通信方式在水情自動測報系統(tǒng)中的選擇

徐嘯天

摘 要：水情自動測報系統(tǒng)通信方式的選擇，對于系統(tǒng)的建設(shè)和維護具有重要的影響，此外，合理的選擇水情自動測報系統(tǒng)的通信方式能夠提高該系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，本文對當前我國的水情自動測報系統(tǒng)中的常用通信方式進行了簡單的介紹，并對各種通信方式的優(yōu)缺點和使用環(huán)境進行了簡單的說明，對于我國今后水情自動測報系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：水情自動測報系統(tǒng);通信方式;分析和應(yīng)用

水情自動測報系統(tǒng)是集合了通信和計算機等先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代水文處理系統(tǒng)，能夠?qū)⑺臄?shù)據(jù)經(jīng)過自動的采集和傳輸?shù)炔襟E對水災(zāi)進行預(yù)防。我國是一個遭受水災(zāi)較為嚴重的地區(qū)，為了能夠更好的保護國家和人民的財產(chǎn)，我國在上世紀70年代就開始建設(shè)水情自動測報系統(tǒng)，同時為了保證該系統(tǒng)的準確度，提高洪水的預(yù)見日期，從而為防汛工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，我國不斷加大對水情自動測報系統(tǒng)的研究。

一、常用的通信方式介紹

1.短波通信

所謂的短波，指的是波長在10到100nm之間的波長，這一波長段的波頻率為3MHz到30MHz。短波通信包括兩種傳輸方式，分別是電離層反射和地面?zhèn)鞑ィ渲械牡夭▊鞑ピ趥鞑サ倪^程中，隨著距離的增加無線波逐漸衰減，因此，只能適用于短距離的通信，且中間的障礙物較少。而對于水情自動測報系統(tǒng)來說，其一般需要進行較長距離的傳播，且在傳輸?shù)倪^程中需要跨越復(fù)雜的地形，因此，在水情自動測報系統(tǒng)中，一般選擇的是天波模式。

短波通信的優(yōu)點：第一，對于短波來說，其工作頻率較高，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的無線通信;第二，該系統(tǒng)的組網(wǎng)較為簡單，且短波在傳輸?shù)倪^程中不需要中繼站，而是通過短波電離層對短波進行反射;第三，該系統(tǒng)的運行不需要建設(shè)專門的鐵塔等設(shè)備，因此，在建設(shè)過程中的成本較低，且在運行時不易遭到雷擊等自然災(zāi)害的損壞。上述是短波通信的優(yōu)點，其缺點也非常明顯：首先，短波在進行傳輸時，需要對工作頻率進行預(yù)測，如果不能選擇合適的短波，很容易造成通信無法實現(xiàn)，然后，針對不同的季節(jié)和每天中的不同時間，電離層的高度和電特性都會發(fā)生相應(yīng)的改變，因此，需要對一天中的工作頻率進行相應(yīng)的調(diào)整，才能保證系統(tǒng)的正常工作。

2.超短波通信

超短波指的是波長在1到10nm范圍內(nèi)的無線波，這種波的頻率在30MHz到300MHz，由于其工作的優(yōu)點，目前是在水情自動測報系統(tǒng)中運用最為廣泛的一種通信方式，且由于其運行的成本低和故障處理簡單等特點，使其在其他領(lǐng)域內(nèi)具有很高的參考價值。

優(yōu)點介紹：首先，該系統(tǒng)在技術(shù)方面較為成熟，使用可靠性較高，且價格相對于其他設(shè)備而言較低;然后，在使用過程中，該系統(tǒng)對于天氣沒有較大的依賴，因此能夠適用在多種天氣環(huán)境中，一般只要保證初期的通道測試信道余量，就可以保證其通信質(zhì)量;最后，該系統(tǒng)獨立于其他設(shè)備之外，其使用的穩(wěn)定性僅僅取決于自身在日常使用中的維護水平和管理水平。

相對于眾多優(yōu)點，其缺點也非常明顯：首先，在傳播過程中，傳輸?shù)木嚯x較短，且受環(huán)境的影響較大，盡管其本身具有一定的繞物能力，但是隨著傳輸距離的不斷增加，其包含的能量逐漸減小，從而導(dǎo)致其無法滿足通信的功能，因此，需要架設(shè)一些專門的中繼站，使其能夠?qū)π盘栠M行正常的傳輸。然后是該系統(tǒng)由于自身傳輸特性的影響，導(dǎo)致其在傳輸?shù)倪^程中對中繼站的依賴非常強，而當中繼站出現(xiàn)特殊情況時，很可能導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)的崩潰，而對于一些大型的系統(tǒng)，其需要的中繼站數(shù)量非常多，而中繼站一般都是在高山等較高的位置處，這些地方的建筑物易遭受雷擊，因此，對該系統(tǒng)的影響非常大。

3.有線通信

目前，有線通信的使用主要是通過電信部門的功用電話網(wǎng)進行組網(wǎng)，下面將其優(yōu)缺點進行簡單的介紹：優(yōu)點：第一，該通信方式對于傳輸距離沒有相應(yīng)的限制，因此，能夠進行足夠距離的數(shù)據(jù)傳輸，只要有電話的地方，就可以進行通信;第二，對于該系統(tǒng)的維護，全部由電信公司承擔，不需要進行專門的維護，因此，減少了該系統(tǒng)的管理人員的工作量;第三，傳輸過程中使用有線進行數(shù)據(jù)的傳輸，不會受到同頻的干擾等問題，且傳輸效率較高;第四，在系統(tǒng)運行過程中，能夠更加容易的實現(xiàn)自報等功能，不需要進行專門的通道測試等。有線通信的優(yōu)點非常多，且能夠克服無線波通信方式中的大部分缺點，但是其缺點也有一些，那就是：首先，該通信方式需要有傳輸?shù)拿浇?，也就是電話等設(shè)備，對于一些偏遠的山區(qū)，無法實現(xiàn)測站的建立，從而導(dǎo)致無法對這些地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸;然后是其抗擊自然災(zāi)害的能力相對較弱，對于目前我國的大多數(shù)農(nóng)村來說，其有線網(wǎng)絡(luò)是非常脆弱的，很容易受到大風等自然災(zāi)害的損壞，從而導(dǎo)致通信系統(tǒng)的中斷。

二、實例比較和選擇

在選擇水情自動測報系統(tǒng)的通信方式時，不需要嚴格的按照規(guī)定進行，可以根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況選擇合適的通信方式。

1.短波通信的使用

采用短波進行通信的水情自動測報系統(tǒng)中比較典型的是甘肅碧口水電廠和廣西麻石水電廠，在這兩個水電廠中，其周圍的流域環(huán)境較為復(fù)雜，假如使用超短波需要建立一系列的中繼站對信號進行反射，這樣會大大增加投資成本，且由于環(huán)境的影響，在日常的維護中較為困難，因此，選擇了短波和超短波結(jié)合的通信方式。在碧口水電廠中，其水情自動測報系統(tǒng)的規(guī)模為1：8，其中有6個是短波通信組網(wǎng)，只有兩個是超短波通信組網(wǎng)。而在麻石水電廠中，其系統(tǒng)的規(guī)模是1：16，在壩上和壩下采用的是有線的傳輸方式，較為高效，且節(jié)約成本，而其他地方則是短波方式傳輸信號，能夠減少維護困難。

2.超短波通信的使用

對于超短波通信方式，比較典型的是浙江緊水灘的水情自動測報系統(tǒng)，其規(guī)模為15：2：2，該系統(tǒng)的通信方式對于六角尖中繼站的依賴非常強。六角尖中繼站的主要作用是對鳳陽山中繼站和其他的一些測站傳輸?shù)男盘栠M行轉(zhuǎn)發(fā)，但是，當其中心站出現(xiàn)問題時，將不能對任何數(shù)據(jù)進行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，因此，在建設(shè)過程中設(shè)計了雙中繼和熱備用等方式，從而大大增加了系統(tǒng)的可靠性。

3.衛(wèi)星通信的使用

衛(wèi)星通信是最近興起的新型水情自動測報系統(tǒng)，其頻率范圍大約在300MHz到300GHz內(nèi)，通過多個地面站將人造地球衛(wèi)星的信號進行反射，實現(xiàn)信息的傳遞，比較常用的有以下幾個系統(tǒng)：首先是VSAT系統(tǒng)，這是上世紀80年代興起的，目前使用已經(jīng)很少，比較典型的是西藏尼洋河水情自動測報系統(tǒng)，其規(guī)模為3：9，然后通過計算機局域網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)。然后是海事衛(wèi)星，這是一種全球性的系統(tǒng)，其最早的目的是為了進行海事救援，但是隨著系統(tǒng)的功能不斷增加，其逐漸在水情自動測報系統(tǒng)中應(yīng)用，比較典型的是貴州烏江流域水情自動測報系統(tǒng)，其共建立了49個衛(wèi)星遙測站和4個中心站，然后通過VAST系統(tǒng)進行組網(wǎng)。最后一種是我國自主研制的北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是一種區(qū)域性的系統(tǒng)，典型的系統(tǒng)是大渡河流域水情測報系統(tǒng)，其共建立了80個遙測站和1個中心站，該系統(tǒng)能夠減少測量中的中間環(huán)節(jié)，從而合理利用已有資源。

三、結(jié)語

綜合上述所說，水情自動測報系統(tǒng)的通信方式有很多種，且每一種通信方式具有不同的特點，在實際工程中，需要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，選擇合適的通信方式，只有這樣才能即節(jié)約成本，又保證通信的質(zhì)量。

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