一、方案背景

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，水利工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所起的作用越來(lái)越大，防汛更是直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方面。幾十年來(lái)，水利部門始終把防汛抗旱作為頭等大事，根據(jù)去年汛后的防汛工作，深入做一些分析，結(jié)合今年的疫情情況我們進(jìn)一步地反思，有幾個(gè)方面影響特別大：一是超標(biāo)洪水，就是現(xiàn)有的水工程防不住的洪水；二是水庫(kù)，就是因?yàn)楣ぷ鞑坏轿辉斐墒?；三是山洪?zāi)害。這三個(gè)方面，一個(gè)是防起來(lái)特別難，更重要的是有可能造成重大的傷亡。據(jù)國(guó)家水利部門最新統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的水庫(kù)現(xiàn)在一共有9萬(wàn)8千余座，其中有94000多座是小型水庫(kù)，這里有一部分還存在病險(xiǎn)，這些水庫(kù)當(dāng)中的病險(xiǎn)水庫(kù)不能按照原來(lái)的設(shè)計(jì)能力來(lái)防洪和擋水，起到原來(lái)應(yīng)有的作用。智慧水庫(kù)水位庫(kù)容監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建水庫(kù)中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)水庫(kù)中水位、流量及雨量等庫(kù)容信息的自動(dòng)監(jiān)控并將采集的信息上傳至監(jiān)控中心，監(jiān)測(cè)中心通過(guò)數(shù)字與圖像的雙重判斷，避免對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的誤判，另一方面監(jiān)控中心平臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)水庫(kù)的基本情況，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

二、系統(tǒng)組成

智慧水庫(kù)水位庫(kù)容監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，整體分為四層架構(gòu)，依次為末端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、系統(tǒng)應(yīng)用層和終端策略層。利用物聯(lián)網(wǎng)、智能等技術(shù)，對(duì)水庫(kù)的庫(kù)容信息實(shí)時(shí)在線管理，視頻監(jiān)控設(shè)備用于上傳監(jiān)測(cè)站的圖像，管理人員可通過(guò)大屏即可查看水庫(kù)的相關(guān)情況。遠(yuǎn)端設(shè)備層：作為智慧水庫(kù)水位監(jiān)控系統(tǒng)的核心載體，通過(guò)數(shù)據(jù)通信采集設(shè)備對(duì)水庫(kù)的水位、流量、流速、雨量、泥沙、水庫(kù)水質(zhì)等水文數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上報(bào)至管理平臺(tái)。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：由專用DTU與電信公網(wǎng)組成，主要的功能是實(shí)時(shí)讀取處理各類傳感器的數(shù)據(jù)，并通過(guò)4/5G、NB-IoT或北斗衛(wèi)星等方式發(fā)送至系統(tǒng)平臺(tái)。

系統(tǒng)應(yīng)用層：云端綜合數(shù)據(jù)處理平臺(tái)通過(guò)對(duì)水位、流量等數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出水庫(kù)的容量值，便于管理員及時(shí)掌握水庫(kù)的承受情況。

終端策略層：通過(guò)以上三層架構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的分析傳送，策略層可實(shí)時(shí)登錄監(jiān)測(cè)平臺(tái)查看水位、雨情、視頻監(jiān)控、水質(zhì)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析等信息。三、系統(tǒng)功能

加強(qiáng)水庫(kù)水情在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行管理和維護(hù)，可以更好地發(fā)揮此系統(tǒng)在水庫(kù)的水資源調(diào)度和防洪的作用，同時(shí)為水庫(kù)決策人員準(zhǔn)確、科學(xué)地進(jìn)行調(diào)度提供依據(jù)。流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示各水庫(kù)測(cè)點(diǎn)的最新水位、當(dāng)前降雨量、累計(jì)降雨量和現(xiàn)場(chǎng)視頻等，實(shí)時(shí)展現(xiàn)水位、降雨量動(dòng)態(tài)曲線。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控：多個(gè)通道實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、錄像，可定時(shí)更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)視頻照片。

監(jiān)管預(yù)警系統(tǒng)：通過(guò)AI大數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)水庫(kù)水位出現(xiàn)異常水位時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)彈出提示框、發(fā)出報(bào)警音、向管理員發(fā)送報(bào)警短息等。

數(shù)據(jù)研判分析：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，直接生成各類相關(guān)性分析圖表。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

●一體式立桿設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)前端站點(diǎn)的快速調(diào)試與部署。

●采用多種終端進(jìn)行多種監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)。

●采用無(wú)線傳輸方式，突破地域限制，適應(yīng)性強(qiáng)。

●基于自主研發(fā)的無(wú)線RTU產(chǎn)品，可遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。

●基于B/S架構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，可快速方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時(shí)隨地查看當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號(hào)隔離等多項(xiàng)措施，確保設(shè)備安全、性能穩(wěn)定可靠。

●兼容性強(qiáng)，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計(jì)量?jī)x表或傳感器。

●超低功耗，核心設(shè)備選用2G/3G/4G低功耗測(cè)控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽(yáng)能供電設(shè)備成本和施工難度。五、系統(tǒng)意義

水庫(kù)水位庫(kù)容監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案可以有效對(duì)水庫(kù)進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握水庫(kù)水流情況，如有預(yù)警險(xiǎn)情，第一時(shí)間采取應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)可以利用水庫(kù)大數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)對(duì)汛期水庫(kù)水位進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前做好相關(guān)部署，對(duì)當(dāng)?shù)?/font>水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)防洪減災(zāi)工作的有序進(jìn)行具有重大的意義。