一、方案背景

水庫(kù)安全度汛一直是我國(guó)防汛抗洪的難點(diǎn)和重點(diǎn)，中小型水庫(kù)的安全度汛已成為當(dāng)前全國(guó)防汛工作的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，大部分水庫(kù)缺少必要的安全監(jiān)測(cè)等設(shè)施，檢查手段落后，隱患很大。一旦發(fā)生局部暴雨洪水，極易引發(fā)潰壩事件，輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害。然而，由于水庫(kù)經(jīng)過多年運(yùn)行使用，工程設(shè)施普遍存在老化和損壞，嚴(yán)重影響水庫(kù)的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，威脅著水庫(kù)下游人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視水庫(kù)安全工作，要求“十四五”期間，每年按期開展水庫(kù)安全鑒定，新增的病險(xiǎn)水庫(kù)及時(shí)實(shí)施除險(xiǎn)加固，健全水庫(kù)運(yùn)行管護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制。到2025年底前，完成現(xiàn)有病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固和每年安全鑒定后新增的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固，確保水庫(kù)安全運(yùn)行，完善水雨情，視頻監(jiān)控，大壩安全監(jiān)測(cè)，健全水庫(kù)安全運(yùn)維管護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制。

二、系統(tǒng)組成

小型水庫(kù)雨水情和安全監(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)，依次為前端設(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)的雨水情信息實(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，GNSS監(jiān)測(cè)對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)，管理人員可通過大屏即可查看水庫(kù)的相關(guān)情況。

前端端設(shè)備層：作為小型水庫(kù)雨水情和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前端核心載體，通過數(shù)據(jù)通信采集設(shè)備對(duì)水庫(kù)的水位監(jiān)測(cè)、水流量監(jiān)測(cè)、水流速監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)、環(huán)境視頻、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RTU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)通過對(duì)水情進(jìn)行采集、數(shù)據(jù)通訊、對(duì)數(shù)據(jù)處理分析，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)，通過系統(tǒng)監(jiān)控管理平臺(tái)軟件及數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)綜合分析評(píng)價(jià)與業(yè)務(wù)化應(yīng)用，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)、位移監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)及分析等信息。

三、系統(tǒng)功能

雨水情實(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)，可快速方便的對(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

小型水庫(kù)雨水情和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案可以有效對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握水庫(kù)水位、雨情、視頻監(jiān)控、水質(zhì)、數(shù)據(jù)、位移監(jiān)測(cè)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。