XX水库水雨情测报系统

一、概 况

1.1 工程简介

1.1.1 自然概况及洪水情况 1.1.2 水库工程建设情况

1.2工程建设必要性 1.3 工程建设的可行性

水库水雨情自动化检测系统是一种先进的水文气象参数实时采集和传输、处理系统。它应用通信、遥测和计算机等技术手段来完成雨量、水位、流量等各种参数的实时处理，并以其来实现防洪、供水、发电等优化调度，提高水资源的合理开发利用，其经济效益和社会效益是十分显著的。

水库自建库以来，水库的管理人员具备了丰富的水库管理、运行经验，通过各种手段积累了大量水库流域内的水情资料，这些水情资料为建设系统提供最基本的数据依据。

我国从七十年代末开始建设水情自动测报系统和闸门监控系统，目前技术已经成熟。特别是进十年来，我国大中型的洪水调度系统的建设已逐步普及，使得水库洪水预报、实时预报及水库洪水调度自动化技术得到了迅速发展，并日成熟。流域雨水情信息采集及传输系统、数据处理及中心控制系统的硬件设备、传感器等的生产步入规范化和定型化阶段，设备故障率极低。

综上所述，为了确保XX水库防汛的安全运行，提高管理质量，充分发掘水资源的潜力，进—步提高流域内水库的经济效益和社会效益，建设XX水库水雨情自动化监测系统是可行的。

二、 总体设计

2.1目标任务

2.1.1目标

遵照国家防汛抗旱总指挥部印发的《水库洪水调度系统设计与开发规则》及《水情自动测报系统规范》，根据全国防汛指挥系统和水利信息化建设要求，水库水雨情自动画监测系统的设计目标是：建成“先进、实用、可靠、统一、可扩展”的水雨情自动化监测系统，在国内具有领先水平。

建成的洪水调度系统应具有下列功能：

●野外遥测站为无人值守站，全天候工作，具有良好的防雷能力； ●系统设备结构简单、维护方便、性能先进、可靠性高、省电定型产品； ●实时采集、传输、接收各遥测站的水情信息，并实现实时动态显示； ●用计算机网络系统实现实时数据处理，在线实时水雨情测报；

●利用计算机网络系统通过Internet/Intranet向主管部门发送水情数据、传递水情信息；

2.1.2任务

2.1.2.1 水情自动遥测系统

1.遥测站网规划：主要依照《水情自动测报系统规范（SL61-94）》和《水情站网规划技术导则（SL34-92）》的规定和XX水库建设水库洪水调度系统的要求，结合流域的自然地理情况，进行站网规划。

2.站网设计：应按照国家防汛抗旱总指挥部1999年8月制定的“水库洪水调度系统设计与开发规则”， 结合流域的自然地理情况，在满足水库洪水调度、洪水预报精度、预见期的要求下，合理进行站网设计。

3.通信电路设计：通信设计应满足实时、可靠、准确、方便地传输水情数据的要求。通信电路的质量应保证在99％的时间内，数据传输的误码率不大于1×10。

4.站网防雷设计：水库流域地处山区防雷设计是保证遥测站运行可靠重要手段，也是可靠性重要指标。

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2.1.2.2水库环境视频监测系统

1.水库环境视频监测系统具有功能：实时监测水库被监测范围内环境情况，实时监测水库水位变化其情况。

2. 水库环境视频监测系统应能通过INTERNET/INTRANET网络系统或电信公众网传输其它汛情数据信息，达到资源共享。

2.1.2.3信息化网络系统

信息化网络系统的主要功能：信息化网络系统管理，数据库管理，各种数据传输与交换管理，资源共享，办公自动化管理，等其它管理功能。

2.2设计依据

水库水雨情自动监测系统自动化系统设计应遵循以下规范、规程的要求： SL61-94《水情自动化测报系统规范》； DL/T5051-1996《水情自动测报系统设计规定》； SL34-92《水文站、网规划技术导则》；

SL/T102-1995《水情自动测报系统设备基本技术条件》； SL/T180-1996《水情自动测报系统设备 遥测终端机》； SL/T181-1996《水情自动测报系统设备 中继机》；

SL/T182-1996《水情自动测报系统设备 前置通信控制中心》； SL199-97《水情自动测报系统通信电路设计规定》；

国家防汛抗旱总指挥部1999年8月制定的“水库洪水调度系统设计与开发规则”； 国家防汛指挥系统总体规划和设计纲要； 全国水利信息化规划大纲。

2.3系统总体结构

2.3.1系统组成

XX水库水雨情自动化监测系统总体构架拟采用10/100M快速以太网技术，WINDOWS 2000网络操作平台，以Client\\Server方式组建信息化网络系统，为实现全管理处LAN和WAN网络服务平台提供基础条件，为建设XX水库数据库系统、雨水情自动遥测系统、视频监测系统系统等提供先进、实用、稳定、可靠的网络体系，实现资源共享，大大提高水库管

理水平，最大限度地发挥水资源的效益，促进经济社会的可持续发展。系统结构如图2-1所示。

图2-1 XX水库网络系统总体结构

视频监测系统 网络管理系统 相关系统 自动测报系统 信息化网络中心 办公自动化系统 应用系统 数据库系统 2.3.2系统功能

2.3.2.1水雨情自动测报系统

水情自动测报系统主要功能：在水库流域内形成一个能控制流域降雨时空分布特性的遥测信息采集网络，利用各种通信方式实时地自动完成流域内水雨情信息采集、传输到中心站，并将采集水雨情信息通过局域网络存入数据库。

2.3.2.2视频监测系统

视频监测系统的主要功能：实时监测被监测范围内的环境情况、水库水位变化情况等，防止人为蓄意破坏水库相关设施，减轻工作人员工作量，通过网络通信系统将监测实时画面传送到上级防汛调度指挥中心，为防汛调度决策提供参考。

2.3.2.3信息化网络系统

信息化网络系统的主要功能：为流域内水雨情信息采集、视频监测系统、数据库管理、办公自动化等提供一个数据平台。

2.3.3系统结构

2.3.3.1自动测报系统

水库水情自动测报系统是一种先进的水情气象参数实时采集和传输系统，主要包含有自动雨量计、自动水位计、遥测数传仪、通信设备、中心控制仪、计算机工作站等组成，如图2-2所示。

图2-2 水情自动测报系统结构

自动水位计 自动雨量计 计算机工作站 太阳能电池 通信设备 公共通信网

通信设备 中心站配电 遥测数传仪 中心控制仪 信息化网络中心

2.3.3.2视频监测系统系统

视频监控系统结构如图2-3所示，主要包括摄像设备、视频服务器、控制设备、传输设备及监控中心设备等。系统以传输网络为平台，以摄像设备为基础，以计算机网络为工具，通过人机交互操作，实现水库监测对象的实时数据传输。

视频监测系统具有主要功能： 1．实时、动态的监测被监控对象；

2．对监控图像进行本地/远程录像，回放、检索； 3．远程控制云台；

4．系统的信息传递和图像、数据显示功能。

2.3.3.3信息化网络系统

信息化网络系统主要包含核心交换机、中心服务器、数据库、系统管理中心、低端交换机、路由器等。该系统主要为洪水调度、雨水情测报、信息传递提供运行平台。

网络交换机 路由器 卫星地面站 用户工作站 服务器 数据采集终端 省市防汛网络 图2-4 水库信息化网络系统拓扑结构

2.3.3.4相关系统

相关系统是指洪水自动化调度系统、水情自动遥测系统外的系统，大坝安全监测系统、电视监控系统、办公自动化系统等，均可进入信息化网络系统中心的系统。

2.4本设计范围

本设计范围主要完成水情自动化测报系统、视频监控系统、信息化网络系统。

三、水情测报通信组网设计

3.1组网原则

XX水库水情测报通信组网应遵循以下原则：

●通信设计应满足实时、可靠、准确、方便地传输水情数据的要求。

●通信电路的质量应保证在99％的时间内，数据传输的误码率不大于1×10。 ●选择具有高可靠性的工作体制。

●通信组网方案应满足遥测水情(水位)站位置不变。遥测雨量站位置原则上不变的要求，并应尽量减少中继站数目及中继级数，使系统结构简单合理实用可靠。站点的选择力求安装、运行维护及看管方便。

●通信设备应选用技术先进，经济实用，经鉴定合格，质量上乘的产品。 ●遥测水情站网设计应满足水库洪水调度、洪水预报精度、预见期的要求。

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3.2测报系统站点选择

依据《水情自动测报系统规范（SL61-94）》和《水情站网规划导则（SL34-92）》的规定和XX水库洪水调度系统的要求，在水库流域内形成一个能控制流域降雨时空分布特性和水库各种来水情况的信息采集网络，结合流域的自然地理情况，在满足水库洪水调度、洪水预报精度、预见期的前提下，XX水库遥测水情站点的选择通过反复论证，拟确定雨量站5座；水位站4座；分中心站1个，中心站1个。

3.3通信方式选择

水情测报系统目前采用的通信方式有超短波、卫星、短波、有线通信GSM（CDMA）短消息等五种方式。

3.3.1五种通信方式的性能比较

3.3.1.1超短波通信

超短波通信是采用超短波230MHZ频段组网，该频段是国家无线电管理委员会指定的数 据传输专用频段。

超短波通信方式的优点是：信号传输比较稳定，质量较好，又具有一定的绕射能力，是我国目前水情自动测报系统中应用最多，技术上也较成熟的通信方式。

超短波通信方式的缺点是：传播距离较近，受地形限制，在山地通信时需设置中继站。

3.3.1.2 卫星通信

近几年，通信卫星VAST系统、Inmarset-C海事卫星及神州天鸿卫星通信系统在水情自动测报系统应用也日趋增多，而且也日趋成熟，是未来水情测报的一大发展方向。

卫星通信方式的优点是：传输质量最好，传输距离不受限制，覆盖面积大，受地形、气候的影响小，组网灵活。设备的抗雷击能力强。

卫星通信方式的缺点：神州天鸿卫星通信系统和Inmarset-C海事卫星通信系统在收费上采取使用时收费，不使用时不收费的方式，但依然有较高的使用成本，而且系统天线仰角较低，在某些陡峭的山脚下，建站有困难。通信卫星VAST系统设备体积较大，功耗大，系统建设成本高，且不利于维护管理。

3.3.1.3 短波通信

短波通信是利用短波在电离层的反射来进行的通信。

短波通信方式的优点是：传播距离较远，受地形限制较少，投资少，建设快，抗破坏能力强。

短波通信方式的缺点：受电离层、气候的影响，通信质量差，信道稳定性差。

3.3.1.4 PSTN系统

PSTN（Public Switching Telephone Network）遥测报汛网络系统是近年来在水情和其他部门迅速崛起的－种具有高可靠性、组网灵活、成本低、维护方便等优势的新型通信传输手段。但由于系统运行通话费用较高，运行成本高，而且发送数据间隔较长，不能及时实时地反映上游的水雨情，也不能真正做到水库调度自动化。

3.3.1.5GSM（CDMA）短消息系统

GSM（CDMA）短消息是电信部门向用户提供的一种数字通信资源，是一种无线通信公网。水利上主要是使用GSM（CDMA）短消息系统的短消息平台进行组网。

点对点的短消息业务是由短消息业务中心完成存储和前转功能的，短消息发送到短消息中心后，先存储在短消息服务器上，然后再转发到接收机上。

利用短信息平台组网，具有以下优势： 系统响应速度快，传输时效好，信道稳定可靠。

系统容量较大，可传输的数据量较大。信息量限制为140个字节(7比特编码，160个字符)。

GSM（CDMA）信道无需中继，即可用于无线远程传输，加上它属于双向通信，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。

GSM（CDMA）系统设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线，安装方便，一次性建设投资少，维护管理简单，运行费用较低。

3.3.2通信方式的选择

从上述对比分析可见：对于XX水库水雨情自动化监测系统而言，卫星通讯虽优点多但运行成本相对较高，短波通信虽廉但质量太差，超短波需要建设中继站，而在水库流域范围基本上都有GSM或CDMA手机信号覆盖，所以我们建议在本系统中我们认为使用GSM（CDMA）短消息通信方式为最佳方案。

四、水情测报信息传输设计

4.1信息传输设计原则

XX水库自动测报信息传输设计必须遵循以如下设计原则：

◆传输设计应满足实时、可靠、准确、方便地传输水情数据的要求。

◆传输电路的质量应保证在99％的时间内，数据传输的误码率不大于1×10。 ◆选择具有高可靠性的工作体制。

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4.2信息传输工作体制选择

目前，水情自动测报系统信息传输体制基本上分为自报式和应答式两种方式。

4.2.1两种体制的工作方式

自报方式：当水情发生一个计量单位的变化时，(即雨量变化1mm，水位变化 1cm)，遥测站实时自动采集存贮，并立即向中心站发送这些数据。这种方式的特点是各遥测站主动报数，中心站被动接收。

应答方式：当水数据发生变化时，遥测站自动聚集和存贮这些数据，但并不立即发送，只在接收到中心站的召测命令后，才将存贮的最新数据发送给中心站。这种方式的特点是中心站主动召测，而各遥测站被动响应。

4.2.2两种体制的性能比较

4.2.2.1系统结构及设备复杂程度

自报式体制的数据单方向传输，因而仅需要单向信道，系统结构简单。遥测站只发送，不接收，中心站只接收，不发送，因而设备的软硬件简单，设备投资低，设备维修容易。

应答式体制属双向通讯，需要双向信道，系统结构复杂。遥测站和中心站均需具备发送和接收功能，设备软硬件复杂，投资高，维修困难。

4.2.2.2电源消耗

自报式体制的遥测站在不发送数据的时处于微功耗状态，用7AH蓄电池组和小容量太阳能光电板浮充方式供电，体积小、重量轻，便于实现结构一体化设计。

应答式体制的遥测站因接收机一直处于接收守候状态，因而电源功耗大，通常为自报式测站的数十倍以上，需要特大容量的太阳能光板浮充供电，蓄电池容量也要求较大。使用交

流供电，则使供电设备复杂，且存在引进雷击的危险。

4.2.2.3 实时性

自报式体制即测即发，实时性很强。

应答式体制只有在中心站召测时才发，实时性较差。

4.2.3 工作体制的选择

由上述对比分析可见，自报式体制的大多性能优于应答式体制。

4.3水情信息网络传输方式

4.3.1网络平台确定

网络平台的确定包括硬件平台和软件平台两大部分。硬件平台的建设主要是选择先进实用、性能稳定的网络设备、服务器、工作站等设备，建立良好的网络拓扑结构。软件平台的建设主要包括操作系统、数据库系统、应用软件开发系统三部分内容，在软件选型、研究开发过程中着重考虑以下因素：

★先进性好：在Windows 32位平台上，选用Visual Basic、Visual C++ 等最新版本计算机编程语言，按客户机/服务器结构设计开发系统软件；

★实时性强：基于网络应用层开发的数据通讯程序，使各工作站之间的实时数据传输及动态数据的反应速度得到保证；

★支持多种数据库：采用ODBC技术与数据库联接，支持目前各种数据库，保证操作软件与数据库的联接、调用；

★开放性：系统软件应采用设置定义结构，图形报表输出应采用非编程定义，完全向用户开放，以便适应系统变化、站点增减，以及图形表格输出的自行定义；

★扩展性：拟全部选用微软公司的软件开发语言及其Windows平台，避免兼容性问题并保证其可扩展性。应用软件应不因硬件或软件平台的升级而淘汰，不同协议的通讯程序、设制图形的基本图元及表格定义中的网格函数均采用外挂式结构(DLL动态链接库结构)，增加系统功能仅需增加或修改相应的系统动态链接库，以便系统的扩展和修改调试。

★数据库标准化：以一九九八年四月国家防总最新制定的《国家防汛指挥系统工程实时水雨情库表结构》定义数据库表结构，使数据库表结构更合理、更通用，为将来在省内各部门充分做到互连、互通，以及操作提供了基础的条件。

基于上述要求，选择Windows 2000操作平台。Windows 2000是微软公司操作系统中最新的、功能最强的产品，该操作系统采用Windows界面，操作直观，管理简单易行，Windows 2000 的主要特点是：

◆安全性高：提供一个高级可靠的C2级安全环境；

◆可靠性好：操作系统对系统软件和硬件的出错情况有所预计并进行适当的处理，使得系统本身及用户数据和程序得到保护；

◆强大的网络能力：Windows 2000支持多种协议，具有强大的异种机、异种操作系统的互连能力，使不同档次的计算机通过各种标准通讯协议以工作站形式与Windows 2000操作系统连结。

4.3.2数据网络传输协议

数据网络通讯模块主要负责单机、局域网内计算机、广域网内计算机的程序模块之间的信息通信，该程序组主要在网络七层结构的应用层下采用单进程多线程结构进行开发，其包含下列内容：

★本地机各程序模块间的进程通信； ★网络间的文件传输； ★远程数据访问； ★电子邮件传输； ★网络管理。

由于选择Windows 2000操作平台，该程序组主要在网络七层结构的应用层下采用单进程多线程结构进行开发，支持X.25、NetBEUI、TCP/IP、IPX/SPX等多种协议。

五、水情测报设备选型

5.1设备选型原则

XX水库水雨情测自动化系统地处山区。交通不便，覆盖面积较大，遥测站距水库管理

处远且无人值守。结合国内建设自动测报系统经验及本工程特点，设备选型应遵循以下原则:

●设备选择应以结构简单，维护方便，性能先进，可靠性高，省电等要求，选择可靠性高，已定型，有一定运行经验的设备。

●野外遥测站为无人值守站，应能满足全天候工作的要求。 ●各站具备自检能力，并能对电源电压进行自动监测。

●除中心站外，所有站点均采用直流供电方式，并具有可靠的防雷措施。 ●应可靠实时采集、发送水情信息。

5.2遥测站设备选型

XX水库水情系统遥测站结构如图5-1所示，主要是采用超声波水位计和雨量筒组成遥测站，采用自报式工作体制。组成

雨量计 RS232,通信接口单元 GSM通信机 人工置数、数据显示单元 水位计 数控单元 监测数传终端机及附件 数据储单元 充电控制单元 编 程 单 元 太阳能电源

图5-1 GSM雨量监测站组成框图

5.2.1 遥测站功能

a、实时数据采集：当水位传感器发生变化1个增量（即1CM）时，设备自动采集存贮并将水位更新值发送出去。

b、定时数据采集：实时采集水位传感器数据，定时将当前值发送出去。

c、自适应数据采集：当传感器数据在容限内变化时，按定时方式采集数据：当数据突变时，可根据变幅自动增加发送次数，以取得数据极值。

d、设备自检：当数据口无增量变化时，设备定时自检，并将各口及电源状态发送出去。 e、站号当地设置：可方便地在当地设置站号。

5.2.2 遥测站设备技术指标

遥测站的主要技术指标及功能如下： （1）工作温度： -20℃～+50℃。 （2）静态功耗： ＜1ｍA（含收信机）。

（3）可靠性指标： MTBF＝8年（每年实际维护保养1小时）。 （4）电台功率： 5W或25W。

（5）具有watchdog功能，即具有软件故障自动恢复功能。 （6）具有电台保护功能。

（7）具有数据纠检错功能，引入BCH编码，抗突发干扰强。 （8）具有多路径数据传送功能，以便灵活组网。

（9）具有与国内所有不同体制的水情遥测及控制系统联网。

（10）具有传统存贮再生中继所具有的其它功能，转发速率为300波特，数据传输的月畅通率大于98%。

（11）入口信噪比门限： S／N min≤16dB ( Pe＜ l×10)。 （12）遥测站设备的使用寿命7～10年。

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5.2.3 遥测站水位传感器设备配置

本系统采用超声波水位计，它在各水情自动测报系统中和国家防汛指挥系统试验中普遍使用。它与水位数据收集、存储、处理系统配套，可作为国家专设站网长期收集水位信息的水位传感器。该水位计适用于江河、湖泊、水库、河口、渠道、船闸、地下水及各种水工建筑物处的水位测量。

超声波水位计主要技术指标：

1．测量范围：10.0米、20.0米、40.0米； 2．分辨力：1.0cm；

3．准确度：10m量程时，95%测点的允许误差为≤±0.2％FS，99%测点的允许误差为 ≤±0.3％FS；＞10m量程时，≤±0.3％FS；

4．波浪抑制：非接触超声波水位计的输出稳定，具有消波浪功能； 5．平均无故障时间MTBF：≥20000小时；

6．供电和防雷电方式：采用直流供电，传感器及信号传输应具有有效的防雷措施； 7．工作环境温度：-20℃～＋50℃，工作环境湿度：95％RH（40℃凝露）。

5.2.4遥测站雨量传感器设备配置

本系统采用国内自动翻斗式雨量传感器，它在各水情自动测报系统中和国家防汛指挥系统试验中普遍使用。

自动翻斗式雨量传感器主要技术指标： 1.承雨量内径：Φ200mm； 2.分辨率：0.5mm；

3.降雨量测量范围：0.01-4mm/min； 4.翻斗计量误差：≤±4％；

5.输出信号方式：磁钢—干簧管式开关信号； 6.开关接点容量：DC V≤12V, I≤120Ma； 7.接点工作次数：l×10 8.工作环境温度：-10℃～＋50℃

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5.3水情信息接收处理中心站设备选型

中心站以分布式多微机的局域网方式配置，系统采用客户机/服务器结构。一套YCZ前置机连接到水情采集工作站上采集数据。水情采集工作站以太网方式连接到局域网，将采集数据送入数据库。网络互联采用工业标准TCP/IP协议，运行Windows 2000 操作平台下。

YCZ前置机是水情自动测报系统中心站的通信控制设备，系统中所有各遥测点的数据均要经过它进入计算机构成水情工作站。水情工作站以太网方式连接到局域网，网络互联采用工业标准TCP/IP协议，运行Windows 2000 操作平台下。

YCZ前置机采用嵌入式CPU系统设计，功耗低、内存大、通信接口多，即可用于自报系统也可用于应答系统。系统中心站组成如图5-３所示。

Modem 雨量计 前置机 直流稳压电源 水情工作站 图5-３系统中心站组成

前置机除具有高可靠的工作特性外，还具有造型新颖、结构合理、使用方便和维护简单等优点。其主要技术指标如下：

输入输出接口：电台数传接口1个，RS232C接口2个，RS485接口1个； 工 作 方 式： 无线(UHF/VHF)或有线(RS485)；

传 输 速 率： 无线?1200波特（典型300波特），有线?4800波特； 无线传输载频（300波特）：“信号”——980Hz，“空号”——1180Hz； 无线调制器输出电平： 100mV； 无线解调器允许解调电平：?20mV； 无线解调特性： pe<10(>6db)； 有线传输距离： ?2.4km(2400波特)。

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六、视频监测系统设计

6.1 设计原则

先进性：在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能长的时间内与行业发展相适应。

可靠性：采用成熟的技术产品，在设备选型和系统设计中都尽量提高系统的可靠性与易维护性。

安全性：对于视频监控系统，其本身的安全性能不可忽视，系统设计时，必须采取多种手段防止本系统遭受各种形式与途径的非法破坏。

可扩充性：系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应考虑预备容量的扩充与升级换代的可能。

规范性：在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。

6.2 系统结构

计算机数字视频监控系统，是集实时图像监控、图像技术处理和硬盘录像为一体的综合监控管理系统，系统由前端摄像、传输、控制、显示、记录5大部分组成。

前端摄像部分完成模拟视频的拍摄等功能，主要器件包括：摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器和支架等。摄像机通过内置的CCD及辅助电路将现场情况拍摄成为模拟视频电信号，经同轴电缆传输。防护罩给摄像机和镜头提供适宜的工作环境。本次采用的摄像机支持夜间图像监测，可实现日夜图像监控。22倍自动聚焦红外摄像机可根据拍摄角度的不同，自动调整焦距，获取清晰画面。

传输部分主要由同轴电缆组成。传输部分要求对前端摄像机摄录的图像进行实时传输，同时要求传输具有损耗小，可靠的传输质量。

本次图像监控要求可控。记录部分由网络视频服务器和图像工作站完成，网络视频服务完成模拟祝频信号的数字采集、MPEG4／H．264等标准的压缩，图像工作站水库管理处，完成监控数据记录和检索、录像等功能。在上级指指挥调度中心可设置远端可控业务台，安装上客户端软件，即可查看所辖摄像点的图像，

以及对云台的控制，控制权限分为多级。

显示部分完成在系统显示器上的实时监视信号显示和录像内容的回放及检索，通过视频解码器，还可将图像在电视墙上进行显示。系统支持多画面回放，所有通道同时录像、支持视频移动侦测录像等功能。本次在设计上，录像和监视、数据传输均采用Dl格式，具有非常高的清晰度和性价比。

6.3系统录像容量计算

配置的系统录像分辨率704 X 576，完全能够达到用户对视频监控的高清晰要求，图像保存30天。图像工作站所需硬盘空间，计算过程如下：

一、以704 X 576分辨率，16位增强色进行录像，采用MPEG4压缩编码技术（压缩比为150：1)，则一路视频信号每小时所需硬盘空间最大为：

(704X576X16bitX25帧／秒X3600秒)÷8bit／B÷1024B／K÷1024K／M÷150=464MB

二、l路视频信号进行24小时连续录像最大需要的硬盘容量为： ‘ (46MB／hX24hX 1路)÷1024M／G=11GB

三、2路视频信号进行20天连续录像最大需要的硬盘容量为： 11GBX 20天X 2路=440GB

实际上进行录像时，可以只考虑视频移动侦测录像，也就是画面发生变化时，才进行录像平均下来可能只有1／3的时间在录像，所需硬盘容量为9460GB／3=120GB。

6.4系统特点

视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是—种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。

监控系统可以随时方便、实时地检索、回放记录存储的图像，可按时间、摄像机进行检索和回放由于采用了先进的数字处理技术，使得图像显示质量更高，回放图像稳定、清晰，可反复读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的信号衰减和磨损问题，以及不需添置和保存大量的录像带。系统克服传统系统的不足，具有良好的人机接口，使操作更简单易学，更加直观，日常维护更加容

易。

6.5系统功能

本系统采用数字多媒体技术、计算机图像处理技术和高速网络技术，全面实现安防监控系统数字监控功能。视频监控系统具有如下功能：

可实现多画面显示：可任意选择l、4、9、16等画面分割监控模式、可全屏放大，分割方式系统智能识别。监视器上的显示画面则取决于视频解码器。

字符叠加．可选择文字内容、显示时间叠加在图像上。并可调整图像上显示文字和时间的位置，图像左上角的位置坐标为（0，0）

视频报警功能：动态监测报警录像，报警触发开始录像，录像持续时间可以设定，合理利用硬盘空间，并具有报碧碍}动摄像机电源等功能。

检测及备份：可设置由GPIO触发产生的报警信号的持续时间．设置是否检测视频信号丢失，如果视频信号丢失会触发报警系统。

定码率：视频服务器的压缩输出码率可按网络带宽设定，码率设定越高则图像质量越好，但占用带宽也会增加。可根据实际带宽情况调整设置。建议量化设置为最大量化值3l，最小量化值为4

图像质量可调：通过定质量、定码率及帧率控制来实现。 录像管理功能：具有任意控制点定时连续录像、手动录像功能。

定时录像功能：可分别设置每路录像视音频码流、录像质量，在规定时间段中自动录像，定时启动关闭录像，达到无人值守自动启动监控录像的功能。

报警自动切换：系统报警后会自动切换画面，同时发出告警声音。如果一路报警切换单屏，如果多路报警切换多屏，并叠时加报警信息。告警后规定时间内没有再出现运动画面时自动终止录像；

图像抓拍打印：可随时打印抓拍JPEG格式的图像，以便备份。 录像回放功能：每路25帧/秒回放，可扩大至满屏，支持16画面回放，回放画面任意组合，采取正/反向播放、快放/慢放、快进／快退、单帧播放、多文件连续播放等。 ；

局部放大功能：可将回放画面某—局部图像进行动态或静止放大。 视频检索功能：按照文件、同期、时间、监控点、存储盘符进行捡索以及对历史告警的查询。

密码保护功能：采取密码授权的方式保护系统设置，防止无授权者修改系统，只有管理员才可以修改参数。

录像备份功能：支持多种方式备份(扩展硬盘阵列，热插拔硬盘、CD-RW刻录盘、服务器、磁带等)。

人性化的电子地图功能：客户可以根据自身监控特点绘制电子地图，可用分层分组的方式对电子地图进行各种编辑，使控制整个监控系统更直观、更容易管理和控制。

多任务同时工作：监控、录像、回放、远程网络传输可同时进行，互不影响。

6.6设备配置

视频监测系统具体配置策略如下：

序号 1 4 5 6 7 8 9 10 设备名称 22倍红外摄高速球像机 支架 立杆 4路网络视频服务器 远端可控业务台 （4路图像） 图像工作站（4路图像） 视频线缆 控制线缆 单位 套 套 套 台 套 套 米 米 数量 2 2 2 1 1 1 备注 800 800

七、信息化网络系统设计

7.1 网络建设目标

依托当代先进的计算机软硬件技术和网络通信技术，采用技术先进性、开放性、实用性、可扩展性、安全可靠性和经济性都比较好的网络设备，建设一个将水库管理局内各种计算机、工作站、外围设备连接起来的Intranet局域网络系统，实现设备和信息资源的共享，逐步实现网上协同作业，水库信息的网络发布和浏览、查询，电子政务和管理工作的网络化、集成化。通过安全、经济、方便的方式，实现Intranet与Internet的互联，开发利用Internet网上信息资源，为把水库管理局建成具有国内先进水平的信息化科技型管理部门奠定基础，为科学管理提供决策服务，提高管理水平。

7.2 网络建设原则

●实用性和先进性

依据实用性和先进性并重的原则，充分注重实用性。采用成熟稳定、比较先进并有生命力的技术和设备，充分考虑到业务需求和业务发展趋势，采用高带宽交换技术，能依据需求与外部网络平台无缝互连，能够承载语音、数据、图像等信息。

●标准化、开放性和兼容性

本系统所采用的协议和技术必须符合国际标准化组织及有关专业组织制订的标准，从而保证各厂家软硬件设施的互联互通。

●可扩充性

网络建设必须满足今后发展的需求，随着网络技术的发展，系统应能够平滑升级，网络规模能够及时方便地进行扩充。

●安全性和可靠性

网络的拓扑结构采用稳定可靠的星型结构形式，设备采用国际国内知名产品，保证整个网络的可靠性和稳定性。采用划分VLAN、网络监控以及网络防病毒等技术，保障网络的安全性。

●可管理性和可维护性

采用高性能网络管理软件，对网络中的各种软硬件设施进行全面、有效的集中管理，减轻技术人员的劳动强度。

●经济性和适用性

系统的设计遵循经济性和适用性原则，充分利用现有软硬件资源，力争以最小的投资获得最大的收益。

●施工的可操作性

立足于水库管理局计算机网络建设的实际状况和特点，进行工程施工的合理安排。

7.3 网络技术选型及拓扑结构

7.3.1网络技术选型

在局域网络设计中，常用的网络技术有快速以太网、千兆以太网和ATM等技术，这三种网络技术各有优缺点：

◆ATM技术提供了高带宽和较好的QoS，尤其是针对语音、图像传输，但是由于ATM协议非常复杂，因此设备造价极其昂贵，而且后期管理费用较高；

◆千兆位以太网可以提供1000M的网络带宽，QoS能够同ATM网络相媲美，但整个设备的资金投入比快速以太网高出许多；

◆快速以太网可以提供100M的网络带宽，QoS也还可以，初期投入费用较低，目前完全可以满足水库管理局的要求，以后随着网络上信息量的不断扩大，可以将这些设备放置于分布层，核心层更换为千兆设备，不会造成任何浪费。

根据上述分析，XX水库管理局计算机局域网拟选用快速以太网（100M）作为整个的主干通道进行设计。

7.3.2网络拓扑结构

在网络设计过程中，网络拓扑结构具有重要的地位。一个设计良好的网络拓扑结构可以最大限度的满足现在及将来的发展。为了使网络的总体设计满足水库信息化管理的技术目标，需要为用户分析和设计出一种最优的方案。目前，常用的局域网络拓扑结构有：

1.星型拓扑结构

星型结构是目前局域网使用最多的一种拓扑结构，这种结构便于集中控制，因为终端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。终端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它终端用户间的通信。为了提高系统的可靠性，中心系统可以采用双机热备份。

2.环型拓扑结构

环行结构的特点是,每个终端用户都与两个相临的终端用户相连,因而存在着点到点链

路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游终端用户和下游终端用户之称。用户N是用户N+1的上游终端用户,N+1是N的下游终端用户。如果N+1终端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到达N端。一旦某一个终端发生故障，则整个系统都会受到影响。

3.总线拓扑结构

总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有终端用户的一种方式，也就是说，连接终端用户的物理媒体由所有设备共享。这种结构具有费用低、数据终端用户入网灵活、站点或某个终端用户失效不影响其它站点或终端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个终端用户发送数据，其它终端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。

根据以上分析，XX水库管理局信息化网络系统拟采用星型层次结构的网络模型进行设计。

层次结构模型的优点是：

① 层次模型可以帮助客户将成本降到最低，通过分层设计，可以为层次结构中的每一层购买适当的设备，使网络互连设备可以充分发挥它们的特性。层次设计模型允许在每一层内进行精确的容量划分，从而减少不必要的带宽。

② 使网络的测试和故障排除变得容易。

③ 网络结构容易变更。当网络中的元素需要变更时，升级的成本限制在整个网络的一小部分。

层次型的网络模型可以按照网络功能划分网络结构，每层的重点集中于特定的功能。经典的三层层次模型典型结构为：

Ⅰ、核心层

由高端路由器和交换机组成核心层，用于优化可用性和性能。是互连网络的高速主干，提供多个地点的优化传输路径。

Ⅱ、分布层

由路由器和交换机构成分布层，用于实现策略，将网络服务连接到访问层。 Ⅲ、访问层

通过网络集线器、交换机和其他设备连接用户，为最终用户提供访问。

由于水库管理局局域网规模特小，所以我们将分布层和访问层合成一层来进行分布。根据目前系统的数据传输量计算，向上级指挥调度中心传输，租用电信或广电部门的2M光纤即可完成。

XX水库信息化网络系统局域网及广域网拓扑如图6-1所示。

2M链路上级指挥调度中心 数据库服务器交换机路由器 图6-1

水库信息化网络拓扑结构

7.4设备选型及配置

7.4.1交换机

◇ 各个端口包括千兆位端口的线速、无阻塞性能。

◇ 8.8Gbps交换结构和最大660万包/秒的传输速率，能够保证最大的吞吐量。 ◇ 24个10BaseT/100BaseTX自适应端口，每个可为单个用户、服务器、工作组提供最大200Mbps的带宽，完全可以支持对带宽需求的应用。

◇ Catalyst 2950T-24有两个内置的千兆位以太网（100BaseT）端口，可利用现有的5类电缆结构为千兆位以太网主干、千兆位以太网服务器或交换机之间，提供最大4Gbps的汇集带宽和最远100米的距离。

◇ 8MB共享内存结构由于使用了消除包头阻塞以及最大可能减少包丢失的设计，所以可以在组播和广播流量很大的情况下，提供更佳的整体性能，同时保证最大可能的吞吐量。

◇ 16MB的DRAM和8MB的板上闪存可以为未来升级提供便利，做到最大限度地保护用户投资。

◇ 利用快速以太通道和千兆位以太通道技术的带宽汇集可提高容错性能，并在交换机、路由器和各服务器之间提供最大4Gbps的汇集带宽。

◇ 每个端口使用基于802.1Q标准的VLAN主干；每个交换机带有64个VLAN，附有64个生成树（PVST+）的实例。

◇ 支持硬件IGMP侦听的超级组播管理能力。 ◇ 支持VMPS功能的动态VLAN。 ◇ VTP修剪。

7.4.2服务器

表6-2 技术性能一览表 CPU类型 CPU频率 目前CPU数 最大CPU数 内存类型 标准内存容量 最大内存容量 内存带宽 主板芯片组 PCI插槽类型/数量 Intel Pentium III 1.26 1 2 PC133 Registered ECC SDRAM 256M 4000 M PC133 4个33MHz 32位插槽，2个66MHz 64位插槽 1个25针并行端口，1个视频端口－SVGA，1个mini-DIN键盘端口，1个mini-DIN鼠标端口，2个USB端口，1个局域网端口，1个可选的串行管理和局域网管理端口，1个可选的外置SCSI端口 Adaptec 7899，1个160M/S Ultra160，1个40M/S Ultra-wide 集成双通道Ultra3 SCSI控制器 支持 8 0 620G ATI RAGE XL 主板I/O接口 SCSI控制器类型/数量 IDE控制器类型/数量 是否支持热插拔硬盘 最大热插拔硬盘数 硬盘标配容量 硬盘最大容量 显示芯片型号 显卡显存 接口数量 外部驱动器架数 内部硬盘架数 是否支持磁盘阵列 网卡型号 机箱尺寸 电源功率 电源数量最大/标配 其它特性 随机软件 目标客户 二级缓存

8M SGRAM 串口1个，并口1个，USB 2个 支持 机柜式机型5U机柜高度 300W 2\\2 48倍速IDE CD-ROM驱动器 HP Toptools 512K 八、汛情自动测报系统软件设计

8.1 建设目标

依托当代先进的计算机软硬件技术和网络通信技术，采用先进实用 、经济合理、安全可靠、易于扩展的网络设备，将市防汛业务范围内的计算机、工作站、外围设备联接起来，构成防汛调度指挥系统市级Intranet局域网络系统，通过Intranet与Internet的互联，达到设备和信息资源的共享的目标，实现防汛信息的网络发布、浏览查询、实时监视、动态管理，全面提升防汛工作水平，实现信息采集自动化，防汛决策数字化，调度指挥现代化。

8.2 网络设计原则

? 实用性和先进性

依据实用性和先进性并重的原则，充分注重实用性。设计拟采用成熟稳定、技术先进的产品和设备。在充分考虑到业务需求和业务发展趋势的同时，采用高带宽交换技术，承载语音、数据、图像信息传输的需求，以满足国家及陕西防汛指挥系统建设的需要。

? 开放性和兼容性

设计所采用的技术和协议必须符合国际标准化组织及有关专业组织制订的标准，从而保证各厂家软硬件设施的互联互通。

? 灵活性和扩展性

网络建设必须满足今后发展的需求，随着网络技术的发展，系统应能够平滑升级，网络规模能够及时方便地进行扩充。以适应未来发展，最大限度降低投资风险，同时满足各种外系统的接入和将来网络发展带宽的需求。另外，涉及的语音应能方便的扩容。

? 安全性和可靠性

网络拓扑结构采用稳定可靠的星型结构进行设计，以保证整个网络的可靠性和网络运行的稳定性。通过划分VLAN、网络监控及网络防病毒技术，防止网络外部和内部的安全威胁，保障网络的安全性，保护网络的内部资源。网络拓扑尽量避免出现单点故障，具有快速网络收敛能力，包括管理模块，电源热备份，冗余设备、链路、软件冗余等。

? 可管理性和可维护性

采用高性能的网络管理软件，对网络的软硬件设备进行全面、有效的集中管理，减轻技术人员的劳动强度。

8.3 网络及软件平台设计

8.3.1 组网技术

系统组网采用当今最流行的10/100M快速以太网技术，它是目前性能/价格比最好的网络技术，它与原有以太网技术完全兼容，将来都能很容易升级到ATM或千兆以太网。

8.3.2 操作系统选型

XX水库水雨情自动测报系统网络操作系统选择Microsoft最新的、功能最强的Windows Server网络操作系统，它主要特点是：

◆ 安全性高：提供一个高级可靠的C2级安全环境；

◆ 可靠性好：操作系统对系统软件和硬件的出错情况有所预计并进行适当的处理，使得系统本身及用户数据和程序得到保护；

◆ 强大的网络能力：Windows Server支持X.25、NetBEUI、TCP/IP、IPX/SPX等多种协议，有强大的异种机、异种操作系统的互连能力，使原有的计算机仍可通过各种标准通讯协议以工作站形式与Windows Server操作系统相连结。

8.3.3 网络设备及系统软件

服务器要求本机具有24×7小时开机能力，配有光驱，CPU性能不低于：Intel Pentium Ⅳ2GHZ，内存不低于128M Byte，显存不低于32M Byte，硬盘大于等于40G Byte， 示器分辨率为1024×786。

操作工作站基本配置的CPU性能不低于Intel Pentium Ⅳ2GHZ，，内存不低于128M Byte，硬盘不低于40G Byte，显示器分辨率为1024×786。

显

8.3.4 开发环境及工具

◆ 服务器：Windows NT Server 2000；

◆ 工作站：Windows NT Workstation 4.0或Windows 98，Me，Xp,2000； ◆ 数据库：Microsoft SQL Server 2000；

◆ 开发工具：PowerBuider 7.0, Visual C++ 7.0,Visual Basic 6.0等； ◆ 地理信息系统:Arcinfo 7.2、MapObject 2.0、ArcView 3.1、ArcIMS 3.1。

8.4系统软件总体设计方案

由于陕西省防汛信息广域网框架已基本建成，本次的网络设计应尽量使用原有的网络设备、硬件平台及通讯手段，同时考虑到当今计算机科技的高速发展，该系统的网络设计具有可扩展性及先进性。对由水位自动测报系统采集、传输、接收并存入服务器的水情信息数据库进行查询、处理、汇总统计及图表显示打印，并能利用数据库进行会商分析、错峰调度、防洪决策支持。

8.4.1 信息系统建设目标

? 实时、准确、完整的完成各类防汛信息的收集、处理和存储。

? 快速、灵活的以图、文、声、像等方式提供水雨情、工、灾情的实时信息和背景、历史资料。

? 改善防洪调度手段，增强科学性和严密性。

? 迅速、准确地预测和统计灾情，为抢险救灾提供依据。 ? 为防汛管理和决策提供现代化手段。

防汛调度指挥决策分为信息接收处理、洪水预报、调度决策、调度指挥及结果反馈等五个过程，其过程如图5-1所示，因此需要逐步建设十大子系统：

气象信息 水雨情信息 水库信息 工程信息 社经信息 灾害信息 洪水预报 暴雨预报 预测洪灾 洪峰、洪量 洪水演 发展 频率计算 防洪形势分析 是否超常洪水 洪水演算 水库优化专家决策系统 领导决策 堤防抢护方案 城市防洪方案 水库调度方案 下达调度指令 组织人力物质 进行工程抢险 各种应急措估算灾害损失 执行结果反馈

■信息接收处理子系统 ■ 信息查询子系统 ■洪水预报及调度子系统 ■洪水风险评估 ■防汛会商及辅助决策子系统 ■汛情监视子系统

■灾情评估子系统 ■人力物质调度子系统 ■综合事务处理子系统 ■办公子系统

图5-1防汛调度决策指挥信息流程

信息 预报 调度方案 指挥 反馈 8.4.2程序结构图

该系统软件共有若干个主功能模块组成，在一主控模块的控制调度下，分别完成不

同的处理功能：

信息接收处理子系统 信息查询服务子系统

图5-2 软件系统模块框架

视频监测子系统 汛情测报系统 汛情监视子系统 洪水预报调度子系统 办公自动化子系统 8.4.3 信息接收处理子系统

完成雨量速报系统和目前建设的站点各种自动测原始数据接收、加工、归类等作业，经过处理存入数据库供其他系统调用,负责各类数据库建立、编辑、维护等操作，为其他系统提供数据接口，以完成各种信息友好查询界面设计和实现，提供各种数据或可视化方法和手段。

数据库管理系统 数据传输通信软件 洪水预报接口软件 系统配置及 站网分布图 各类水情系 统参数设置 水位雨量实 时自动监测 系统操作帮助信息 图5-3 水情自动测报系统软件总体结构

水雨情数据维护 水雨情数据查询 时段水雨情数据 处理软件及报表 时段水雨情数据 直方图和过程线

8.4.3.1数据网络通讯

水情自动测报软件 数据网络通讯模块主要负责单机、局域网内计算机、广域网内计算机的程序模块之间的信息通信，该程序主要在网络七层结构的应用层下采用单进程多线程结构进行开发，其包含下列内容：

? 本地机各程序模块间的进程通信； ? 网络间的文件传输； ? 远程数据访问； ? 电子邮件传输； ? 网络管理。

? 卫星数据通讯 8.4.3.2数据接收转发

? 实时接收原水情测报计算机转发的测站数据、洪水预报调洪演算优化调度的结果; ? 经各数据转换节点机采集并校验各遥测系统的实时水文数据(如:实时水位、水库蓄

水量、入库流量发电流量、溢弃流量、综合管理信息及水文统计结果等); ? 可接收其它分中心站发来的水情信息。 ? 实时接收大坝/闸门监测系统的数据；

? 各雨量站、水文站和水情测报中心站的工作状态 ? 可与监控系统、办公自动化系统联网功能； ? 可通过卫星与防汛部门、信息中心联网功能。 8.4.3.3数据存贮

将上述接收到的数据信息经处理成统一格式后分类存入数据库，并提供三级数据库存储：

? 建立72小时实时数据库(在内存)，使各实时图表的响应速度达到最快； ? 建立实时信息数据库表(实际数据、实时报警信息等)，信息量大但存储时间短(通常存储几个月至一年)，便与查询系统运行状态，使用和维护。

? 时段数据库(包括1小时时段，日旬月水文数据），按本系统的软硬件配置可以在线存放5至10年的数据，并保持对数据库的存储访问速度基本不变。 8.4.3.4数据转发

? 将实时水位、时段降雨、闸门开度、洪水预报结果、水文统计结果及大坝/监测数据传送给市级分中心及省防汛信息中心； ? 将水情数据传送给其他分中心站； 8.4.3.5数据处理

各种水库、测报系统信息接收整理进入数据库。 ? 水文数据处理

①、 数据检错、合理性检、纠错功能，水位、雨量的合理性检查，取消重复数据； ②、 缺漏数据插补、数据修改、删除功能，数据分类存储；

③、 实现从实时数据到整点数据和最大、最小、均值、累计值的数据转换处理； ④、 完成多种水文报表输出的预处理功能。 ? 各种流量计算功能

①、 计算坝上、坝下及关键控制点的流量及其最大、最小值； ②、 计算泄洪流量、入库流量，及其时段平均值、最大、最小值； ③、 计算入/出库水量及蓄水量； ④、 计算损失水量(蒸发、渗漏)；

⑤、 单位雨量、分块雨量、面雨量时段、日、旬、月、年自动计算统计功能； ⑥、 水位、流量、水量自动计算统计功能； ⑦、 水情日报表、时段雨水情综合统计表；

⑧、 水位、雨量、流量、水量、发电量日、月、年统计表； ⑨、 闸门开度、泄流量变化纪录表，洪水要素摘录表。 8.4.3.6数据库管理

提供各类信息、数据录入、存储、备份、修改、打印功能。

? 数据转贮：当数据库数据日积月累到一定程度或指定时间后，系统自动提示同时将

数据库部份数据转存到其它存储媒体，以实现数据备份、装载功能，历史数据筛选处理功能；

? 数据库查询/修改：选择得到一个或几个特定的数据项、记录、表、数据进行同期

对比；

? 人工插补：当认定某一数据有误时,具有较高级别的用户(系统管理者), 可对该数据

进行人工修改、删除、或插入新记录。

8.4.4信息查询子系统

8.4.4.1查询各种防汛水情、雨情信息

? 查询系统遥测站点及中继站点基本信息。 ? 查询系统遥测站点及中继站点运行工作状态。

? 查询历史雨强、水位及流量越限历史数据和实时的水位、流量、雨量、损失水量、库容曲线。用户选择时间和遥测站可查询该时间该遥测站的水位、流量、雨量、损失水量等情况。

? 查询实时的和历史的闸门启闭，闸门开度情况及相应的泄流量。用户选择时间和闸

门可查询该时间该闸门的门启闭、开度情况及相应的泄流量等情况。 ? 通过图表形式查询、检索预报洪水信息、洪水调度演算结果。 8.4.4.2汛情信息图形显示打印

? 图形系统输出最多可支持八层透明图输出，每层透明图均可在图形编辑器内，根据编辑所提供的图元设制各种复杂的图形，各层图形可单层输出也可多层同时重叠输出，所制作的图形支持打印预览、局部放大/缩小、漫游及导航。 ? 系统基本情况设置图

? 测站、中继站、中心站站点位置分布图； ①、 测站、中继站、中心站站点通讯网络图； ②、 流域全景图；

③、 堤防、水库水工枢纽布置图；

④、 主要坝段剖面图； ⑤、 系统局域网连接图；

⑥、 分中心、厂站端计算机网络连接图； ⑦、 水情测报系统的系统简单说明。 ? 水文数据图

①、 制全流域和分中心流域的雨强分布图； ②、 绘制全流域和分中心流域的雨量等值线图图； ③、 任一时间段内指定站点的雨量柱状图；

④、 任一时间段内指定站点的水位过程线和雨量倒柱状图，及其相关的水文数据特征值；

⑤、 任

一时间段内指定站点的水位过程线及流量过程线、库容过程线或水位面积曲线图，及其相关的水文数据特征值；

⑥、 指定时段内的洪水预报过程线及实测过程线对比图； ⑦、 洪水预报调洪演算优化调度分析曲线图； ⑧、 指定时段内的各机组出力过程线、投运情况；

8.4.5汛情动态监视子系统

8.4.5.1实时显示汉江平川段的水雨情等信息

? 雨量、水位、流量动态刷新； ? 关键信息动态刷新；

? 雨强图：分块雨量、面雨量动态刷新； ? 多站、单站雨量柱状图：雨量动态刷新； ? 雨量等值线图：正点刷新雨量等值线； ? 降雨量累积曲线图：累积雨量动态刷新； ? 实时水位、流量过程线图：水位、流量动态刷新；

? 综合水情图：雨量、水位、流量图，雨量、水位、流量动态刷新； ? 预报过程线：预报流量、水位、水量累计过程线的动态刷新。 8.4.5.2实时报警

? 雨强、水位及流量越限报警记录及其手动恢复和自动恢复； ? 服务器故障声光报警记录； ? 中心站工作异常报警记录；

? 实时水位、雨量、流量越限声光告警功能； 8.4.5.3水情监测

? 实时监视流域、关键控制点的水位、蓄水量、流量的变化动态； ? 实时动态监视各雨量测点的时段雨量； ? 监视各流域的气象云图及天气形势； ? 监视各网络畅通率及各重要设备的运行状态。

8.4.11办公自动化子系统

提供各种媒体、文档管理、信息查询、浏览，安排会议，日程安排。完成防汛日常办公公文管理。

图5-5办公自动化系统结构图

综 合 业 务 管 理 防 汛 业 务 管 理 政 务 公 文 管 理 防 汛 简 报 管 理 人 员 车 辆 管 理 其 他 业 务 管 理 办公自动化子系统

九、系统可靠性设计

9.1 影响系统可靠运行的主要因素

9.1.1 信道的可靠性

系统数据传输误码率要求低于10，信道传输率300bit/s。整个系统应保证在汛期能连续可靠地工作，单个遥测站、中继站设备的MTBF要求大于20000h，装置寿命7～10年（以出厂之日算起）。系统数据传输的月畅通率要求大于95%。

在高斯噪声干扰为主的信道中，码率与信噪比有直接关系。当接收机输出信噪比大于、等于20db的情况下，可以保证FSK输出的信道误码率为10。加上纠错功能，误码率可进一步低于10。

-5

-4

-4

9.1.2系统数据接收、处理的可靠性

系统数据接收、处理的可靠性主要表现在计算机管理的机制上，如数据备份、数据库的一致性、数据安全管理及系统崩溃后的处理与恢复。

在计算机系统中由于电源扰动、某些物理设备的失效或人为错误等因素，很可能造成系统的混乱或崩溃，如何使系统在发生故障后自动切换备份设备，保证测量数据的连续与完整，这是系统设计不可不考虑的大问题。

9.1.3设备的可靠性

在以往的水情自动测报系统的实践中，设备出现故障的原因主要有以下几种： (1) 由于系统设计不周； (2) 设备元器件质量问题； (3) 操作及维修不周； (4) 设备的制造工艺不严格； (5) 电源不稳定； (6) 雷击。

从以上分析可以看出，要提高系统的可靠性就必须在设计中重视可靠性问题，采用必要措施，减少直到消除设备故障的隐患。同时，要对主要元器件进行筛选，对安装及维护人员进行必要的技术培训，提高设备的工艺水平，使整个系统的可靠性得到保障。

9.2 太阳能电池及蓄电池容量的选择

9.2.1 太阳能电池

遥测站和中继站均采用蓄电池组和太阳能光电板浮充供电方式，遥测站、中继站电池容量配置应能保证各类设备在连续20天阴雨天气情况下仍能正常工作；电源均须有可靠的防雷电设计，有效避免从电源回路引入雷击信号。在日照期间该系统给蓄电池充电，在夜间或连续阴雨期间就使用蓄电池所存储的电能。铅酸全密封进口酸性蓄电池具有良好的低温特性和过量充电特性，而且免维修，因而遥测设备用它供电是理想的。为保证最长连续无日照期间也能供电，必须合理地选择电池的容量。

因为太阳能电池的输出时间是由日照时间决定的，所以必须首先充分研究长期日照数据和地形条件。

太阳能 电池 配电器 (逆流保护) 至中继、遥测数传仪设备

蓄电池组 图8-1 太阳能电池供电系统框图

9.2.2 太阳能电池和蓄电池并用时，电池容量的计算

8.2.2.1太阳能电池输出

本系统测站使用的发射机功率均为2W的无线电设备。

9.2.2.2 使用条件

XX流域地处空气透明度较好地区，宜于用太阳能电池工作，其年平均日照数1700、1900小时／年，处于第四等级区。

9.2.2.3 平均负载电流

工作电压: 12V

静态电流： 测 站： ≤ 1mA

以水文遥测站为例，每日平均日发200次，每次发送时间 t＝1秒，其发射工作电流6A，则可计算出每日测站的平均耗电量为：

Q ＝ 日发送时间×耗电量＋静态电流×24小时 ＝ 0.3573(Ah)

水文遥测站平均工作电流 It＝Qe／24＝14.89(mA)

9.2.2.4 太阳能电池的输出 Ps：

由平均负载电流(It)可以求出水文遥测站设备的平均负载功耗(Pt)。考虑到遥测设备电源电压(Ec)是直流12伏，则：

Pt(w)＝It(A)×Ec(v)＝0.1787(W)

由于太阳能电池的输出(Ps)取决于当地的实际日照时数。因此，需进行尽可能长的日照时间的测量研究。平均负载功耗乘以乘数(s)可以求出太阳能电池的输出，S可以从图8-2中查到，从而可得到：水文遥测站的太阳能电池输出的理论计算值为：

Ps(w)＝P(t)×10.5＝1.876(w)

结果是可以使用输出大于1.876w，12V的太阳能电池。

负14载相13乘系

12数

1110

9 8 1500

2000

2500

3000 年日照小时数

图8-2 年日照时数与增加负载之间关系图

9.2.2.5 和太阳能电池组合的蓄电池的容量：

C(安时)＝平均负载电流×最大连续无日照时间／容量修正系数

最大的连续无日照时间：设定最大连续无日照时间为20天。容量修正系数：考虑蓄电池容量周期性的降落和它的老化，以及太阳能的充电效率等，通常选为 0.7。

由此得到： C＝10.21(Ah)

因此，本系统水文遥测站需用大于10.21安时的蓄电池，可选取市场上能够买到的进口全密封免维修铅酸蓄电池。

9.2.2.6 本系统太阳能电池及蓄电池容量的选择

经过以上相同的运算以及综合XX流域实际情况的设定，我们可以对本系统电源系统进行设计，由此得到本系统太阳能电池及蓄电池容量的设计一览表，见表8-1所示。

表 8-1 本系统太阳能电池及蓄电池容量的选取

太阳能电池（Ｗ） 遥 测 设 备 理论计算 水位、水文遥测站 中心站

1.88W 交流电 实际设计值 20W 交流电 理论计算 10.21AH UPS 实际设计值 65AH 300AH 蓄电池容量（ＡＨ） 9.3 提高系统设备可靠性的措施

整个系统的所有设备应尽可能采用国内外定点生产的、成熟的、定型的、商品化的产品。在投资费用许可的条件下，尽量采用技术先进的、国内备件、配套设备齐全的进口设备。

特殊需要自行研制或委托生产的设备，应做到： (1) 采用标准化、模块化、规范化设计；

(2) 采用既简单又合理的电路方案，简化设计，尽可能采用高集成度器件； (3) 尽量采用微功耗器件，有软硬件自动断电功能，减少能耗； (4) 选用高品质的元器件，进行老化筛选；

(5) 注意裕度设计，降额使用器件，考虑温度补偿，以适应恶劣的野外工作环境； (6) 关键的设备、线路板及元器件要有充裕的备份； (7) 电路设计要考虑足够的隔离及软硬抗干扰措施；

(8) 注意防雷、防潮、防霉、防腐蚀、防鼠咬等的设计，中继站、测站等野外设备必须采取五防措施。

可靠性为本系统最主要的指标，根据以往所建水情遥测系统的经验，在设备及信道上采用以下措施，一般能满足或超出规范要求。

(1).信道误码率≤10 ，可靠度≥99％(一般≤10)。

(2).中心站采用双机对称微机工作体制后，可靠性可大大提高，并超过水文遥测规范要求。

(3).遥测站：

A.间歇性工作体制；

B.采用进口元器件及大中规模集成电路，进口电台； C.天线、电源采用有效避雷器；

D.用直流供电、太阳能系统，可避免雷电由交流电网串入的可能性； E.信源采用扩展的 BCH编码技术；

F.雨量采用累计发送，并与水位同时发送，保证数据的可靠接收；

G.中心站软件增加合理性差别，即当数据超出不可能出现的数值时，认为无效，保证数据的正确接收；

H.对测站使用 Watchdog功能。

经过以上措施之后，测站可靠性可大大提高。 (4).中继站：

采用单向数字中继，简化系统结构，在数字中继中除运用了测站的可靠性技术以外，还采用了如下措施：

A.取消话路切换；

B.全天候工作体制，引入 Watchdog功能。 (5).设备考核：

遥测系统设备考核经过一个月左右的系统考核和测试，这是提高系统可靠性的一种有力措施，系统模拟现场工作经过一个月考机之后，基本上排除了设备的前期故障。

-4

-5

9.4 系统的可靠性设计

9.4.1系统的可靠性设计

系统可靠性的好坏是衡量系统整体质量的优劣，除设备的可靠性应由制造厂负责外，我们为提高系统可靠性应采取以下措施：

a、自报式测站采用间断方式工作，发送数据时开启，数据不发送时进入休眠状态。 b、中继站的构成，选择最少的设备以提高整个中继站的可靠性。

c、保证电源供给，中继站、测站采用太阳能浮充电供电方式，有交流供电中继站也仅限于在日照时间不长的时期内投入使用，中心站采用UPS电源。

d、中心站主机采用非对称双机冗余设计，以保证可靠性。

e、天线安装要牢固，接地要可靠，满足接地电阻要求，采取防雷措施。

9.4.2评价可靠性标准

系统可靠性是指其在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。 评价可维修系统可靠性的三项标准是：

a、有效度大于90％，大暴雨时不中断工作；

b、月畅通率大于98％；重要测站的月畅通率达99％；

c、遥测站和中继站的单站设备平均无故障工作时间( MTBF)大于20000h，中心站设备平均无故障工作时间大于20000h。

水情作业的可靠性可用预报方案合格率及预报精度来衡量。

9.4.3提高可靠性的主要措施

a.选用技术成熟、性能合格并经实际检验的定型产品； b.有严格的防雷接地和抗干扰措施； c.有稳定可靠的电源供应； d.重要中继站采用双中继方式；

e.中心站中控仪功能和主计算机重迭，并有备用机； f.配备足够的备件和检测、维修仪表、器具； g.对遥测数据进行检错和纠错；

h.配置不同类型的预报方案，整体和分块预报方案，以利对比分析和进行实时改正；

i.大力加强技术培训，提高人员素质。

综上述各措施可见，本系统的可靠性是能满足评价标准的。

9.4.4信道可靠性设计

信道质量是影响系统数据传输能力的基本因素。在高斯噪声信道中，非相干 FSK调制信噪比 S／N与误码率 Pe的关系如下式：

Pe ＝ 0.5L

-r/2

-4

式中 r为解调器输入信噪比。本系统要求信道误码串 Pe≤10 ，故要求 r≥12.3dB。

为了满足信道误码率 Pe≤l0 的要求满足《水文自动遥测系统电路设计报告》给出了系统中各条电路的路径损耗实际值和理论估算值，并根据实测结果和理论计算值确定整个系统的组网设计，同时对各条电路的余量作了估算，各条电路设计给出的信道防护度余量一般都很大，足以保证 Pe≤10 的概率 Rp≥0.99。

-4

-4

9.4.5差错控制可靠性设计

信道保证了 Pe≤10 ，但本系统要求误码率为 Pse≤10，因此需进一步采用纠、检错编码及反馈重发措施，以提高 Pse。

-4

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9.4.5.1帧传输误码率

自报水位雨量时，EBH为帧同步码，其余字节中前5字节为真值，最后一字节为冗余码。通过编码纠错后，系统误码率近似为：Pse1 ＝ 0.42×10；人工置数时，其系统误码率近似为：Pse2 ＝ 0.28×10 。

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9.4.5.2同频干扰的影响

自报式体制中，各测站向主站发送数据是随机的。为节省设备，在某中继站或中心站下属的各测站都使用同一频道，这必然会产生系统自身的同频干扰问题。它是测站发送数据帧长度、频度、码速率和站数的函数。本系统中，上述几个参数在各区间都已确定，通过计算表明，同频干扰引起的数据丢失率是允许的。 同频干扰的物理模型如图8-3。图中 T1为数据帧周期，T1、T2为相邻两个数据帧周期，C1、C2为任意两个站随机发来的数据帧，当 C1、C2同时出现在一个 T内，或有一位码首尾重叠以及中间情况，均为同频干扰。图18为C1、C2同频干扰临界情况。

设C1、C2在时间轴上出现的概率相等，并设C1在T1内出现的概率为 P。在T2内出现的概率也为 P，在T1、T2内出现的概率为2P；C2也相同，那么C1、C2同时出现在T1＋T2内的概率为(2P)。

T1 T2

图 8-3 同频干扰物理模型

对于一个有几个测站的系统，其同频干扰的概率(忽略三个以上站间频干扰的概率 )近

似为：

Ｐ ＝ Cn (2P)(1-2P)

本系统中，按组网考虑本系统的同频于扰计算如下：这里 N＝7、T＝0.6秒，最高帧频为60秒，则P＝0.001，将 P和 N值代人得到：

P ≤ 0.18％

按水电部颁发的《水文自动测报系统规范》数据采集率 n≥90％的要求，本系统中由于同频干扰引起的数据丢失率是基本允许的。实际上，由于一次同频干扰引起的数据丢失，并不影响后续数据的准确性，同频干扰对于洪水预报基本上可认为没有影响。

2

2

n-2

9.4.5.3 数据合理性判别

为防止大数(数据的高位)出错，主站对收到的每一个数据都进行合理性判别，即新收到的数据与上一次收到的同一个参数数据之差，应在一定合理范围之内，否则拒收，从而防止了大数出错。

9.4.5.4 数据插补及曲线平滑功能

为了弥补在雨期由于某些测站的意外损坏，来不及及时修理而丢失数据，主站软件增加了一项数据插补功能。插补方法有两种：一是用软件自动内插外推，但须有数学模型；二是人工推估或人工补报插补，以保证流城内水文资料的完整性和准确性。由于难于获得数学模型，本设计拟考虑第二种方法。

9.5电源与防雷设计

9.5.1电源配置

9.5.1.1遥测站及中继站电源配置

遥测站及中继站电源配置均采用太阳能蓄电池组浮充供电方式。

9.5.1.2中心站电源配置

中心站电源系统应有隔离变压器和交流净化稳压器，与UPS配合使用确保供电可靠、安全和输出电压的高质量。UPS容量≥1KVA×8小时。中心站利用通信专用电源及1KVA UPS不间断电源供电。

9.5.2 防雷设计

雷电流主要是由于其热效应、机械效应、电磁感应、行波和干扰等等对通信系统造成破坏，所以采用全封闭法拉第筒及以下隔离措施：

9.5.2.1 信号隔离

对外部进入RTU的信号线全部采用光电隔离，有效防止雷电从信号口进入设备。

9.5.2.2 电源隔离

对使用交流电的设备，除要求接地电阻降到规定的值外，还采用隔离变压器、净化稳压等措施，有效避免从电源回路进入的雷击信号，对设备产生损害。

9.5.2.3 整机屏蔽

对整机采用双金属筒式密封屏蔽措施，外筒埋地，形成等电位屏蔽体。

8.5.2.4 遥测站和中继站

使用立筒安装方式的遥测站和中继站，基础现场浇注或现场埋装基础予制件时，要测联氨板水平和调整螺栓的分布方向，同时保护好地脚螺栓的丝扣和螺母。立筒安装后，才可进行回填，回填用素土，要随填随捣实，表层20cm用水泥碎石填平，表面抹成坡度。

当测站为雨量水位站的，雨量测点与水位测井分离的分离距离超过10公尺时，信号线要埋地穿管敷设。这时接地引出线要与穿管的管体焊成一体。在土建施工时此埋管要同时敷设。注意在埋管时予留牵引信号线的引线。

中继站所在地若历史风力有超过10级以上大风记录时，可在北、北偏东120°和北偏西120°三个方向上距基础中心1.5m处做三个拉接线地桩。

9.5.2.5 中心站

中心站机房一般包括计算机房、 调度室、硬件维修室、办公室和库房。房间的面积和布置各地不尽一致，也无必要划一。本要求仅对计算机房的土建提出以下要求：

a.机房面积一般应保证有20～25m，其中另辟3～5m做电源间或占用一角； b.门、窗结构要考虑密封防尘，向阳的窗户要有遮阳措施，不使阳光直晒设备； c.墙壁和天花板刷油漆或做喷涂处理防止尘粉脱落和贮留灰尘。

d.地面建议做水磨石，防止鼠害和尘土，使用地板或塑料地板时要考虑防鼠和防静电措施；

e.计算机房应设电缆走线槽，电源线及设备与室外设备的连线均应布设在线槽内。机房专用地线亦布在线槽内；

f.接地线要单独引线与户外地网连接。引线的电阻应小于0.1Ω，截面不小于60mm； g.机房专用地线的任何部位均不准与交流电电源零线相接。室外接地网亦不可与供电变压器的零线相接；

h.机房所在建筑物应敷设接地网，地网接地电阻应小于2Ω。机房地线可直接引线与建筑物地网连接工作。如在建筑物周围有接地电阻更低的大接地网应引线与之相连接；

i.为确保中心站的连续工作，要求有来自不同供电变压器的两路进线供电，三相或单相，单相电源容量220V10A，允许电压在10～-15％范围内；

j.机房室内温度宜保持在+20℃～+30℃：特殊的计算机及外设如有更高的要求，按其要求保持；

k.机房室内的相对湿度应保持在85％以下。自然环境达不到时应考虑去湿机。

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十、土建工程设计

10.1设计任务与要求

10.1.1土建的基本任务

为使遥测设备有安全可靠的工作环境，防防止自然和人为因素的破坏，保正遥测设备长期稳定可靠地运行，充分发挥遥测设备性能和作用，必须重视系统的土建工程。土建主要任务：

1．站房（包含中继站、遥测站）和太阳能电池、雨量计安装底座的建设。 2．水位计安装的建设（非接触式超声波水位计、压力式水位计）。 3．天线塔（杆）的建设。 4．避雷针和接地网的建设。

由于各站点地理位置、环境条件和具体要求不同，难以实施统一的土建方案，在实施过程中可因地制宜的调整土建方案。

10.1.2土建的基本要求

1．遥测站址选择应满足水情测报的要求，其次要照顾通信条件、交通条件、管理和维护条件。

2．遥测站址应选在规定的洪水淹没标准以上，并避开泥石流和地基塌陷危害。 3．遥测站房要求坚固，做到防盗、防雷、防震、防雨水侵入、防虫害鼠害。要求站房内通风良好，使用面积充裕。站房房顶应便于安装雨量计、太阳能电池。鸟笼式遥测站房应高于地面2.5米以上。

4. 遥测站房采用环型或矩型接地网，接地电阻≤10Ω。

5．遥测设备接地网和避雷接地网分开建设，两地网相距5米以上；也可在地下将遥测设备接地网和避雷接地网连接，两地网相连接可根据具体情况而定。

7．水位计安装应结构牢固，新建遥测站房应尽可能靠近水位计安装点，以缩短水位计信号线，减少雷击概率。

8．天线塔（杆）在安装天线后应承受12级的风力。为安装维护的方便和安全，当塔高12米以上时，应在天线挂高点设安装平台。

10.2站房土建工程设计

10.2.1中心站

中心机房面积不小于15～30m外加会商室、办公室、值班室、修理间及贮藏室总建设面积位60～100m。

中心机房的装修，应参照计算机房要求，一般要做到： ●中心机房安装空调机一台，使机房温度保持在10～30℃； ●噪声限度＜60dB; ●相对湿度30～80%；

●机房有防水、防火、防震要求； ●地面及工作台有防静电措施； ●四周墙壁及顶棚有洁净要求； ●有良好的通风设备们；

●有良好的设备接地体、地阻＜4Ω；， ●墙壁四周应配二芯、三芯插座； ●应装配专用交流电配电箱；

●机房地板下应留有走线地沟及天线进线孔； ●UPS电源应考虑放在机房隔壁房间、减少噪声； ●设备的布局与安装要考虑到操作与维修的方便。

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10.2.2遥测站

●遥测终端机箱采用全密封方棱结构，根据建站条件可安装在室内或室外； ●遥测站房的建设可参照中继站房的建筑要求实施；

●采用室外高空箱放置设备，应考虑抗12级风力、通风、防雨、防潮、防人为破坏等措施；

●雨量计安装：

1.雨量计尽可能安装在站房平台上，有条件的测站雨量计可放在观测场内； 2.雨量计的承水口不能受到建筑物或树木的遮挡，其周围与阻碍物的距离应大于阻碍物高度的2倍以上；

3.应予先予制好安装雨量计的水泥基座，并予埋好地脚螺钉，水泥基座要求水平，才

能保证测量精度；也可以采取先预制三个水泥墩安装时，在现场临时固定；

4.雨量计传感器离遥测站房距离应小于100米，信号线架空要附8号铅丝，埋地下要加套管保护。

●水位测井：

1.测井进水管及井底面应分别在历史最枯水位0.2m，测井井身高程应在历史最高水位以上0.5m；

2.进水管与井口的比例一般选在10:1左右，进水管可按水位不同高程多开几个，进水管应有良好的防沙、防淤措施，以免进水管淤死造成测井失效；

3.测井内径应小于0.7m，井房面积应不小于1m2高不低于1.5m，并具有通风孔及进线孔；

4.井口底板位可拆装木板，其厚度位200mm上方设有仪器平台，井房的设计应便于水位计的安装及维修；

5.井房距离遥测站房的距离不应大于150m，信号线架空要附8号铅丝，埋地下要加套管保护。

10.2.3天线

因各地情况不同，应因地制宜安装，一般可按下列方法：

●定向天线：安装在天线支杆上时，安装天线部位直径位45mm铁管，安装在天线塔上时，应事先加工一根支架。

全向天线 1.安装在天线杆上

要预先加工好一个支架，一边和天线杆固定，一边和全向天线固定。 2.安装在天线塔上

也用上述支架，一边和全向天线固定，一边用卡箍和天线塔固定。

3.安装全线天线支架，两角铁长度应为1500mm与天线塔或天线杆固定端打多个ψ12孔（孔距60mm），安装时可用来调整水平杆长度。

4.吸盘天线安装在天线杆上时，杆上应该一铁平台以放吸盘（距杆约300mm）在建筑物上安装吸盘天线时应先加工一水泥基座，上装铁平台以放吸盘；

5.所有天线安装后都应低于避雷针足够高度以保证在避雷针45°保护区内，定向天线安装后距天线杆（塔）最远点距离为2.5米，最高点距天线杆（塔）安装点高度0.7米，全

向天线安装后距天线杆（塔）最远点距离为1.5米，最高点距天线杆（塔）安装点高度4.5米，吸盘天线长约1.3米。

10.2.4接地与防雷

●避雷针

1.避雷针体长大于2.5米，顶端为30°锥角，材料为圆钢； 2.避雷针与铁塔要焊牢；

体下端要有接地引线，引线可用扁铁、圆钢等，直接引下与接地体焊牢； 3.避雷针保护角为45°，天线、机房等要在保护范围内安装、建筑。 ●接地体的选用与制作

1.采用垂直埋入地下的钢管、角钢时，要求不少于两根（以接地电阻小于10Ω为准）； 2.土壤有腐蚀情况时，应使用镀铜或镀锌的材料； 3.接地体最高点离地面不小于1m；

4.接地体间的距离为2.5m，每根接地体长2.5m； 5.接地体与铁塔的距离小于3m；

6.接地体的材料可用50×50×5mm角铁或直径为8mm的圆钢； 7.接地体采用葩形结构。 ●接地体的施工（一）

根据当地实际情况，挖一条深1.2m，宽0.5m的沟，长度可根据接地体的根数而定，然后将接地体打入地中，接地体顶部露出部分用40×4mm镀锌扁钢焊接并与避雷针引线焊接。土质不好或石块过多的地方，可用降阻剂，使地阻达到要求。

●接地体的施工（二）

1.鉴于中继站、遥测站地处山区和丘陵、土壤覆盖深度较浅，为此，接地体可采用扁钢埋设，扁钢规格为50×5mm埋设深度不小于0.5m，扁钢在土中立放；

2.接地体与引入线应焊接良好； 3.接地体接地电阻R： R=0.37/P×㏒102L/tb≤10Ω 式中： b＝扁钢宽度 b＝50mm t＝接地埋土深度 t＝0.5mm p＝土壤电阻率

2

L＝接地体扁钢长度（在实际施工中，L可查表）

4.壤电阻率太大时，需采取局部换土或减小土壤电阻率等措施来加以解决。接地体长度可由表9-1查得。

表9-1 土壤电阻率与接地体的关系 土壤情况 粘土 砂质粘土 砂土 多石土壤

土壤电阻率Ω/m 80 100 300 400 扁钢长度（m） 10 14 56 76

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/c5po.html