水庫(kù)水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)

1、一、概況1.1 工程簡(jiǎn)介1.1.1 自然概況及洪水情況1.1.2 水庫(kù)工程建設(shè)情況1.2 工程建設(shè)必要性1.3 工程建設(shè)的可行性水庫(kù)水雨情自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)是一種先進(jìn)的水文氣象參數(shù)實(shí)時(shí)采集和傳輸、處理系統(tǒng)。它應(yīng)用通信、遙測(cè)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段來(lái)完成雨量、水位、流量等各種參數(shù)的實(shí)時(shí)處理，并以其來(lái)實(shí)現(xiàn)防洪、供水、發(fā)電等優(yōu)化調(diào)度，提高水資源的合理開(kāi)發(fā)利用，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分顯著的。水庫(kù)自建庫(kù)以來(lái)，水庫(kù)的管理人員具備了豐富的水庫(kù)管理、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)各種手段積累了大 量水庫(kù)流域內(nèi)的水情資料，這些水情資料為建設(shè)系統(tǒng)提供最基本的數(shù)據(jù)依據(jù)。我國(guó)從七十年代末開(kāi)始建設(shè)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和閘門監(jiān)控系統(tǒng)，目前技術(shù)已經(jīng)

2、成熟。特別是進(jìn)十年來(lái)，我國(guó)大中型的洪水調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)已逐步普及，使得水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及水庫(kù)洪水調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并日成熟。流域雨水情信息采集及傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及中心控制系 統(tǒng)的硬件設(shè)備、傳感器等的生產(chǎn)步入規(guī)范化和定型化階段，設(shè)備故障率極低。綜上所述，為了確保 xx 水庫(kù)防汛的安全運(yùn)行，提高管理質(zhì)量，充分發(fā)掘水資源的潛力，進(jìn)步 提高流域內(nèi)水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建設(shè) xx 水庫(kù)水雨情自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是可行的。二、 總體設(shè)計(jì)2.1 目標(biāo)任務(wù)2.1.1 目標(biāo)遵照國(guó)家防汛抗旱總指揮部印發(fā)的水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)規(guī)則及水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范，根據(jù)全國(guó)防汛指揮系統(tǒng)和水利信息化建設(shè)要求

3、，水庫(kù)水雨情自動(dòng)畫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：建成“先進(jìn)、實(shí)用、可靠、統(tǒng)一、可擴(kuò)展”的水雨情自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)具有領(lǐng)先水平。 建成的洪水調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)具有下列功能：野外遙測(cè)站為無(wú)人值守站，全天候工作，具有良好的防雷能力；系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、性能先進(jìn)、可靠性高、省電定型產(chǎn)品；實(shí)時(shí)采集、傳輸、接收各遙測(cè)站的水情信息，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示；用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，在線實(shí)時(shí)水雨情測(cè)報(bào)；利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò) internet/intranet 向主管部門發(fā)送水情數(shù)據(jù)、傳遞水情信息； 2.1.2 任務(wù)2.1.2.1 水情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)1.遙測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃：主要依照水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范（sl61-94

4、）和水情站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則（sl34-92）的規(guī)定和 xx 水庫(kù)建設(shè)水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)的要求，結(jié)合流域的自然地理情況，進(jìn)行站網(wǎng) 規(guī)劃。2.站網(wǎng)設(shè)計(jì)：應(yīng)按照國(guó)家防汛抗旱總指揮部 1999 年 8 月制定的“水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)規(guī)則”， 結(jié)合流域的自然地理情況，在滿足水庫(kù)洪水調(diào)度、洪水預(yù)報(bào)精度、預(yù)見(jiàn)期的要求下，合理 進(jìn)行站網(wǎng)設(shè)計(jì)。3. 通信電路設(shè)計(jì)：通信設(shè)計(jì)應(yīng)滿足實(shí)時(shí)、可靠、準(zhǔn)確、方便地傳輸水情數(shù)據(jù)的要求。通信電路 的質(zhì)量應(yīng)保證在 99的時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率不大于 110-4。4. 站網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)：水庫(kù)流域地處山區(qū)防雷設(shè)計(jì)是保證遙測(cè)站運(yùn)行可靠重要手段，也是可靠性重 要指標(biāo)。2.1.2.2 水庫(kù)

5、環(huán)境視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1. 水庫(kù)環(huán)境視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)被監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)環(huán)境情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)水位 變化其情況。1. 水庫(kù)環(huán)境視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能通過(guò) internet/intranet 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或電信公眾網(wǎng)傳輸其它汛情 數(shù)據(jù)信息，達(dá)到資源共享。2.1.2.3 信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能：信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，各種數(shù)據(jù)傳輸與交換管理，資 源共享，辦公自動(dòng)化管理，等其它管理功能。2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)水庫(kù)水雨情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下規(guī)范、規(guī)程的要求：sl61-94水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范；dl/t5051-1996水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定；sl34-92水文站、網(wǎng)規(guī)劃

6、技術(shù)導(dǎo)則；sl/t102-1995水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件；sl/t180-1996水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備 遙測(cè)終端機(jī)；sl/t181-1996水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備 中繼機(jī)；sl/t182-1996水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備 前置通信控制中心；sl199-97水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)通信電路設(shè)計(jì)規(guī)定；國(guó)家防汛抗旱總指揮部 1999 年 8 月制定的“水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)規(guī)則”；國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)綱要；全國(guó)水利信息化規(guī)劃大綱。2.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.3.1 系統(tǒng)組成xx 水庫(kù)水雨情自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體構(gòu)架擬采用 10/100m 快速以太網(wǎng)技術(shù)，windows 2000 網(wǎng)絡(luò)操作平臺(tái)，以

7、clientserver 方式組建信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)全管理處 lan 和 wan 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)提供基礎(chǔ)條件，為建設(shè) xx 水庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、雨水情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)等提供先進(jìn)、實(shí)用、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)資源共享，大大提高水庫(kù)管理水平，最大限度地發(fā)揮水資源的效益，促 進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。應(yīng)用系統(tǒng)數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng)自 動(dòng) 測(cè) 報(bào) 系 統(tǒng)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信 息 化 網(wǎng) 絡(luò) 中 心網(wǎng) 絡(luò) 管 理 系 統(tǒng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)相 關(guān) 系 統(tǒng)圖 2-1 xx 水庫(kù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.3.2 系統(tǒng)功能2.3.2.1 水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要功能：在水庫(kù)流

8、域內(nèi)形成一個(gè)能控制流域降雨時(shí)空分布特性的遙測(cè)信息采集網(wǎng)絡(luò)，利用各種通信方式實(shí)時(shí)地自動(dòng)完成流域內(nèi)水雨情信息采集、傳輸?shù)街行恼?，并將采集水雨?信息通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。2.3.2.2 視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的環(huán)境情況、水庫(kù)水位變化情況等，防止人為蓄意破壞水庫(kù)相關(guān)設(shè)施，減輕工作人員工作量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)畫面?zhèn)魉偷缴霞?jí)防汛 調(diào)度指揮中心，為防汛調(diào)度決策提供參考。2.3.2.3 信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能：為流域內(nèi)水雨情信息采集、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、辦公自動(dòng) 化等提供一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)。2.3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.3.1 自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)水庫(kù)水情

9、自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是一種先進(jìn)的水情氣象參數(shù)實(shí)時(shí)采集和傳輸系統(tǒng)，主要包含有自動(dòng)雨量計(jì)、自動(dòng)水位計(jì)、遙測(cè)數(shù)傳儀、通信設(shè)備、中心控制儀、計(jì)算機(jī)工作站等組成，如圖 2-2 所示。公共通信網(wǎng)2.3.3.2 視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)視頻太監(jiān)控系統(tǒng)通結(jié)構(gòu)信如設(shè)圖備2-3所示，主要包括攝像設(shè)備、視頻服務(wù)通器、信控設(shè)制設(shè)備備、傳輸設(shè)中備及監(jiān)控陽(yáng) 心中心設(shè)備等。系統(tǒng)以傳輸網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，以攝像設(shè)備為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為工具，通過(guò)人機(jī)交互操作， 能 站實(shí)現(xiàn)水庫(kù)電監(jiān)測(cè)對(duì)象遙的測(cè)實(shí)數(shù)時(shí)傳數(shù)儀據(jù)傳輸。池視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有主要功能：1實(shí)時(shí)、動(dòng)自態(tài)的監(jiān)測(cè)自被監(jiān)控對(duì)象；動(dòng) 動(dòng)2 對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行本地/遠(yuǎn)程錄像，回放、檢索； 水 雨3 遠(yuǎn)程控制位云臺(tái)

10、； 量計(jì) 計(jì)4系統(tǒng)的信息傳遞和圖像、數(shù)據(jù)顯示功能。中心控制儀 配電計(jì) 算 機(jī) 工 作 站信息化網(wǎng)絡(luò)中心2.3.3.3 信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖 2-2 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包含核心交換機(jī)、中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)管理中心、低端交換機(jī)、路由 器等。該系統(tǒng)主要為洪水調(diào)度、雨水情測(cè)報(bào)、信息傳遞提供運(yùn)行平臺(tái)。數(shù)據(jù)采集終端省市防汛網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器用戶工作站網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)路由器衛(wèi)星地面站圖2-4 水庫(kù)信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.3.3.4 相關(guān)系統(tǒng)相關(guān)系統(tǒng)是指洪水自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、水情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)外的系統(tǒng)，大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電視監(jiān)控 系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等，均可進(jìn)入信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中心的系統(tǒng)。2.4 本設(shè)計(jì)范圍

11、本設(shè)計(jì)范圍主要完成水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。三、水情測(cè)報(bào)通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)3.1 組網(wǎng)原則xx 水庫(kù)水情測(cè)報(bào)通信組網(wǎng)應(yīng)遵循以下原則：通信設(shè)計(jì)應(yīng)滿足實(shí)時(shí)、可靠、準(zhǔn)確、方便地傳輸水情數(shù)據(jù)的要求。通信電路的質(zhì)量應(yīng)保證在 99的時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率不大于 110-4。選擇具有高可靠性的工作體制。通信組網(wǎng)方案應(yīng)滿足遙測(cè)水情(水位)站位置不變。遙測(cè)雨量站位置原則上不變的要求，并應(yīng)盡量減少中繼站數(shù)目及中繼級(jí)數(shù)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理實(shí)用可靠。站點(diǎn)的選擇力求安裝、運(yùn)行維護(hù)及看 管方便。通信設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，經(jīng)鑒定合格，質(zhì)量上乘的產(chǎn)品。遙測(cè)水情站網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足水庫(kù)洪水調(diào)度、洪水預(yù)報(bào)精

12、度、預(yù)見(jiàn)期的要求。3.2 測(cè)報(bào)系統(tǒng)站點(diǎn)選擇依據(jù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范（ sl61-94）和水情站網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則（sl34-92）的規(guī)定和 xx水庫(kù)洪水調(diào)度系統(tǒng)的要求，在水庫(kù)流域內(nèi)形成一個(gè)能控制流域降雨時(shí)空分布特性和水庫(kù)各種來(lái)水情況的信息采集網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合流域的自然地理情況，在滿足水庫(kù)洪水調(diào)度、洪水預(yù)報(bào)精度、預(yù)見(jiàn)期的前提下，xx 水庫(kù)遙測(cè)水情站點(diǎn)的選擇通過(guò)反復(fù)論證，擬確定雨量站 5 座；水位站 4 座；分中心站 1 個(gè)，中心 站 1 個(gè)。3.3 通信方式選擇水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)目前采用的通信方式有超短波、衛(wèi)星、短波、有線通信 gsm（cdma）短消息等五種 方式。3.3.1 五種通信方式的性能比較3.3.1.1

13、超短波通信超短波通信是采用超短波 230mhz 頻段組網(wǎng)，該頻段是國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)指定的數(shù)據(jù)傳輸專用頻段。超短波通信方式的優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)傳輸比較穩(wěn)定，質(zhì)量較好，又具有一定的繞射能力，是我國(guó)目前 水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中應(yīng)用最多，技術(shù)上也較成熟的通信方式。超短波通信方式的缺點(diǎn)是：傳播距離較近，受地形限制，在山地通信時(shí)需設(shè)置中繼站。 3.3.1.2 衛(wèi)星通信近幾年，通信衛(wèi)星 vast 系統(tǒng)、inmarset-c 海事衛(wèi)星及神州天鴻衛(wèi)星通信系統(tǒng)在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系 統(tǒng)應(yīng)用也日趨增多，而且也日趨成熟，是未來(lái)水情測(cè)報(bào)的一大發(fā)展方向。衛(wèi)星通信方式的優(yōu)點(diǎn)是：傳輸質(zhì)量最好，傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的

14、影響 小，組網(wǎng)靈活。設(shè)備的抗雷擊能力強(qiáng)。衛(wèi)星通信方式的缺點(diǎn)：神州天鴻衛(wèi)星通信系統(tǒng)和 inmarset-c 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)在收費(fèi)上采取使用時(shí)收費(fèi)，不使用時(shí)不收費(fèi)的方式，但依然有較高的使用成本，而且系統(tǒng)天線仰角較低，在某些陡峭的山腳下，建站有困難。通信衛(wèi)星 vast 系統(tǒng)設(shè)備體積較大，功耗大，系統(tǒng)建設(shè)成本高，且不利于維 護(hù)管理。3.3.1.3 短波通信短波通信是利用短波在電離層的反射來(lái)進(jìn)行的通信。短波通信方式的優(yōu)點(diǎn)是：傳播距離較遠(yuǎn)，受地形限制較少，投資少，建設(shè)快，抗破壞能力強(qiáng)。 短波通信方式的缺點(diǎn)：受電離層、氣候的影響，通信質(zhì)量差，信道穩(wěn)定性差。3.3.1.4 pstn 系統(tǒng)pstn（publi

15、c switching telephone network）遙測(cè)報(bào)汛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是近年來(lái)在水情和其他部門迅速崛起的種具有高可靠性、組網(wǎng)靈活、成本低、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)的新型通信傳輸手段。但由于系統(tǒng)運(yùn)行通話費(fèi)用較高，運(yùn)行成本高，而且發(fā)送數(shù)據(jù)間隔較長(zhǎng)，不能及時(shí)實(shí)時(shí)地反映上游的水雨情，也不 能真正做到水庫(kù)調(diào)度自動(dòng)化。3.3.1.5gsm（cdma）短消息系統(tǒng)gsm（cdma）短消息是電信部門向用戶提供的一種數(shù)字通信資源，是一種無(wú)線通信公網(wǎng)。水利上主要是使用 gsm（cdma）短消息系統(tǒng)的短消息平臺(tái)進(jìn)行組網(wǎng)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)是由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能的，短消息發(fā)送到短消息中心后， 先存儲(chǔ)在短消息服

16、務(wù)器上，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到接收機(jī)上。利用短信息平臺(tái)組網(wǎng)，具有以下優(yōu)勢(shì)：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)容量較大，可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大。信息量限制為 140 個(gè)字節(jié)(7 比特編碼，160 個(gè)字符)。gsm（cdma）信道無(wú)需中繼，即可用于無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸，加上它屬于雙向通信，可方便地實(shí)施遠(yuǎn)程 控制，所以組網(wǎng)十分靈活。gsm（cdma）系統(tǒng)設(shè)備體積小、重量輕、功耗低。由于不需要架設(shè)室外天線，安裝方便，一次性 建設(shè)投資少，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用較低。3.3.2 通信方式的選擇從上述對(duì)比分析可見(jiàn)：對(duì)于 xx 水庫(kù)水雨情自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，衛(wèi)星通訊雖優(yōu)點(diǎn)多但運(yùn)行成本相對(duì)較高，短波通信雖廉但質(zhì)量太差，超

17、短波需要建設(shè)中繼站，而在水庫(kù)流域范圍基本上都有g(shù)sm 或cdma 手機(jī)信號(hào)覆蓋，所以我們建議在本系統(tǒng)中我們認(rèn)為使用 gsm（cdma）短消息通信方式為最佳方案。四、水情測(cè)報(bào)信息傳輸設(shè)計(jì)4.1 信息傳輸設(shè)計(jì)原則xx 水庫(kù)自動(dòng)測(cè)報(bào)信息傳輸設(shè)計(jì)必須遵循以如下設(shè)計(jì)原則：傳輸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足實(shí)時(shí)、可靠、準(zhǔn)確、方便地傳輸水情數(shù)據(jù)的要求。傳輸電路的質(zhì)量應(yīng)保證在 99的時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率不大于 110-4。選擇具有高可靠性的工作體制。4.2 信息傳輸工作體制選擇目前，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)信息傳輸體制基本上分為自報(bào)式和應(yīng)答式兩種方式。4.2.1 兩種體制的工作方式自報(bào)方式：當(dāng)水情發(fā)生一個(gè)計(jì)量單位的變化時(shí)，(即雨量變

18、化 1mm，水位變化 1cm)，遙測(cè)站實(shí)時(shí)自動(dòng)采集存貯，并立即向中心站發(fā)送這些數(shù)據(jù)。這種方式的特點(diǎn)是各遙測(cè)站主動(dòng)報(bào)數(shù)，中心站被動(dòng)接 收。應(yīng)答方式：當(dāng)水?dāng)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，遙測(cè)站自動(dòng)聚集和存貯這些數(shù)據(jù)，但并不立即發(fā)送，只在接收到中心站的召測(cè)命令后，才將存貯的最新數(shù)據(jù)發(fā)送給中心站。這種方式的特點(diǎn)是中心站主動(dòng)召測(cè)，而 各遙測(cè)站被動(dòng)響應(yīng)。4.2.2 兩種體制的性能比較4.2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備復(fù)雜程度自報(bào)式體制的數(shù)據(jù)單方向傳輸，因而僅需要單向信道，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。遙測(cè)站只發(fā)送，不接收， 中心站只接收，不發(fā)送，因而設(shè)備的軟硬件簡(jiǎn)單，設(shè)備投資低，設(shè)備維修容易。應(yīng)答式體制屬雙向通訊，需要雙向信道，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

19、。遙測(cè)站和中心站均需具備發(fā)送和接收功 能，設(shè)備軟硬件復(fù)雜，投資高，維修困難。4.2.2.2 電源消耗自報(bào)式體制的遙測(cè)站在不發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)處于微功耗狀態(tài)，用 7ah 蓄電池組和小容量太陽(yáng)能光電板 浮充方式供電，體積小、重量輕，便于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)。應(yīng)答式體制的遙測(cè)站因接收機(jī)一直處于接收守候狀態(tài)，因而電源功耗大，通常為自報(bào)式測(cè)站的數(shù)十倍以上，需要特大容量的太陽(yáng)能光板浮充供電，蓄電池容量也要求較大。使用交流供電，則使供電 設(shè)備復(fù)雜，且存在引進(jìn)雷擊的危險(xiǎn)。4.2.2.3 實(shí)時(shí)性自報(bào)式體制即測(cè)即發(fā)，實(shí)時(shí)性很強(qiáng)。應(yīng)答式體制只有在中心站召測(cè)時(shí)才發(fā)，實(shí)時(shí)性較差。4.2.3 工作體制的選擇由上述對(duì)比分析可見(jiàn)，自

20、報(bào)式體制的大多性能優(yōu)于應(yīng)答式體制。4.3 水情信息網(wǎng)絡(luò)傳輸方式4.3.1 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)確定網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的確定包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩大部分。硬件平臺(tái)的建設(shè)主要是選擇先進(jìn)實(shí)用、性能穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、工作站等設(shè)備，建立良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。軟件平臺(tái)的建設(shè)主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)三部分內(nèi)容，在軟件選型、研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中著重考慮以下因素：先進(jìn)性好：在 windows 32 位平臺(tái)上，選用 visual basic、visual c+ 等最新版本計(jì)算機(jī)編程 語(yǔ)言，按客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件；實(shí)時(shí)性強(qiáng)：基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)通訊程序，使各工作站之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 的反

21、應(yīng)速度得到保證；支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)：采用 odbc 技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接，支持目前各種數(shù)據(jù)庫(kù)，保證操作軟件與數(shù)據(jù) 庫(kù)的聯(lián)接、調(diào)用；開(kāi)放性：系統(tǒng)軟件應(yīng)采用設(shè)置定義結(jié)構(gòu)，圖形報(bào)表輸出應(yīng)采用非編程定義，完全向用戶開(kāi)放， 以便適應(yīng)系統(tǒng)變化、站點(diǎn)增減，以及圖形表格輸出的自行定義；擴(kuò)展性：擬全部選用微軟公司的軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言及其windows 平臺(tái)，避免兼容性問(wèn)題并保證其可擴(kuò)展性。應(yīng)用軟件應(yīng)不因硬件或軟件平臺(tái)的升級(jí)而淘汰，不同協(xié)議的通訊程序、設(shè)制圖形的基本圖元及表格定義中的網(wǎng)格函數(shù)均采用外掛式結(jié)構(gòu)(dll 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)結(jié)構(gòu))，增加系統(tǒng)功能僅需增加或修改相 應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，以便系統(tǒng)的擴(kuò)展和修改調(diào)試。數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化：以一

22、九九八年四月國(guó)家防總最新制定的國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)工程實(shí)時(shí)水雨情庫(kù)表結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)更合理、更通用，為將來(lái)在省內(nèi)各部門充分做到互連、 互通，以及操作提供了基礎(chǔ)的條件?；谏鲜鲆?，選擇 windows 2000 操作平臺(tái)。windows 2000 是微軟公司操作系統(tǒng)中最新的、功能最強(qiáng)的產(chǎn)品，該操作系統(tǒng)采用 windows 界面，操作直觀，管理簡(jiǎn)單易行，windows 2000 的主要特 點(diǎn)是：安全性高：提供一個(gè)高級(jí)可靠的 c2 級(jí)安全環(huán)境；可靠性好：操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件的出錯(cuò)情況有所預(yù)計(jì)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚沟孟到y(tǒng)本身 及用戶數(shù)據(jù)和程序得到保護(hù)；強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力：windows

23、 2000 支持多種協(xié)議，具有強(qiáng)大的異種機(jī)、異種操作系統(tǒng)的互連能力，使不同檔次的計(jì)算機(jī)通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議以工作站形式與 windows 2000 操作系統(tǒng)連結(jié)。 4.3.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊主要負(fù)責(zé)單機(jī)、局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)、廣域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)的程序模塊之間的信息通信，該程序組主要在網(wǎng)絡(luò)七層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層下采用單進(jìn)程多線程結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其包含下列內(nèi)容： 本地機(jī)各程序模塊間的進(jìn)程通信；網(wǎng)絡(luò)間的文件傳輸；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)；電子郵件傳輸；網(wǎng)絡(luò)管理。由于選擇 windows 2000 操作平臺(tái)，該程序組主要在網(wǎng)絡(luò)七層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層下采用單進(jìn)程多線程 結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，支持 x.25、netbeui、tcp

24、/ip、ipx/spx 等多種協(xié)議。五、水情測(cè)報(bào)設(shè)備選型5.1 設(shè)備選型原則xx 水庫(kù)水雨情測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)地處山區(qū)。交通不便，覆蓋面積較大，遙測(cè)站距水庫(kù)管理處遠(yuǎn)且無(wú)人 值守。結(jié)合國(guó)內(nèi)建設(shè)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)及本工程特點(diǎn)，設(shè)備選型應(yīng)遵循以下原則:設(shè)備選擇應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，性能先進(jìn)，可靠性高，省電等要求，選擇可靠性高，已定 型，有一定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備。野外遙測(cè)站為無(wú)人值守站，應(yīng)能滿足全天候工作的要求。各站具備自檢能力，并能對(duì)電源電壓進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。除中心站外，所有站點(diǎn)均采用直流供電方式，并具有可靠的防雷措施。應(yīng)可靠實(shí)時(shí)采集、發(fā)送水情信息。5.2 遙測(cè)站設(shè)備選型xx 水庫(kù)水情系統(tǒng)遙測(cè)站結(jié)構(gòu)如圖 5-1

25、所示，主要是采用超聲波水位計(jì)和雨量筒組成遙測(cè)站，采用 自報(bào)式工作體制。組成水位計(jì)雨量計(jì)rs232, 通信接口單元gsm 通信機(jī)人工置數(shù)、數(shù)據(jù)顯示單元數(shù)控單元編 程 單 元監(jiān) 測(cè) 數(shù)傳 終 端太陽(yáng)能電源機(jī) 及 附件數(shù)據(jù)儲(chǔ)單元充電控制單元圖 5-1 gsm 雨量監(jiān)測(cè)站組成框圖5.2.1 遙測(cè)站功能a、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：當(dāng)水位傳感器發(fā)生變化1 個(gè)增量（即 1cm）時(shí)，設(shè)備自動(dòng)采集存貯并將水位更 新值發(fā)送出去。b、 定時(shí)數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集水位傳感器數(shù)據(jù)，定時(shí)將當(dāng)前值發(fā)送出去。c、 自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集：當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)在容限內(nèi)變化時(shí)，按定時(shí)方式采集數(shù)據(jù)：當(dāng)數(shù)據(jù)突變時(shí)，可 根據(jù)變幅自動(dòng)增加發(fā)送次數(shù)，以取得數(shù)據(jù)極值。

26、d、 設(shè)備自檢：當(dāng)數(shù)據(jù)口無(wú)增量變化時(shí)，設(shè)備定時(shí)自檢，并將各口及電源狀態(tài)發(fā)送出去。e、 站號(hào)當(dāng)?shù)卦O(shè)置：可方便地在當(dāng)?shù)卦O(shè)置站號(hào)。5.2.2 遙測(cè)站設(shè)備技術(shù)指標(biāo)遙測(cè)站的主要技術(shù)指標(biāo)及功能如下：（1） 工作溫度： -20+50。（2） 靜態(tài)功耗： 1a（含收信機(jī)）。（3） 可靠性指標(biāo)： mtbf8 年（每年實(shí)際維護(hù)保養(yǎng) 1 小時(shí)）。（4） 電臺(tái)功率： 5w 或 25w。（5） 具有 watchdog 功能，即具有軟件故障自動(dòng)恢復(fù)功能。（6） 具有電臺(tái)保護(hù)功能。（7） 具有數(shù)據(jù)糾檢錯(cuò)功能，引入 bch 編碼，抗突發(fā)干擾強(qiáng)。（8） 具有多路徑數(shù)據(jù)傳送功能，以便靈活組網(wǎng)。（9） 具有與國(guó)內(nèi)所有不同體制的水情

27、遙測(cè)及控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。（10） 具有傳統(tǒng)存貯再生中繼所具有的其它功能，轉(zhuǎn)發(fā)速率為300 波特，數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑聲惩蚀?于 98%。（11） 入口信噪比門限： sn min16db ( pe l10-5)。（12） 遙測(cè)站設(shè)備的使用壽命 710 年。5.2.3 遙測(cè)站水位傳感器設(shè)備配置本系統(tǒng)采用超聲波水位計(jì)，它在各水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中和國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)試驗(yàn)中普遍使用。它與水位數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理系統(tǒng)配套，可作為國(guó)家專設(shè)站網(wǎng)長(zhǎng)期收集水位信息的水位傳感器。該水位計(jì)適用于江河、湖泊、水庫(kù)、河口、渠道、船閘、地下水及各種水工建筑物處的水位測(cè)量。 超聲波水位計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：1 測(cè)量范圍：10.0 米、20.0

28、米、40.0 米；2 分辨力：1.0cm；1 準(zhǔn) 確 度 ： 10m 量 程 時(shí) ， 95% 測(cè) 點(diǎn) 的 允 許 誤 差 為 0.2 fs ， 99% 測(cè) 點(diǎn) 的 允 許 誤 差 為 0.3fs；10m 量程時(shí)，0.3fs；1 波浪抑制：非接觸超聲波水位計(jì)的輸出穩(wěn)定，具有消波浪功能；2 平均無(wú)故障時(shí)間 mtbf：20000 小時(shí)；3 供電和防雷電方式：采用直流供電，傳感器及信號(hào)傳輸應(yīng)具有有效的防雷措施；4 工作環(huán)境溫度：-2050，工作環(huán)境濕度：95rh（40凝露）。5.2.4 遙測(cè)站雨量傳感器設(shè)備配置本系統(tǒng)采用國(guó)內(nèi)自動(dòng)翻斗式雨量傳感器，它在各水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中和國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)試驗(yàn)中 普遍使

29、用。自動(dòng)翻斗式雨量傳感器主要技術(shù)指標(biāo)：1. 承雨量?jī)?nèi)徑：200mm；2. 分辨率：0.5mm；3. 降雨量測(cè)量范圍：0.01-4mm/min；4. 翻斗計(jì)量誤差：4；5. 輸出信號(hào)方式：磁鋼干簧管式開(kāi)關(guān)信號(hào)；6. 開(kāi)關(guān)接點(diǎn)容量：dc v12v, i120ma；7.接點(diǎn)工作次數(shù)：l1078.工作環(huán)境溫度：-10505.3 水情信息接收處理中心站設(shè)備選型中心站以分布式多微機(jī)的局域網(wǎng)方式配置，系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。一套 ycz 前置機(jī)連接到水情采集工作站上采集數(shù)據(jù)。水情采集工作站以太網(wǎng)方式連接到局域網(wǎng)，將采集數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)庫(kù)。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) tcp/ip 協(xié)議，運(yùn)行 windows 20

30、00 操作平臺(tái)下。ycz 前置機(jī)是水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中心站的通信控制設(shè)備，系統(tǒng)中所有各遙測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均要經(jīng)過(guò)它進(jìn)入計(jì)算機(jī)構(gòu)成水情工作站。水情工作站以太網(wǎng)方式連接到局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) tcp/ip 協(xié)議，運(yùn)行 windows 2000 操作平臺(tái)下。ycz 前置機(jī)采用嵌入式 cpu 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功耗低、內(nèi)存大、通信接口多，即可用于自報(bào)系統(tǒng)也可用 于應(yīng)答系統(tǒng)。系統(tǒng)中心站組成如圖 5-所示。圖 5-系統(tǒng)中心站組成雨量計(jì)modem前置機(jī) 水情工作站直流穩(wěn)壓電源前置機(jī)除具有高可靠的工作特性外，還具有造型新穎、結(jié)構(gòu)合理、使用方便和維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 其主要技術(shù)指標(biāo)如下：輸入輸出接口：電臺(tái)數(shù)傳接口 1 個(gè)，

31、rs232c 接口 2 個(gè)，rs485 接口 1 個(gè)；工 作 方 式： 無(wú)線(uhf/vhf)或有線(rs485)；傳 輸 速 率： 無(wú)線?1200 波特（典型 300 波特），有線?4800 波特；無(wú)線傳輸載頻（300 波特）：“信號(hào)”980hz，“空號(hào)”1180hz；無(wú)線調(diào)制器輸出電平： 100mv；無(wú)線解調(diào)器允許解調(diào)電平：?20mv；無(wú)線解調(diào)特性： pe6db)；有線傳輸距離：6.1 設(shè)計(jì)原則?2.4km(2400 波特)。六、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)性：在投資費(fèi)用許可的情況下，系統(tǒng)采用當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一方面能反 映系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，另一方面又使系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?，以便該系統(tǒng)在

32、盡可 能長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)與行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)。可靠性：采用成熟的技術(shù)產(chǎn)品，在設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都盡量提高系統(tǒng)的可靠性 與易維護(hù)性。安全性：對(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其本身的安全性能不可忽視，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取 多種手段防止本系統(tǒng)遭受各種形式與途徑的非法破壞?？蓴U(kuò)充性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要，系統(tǒng)應(yīng)考慮預(yù)備容量的擴(kuò)充與 升級(jí)換代的可能。規(guī)范性：在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中應(yīng)參考各方面的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，嚴(yán)格遵從各項(xiàng)技 術(shù)規(guī)定，做好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與施工。6.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是集實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控、圖像技術(shù)處理和硬盤錄像為一體的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，系統(tǒng)由前端攝像、傳輸、控制、顯示、記錄 5 大部分

33、組成。 前端攝像部分完成模擬視頻的拍攝等功能，主要器件包括：攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼器和支架等。攝像機(jī)通過(guò)內(nèi)置的 ccd 及輔助電路將現(xiàn)場(chǎng)情況拍攝成為模擬 視頻電信號(hào)，經(jīng)同軸電纜傳輸。防護(hù)罩給攝像機(jī)和鏡頭提供適宜的工作環(huán)境。本次采用 的攝像機(jī)支持夜間圖像監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)日夜圖像監(jiān)控。22 倍自動(dòng)聚焦紅外攝像機(jī)可根據(jù)拍 攝角度的不同，自動(dòng)調(diào)整焦距，獲取清晰畫面。傳輸部分主要由同軸電纜組成。傳輸部分要求對(duì)前端攝像機(jī)攝錄的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)傳 輸，同時(shí)要求傳輸具有損耗小，可靠的傳輸質(zhì)量。本次圖像監(jiān)控要求可控。記錄部分由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和圖像工作站完成，網(wǎng)絡(luò)視頻 服務(wù)完成模擬祝頻信號(hào)的數(shù)字采集、mpeg4

34、h264 等標(biāo)準(zhǔn)的壓縮，圖像工作站水庫(kù)管 理處，完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)記錄和檢索、錄像等功能。在上級(jí)指指揮調(diào)度中心可設(shè)置遠(yuǎn)端可控 業(yè)務(wù)臺(tái)，安裝上客戶端軟件，即可查看所轄攝像點(diǎn)的圖像，以及對(duì)云臺(tái)的控制，控制權(quán) 限分為多級(jí)。顯示部分完成在系統(tǒng)顯示器上的實(shí)時(shí)監(jiān)視信號(hào)顯示和錄像內(nèi)容的回放及檢索，通過(guò) 視頻解碼器，還可將圖像在電視墻上進(jìn)行顯示。系統(tǒng)支持多畫面回放，所有通道同時(shí)錄 像、支持視頻移動(dòng)偵測(cè)錄像等功能。本次在設(shè)計(jì)上，錄像和監(jiān)視、數(shù)據(jù)傳輸均采用 dl 格 式，具有非常高的清晰度和性價(jià)比。6.3 系統(tǒng)錄像容量計(jì)算配置的系統(tǒng)錄像分辨率 704 x 576，完全能夠達(dá)到用戶對(duì)視頻監(jiān)控的高清晰要求，圖 像保存 30

35、 天。圖像工作站所需硬盤空間，計(jì)算過(guò)程如下：一、以 704 x 576 分辨率，16 位增強(qiáng)色進(jìn)行錄像，采用 mpeg4 壓縮編碼技術(shù)（壓縮 比為 150：1)，則一路視頻信號(hào)每小時(shí)所需硬盤空間最大為：(704x576x16bitx25 幀秒 x3600 秒)8bitb1024bk1024k m 150=464mb二、l 路視頻信號(hào)進(jìn)行 24 小時(shí)連續(xù)錄像最大需要的硬盤容量為： (46mbhx24hx 1 路)1024mg=11gb三、2 路視頻信號(hào)進(jìn)行 20 天連續(xù)錄像最大需要的硬盤容量為：11gbx 20 天 x 2 路=440gb實(shí)際上進(jìn)行錄像時(shí)，可以只考慮視頻移動(dòng)偵測(cè)錄像，也就是畫面發(fā)

36、生變化時(shí)，才進(jìn) 行錄像平均下來(lái)可能只有 13 的時(shí)間在錄像，所需硬盤容量為 9460gb3=120gb。6.4 系統(tǒng)特點(diǎn)視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，它是種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。視 頻監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。近年來(lái)，隨著計(jì) 算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時(shí)方便、實(shí)時(shí)地檢索、回放記錄存儲(chǔ)的圖像，可按時(shí)間、攝像機(jī) 進(jìn)行檢索和回放由于采用了先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，使得圖像顯示質(zhì)量更高，回放圖像穩(wěn) 定、清晰，可反復(fù)讀寫，不存在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中所存在的錄像帶的信號(hào)衰減和磨損問(wèn)題， 以及不需添置和保存大量的錄

37、像帶。系統(tǒng)克服傳統(tǒng)系統(tǒng)的不足，具有良好的人機(jī)接口， 使操作更簡(jiǎn)單易學(xué)，更加直觀，日常維護(hù)更加容易。6.5 系統(tǒng)功能本系統(tǒng)采用數(shù)字多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)安防 監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控功能。視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有如下功能：可實(shí)現(xiàn)多畫面顯示：可任意選擇 l、4、9、16 等畫面分割監(jiān)控模式、可全屏放大，分 割方式系統(tǒng)智能識(shí)別。監(jiān)視器上的顯示畫面則取決于視頻解碼器。字符疊加可選擇文字內(nèi)容、顯示時(shí)間疊加在圖像上。并可調(diào)整圖像上顯示文字和 時(shí)間的位置，圖像左上角的位置坐標(biāo)為（0，0）視頻報(bào)警功能：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警錄像，報(bào)警觸發(fā)開(kāi)始錄像，錄像持續(xù)時(shí)間可以設(shè)定， 合理利用硬盤空間，并具有報(bào)碧礙動(dòng)

38、攝像機(jī)電源等功能。檢測(cè)及備份：可設(shè)置由 gpio 觸發(fā)產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)的持續(xù)時(shí)間設(shè)置是否檢測(cè)視頻信 號(hào)丟失，如果視頻信號(hào)丟失會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。定碼率：視頻服務(wù)器的壓縮輸出碼率可按網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)定，碼率設(shè)定越高則圖像質(zhì)量 越好，但占用帶寬也會(huì)增加。可根據(jù)實(shí)際帶寬情況調(diào)整設(shè)置。建議量化設(shè)置為最大量化 值 3l，最小量化值為 4圖像質(zhì)量可調(diào)：通過(guò)定質(zhì)量、定碼率及幀率控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。錄像管理功能：具有任意控制點(diǎn)定時(shí)連續(xù)錄像、手動(dòng)錄像功能。定時(shí)錄像功能：可分別設(shè)置每路錄像視音頻碼流、錄像質(zhì)量，在規(guī)定時(shí)間段中自動(dòng)錄 像，定時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉錄像，達(dá)到無(wú)人值守自動(dòng)啟動(dòng)監(jiān)控錄像的功能。報(bào)警自動(dòng)切換：系統(tǒng)報(bào)警后會(huì)自動(dòng)切換畫面，同時(shí)

39、發(fā)出告警聲音。如果一路報(bào)警切 換單屏，如果多路報(bào)警切換多屏，并疊時(shí)加報(bào)警信息。告警后規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有再出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)畫面時(shí)自動(dòng)終止錄像；圖像抓拍打印：可隨時(shí)打印抓拍 jpeg 格式的圖像，以便備份。錄像回放功能：每路 25 幀/秒回放，可擴(kuò)大至滿屏，支持 16 畫面回放，回放畫面任 意組合，采取正/反向播放、快放/慢放、快進(jìn)快退、單幀播放、多文件連續(xù)播放等。 ；局部放大功能：可將回放畫面某局部圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜止放大。視頻檢索功能：按照文件、同期、時(shí)間、監(jiān)控點(diǎn)、存儲(chǔ)盤符進(jìn)行撿索以及對(duì)歷史告 警的查詢。密碼保護(hù)功能：采取密碼授權(quán)的方式保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置，防止無(wú)授權(quán)者修改系統(tǒng)，只有 管理員才可以修改參數(shù)。錄像備份

40、功能：支持多種方式備份(擴(kuò)展硬盤陣列，熱插拔硬盤、cd-rw 刻錄盤、服 務(wù)器、磁帶等)。人性化的電子地圖功能：客戶可以根據(jù)自身監(jiān)控特點(diǎn)繪制電子地圖，可用分層分組 的方式對(duì)電子地圖進(jìn)行各種編輯，使控制整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)更直觀、更容易管理和控制。多任務(wù)同時(shí)工作：監(jiān)控、錄像、回放、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸可同時(shí)進(jìn)行，互不影響。 6.6 設(shè)備配置視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體配置策略如下：序號(hào)145678910設(shè)備名稱22 倍紅外攝高速球像機(jī) 支架立桿4 路網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器遠(yuǎn)端可控業(yè)務(wù)臺(tái) （4 路圖像）圖像工作站（4 路圖像） 視頻線纜控制線纜單位套套套臺(tái)套套米米數(shù)量222111800800備注七、信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

41、目標(biāo)依托當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采用技術(shù)先進(jìn)性、開(kāi)放性、實(shí)用性、可擴(kuò)展性、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性都比較好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，建設(shè)一個(gè)將水庫(kù)管理局內(nèi)各種計(jì)算機(jī)、工作站、外圍設(shè)備連接起來(lái)的 intranet 局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和信息資源的共享，逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同作業(yè)，水庫(kù)信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和瀏覽、查詢，電子政務(wù)和管理工作的網(wǎng)絡(luò)化、集成化。通過(guò)安全、經(jīng)濟(jì)、方便的方式，實(shí)現(xiàn) intranet 與 internet 的互聯(lián)，開(kāi)發(fā)利用 internet 網(wǎng)上信息資源，為把水庫(kù)管理局建成具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的信息化科技型管理部門奠定基礎(chǔ)，為科學(xué)管理提供決策服務(wù)，提高管理水平。 7.2 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)原則實(shí)用性和先

42、進(jìn)性依據(jù)實(shí)用性和先進(jìn)性并重的原則，充分注重實(shí)用性。采用成熟穩(wěn)定、比較先進(jìn)并有生命力的技術(shù)和設(shè)備，充分考慮到業(yè)務(wù)需求和業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)，采用高帶寬交換技術(shù)，能依據(jù)需求與外部網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)無(wú) 縫互連，能夠承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等信息。標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放性和兼容性本系統(tǒng)所采用的協(xié)議和技術(shù)必須符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織及有關(guān)專業(yè)組織制訂的標(biāo)準(zhǔn)，從而保證各廠 家軟硬件設(shè)施的互聯(lián)互通?？蓴U(kuò)充性網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必須滿足今后發(fā)展的需求，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)應(yīng)能夠平滑升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模能夠 及時(shí)方便地進(jìn)行擴(kuò)充。安全性和可靠性網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用穩(wěn)定可靠的星型結(jié)構(gòu)形式，設(shè)備采用國(guó)際國(guó)內(nèi)知名產(chǎn)品，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可 靠性和穩(wěn)定性。采用劃分 vlan、網(wǎng)

43、絡(luò)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)防病毒等技術(shù)，保障網(wǎng)絡(luò)的安全性。可管理性和可維護(hù)性采用高性能網(wǎng)絡(luò)管理軟件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各種軟硬件設(shè)施進(jìn)行全面、有效的集中管理，減輕技術(shù)人 員的勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)濟(jì)性和適用性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循經(jīng)濟(jì)性和適用性原則，充分利用現(xiàn)有軟硬件資源，力爭(zhēng)以最小的投資獲得最大的 收益。施工的可操作性立足于水庫(kù)管理局計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實(shí)際狀況和特點(diǎn)，進(jìn)行工程施工的合理安排。7.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7.3.1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型在局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和atm 等技術(shù)，這三種網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 各有優(yōu)缺點(diǎn)：atm 技術(shù)提供了高帶寬和較好的 qos，尤其是針對(duì)語(yǔ)音、圖像傳輸，但是由于 atm 協(xié)

44、議非常復(fù) 雜，因此設(shè)備造價(jià)極其昂貴，而且后期管理費(fèi)用較高；千兆位以太網(wǎng)可以提供 1000m 的網(wǎng)絡(luò)帶寬，qos 能夠同 atm 網(wǎng)絡(luò)相媲美，但整個(gè)設(shè)備的資金投 入比快速以太網(wǎng)高出許多；快速以太網(wǎng)可以提供 100m 的網(wǎng)絡(luò)帶寬，qos 也還可以，初期投入費(fèi)用較低，目前完全可以滿足水庫(kù)管理局的要求，以后隨著網(wǎng)絡(luò)上信息量的不斷擴(kuò)大，可以將這些設(shè)備放置于分布層，核心層更 換為千兆設(shè)備，不會(huì)造成任何浪費(fèi)。根據(jù)上述分析，xx 水庫(kù)管理局計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)擬選用快速以太網(wǎng)（100m）作為整個(gè)的主干通道進(jìn) 行設(shè)計(jì)。7.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有重要的地位。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以最

45、大限度的滿足現(xiàn)在及將來(lái)的發(fā)展。為了使網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計(jì)滿足水庫(kù)信息化管理的技術(shù)目標(biāo)，需要為用戶分析 和設(shè)計(jì)出一種最優(yōu)的方案。目前，常用的局域網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：1.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是目前局域網(wǎng)使用最多的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)便于集中控制，因?yàn)榻K端用戶之間的通信必須經(jīng)過(guò)中心站。由于這一特點(diǎn)，也帶來(lái)了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。終端用戶設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其它終端用戶間的通信。為了提高系統(tǒng)的可靠性，中心系統(tǒng)可以采用雙機(jī)熱備份。 2.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是,每個(gè)終端用戶都與兩個(gè)相臨的終端用戶相連,因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路,但總是以單向方式操作。于是,便有上游終端用戶和下游終端用戶之稱。用戶 n 是

46、用戶 n+1 的上游終端用戶,n+1 是 n 的下游終端用戶。如果 n+1 終端需將數(shù)據(jù)發(fā)送到 n 端，則幾乎要繞環(huán)一周才能到達(dá) n 端。 一旦某一個(gè)終端發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響。3.總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有終端用戶的一種方式，也就是說(shuō)，連接終端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享。這種結(jié)構(gòu)具有費(fèi)用低、數(shù)據(jù)終端用戶入網(wǎng)靈活、站點(diǎn)或某個(gè)終端用戶失效不影響其它站點(diǎn)或終端用戶通信的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一次僅能一個(gè)終端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其它終端用戶必須等待 到獲得發(fā)送權(quán)。媒體訪問(wèn)獲取機(jī)制較復(fù)雜。根據(jù)以上分析，xx 水庫(kù)管理局信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擬采用星型層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。 層次結(jié)構(gòu)模型

47、的優(yōu)點(diǎn)是： 層次模型可以幫助客戶將成本降到最低，通過(guò)分層設(shè)計(jì)，可以為層次結(jié)構(gòu)中的每一層購(gòu)買適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備可以充分發(fā)揮它們的特性。層次設(shè)計(jì)模型允許在每一層內(nèi)進(jìn)行精確的容量 劃分，從而減少不必要的帶寬。2 使網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試和故障排除變得容易。3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易變更。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的元素需要變更時(shí)，升級(jí)的成本限制在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一小部分。層次型的網(wǎng)絡(luò)模型可以按照網(wǎng)絡(luò)功能劃分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每層的重點(diǎn)集中于特定的功能。經(jīng)典的三層 層次模型典型結(jié)構(gòu)為：、核心層由高端路由器和交換機(jī)組成核心層，用于優(yōu)化可用性和性能。是互連網(wǎng)絡(luò)的高速主干，提供多個(gè) 地點(diǎn)的優(yōu)化傳輸路徑。、分布層由路由器和交換機(jī)構(gòu)成分布層，用于實(shí)現(xiàn)策略，

48、將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)連接到訪問(wèn)層。、訪問(wèn)層通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集線器、交換機(jī)和其他設(shè)備連接用戶，為最終用戶提供訪問(wèn)。由于水庫(kù)管理局局域網(wǎng)規(guī)模特小，所以我們將分布層和訪問(wèn)層合成一層來(lái)進(jìn)行分布。根據(jù)目前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量計(jì)算，向上級(jí)指揮調(diào)度中心傳輸，租用電信或廣電部門的 2m 光纖即可完成。 xx 水庫(kù)信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)拓?fù)淙鐖D 6-1 所示。7.4 設(shè)備選型及配置7.4.1 交換機(jī) 各個(gè)端口包括千兆位端口的線速、無(wú)阻塞性能。 8.8gbps 交換結(jié)構(gòu)和最大 660 萬(wàn)包/秒的傳輸速率，能夠保證最大的吞吐量。 24 個(gè) 10baset/100basetx 自適應(yīng)端口，每個(gè)可為單個(gè)用戶、服務(wù)器、工作組提供最大 2

49、00mbps 的帶寬，完全可以支持對(duì)帶寬需求的應(yīng)用。 catalyst 2950t-24 有兩個(gè)內(nèi)置的千兆位以太網(wǎng)（100baset）端口，可利用現(xiàn)有的 5 類電纜結(jié)構(gòu)為千兆位以太網(wǎng)主干、千兆位以太網(wǎng)服務(wù)器或交換機(jī)之間，提供最大 4gbps 的匯集帶寬和最遠(yuǎn) 100 米的距離。 8mb 共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)由于使用了消除包頭阻塞以及最大可能減少包丟失的設(shè)計(jì)，所以可以在組 播和廣播流量很大的情況下，提供更佳的整體性能，同時(shí)保證最大可能的吞吐量。 16mb 的 dram 和 8mb 的板上閃存可以為未來(lái)升級(jí)提供便利，做到最大限度地保護(hù)用戶投資。 利用快速以太通道和千兆位以太通道技術(shù)的帶寬匯集可提高容錯(cuò)性能

50、，并在交換機(jī)、路由器 和各服務(wù)器之間提供最大 4gbps 的匯集帶寬。 每個(gè)端口使用基于 802.1q 標(biāo)準(zhǔn)的 vlan 主干；每個(gè)交換機(jī)帶有 64 個(gè) vlan，附有 64 個(gè)生成樹(shù) （pvst+）的實(shí)例。 支持硬件 igmp 偵聽(tīng)的超級(jí)組播管理能力。 支持 vmps 功能的動(dòng)態(tài) vlan。 vtp 修剪。7.4.2 服務(wù)器表 6-2技術(shù)性能一覽表cpu 類型cpu 頻率目前 cpu 數(shù)最大 cpu 數(shù)內(nèi)存類型標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存容量 最大內(nèi)存容量 內(nèi)存帶寬 主板芯片組 pci 插槽類型/數(shù)量主板 i/o 接口scsi 控制器類型/數(shù)量ide 控制器類型/數(shù)量 是否支持熱插拔硬盤intel pentiu

51、m iii1.2612pc133 registered ecc sdram256m4000 mpc1334 個(gè) 33mhz 32 位插槽，2 個(gè) 66mhz 64 位插槽1 個(gè) 25 針并行端口，1 個(gè)視頻端口svga，1 個(gè) mini-din 鍵盤端口，1 個(gè) mini-din 鼠標(biāo)端口，2 個(gè) usb 端口，1 個(gè)局域網(wǎng)端口，1 個(gè)可選的串行管理和 局域網(wǎng)管理端口，1 個(gè)可選的外置 scsi 端口adaptec 7899，1 個(gè) 160m/s ultra160，1 個(gè) 40m/s ultra-wide集成雙通道 ultra3 scsi 控制器支持最大熱插拔硬盤數(shù) 硬盤標(biāo)配容量 硬盤最大容量

52、 顯示芯片型號(hào) 顯卡顯存接口數(shù)量外部驅(qū)動(dòng)器架數(shù) 內(nèi)部硬盤架數(shù) 是否支持磁盤陣列 網(wǎng)卡型號(hào)機(jī)箱尺寸電源功率電源數(shù)量最大/標(biāo)配 其它特性隨機(jī)軟件目標(biāo)客戶二級(jí)緩存8.1 建設(shè)目標(biāo)80620gati rage xl8m sgram串口 1 個(gè)，并口 1 個(gè)，usb 2 個(gè)支持機(jī)柜式機(jī)型 5u 機(jī)柜高度 300w2248 倍速 ide cd-rom 驅(qū)動(dòng)器 hp toptools512k八、汛情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)依托當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采用先進(jìn)實(shí)用 、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、易 于擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將市防汛業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)、工作站、外圍設(shè)備聯(lián)接起來(lái)，構(gòu)成防汛調(diào)度指揮 系統(tǒng)市級(jí) intranet 局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò) intranet 與 internet 的互聯(lián)，達(dá)到設(shè)備和信息資源的共享 的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)防汛信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、瀏覽查