水庫水雨情測報系統(tǒng)

1、一、概況1.1 工程簡介1.1.1 自然概況及洪水情況1.1.2 水庫工程建設(shè)情況1.2 工程建設(shè)必要性1.3 工程建設(shè)的可行性水庫水雨情自動化檢測系統(tǒng)是一種先進(jìn)的水文氣象參數(shù)實(shí)時采集和傳輸、處理系統(tǒng)。它應(yīng)用通信、遙測和計算機(jī)等技術(shù)手段來完成雨量、水位、流量等各種參數(shù)的實(shí)時處理，并以其來實(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發(fā)利用，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是十分顯著的。水庫自建庫以來，水庫的管理人員具備了豐富的水庫管理、運(yùn)行經(jīng)驗，通過各種手段積累了大 量水庫流域內(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)。我國從七十年代末開始建設(shè)水情自動測報系統(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，我國大中型的洪水調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)已逐步普及，使得水庫洪水預(yù)報、實(shí)時預(yù)報及水庫洪水調(diào)度自動化技術(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)水庫的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，建設(shè) xx 水庫水雨情自動化監(jiān)測系統(tǒng)是可行的。二、 總體設(shè)計2.1 目標(biāo)任務(wù)2.1.1 目標(biāo)遵照國家防汛抗旱總指揮部印發(fā)的水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)規(guī)則及水情自動測報系統(tǒng)規(guī)范，根據(jù)全國防汛指揮系統(tǒng)和水利信息化建設(shè)要求

3、，水庫水雨情自動畫監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)是：建成“先進(jìn)、實(shí)用、可靠、統(tǒng)一、可擴(kuò)展”的水雨情自動化監(jiān)測系統(tǒng)，在國內(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：野外遙測站為無人值守站，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)時采集、傳輸、接收各遙測站的水情信息，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)顯示；用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)處理，在線實(shí)時水雨情測報；利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過 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 水情自動遙測系統(tǒng)1.遙測站網(wǎng)規(guī)劃：主要依照水情自動測報系統(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 水庫建設(shè)水庫洪水調(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：應(yīng)按照國家防汛抗旱總指揮部 1999 年 8 月制定的“水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)規(guī)則”， 結(jié)合流域的自然地理情況，在滿足水庫洪水調(diào)度、洪水預(yù)報精度、預(yù)見期的要求下，合理 進(jìn)行站網(wǎng)設(shè)計。3. 通信電路設(shè)計：通信設(shè)計應(yīng)滿足實(shí)時、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：水庫流域地處山區(qū)防雷設(shè)計是保證遙測站運(yùn)行可靠重要手段，也是可靠性重 要指標(biāo)。2.1.2.2 水庫

5、環(huán)境視頻監(jiān)測系統(tǒng)1. 水庫環(huán)境視頻監(jiān)測系統(tǒng)具有功能：實(shí)時監(jiān)測水庫被監(jiān)測范圍內(nèi)環(huán)境情況，實(shí)時監(jiān)測水庫水位 變化其情況。1. 水庫環(huán)境視頻監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能通過 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)庫管理，各種數(shù)據(jù)傳輸與交換管理，資 源共享，辦公自動化管理，等其它管理功能。2.2 設(shè)計依據(jù)水庫水雨情自動監(jiān)測系統(tǒng)自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循以下規(guī)范、規(guī)程的要求：sl61-94水情自動化測報系統(tǒng)規(guī)范；dl/t5051-1996水情自動測報系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定；sl34-92水文站、網(wǎng)規(guī)劃

6、技術(shù)導(dǎo)則；sl/t102-1995水情自動測報系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件；sl/t180-1996水情自動測報系統(tǒng)設(shè)備 遙測終端機(jī)；sl/t181-1996水情自動測報系統(tǒng)設(shè)備 中繼機(jī)；sl/t182-1996水情自動測報系統(tǒng)設(shè)備 前置通信控制中心；sl199-97水情自動測報系統(tǒng)通信電路設(shè)計規(guī)定；國家防汛抗旱總指揮部 1999 年 8 月制定的“水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)規(guī)則”；國家防汛指揮系統(tǒng)總體規(guī)劃和設(shè)計綱要；全國水利信息化規(guī)劃大綱。2.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.3.1 系統(tǒng)組成xx 水庫水雨情自動化監(jiān)測系統(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，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)平臺提供基礎(chǔ)條件，為建設(shè) xx 水庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、雨水情自動遙測系統(tǒng)、視頻監(jiān)測系統(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 系 統(tǒng)自 動 測 報 系 統(tǒng)視頻監(jiān)測系統(tǒng)信 息 化 網(wǎng) 絡(luò) 中 心網(wǎng) 絡(luò) 管 理 系 統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)相 關(guān) 系 統(tǒng)圖 2-1 xx 水庫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.3.2 系統(tǒng)功能2.3.2.1 水雨情自動測報系統(tǒng)水情自動測報系統(tǒng)主要功能：在水庫流

8、域內(nèi)形成一個能控制流域降雨時空分布特性的遙測信息采集網(wǎng)絡(luò)，利用各種通信方式實(shí)時地自動完成流域內(nèi)水雨情信息采集、傳輸?shù)街行恼?，并將采集水雨?信息通過局域網(wǎng)絡(luò)存入數(shù)據(jù)庫。2.3.2.2 視頻監(jiān)測系統(tǒng)視頻監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能：實(shí)時監(jiān)測被監(jiān)測范圍內(nèi)的環(huán)境情況、水庫水位變化情況等，防止人為蓄意破壞水庫相關(guān)設(shè)施，減輕工作人員工作量，通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將監(jiān)測實(shí)時畫面?zhèn)魉偷缴霞壏姥?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)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理、辦公自動 化等提供一個數(shù)據(jù)平臺。2.3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.3.1 自動測報系統(tǒng)水庫水情

9、自動測報系統(tǒng)是一種先進(jìn)的水情氣象參數(shù)實(shí)時采集和傳輸系統(tǒng)，主要包含有自動雨量計、自動水位計、遙測數(shù)傳儀、通信設(shè)備、中心控制儀、計算機(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 心中心設(shè)備等。系統(tǒng)以傳輸網(wǎng)絡(luò)為平臺，以攝像設(shè)備為基礎(chǔ)，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為工具，通過人機(jī)交互操作， 能 站實(shí)現(xiàn)水庫電監(jiān)測對象遙的測實(shí)數(shù)時傳數(shù)儀據(jù)傳輸。池視頻監(jiān)測系統(tǒng)具有主要功能：1實(shí)時、動自態(tài)的監(jiān)測自被監(jiān)控對象；動 動2 對監(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

10、； 量計 計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 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 水情自動測報系統(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、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、雨水情測報、信息傳遞提供運(yùn)行平臺。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)是指洪水自動化調(diào)度系統(tǒng)、水情自動遙測系統(tǒng)外的系統(tǒng)，大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、電視監(jiān)控 系統(tǒng)、辦公自動化系統(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)計范圍

11、本設(shè)計范圍主要完成水情自動化測報系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。三、水情測報通信組網(wǎng)設(shè)計3.1 組網(wǎng)原則xx 水庫水情測報通信組網(wǎng)應(yīng)遵循以下原則：通信設(shè)計應(yīng)滿足實(shí)時、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)滿足遙測水情(水位)站位置不變。遙測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)目及中繼級數(shù)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單合理實(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。遙測水情站網(wǎng)設(shè)計應(yīng)滿足水庫洪水調(diào)度、洪水預(yù)報精

12、度、預(yù)見期的要求。3.2 測報系統(tǒng)站點(diǎn)選擇依據(jù)水情自動測報系統(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水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)的要求，在水庫流域內(nèi)形成一個能控制流域降雨時空分布特性和水庫各種來水情況的信息采集網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合流域的自然地理情況，在滿足水庫洪水調(diào)度、洪水預(yù)報精度、預(yù)見期的前提下，xx 水庫遙測水情站點(diǎn)的選擇通過反復(fù)論證，擬確定雨量站 5 座；水位站 4 座；分中心站 1 個，中心 站 1 個。3.3 通信方式選擇水情測報系統(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)，該頻段是國家無線電管理委員會指定的數(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，是我國目前 水情自動測報系統(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)在水情自動測報系 統(tǒng)應(yīng)用也日趨增多，而且也日趨成熟，是未來水情測報的一大發(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)上采取使用時收費(fèi)，不使用時不收費(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）遙測報汛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是近年來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，不能及時實(shí)時地反映上游的水雨情，也不 能真正做到水庫調(diào)度自動化。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)的短消息平臺進(jìn)行組網(wǎng)。點(diǎn)對點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)是由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲和前轉(zhuǎn)功能的，短消息發(fā)送到短消息中心后， 先存儲在短消息服

16、務(wù)器上，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到接收機(jī)上。利用短信息平臺組網(wǎng)，具有以下優(yōu)勢：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，傳輸時效好，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 個字節(jié)(7 比特編碼，160 個字符)。gsm（cdma）信道無需中繼，即可用于無線遠(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)管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用較低。3.3.2 通信方式的選擇從上述對比分析可見：對于 xx 水庫水雨情自動化監(jiān)測系統(tǒng)而言，衛(wèi)星通訊雖優(yōu)點(diǎn)多但運(yùn)行成本相對較高，短波通信雖廉但質(zhì)量太差，超

17、短波需要建設(shè)中繼站，而在水庫流域范圍基本上都有g(shù)sm 或cdma 手機(jī)信號覆蓋，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、水情測報信息傳輸設(shè)計4.1 信息傳輸設(shè)計原則xx 水庫自動測報信息傳輸設(shè)計必須遵循以如下設(shè)計原則：傳輸設(shè)計應(yīng)滿足實(shí)時、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，水情自動測報系統(tǒng)信息傳輸體制基本上分為自報式和應(yīng)答式兩種方式。4.2.1 兩種體制的工作方式自報方式：當(dāng)水情發(fā)生一個計量單位的變化時，(即雨量變

18、化 1mm，水位變化 1cm)，遙測站實(shí)時自動采集存貯，并立即向中心站發(fā)送這些數(shù)據(jù)。這種方式的特點(diǎn)是各遙測站主動報數(shù)，中心站被動接 收。應(yīng)答方式：當(dāng)水?dāng)?shù)據(jù)發(fā)生變化時，遙測站自動聚集和存貯這些數(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)是中心站主動召測，而 各遙測站被動響應(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)簡單。遙測站只發(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 電源消耗自報式體制的遙測站在不發(fā)送數(shù)據(jù)的時處于微功耗狀態(tài)，用 7ah 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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計。應(yīng)答式體制的遙測站因接收機(jī)一直處于接收守候狀態(tài)，因而電源功耗大，通常為自報式測站的數(shù)十倍以上，需要特大容量的太陽能光板浮充供電，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。4.2.2.3 實(shí)時性自報式體制即測即發(fā)，實(shí)時性很強(qiáng)。應(yīng)答式體制只有在中心站召測時才發(fā)，實(shí)時性較差。4.2.3 工作體制的選擇由上述對比分析可見，自

20、報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)平臺確定網(wǎng)絡(luò)平臺的確定包括硬件平臺和軟件平臺兩大部分。硬件平臺的建設(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)。軟件平臺的建設(shè)主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件開發(fā)系統(tǒng)三部分內(nèi)容，在軟件選型、研究開發(fā)過程中著重考慮以下因素：先進(jìn)性好：在 windows 32 位平臺上，選用 visual basic、visual c+ 等最新版本計算機(jī)編程 語言，按客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)軟件；實(shí)時性強(qiáng)：基于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層開發(fā)的數(shù)據(jù)通訊程序，使各工作站之間的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸及動態(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：采用 odbc 技術(shù)與數(shù)據(jù)庫聯(lián)接，支持目前各種數(shù)據(jù)庫，保證操作軟件與數(shù)據(jù) 庫的聯(lián)接、調(diào)用；開放性：系統(tǒng)軟件應(yīng)采用設(shè)置定義結(jié)構(gòu)，圖形報表輸出應(yīng)采用非編程定義，完全向用戶開放， 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發(fā)語言及其windows 平臺，避免兼容性問題并保證其可擴(kuò)展性。應(yīng)用軟件應(yīng)不因硬件或軟件平臺的升級而淘汰，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 動態(tài)鏈接庫結(jié)構(gòu))，增加系統(tǒng)功能僅需增加或修改相 應(yīng)的系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫，以便系統(tǒng)的擴(kuò)展和修改調(diào)試。數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化：以一

22、九九八年四月國家防總最新制定的國家防汛指揮系統(tǒng)工程實(shí)時水雨情庫表結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)更合理、更通用，為將來在省內(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螅x擇 windows 2000 操作平臺。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，管理簡單易行，windows 2000 的主要特 點(diǎn)是：安全性高：提供一個高級可靠的 c2 級安全環(huán)境；可靠性好：操作系統(tǒng)對系統(tǒng)軟件和硬件的出錯情況有所預(yù)計并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，使得系統(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，使不同檔次的計算機(jī)通過各種標(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)計算機(jī)、廣域網(wǎng)內(nèi)計算機(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；電子郵件傳輸；網(wǎng)絡(luò)管理。由于選擇 windows 2000 操作平臺，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)行開發(fā)，支持 x.25、netbeui、tcp

24、/ip、ipx/spx 等多種協(xié)議。五、水情測報設(shè)備選型5.1 設(shè)備選型原則xx 水庫水雨情測自動化系統(tǒng)地處山區(qū)。交通不便，覆蓋面積較大，遙測站距水庫管理處遠(yuǎn)且無人 值守。結(jié)合國內(nèi)建設(shè)自動測報系統(tǒng)經(jīng)驗及本工程特點(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)驗的設(shè)備。野外遙測站為無人值守站，應(yīng)能滿足全天候工作的要求。各站具備自檢能力，并能對電源電壓進(jìn)行自動監(jiān)測。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)時采集、發(fā)送水情信息。5.2 遙測站設(shè)備選型xx 水庫水情系統(tǒng)遙測站結(jié)構(gòu)如圖 5-1

25、所示，主要是采用超聲波水位計和雨量筒組成遙測站，采用 自報式工作體制。組成水位計雨量計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 數(shù)傳 終 端太陽能電源機(jī) 及 附件數(shù)據(jù)儲單元充電控制單元圖 5-1 gsm 雨量監(jiān)測站組成框圖5.2.1 遙測站功能a、 實(shí)時數(shù)據(jù)采集：當(dāng)水位傳感器發(fā)生變化1 個增量（即 1cm）時，設(shè)備自動采集存貯并將水位更 新值發(fā)送出去。b、 定時數(shù)據(jù)采集：實(shí)時采集水位傳感器數(shù)據(jù)，定時將當(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，按定時方式采集數(shù)據(jù)：當(dāng)數(shù)據(jù)突變時，可 根據(jù)變幅自動增加發(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)口無增量變化時，設(shè)備定時自檢，并將各口及電源狀態(tài)發(fā)送出去。e、 站號當(dāng)?shù)卦O(shè)置：可方便地在當(dāng)?shù)卦O(shè)置站號。5.2.2 遙測站設(shè)備技術(shù)指標(biāo)遙測站的主要技術(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）。（4） 電臺功率： 5w 或 25w。（5） 具有 watchdog 功能，即具有軟件故障自動恢復(fù)功能。（6） 具有電臺保護(hù)功能。（7） 具有數(shù)據(jù)糾檢錯功能，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） 具有與國內(nèi)所有不同體制的水情

27、遙測及控制系統(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） 遙測站設(shè)備的使用壽命 710 年。5.2.3 遙測站水位傳感器設(shè)備配置本系統(tǒng)采用超聲波水位計，它在各水情自動測報系統(tǒng)中和國家防汛指揮系統(tǒng)試驗中普遍使用。它與水位數(shù)據(jù)收集、存儲、處理系統(tǒng)配套，可作為國家專設(shè)站網(wǎng)長期收集水位信息的水位傳感器。該水位計適用于江河、湖泊、水庫、河口、渠道、船閘、地下水及各種水工建筑物處的水位測量。 超聲波水位計主要技術(shù)指標(biāo)：1 測量范圍：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 ， 95% 測 點(diǎn) 的 允 許 誤 差 為 0.2 fs ， 99% 測 點(diǎn) 的 允 許 誤 差 為 0.3fs；10m 量程時，0.3fs；1 波浪抑制：非接觸超聲波水位計的輸出穩(wěn)定，具有消波浪功能；2 平均無故障時間 mtbf：20000 小時；3 供電和防雷電方式：采用直流供電，傳感器及信號傳輸應(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 遙測站雨量傳感器設(shè)備配置本系統(tǒng)采用國內(nèi)自動翻斗式雨量傳感器，它在各水情自動測報系統(tǒng)中和國家防汛指揮系統(tǒng)試驗中 普遍使

29、用。自動翻斗式雨量傳感器主要技術(shù)指標(biāo)：1. 承雨量內(nèi)徑：200mm；2. 分辨率：0.5mm；3. 降雨量測量范圍：0.01-4mm/min；4. 翻斗計量誤差：4；5. 輸出信號方式：磁鋼干簧管式開關(guān)信號；6. 開關(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。 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 操作平臺下。ycz 前置機(jī)是水情自動測報系統(tǒng)中心站的通信控制設(shè)備，系統(tǒng)中所有各遙測點(diǎn)的數(shù)據(jù)均要經(jīng)過它進(jìn)入計算機(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 操作平臺下。ycz 前置機(jī)采用嵌入式 cpu 系統(tǒng)設(shè)計，功耗低、內(nèi)存大、通信接口多，即可用于自報系統(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：電臺數(shù)傳接口 1 個，

31、rs232c 接口 2 個，rs485 接口 1 個；工 作 方 式： 無線(uhf/vhf)或有線(rs485)；傳 輸 速 率： 無線?1200 波特（典型 300 波特），有線?4800 波特；無線傳輸載頻（300 波特）：“信號”980hz，“空號”1180hz；無線調(diào)制器輸出電平： 100mv；無線解調(diào)器允許解調(diào)電平：?20mv；無線解調(diào)特性： pe6db)；有線傳輸距離：6.1 設(shè)計原則?2.4km(2400 波特)。六、視頻監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計先進(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Γ员阍撓到y(tǒng)在

32、盡可 能長的時間內(nèi)與行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)?？煽啃裕翰捎贸墒斓募夹g(shù)產(chǎn)品，在設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計中都盡量提高系統(tǒng)的可靠性 與易維護(hù)性。安全性：對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其本身的安全性能不可忽視，系統(tǒng)設(shè)計時，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)計時應(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 升級換代的可能。規(guī)范性：在系統(tǒng)的設(shè)計與施工過程中應(yīng)參考各方面的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，嚴(yán)格遵從各項技 術(shù)規(guī)定，做好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與施工。6.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機(jī)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是集實(shí)時圖像監(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、防護(hù)罩、解碼器和支架等。攝像機(jī)通過內(nèi)置的 ccd 及輔助電路將現(xiàn)場情況拍攝成為模擬 視頻電信號，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，可實(shí)現(xiàn)日夜圖像監(jiān)控。22 倍自動聚焦紅外攝像機(jī)可根據(jù)拍 攝角度的不同，自動調(diào)整焦距，獲取清晰畫面。傳輸部分主要由同軸電纜組成。傳輸部分要求對前端攝像機(jī)攝錄的圖像進(jìn)行實(shí)時傳 輸，同時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)完成模擬祝頻信號的數(shù)字采集、mpeg4

34、h264 等標(biāo)準(zhǔn)的壓縮，圖像工作站水庫管 理處，完成監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄和檢索、錄像等功能。在上級指指揮調(diào)度中心可設(shè)置遠(yuǎn)端可控 業(yè)務(wù)臺，安裝上客戶端軟件，即可查看所轄攝像點(diǎn)的圖像，以及對云臺的控制，控制權(quán) 限分為多級。顯示部分完成在系統(tǒng)顯示器上的實(shí)時監(jiān)視信號顯示和錄像內(nèi)容的回放及檢索，通過 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，所有通道同時錄 像、支持視頻移動偵測錄像等功能。本次在設(shè)計上，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比。6.3 系統(tǒng)錄像容量計算配置的系統(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，計算過程如下：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)，則一路視頻信號每小時所需硬盤空間最大為：(704x576x16bitx25 幀秒 x3600 秒)8bitb1024bk1024k m 150=464mb二、l 路視頻信號進(jìn)行 24 小時連續(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，可以只考慮視頻移動偵測錄像，也就是畫面發(fā)

36、生變化時，才進(jìn) 行錄像平均下來可能只有 13 的時間在錄像，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、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著計 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)也有了長足的發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時方便、實(shí)時地檢索、回放記錄存儲的圖像，可按時間、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衰減和磨損問題， 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、顯示時間疊加在圖像上。并可調(diào)整圖像上顯示文字和 時間的位置，圖像左上角的位置坐標(biāo)為（0，0）視頻報警功能：動態(tài)監(jiān)測報警錄像，報警觸發(fā)開始錄像，錄像持續(xù)時間可以設(shè)定， 合理利用硬盤空間，并具有報碧礙動

38、攝像機(jī)電源等功能。檢測及備份：可設(shè)置由 gpio 觸發(fā)產(chǎn)生的報警信號的持續(xù)時間設(shè)置是否檢測視頻信 號丟失，如果視頻信號丟失會觸發(fā)報警系統(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，但占用帶寬也會增加?？筛鶕?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)：通過定質(zhì)量、定碼率及幀率控制來實(shí)現(xiàn)。錄像管理功能：具有任意控制點(diǎn)定時連續(xù)錄像、手動錄像功能。定時錄像功能：可分別設(shè)置每路錄像視音頻碼流、錄像質(zhì)量，在規(guī)定時間段中自動錄 像，定時啟動關(guān)閉錄像，達(dá)到無人值守自動啟動監(jiān)控錄像的功能。報警自動切換：系統(tǒng)報警后會自動切換畫面，同時

39、發(fā)出告警聲音。如果一路報警切 換單屏，如果多路報警切換多屏，并疊時加報警信息。告警后規(guī)定時間內(nèi)沒有再出現(xiàn)運(yùn)動畫面時自動終止錄像；圖像抓拍打?。嚎呻S時打印抓拍 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)行動態(tài)或靜止放大。視頻檢索功能：按照文件、同期、時間、監(jiān)控點(diǎn)、存儲盤符進(jìn)行撿索以及對歷史告 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 的方式對電子地圖進(jìn)行各種編輯，使控制整個監(jiān)控系統(tǒng)更直觀、更容易管理和控制。多任務(wù)同時工作：監(jiān)控、錄像、回放、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸可同時進(jìn)行，互不影響。 6.6 設(shè)備配置視頻監(jiān)測系統(tǒng)具體配置策略如下：序號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 （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套套米米數(shù)量222111800800備注七、信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計7.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

41、目標(biāo)依托當(dāng)代先進(jìn)的計算機(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)一個將水庫管理局內(nèi)各種計算機(jī)、工作站、外圍設(shè)備連接起來的 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。通過安全、經(jīng)濟(jì)、方便的方式，實(shí)現(xiàn) intranet 與 internet 的互聯(lián)，開發(fā)利用 internet 網(wǎng)上信息資源，為把水庫管理局建成具有國內(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，采用高帶寬交換技術(shù)，能依據(jù)需求與外部網(wǎng)絡(luò)平臺無 縫互連，能夠承載語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息。標(biāo)準(zhǔn)化、開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，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模能夠 及時方便地進(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)備采用國際國內(nèi)知名產(chǎn)品，保證整個網(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?？晒芾硇院涂删S護(hù)性采用高性能網(wǎng)絡(luò)管理軟件，對網(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 員的勞動強(qiáng)度。經(jīng)濟(jì)性和適用性系統(tǒng)的設(shè)計遵循經(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管理局計算機(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，尤其是針對語音、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，不會造成任何浪費(fèi)。根據(jù)上述分析，xx 水庫管理局計算機(jī)局域網(wǎng)擬選用快速以太網(wǎng)（100m）作為整個的主干通道進(jìn) 行設(shè)計。7.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有重要的地位。一個設(shè)計良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以最

45、大限度的滿足現(xiàn)在及將來的發(fā)展。為了使網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計滿足水庫信息化管理的技術(shù)目標(biāo)，需要為用戶分析 和設(shè)計出一種最優(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，因為終端用戶之間的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一特點(diǎn)，也帶來了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。終端用戶設(shè)備因為故障而停機(jī)時也不會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,每個終端用戶都與兩個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。 一旦某一個終端發(fā)生故障，則整個系統(tǒng)都會受到影響。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，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)。媒體訪問獲取機(jī)制較復(fù)雜。根據(jù)以上分析，xx 水庫管理局信息化網(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。 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，通過分層設(shè)計，可以為層次結(jié)構(gòu)中的每一層購買適當(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，升級的成本限制在整個網(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 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)連接到訪問層。、訪問層通過網(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。由于水庫管理局局域網(wǎng)規(guī)模特小，所以我們將分布層和訪問層合成一層來進(jìn)行分布。根據(jù)目前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量計算，向上級指揮調(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) 各個端口包括千兆位端口的線速、無阻塞性能。 8.8gbps 交換結(jié)構(gòu)和最大 660 萬包/秒的傳輸速率，能夠保證最大的吞吐量。 24 個 10baset/100basetx 自適應(yīng)端口，每個可為單個用戶、服務(wù)器、工作組提供最大 2

49、00mbps 的帶寬，完全可以支持對帶寬需求的應(yīng)用。 catalyst 2950t-24 有兩個內(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，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升級提供便利，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。 每個端口使用基于 802.1q 標(biāo)準(zhǔn)的 vlan 主干；每個交換機(jī)帶有 64 個 vlan，附有 64 個生成樹 （pvst+）的實(shí)例。 支持硬件 igmp 偵聽的超級組播管理能力。 支持 vmps 功能的動態(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 33mhz 32 位插槽，2 個 66mhz 64 位插槽1 個 25 針并行端口，1 個視頻端口svga，1 個 mini-din 鍵盤端口，1 個 mini-din 鼠標(biāo)端口，2 個 usb 端口，1 個局域網(wǎng)端口，1 個可選的串行管理和 局域網(wǎng)管理端口，1 個可選的外置 scsi 端口adaptec 7899，1 個 160m/s ultra160，1 個 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 顯卡顯存接口數(shù)量外部驅(qū)動器架數(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)客戶二級緩存8.1 建設(shè)目標(biāo)80620gati rage xl8m sgram串口 1 個，并口 1 個，usb 2 個支持機(jī)柜式機(jī)型 5u 機(jī)柜高度 300w2248 倍速 ide cd-rom 驅(qū)動器 hp toptools512k八、汛情自動測報系統(tǒng)軟件設(shè)計依托當(dāng)代先進(jìn)的計算機(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)的計算機(jī)、工作站、外圍設(shè)備聯(lián)接起來，構(gòu)成防汛調(diào)度指揮 系統(tǒng)市級 intranet 局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過 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