一、水文信息采集传输与通信组网设计
水文测验的主要任务是测定江河湖库降雨量、水位、流量等水文要素自然变化情况,它是一项基础和前期工作,是防汛抗旱的耳目和参谋,其质量和精度将直接影响水情信息的实时性和准确性,影响对防汛抗旱决策的科学性、加强报汛站测报基础设施的建设,强化水情信息采集、传输的工作,提高水情测报质量成为当务之急。
1、总体功能要求
(1)水文分中心正确接收一次所属全部遥测站的所有水文参数的时间不超过20分钟,执行一次区域遥测站数据采集并完成数据传输、处理、入库的时间不超过20分钟。
(2)工作方式:自报方式、应答方式和自报一应答方式,三种工作模式在系统中可同时混合进行。
(3)自动采集水位、降水数据,定时、适时地传输数据,数据可长期在站存储。
(4)各项设备要符合结构简单、可靠、低功耗的原则;所有遥测站都能在无人值守的条件下工作。
(5)能长期地、特别是在暴雨洪水等恶劣天气条件下可靠地工作应避免因分中心站出现故障而丢失水文数据。
(6)系统定时发送时钟同步信号,全系统时钟同步。
(7)非法数据告警及设备故障告警。
(8)通信畅通率应>98%,系统误码率小于6x10ˉ5。
(9)能与其它有关的计算机网络系统进行数据通信。
(10)系统mtbf>20000小时。
(11)俱有可靠的防雷措施。
(12)采用有线程控电话单站数据采集时间应小于40秒。
2、水文信息采集方式
由于传统的水位、雨量数据采集设备无法满足遥测系统的需要,必须进行更新或改造,实现水文信息的数字化、自动采集、长期自动存贮以适应现代数字通讯和计算机的应用要求。
水文遥测系统的建设;确定三种信息采集方式:雨量采集方式、水位采集方式、流量采集方式。
3、系统通信组网设计
(1)、现有通信资源情况
辖区范围内可利用的通信资源有:
1、程控电话交换网pstn资源。pstn(publicswitchingtelephonenetwork)是一种具有适用范围广、设备简单、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,是国家防汛指挥系统推荐通信信道之一。其缺点是:需要系统运行通话费用,运行本较高,若增加发送数据间隔时间,则又不能及时实时地反映站点的水雨情数据。目前各报汛站均有安装程控电话的条件。
2、无线移动通信(gprs和手机gms短信)资源。无线移动通信网络具有稳定可靠、覆盖面较广、网络能力强、通信费用低、不受地域限制的优点,其最大的好处是设备体积小;安装在室内,没有引雷部件,不需要作防雷处理。具体包括:①先进性,随着移动通讯技的发展,如今已经实现基于分组的gprs通讯;并且继续向3g方向发展。③可靠性,作为商用的电信运营网络,其可靠性相当高,信息发送和接收安全可靠,不会丢失。③实用性,gsm作为一个成熟实用的网络,已经能满足用户需求,实现资源共享,信息交流。④经济性,首先,采用移动通讯方式在网络建设上不需要投入,也不用租用通信线路、其次,通讯费用低,gprs只有产生通信流量时才计费;gms短消息发送一条信息的费用为0。1元,接收者不收费。因此它在水文数据传输通信方面可以被认为是一种首选的通信方式。缺点是:网络覆盖范围有限。目前我市中央报汛站全部处于移动通信覆盖区,地方报汛站在乡镇一级及周边一带的也可利用移动通信。
3、超短波资源、uhf/vhf频段超短波是一种地面可视通信它主要适用于平原丘陵地带、且中继站数目和中继级数较少的水又测报系统。该通信方式具有通信质量较好设备简单、建设周期短、易于实现的优点。但是若在长距离、多高山阻挡情况下使用此种通信方式传输水文数据,所需中继站数目及中转次数将明显增加,从而导致设备费、土建费的增加,系统可靠性下降,中继站站址交通条件差还会给建设、安装、维护带来一定的困难。
4、卫星通信资源。卫星通信具有传输距离远,通信频带宽,传输容量大;组网机动灵活,不受地理条件的限制,建站成本及通信费用与通信距离无关等特点。缺点是:建站成本及通信使用费较高。
随着现代通信技术的迅速发展,以上四种通信方式在水文测报系统中得到了广泛的应用。本系统通信方式需根据地理环境条件和实际需求;在分析论证基础上,因地制宜地确定。
二、系统组网结构
a、信道设计
信道是指传输信号的媒质,是构成通信网的基本部分。科学地选择信道,使信号有效、可靠地传输;是通信设计的一个基本问题。
根据目前辖区内可利用的通信资源和现有的实际情况:有线程控电话可到达各报汛站,中央报汛站和乡镇所在地及周边的地方报汛站均处在移动通信的覆盖区考虑充分利用现有资源和当今通信及网络技术的发展趋势,同时考虑到系统建成后便于运行管理,保证本系