郁南向阳水库水情测报技术方案.docx
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郁南向阳水库水情测报技术方案
编号:
郁南向阳水库水雨情测报项目
技术方案
长沙国通电力信息科技有限公司
2015年3月2日
1.1系统建设的原则
系统的建设应以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想。
1、实用:
监控覆盖面和图像质量须满足实际需求;数字图像实时监视和图像回放查询界面友好,系统安装、使用、维护简便。
2、可靠:
系统采用的主要监控设备须经过具有公安部批准的相应资格产品检测中心的测试,质量达标,性能稳定,能持续有效运行。
3、先进:
采用成熟、主流的技术构建系统平台,充分兼顾需求和技术的发展,充分考虑与其他系统的连接,建设可扩展的、开放的平台;主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容,保护原有投资。
4、经济:
在确保实用性、可靠性、先进性的前提下,注重系统建设成本和投入的阶段性,以技术建设与应用机制的协调发展,确保系统效益。
5、开放:
系统应遵循开放系统的原则。
系统应符合行业标准,能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具,使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。
6、安全:
在考虑系统安全性和保密性时,除应考虑各种外界干扰外,还需在各个环节提供安全、保密措施。
1.2系统设计标准和依据
1.21设计标准
(1)《国家防汛指挥系统工程总体设计大纲》国家防总;
(2)《计算机网络产品设计规范》电子工业部;
(3)《指挥自动化计算机网络安全要求》GB2881;
(4)《计算机外部设备接口统一规定》ABY306.1-85信息产业部;
(5)《计算站场地安全要求》GB9361-88信息产业部;
(6)《通信工程系统防雷技术规定》YD5078-98,信息产业部;
(7)《水利工程设计概(估)算编制规范》[2002]116号;
(8)《无线电通信系统(组网)设计规范》,电子工业部;
(9)《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999;
(10)《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》;
(11)《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》;
(12)《计算机信息网络国际联网安全保护管理办法》;
《大中型水电站水库调度规范》(GB17621-1998)
《水利水电工程水情自动测报系统设计规定》(DL/T5051-1996)
《水利水电工程通信设计技术规程》(DL/T5080-1997)
《水文自动测报系统规范》(SL64-2003)
《水文情报预报规范》(SL250-2000)
《水电厂水情自动测报系统管理办法》(电力部电安生[1996]917号)
《电力二次系统安全防护规定》
国家电力调度通信中心调调[2000]76号文《关于颁发电力系统水调自动化功能范围和通信协议的通知》
国家电力调度通信中心调调[2001]105号文《关于颁发“电网水调自动化系统实用化要求及验收细则(试行)”的通知》。
2、系统的总体结构
2.1系统总体框架
本系统包含1个水位雨量监测点,系统通过GPRS平台和中控室计算机相连,
由于水库处于雷区,所以本水位雨量监测采用太阳能和蓄电池供电,这样的方式大大提高系统的抗雷指标,延长系统的使用寿命。
水位雨量监测系统采用GPRS平台传输数据,目的也是提高抗雷指标,减去布线成本,整体提高系统的可靠性,减少系统总体造价。
水位雨量监测系统监测的数据实时存入计算机存贮器内,并且把数据发布在大屏幕LED屏上。
2.2系统的功能
●能够支持通过GPRS和GSM信道,接收测站的水位,雨量等内容和遥测设备的状态信息和处理数据,同时写入统一的遥测数据库。
-自动取数。
指遥测终端站自动将采集到的水位,雨量等信息自动提交到中心计算机,由本子系统程序进行接收的过程。
其中雨量值为累加值,水位值将被加入基底高程后送入数据库。
-定点召测。
由分中心监控人员根据需要,对指定的单站或多站的雨量、水位、电压值等进行最新实时数据的提取。
-水位,雨量错误报警。
这里指的当本程序接收到的数据发生错误,例如超标,或者是数据库包格式错误等,能够通过计算机的声音或文字进行报警处理。
-
-
●具有误码数据的分析处理功能。
●错误报警功能。
指当接收到的数据(从232B串口而来未进入数据库之前)发生错误,例如超标或者是数据库包格式错误等,能够通过计算机的声音或文字进行报警处理。
●召测功能。
由分中心监控人员根据需要,对指定的单站或多站的水情、雨量、测站电压值等进行最新实时数据的提取。
●数据存储管理功能。
主要是对接收数据库的数据信息进行重新组织,去掉接收数据库里的冗余和不合理数据,提取接收数据库里的特征数据并加以处理,使之成为能正确反映监测区域的水位,雨量等要素变化过程的数据。
如果发现数据不合理,能通过明显的告警信息提醒管理人员进行校核,并具有人工数据插补和自动插补功能。
●分析畅通率和误码率功能。
按日统计接收遥测数据数量,根据定时自报数据和加报次数,计算每天的畅通率,并将应收报、实收报、加报、错报、漏报等数据存储到运行分析结果数据库,打印统计计算结果。
●远程设置功能。
对定时报时段、日期始时间等参数进行设置。
本程序能够通过计算机与各站点遥测终端进行通讯,对遥测终端所需要的基本参数进行远程设置或修改。
●分析每个测站的电源电压数据,存储到运行分析结果数据库并打印结果。
●辅助数据接收系统工作,将遥测系统运行状况直观地展示给非专业人员。
●根据自动采集数据进行水文电报编制和传送。
根据实时水雨情情况决定是否加报。
●时钟同步。
时钟同步主要是指使用计算机或者是时间同步中心终端(例如短消息服务器)同步遥测终端站的硬件时钟。
●数据管理功能。
主要是对接收数据库的数据信息进行重新组织,去掉接收数据库里的冗余和不合理数据、提取接收数据库里的特征数据并加以处理,使之成为能正确反映监测区域的雨量等水文要素变化过程的数据。
如果发现数据不合理,能通过明显的告警信息提醒管理人员进行校核,并具有人工数据插补和自动插补功能。
●固态存储初始化。
指从本程序下发命令对遥测终端的固态存储设备中的数据进行不可恢复性的永久删除。
2.3系统软件主要界面设计
“水位信息监测系统”界面设计充分符合现代应用软件的发展方向,具有图形窗口界面的友好性,使用户的操作简单方便,应用灵活实用,成果直观形象等
特点。
水文自动测报系统软件主界面
启动本软件,通过用户和密码人正即可进入软件主界面。
系统文件菜单
在系统文件菜单中,有查阅异常数据文档和退出系统两部分,通过选择可实时对系统内异常水文数据进行检查,及时发现水文数据的异常变化。
系统通信菜单
在系统通信菜单内,只有与前置机通信,选择通信功能后,计算机将前置机后存储的所有水文数据全部调入主机,供水库调度及洪水预报使用。
水文数据查询菜单
在水文数据查询菜单中,包含原始数据查询、日降雨量查询、月降雨量查询和过程降雨量的查询、测站工作状查询等选项。
✧原始数据查询
原始数据查询是菜单中重要的部分之一,通过对各测站原始数据的查询,实时掌握各终端站的实时水雨情数据资料。
✧测站工作状态查询
如何及时了解全系统各站的工作情况,在本软件中设计了测站工作状态查询功能,在此选项可对全系统各站的工作状况进行查询,准确掌握系统各站工作状况。
系统维护菜单
系统维护是水文自动测报系统软件当中不可缺少的组成部分,在系统数据通信和传输过程中,会因为通信信道及传输干扰等诸多方面的影响,使接收的水文数据不够完善,通过系统维护功能,及时修复错、漏、掉的水文数据,保证了水文数据资料的完整性。
在此菜单中,共设置水文数据添加和修改两部分功能。
✧雨量数据输入
通过选择雨量数据输入功能,可向系统数据库中添加漏掉的水文数据。
✧水位数据输入
通过选择水位数据输入功能,可向系统数据中添加漏掉的水文数据。
✧雨量数据修改
通过选择雨量数据修改功能,可更改系统数据库中错误接受所生成的水文数据。
保证水文数据的准确性。
✧水位数据修改
通过选择水文数据修改功能,可更改系统数据库中错误接收所生成的数据,保证水文数据准确性。
系统简介菜单
考虑到系统的实用性和可视性,我们设计了水库和流域的综合情况介绍部分,为了便于向各级领导和非调度人员展示系统的全部情况,在软件中使用全流域面积示意图和系统站点实际分布图作为显示单元,详细介绍系统的情况,同时,将系统中各站点的站址代码详实地标注于各示意图中,令软件使用者倍感方便和实用。
系统帮助菜单
在系统软件中,各级目录均设计有帮助信息,为使用者解答疑难问题提供帮助。
三、系统设备配置清单:
序号
名称
产地
规格
1
雨量计
徐州伟思
0.5MM
2
雨量计太阳能
长沙
60W(单晶)
3
电池
蓄电池
12V60AH
4
太阳能电源管理器
长沙
30A
5
GPRS
济南
GPRSDTU
6
箱体
不锈钢600X500
不锈钢600X500
7
大功率防雷模块
长沙
LKX(电源避雷器+通讯避雷器+天线避雷器各一套)
8
雨量水位采集模块
长沙
L2000-S2型
9
水位计
徐州伟思
40M
10
水位计测井+支架
长沙
200管径的PVC,接头,堵头,胶水,支架不锈钢
11
水情测报分析软件
长沙
GT-2000
12
接地系统
长沙
13
LED大屏幕
广州
2米X0.45M
14
计算机
联想
双核3.0G,2G内存,320G硬盘,16XDVD,音箱
3.2主要设备参数:
雨量水位采集模块(L2000-S2)
⏹功耗:
正常模式<20mA;节能模式<100uA
⏹测量通道:
2路水位传感器通道,1个雨量信号输入通道。
⏹工作温度:
-10℃至+60℃
⏹湿度:
5-95%,不结露
⏹工作方式:
应答式
⏹通讯帧格式:
电源特征、站号、时间、水位、瞬时雨量、累计雨量、校验码
⏹接口速率:
9600bps,4800bps,2400bps,1200bps
⏹内部总线发送速率:
9600bps
⏹内置式固态存储模块:
有
⏹电源特征:
0或1状态表示是否正常
⏹站号:
0-99999
⏹平均无故障工作时间:
≥25000小时(正常维护条件下)
台式计算机
◆CPU:
联想双核(3.0GHz);
⏹硬盘:
500G7200转高速SATAII防震硬盘;
⏹内存:
2G;
⏹2个USB2.0接口;
⏹高性能3D集成显卡;
⏹主板集成IntelPRO/1000千兆以太网卡,内置音箱;
⏹DVD-ROM,16倍速DVD光驱,支持DVD、CD读取;
⏹墨玉抗菌防水人体工学键盘;
⏹正版中文WINXP操作系统;
⏹19”LCD,响应时间≤5ms,与主机同品牌;
⏹三年主要部件保修、一年上门服务
⏹主要部件包括CPU、内存、显卡、硬盘、电源、主板,享受3年保修。
液晶显示器、其他部件和外部设备享受1年保修,随机软件3个月保修。
电源避雷器(LKX-M220/2/20)
⏹SPD端口:
1端口
⏹SPD类别:
电压开关型
⏹电源系统:
TT-TN-IT
⏹额定电压:
220V
⏹最大持续运行电压:
320V
⏹绝缘阻抗:
>100Mohm
⏹冲击电流:
15KA(limp:
10/350μS)
⏹保护水平:
2000V
通信避雷器(LKX-SC-2P)
⏹频率范围:
0.1-10MHz
⏹特性阻抗:
50Ω
⏹最大允许功率:
1000W
⏹通流容量:
20Ka,8/20μS波
⏹安全要求:
支持自诊断与告警输出,提供系统配置和维护接口,适合电磁环境恶劣的应用需求。
⏹残余电压:
<0.15dB
⏹插入损耗:
采用先进电源技术,供电电源适应范围宽,适合室外应用
遥测水位计(WFX-40型)
1.1 基本参数
A 测量范围:
0-80米;
B 水位变率:
<100厘米/分
C 分辨力:
1cm
D 水位轮启动力矩:
<100克·厘米(0.0098N·m)
F 测量准确度:
≤±2cm或0.2%F·S
F 显示器:
十进制机械计数器
1.2 机械参数
a 水位轮工作周长:
32cm
b 测量缆:
Φ1mm不锈钢缆
c 浮子直径:
10、15cm可选
1.3 电参数
a 格雷码输出:
10-13位
b 输出形式:
接点通断输出 接触电阻:
≤0.5Ω;绝缘电阻:
≥10MΩ
1.4 通信接口(选装)
a RS485接口:
MODBUS协议或其它
b 4~20mA模拟量信号输出
1.5 使用环境
a 环境温度:
-25℃~85℃
b 相对湿度;<90%(40℃)
C 尺寸:
132×132×115
D 电源电压:
12~24VDC
1.6 电显示器(选配)
雨量计(0.5MM)
主要技术参数
1.1 承雨口径:
φ20000.60mm; 刃口锐角:
40o~45 o
1.2 分辨力:
0.5mm
1.3 测量准确度:
≤±3%(室内人工降水、以仪器自身排水量为准)
1.4 雨强范围:
0.01mm~4mm/min(允许通过最大雨强8mm/min)
1.5 发讯方式:
双触点通断信号输出
1.6 工作环境:
环境温度:
0~50℃
相对湿度;<95%(40℃)
1.7 尺寸重量:
2.5kg
GPRS、GSM模块
⏹支持RSA,RC4加密算法
⏹支持虚拟数据专用网(APN)
⏹透明数据传输与协议转换,支持多种工作模式
⏹支持数据中心动态域名和IP地址访问
⏹支持双数据中心备份
⏹支持多数据中心
⏹支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。
⏹支持短消息备份及告警。
⏹多重软硬件看门狗
⏹数据包传输状态报告。
⏹标准的AT命令界面
⏹可以用做普通拨号MODEM
⏹支持telnet功能。
⏹支持远程配置,远程控制
⏹通过串口软件升级
⏹同时支持LINUX和WINDOWS操作系统
四、系统生产、施工、调试组织设计方案
项目各组织机构人员安排
项目经理:
兰海青
设备采购负责:
汪乙奇
技术总负责人:
蒋红军
设备生产、组装员施工人员:
兰海青、宋世杰
文档管理负责人:
肖巧玲
工程施工预计进度
时间从进场时开始计算,工程预计在36天内保质保量完工。
分项目名称
工期安排
3天
6天
12天
15天
18天
21天
24天
27天
30天
33天
36天
验收
仪器设备采购、检验及系统详细设计
设备安装
监测自动化安装及调试
监测自动化系统运行
监测资料整理及分析及验收
监测工作技术要求
(1)监测系统的建立首先满足设计要求,按照设计文件和图纸完成各类仪器设备的埋设、安装和监测工作。
(2)项目实施严格按照安全监测技术规范、其他相应规范以及设计执行。
(3)除遵循规范要求外,对仪器设备的安装和使用按厂家提供的要求和说明进行操作。
(4)监测仪器设备安装位置准确、牢固可靠,保证仪器埋设合格率达到100%,完好率95%以上。
五水位仪器安装
本系列仪器采用小直径浮子,可选用小直径管材建造测井.仪器安装要求和对水位的方法如下:
5.1仪器室
要求:
通风、隔热、防雨,建于测井(悬井)上方。
安装水位仪的平台高度约80厘米,平台水平安置,倾斜度应小于5度。
测井
测井可以建于岸边或沿水工建筑物倚墙建造,也可以建于水面(必须建造坚固支架和人行桥)。
要求测井管材为钢管或混凝土预应力管,内径可为Φ200-300mm。
测井垂直度偏差:
用铅坠测量,在低水位处最大偏差应小于1厘米。
水位量程大,施工条件较差的场合可适当加大测井直径,並切实保障在全量程内浮子、平衡锤与管壁保持一定距离。
5.2进水管
(1)、进水管直径:
内径应不小于测井直径的1/10,否则易产生测井内水位滞后;亦不应大于测井直径的1/5,以减少风浪及行船波涌使测井水位产生强烈的波动,造成仪器频繁抖动。
正常情况下,进水管内径可选择为20至40毫米为宜。
(2)、设立在岸上的测井,进水管应低于最低水位以下15厘米,並保持一定的倾斜,以便于冲淤。
(3)、在进水口处应设置保护桩、浮标、拦污网等。
(4)、测井中的淤积泥沙应定期清理。
六质量保证措施
监测工作的实施,是通过一个接一个的环节来实现的,因此,确定质量控制的环节,就等于抓住了监测工作质量的关键,我们拟确定的质量控制的环节如下:
(1)根据设计及国家有关规程、规范、施工图纸和设计文件等要求,制定监测每项工作和设备的质量标准及规定,并随时接受监理工程师的监督检查和现场管理。
(2)按IS09001:
2000质量体系要求,对监测工作实施的每一个环节进行严格的质量检验。
按工程进度及时提供关于工程质量的技术资料,如材料合格证、试验资料、测试报告等。
材料代用须经设计单位和监理工程师同意并签证后,方可使用。
(3)隐蔽工程由承包人自检后,填写《隐蔽工程验收单》,呈报监理工程师检查验收。
监理工程师现场检验,签证认可后,可进行下一工序施工。
否则,监理工程师有权对已隐蔽的工程部位做停工以进行重新检验的决定,检验费用由责任方负责。
(4)对仪器设备进行定期检验和标定。
(5)由观测结果及时反馈监测工作及仪器状态。
(6)根据质量标准做出评价和处理意见。
6.1质量控制的保证
根据经验,要确保监测工作的质量,需在两方面进行保证:
一是人员质量的保证;二是规章制度的保证,由于长期的工程实践,我们在这两个方面已具备保证条件。
(1)人员质量的保证:
作为人,是现场施工的直接组织者、操作者和指挥者,在工程质量控制中起主导作用,是工程质量的创造者,因此,确保人员素质,以人的工作质量保工序质量,是质量控制的第一要素。
我们联营体在长期的监测工作中培养和造就了一大批高素质的监测专业人员,他们不仅精通监测工程的施工规范、规程、技术水平高,而且质量意识强。
(2)规章制度的保证
规章制度是确定监测各项工作的基本原则和强制方法,没有好的制度,就没有好的工程质量。
本监测项目的实施,将根据我们长期的监测工作经验,并综合柘溪地下洞室工程的特点,制定一整套监测施工各工序工法及检查制度、资料管理制度等。
由于人员素质已有保证,各项制度的实施及自检将责任到人,监理工程负责校检。
通过以上制定的一系列规章制度及执行方法,可确保工程质量万无一失。
6.2质量控制的步骤和方法
对监测工作的质量控制,具体操作上采用如下几个步骤和方法进行控制:
(1)施工准备阶段控制:
a)熟悉及审查工程设计图纸,深入现场进行踏勘,确定设计实施的可行性及编写施工组织设计。
b)根据施工进度及设计图纸,订购监测设备材料及加工附件,设备材料质量满足合同及工程要求。
c)做好监测仪器安装及观测前的检查标定、硫化接线等工作,不合格仪器及材料坚决不投入使用。
(2)施工埋设安装质量控制:
a)监测仪器施工实行开工申请许可制度:
根据各施工部位的进度,提出监测施工项目申请,只有通过自检及监理工程师复检许可,才可开工。
b)详细作好现场安装记录:
开工申请监理工程师批准后,一旦条件具备,即进入现场安装阶段,安装过程严格按工序操作,并作好安装记录,自检合格后,由监理工程师进行终检。
(3)观测质量控制
a)所有二次仪表及读数装置,在投入使用之前,均按规定进行检查标定、修正。
b)现场观测发现异常时,及时分析异常原因,并进行对比观测,确保观测数据可靠。
c)观测测次严格按合同规定及监理工程师要求进行。
d)每月对观测数据按规定格式进行一次观测质量评定。
(4)埋设后维护等方面控制
监测仪器及电缆等安装埋设后,要保证仪器的正常工作及完好率,埋后维护至关重要,常采用如下措施对仪器及电缆等进行维护:
a)挂警示牌:
在监测仪器及电缆等监测设施上,挂“监测设施、请勿破坏”等醒目标志,防止认为破坏。
b)加强现场巡视检查,发现情况,及时报告及处理。
c)对仪器及电缆等设置保护措施,如电缆包保护管,仪器盖保护罩等。
d)积极协调土建与安全监测设施的冲突,对仪器及电缆钻孔部位,主动向土建单位提供仪器布置及电缆走线图,防患于未然。
七售后服务和技术支持及培训计划
7.1、服务承诺
我公司在该系统项目中本着“质量第一、用户至上、长期合作”的原则,为用户提出以下服务承诺:
全套设备的软、硬件要求做到三个月包换,实行一年免费维修,三年上门服务,即自验收合格之日起,对系统设备一年内免费更换与维修(天灾或人为造成损害除外);实行终生维修和维护,核收成本费,即系统保修期一年期满后,中标人同样对系统进行维修与维护,但需收取必要的设备维修费;系统如出现故障,24小时内响应,24小时服务电话:
(1)我公司已通过ISO9001质量体系认证。
在该项目中,我公司以交钥匙项目方式,最终将在合同规定期限内向用户交付符合合同技术要求的、实用的系统。
(2)在该系统项目建设中,我公司将严格质量管理,项目进程控制,与甲方项目人员密切配合,虚心听取意见,弥补工作中的不足;
(3)本公司对产品实行一年三包,终身有偿保修。
在一年内,若出现质量问题,本公司负责免费维修。
一年以后出现问题,本公司负责维修,只收取配件费用。
(4)需要服务电话通知后,本公司技术人员应在8小时之内到达现场处理问题,并定期派出技术人员进行工程回访。
(5)本公司长期为用户免费培训操作人员,随到随学。
(6)若今后系统硬件升级,对我公司自主开发的软件,免费提供软件的升级服务。
(7)长期向用户提供备件供应和维修保养技术。
7.2、培训承诺
我公司为了更好地作好电站水清测报项目建设的技术培训工作,我们将选派具有丰富技术培训和实施经验的技术人员组成培训小组,编写详尽、实用的培训教材,并且制定切实有效的培训方案。
其次,将课程简化浓缩,充分保证培训课程的实用性,使技术人员在最短的时间内获得最有效的系统知识;另外,合理组织培训方式,使得培训效果达到最佳,免费提拱2人/7天异地的技术培训。
7.3、培训设备、师资及课程安排
(1)培训设备
(长沙)投影仪一台
计算机2台(P41GRAM250GHDD,19“CRT)
笔记本2台(P41GRAM250GHDD,14“TFT)
SWP系列仪表一台
弦式传感器采集模块一台
无线通讯模块一对
24V电源一台
GSM发射设备一台
雨量、水位传感器一只
学习版软件1套
(2)培训师资
仪表、模块工程师一名
上位机软件开发工程师一名
八需业主支持事项
1.气象、水文资料,包括各点最高和最低水位、各点海拔高度值、暴雨强度、防洪标准和历史洪水灾害、最高最低气温等.
2.中国移动公司1张SIM卡(已开通GSM/GPRS功能).
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