運行管理操作規(guī)范與操作流程。

工作人員要定期的對水情信息自動采集傳輸系統(tǒng)進行檢查，主要檢查的是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，報文存儲系統(tǒng)以及服務(wù)器等這些硬件運行的狀況，主要包括：系統(tǒng)供電、異常數(shù)據(jù)信息、網(wǎng)絡(luò)暢通率等內(nèi)容。對檢查的結(jié)果要嚴格的按照規(guī)矩進行逐筆記錄，如果在比較大的雨水情期間一定要加大檢查頻率。根據(jù)這些記錄，統(tǒng)計出系統(tǒng)的可用率、正確率（與人工報數(shù)據(jù)比測）等，為系統(tǒng)維護和升級提供參考依據(jù)。同時系統(tǒng)管理員定期提交系統(tǒng)運行總結(jié)報告，客觀全面的反映系統(tǒng)一段時間內(nèi)的運行情況。主要包括：（1）系統(tǒng)通信的情況。（2）信息中心的運行與維護情況。（3）自動測報站運行與維護情況。（4）系統(tǒng)升級改造。（5）系統(tǒng)故障與處理情況。（6）數(shù)據(jù)精度的分析。（7）數(shù)據(jù)合理性的分析。（8）系統(tǒng)問題與處理意見。等等通過總結(jié)和分析比較，做到對系統(tǒng)運行狀況及時的掌控，問題與隱患做到及時的發(fā)現(xiàn)及時的解決，來保證系統(tǒng)能夠安全可靠的運行。

五、水情信息系統(tǒng)的發(fā)展方向

隨著衛(wèi)星通信的新發(fā)展，建立自己區(qū)域內(nèi)的氣象衛(wèi)星云圖接收系統(tǒng)，接收中央氣象臺及國外一些氣象中心發(fā)布的氣象資料，并把它納入水情自動測報綜合管理范疇。衛(wèi)星云圖對雨情預(yù)報提供了重要的輔助資料，可以了解氣象（包括雨情）的動態(tài)變化，從而增大洪水預(yù)報的預(yù)見期，對防洪工作非常有利。水利信息化對于建立包括節(jié)水型農(nóng)業(yè)、節(jié)水型工業(yè)在內(nèi)的節(jié)水型社會，推進城市化進程，提高資源共享，促進國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義和長遠的歷史意義。水利信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施是一個全國性的網(wǎng)絡(luò)工程，其關(guān)鍵技術(shù)有：遠程自動化控制、數(shù)值模擬、GIS和遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通訊和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能管理等等。

六、結(jié)束語

綜上所述，隨著科技水平不斷的發(fā)展，我國的水情信息系統(tǒng)也會變得越來越科學(xué)，信息技術(shù)在水利行業(yè)必將發(fā)揮更大的作用，大大提高了我國防洪抗?jié)车乃剑Ｕ狭巳藗兩敭a(chǎn)的安全。

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