麻栗壩水庫水情自動測報系統(tǒng)及優(yōu)化論文

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1、麻栗壩水庫水情自動測報系統(tǒng)及優(yōu)化論文摘要：本文是以云南省麻栗壩水庫的水情測報為載體，研究開發(fā)水庫水情自動監(jiān)測系統(tǒng)中的工作體制和通訊方式優(yōu)化，盡可能以較經(jīng)濟的方式達到充分利用水資源、洪水預報和科學調度的目的。Abstract:ThisarticletakesthehydrologicalforecastofMalibareservoirinYunnanProvinceasthecarrier,studiestheoptimizationofandmunicationaticmonitoringsys

2、tem,toachievefullutilizationoforeeconomical；automationofreservoir0引言隨著科學技術進步和社會的發(fā)展，我們正在從工業(yè)化社會邁向信息化社會。水利是國民經(jīng)濟的基礎設施，也是一個信息密集型行業(yè)。水利信息化是計算機技術、微電子技術、通訊技術、光電技術、遙感技術等到信息技術在水利上系統(tǒng)應用的過程。水庫綜合自動化系統(tǒng)是一個包括通信與信息技術、防洪救災管理與決策、洪水預報與科學調度的系統(tǒng)工程，而水庫水情測報系統(tǒng)是水庫綜合自動化的重要組成部分。遵照《

3、國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程總體設計綜合報告》中提出“半小時內完成全國水情信息收集任務”的要求，本文在測站布設已定的基礎上，采用技術已成熟的水情測報系統(tǒng)和一些近年新興測報系統(tǒng)進行對比.freel的南宛河上游。流域呈北南向的矩形狀，縱長約27km，最大寬度約19km，流域面積294km2。西南及東北部分水嶺海拔高程一般都在2000～2200m以下；最低的壩址處，海拔高程為968m。壩址以上干流河長33.4km。水系發(fā)育，1km以上的一級支流多達39條，集流條件較好。該水庫所處地理位置氣候干燥，降水較少，

4、水資源缺乏，洪水有峰高量少、陡漲陡落、溝陡坡大、破壞性大等特點，常因洪水引發(fā)較大損失。2麻栗壩水庫水情自動測報系統(tǒng)開發(fā)2.1系統(tǒng)覆蓋范圍與站網(wǎng)布設根據(jù)流域河道特征和水文氣象特征，考慮到便于設備的管理和使用，麻栗壩水庫水情自動測報系統(tǒng)的站網(wǎng)由1個中心站、11個遙測雨量站、1個水庫水文站（壩上、壩下）、1個河道水文站（兼測雨量）、7個灌溉渠道站、一個閘門控制站組成。2.2測報系統(tǒng)結構麻栗壩水庫水情自動測報由3個系統(tǒng)構成：水庫管理局的中心站（第一級）；分布在水庫上、下游的各類測站及控制站（第二級）；涉及

5、各類監(jiān)測點（第三級）。第一級中心站。中心站設在水庫管理局，由服務器、工作站、防雷設備、中心遙測終端、UPS、穩(wěn)壓電源、無線電臺、天線、有線通訊設備、計算機網(wǎng)絡設備及計算機輔助設備等組成。作用是接受各測站發(fā)送的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)入庫管理及分析處理。第二級智能化設備。智能化設備由水情自動測報的智能遙測終端（RTU）設備組成。其將采集的降雨量、水位參數(shù)，通過有線方式或超短波方式將數(shù)據(jù)報送至水庫中心站。第三級：傳感器、數(shù)據(jù)電臺通訊。由各雨量計、水位計等傳感器或器件組成，主要作用是采集各測站的降雨量、水位參數(shù)。

6、通過無線或有線連接至第二級對應的RTU，實現(xiàn)自動測量的目的。水情自動測報系統(tǒng)主要功能是承擔氣象站、雨量站、水位站的信息采集，并將信息傳送至水庫中心站。中心站將數(shù)據(jù)信息進行處理，通過整理、計算、分析后得出水情信息。2.3測報系統(tǒng)工作體制優(yōu)化水情測報系統(tǒng)工作體制分為自報式、應答式和混合式三種。工作體制性能優(yōu)化主要從系統(tǒng)結構、電源消耗、實時性、同頻信號碰撞等幾方面來比較研究。2.3.1系統(tǒng)結構自報方式的特點是數(shù)據(jù)單方向傳輸，因而僅需要單向信道，系統(tǒng)結構簡單。遙測站只發(fā)送，不接收，中心站只接收，不發(fā)送。因

7、而設備的軟硬件簡單，設備投資低，設備維修容易。應答方式特點是具有接收命令和發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)雙向通訊，需要雙向信道，系統(tǒng)結構復雜。遙測站和中心站均具備發(fā)送和接收功能，設備軟硬件復雜。2.3.2電源消耗自報方式的特點是遙測站在不發(fā)送數(shù)據(jù)的時處于微功耗狀態(tài)，用小容量蓄電池組和小容量太陽能光電板浮充方式供電，體積小、重量輕，便于實現(xiàn)結構一體化設計。應答方式的特點是遙測站因接收機一直處于接收守侯狀態(tài)，因而電源消耗較大，通常為自報式的數(shù)倍以上，需要較大容量的太陽能電池對蓄電池進行浮充，蓄電池容量較大。2.3.3

8、實時性自報方式的特點是根據(jù)事先設定的時間間隔和增量發(fā)生報數(shù)。應答方式的特點是隨應隨答，實時性好。2.3.4同頻信號碰撞自報方式的特點是各遙測站是隨機向中心站報數(shù)，可能發(fā)生同頻信號碰撞，導致接收端收數(shù)異常。應答方式的特點是由中心站主動召測，不存在同頻信號碰撞的問題?；旌鲜降奶攸c介于自報式與應答式之間。結合麻栗壩水庫地形環(huán)境情況，采用功耗小維護容易的自報式工作體制。2.4測報系統(tǒng)通訊方式優(yōu)化水情自動測報通信方式目前主要有超短波、有線PSTN、衛(wèi)星、短波、GMS短信等多種方式。2.4.1