水利信息化在进洪闸水文站的应用
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水利信息化在进洪闸水文站的应用
杨晓亮 胡艳阳
水利部海委海河下游管理局 天津
摘要：随着水利信息化的程度不断提高和国家对水文事业投入的不断增加，水文自动测报系 统已在我国水文领域得到了广泛的应用。进洪闸水文站水文自动测报系统由数据采集、数据 通信、信息处理、系统供电等系统组成，经过几年来的使用有较高的稳定性和可靠性。本文 较为详细的介绍了进洪闸水文站水文自动测报系统的设计、组成以及系统运行情况，同时对 水文信息自动采集系统在水文测站的应用进行了展望。 关键词：水利信息化 水文站 水文数据 自动化采集
据处理软件、数据查询软件等实现水文信息的数据采集、数据处理、数据实时监 控、报警、历史数据查询、数据输出、值班日志管理等功能，如图 3、图 4。
1 引言 水文自动测报系统是应用遥测、通信、计算机等现代技术，完成在站水文数
据的实时采集、报送和处理的应用信息系统，属于非工程性防洪措施。进洪闸水 文站作为水利部海委水文局窗口示范站，在站的水文数据的收集、传递、处理、 存贮、检索等实现了水文信息自动采集处理，经过近 2 年的使用收到了很好的效 果。 2 基本情况
（1）数据接收、处理：数据发送方式为自报式，实时接收的水位、地下水、 降雨等数据，并在线实时显示、自动自动存储入库。
（2）应答、查询：定时或人工水位、地下水、降雨等及远程终端单元（RTU） 的工作状态。
（3）数据库管理：通过 SQL 数据库系统实现包含原始数据、历史数据的入 库、检索、查询等；显示水位、流量过程线等。
根据《进洪闸水文测站任务书》（水利部海委水文局 2006 年修订版）的规定， 开展的观测项目有：水位，流量，单样含沙量，悬移质输沙率，降水量，蒸发量， 5 日地下水等。多年来，随着我国水文事业的不断发展，该站已逐步建成一个多 断面、多项目的具备水文巡测能力的水文站，担负着国家基本站网的资料搜集、 水情拍报和海河下游流域的巡测任务。
水位
数传 电台
前置值班计算机
水文站监测中 视频监控计算机
雨量
心控制系统
流量、视频
图 2 中心控制系统结构图
4.2.2 中心控制系统的主要功能 （1）在站中心控制系统该系统布置（水情数据系统和测流远程监控系统），
可在我局域网内实现在站和局水文中心的视频监控（监视）。 （2）水情数据系统用于接收雨量、水位、流量的实时数据信息，并通过数
（2）实用与先进性：应采用比较成熟的水文自动采集技术、视频技术、光 纤通信技术、计算机技术，确保信息采集的先进性；整体管理系统采用开放的网 络体系，可以升级、扩展和互联，同时考虑系统的标准化确保实用性。
（3）具有最大的可维护性：即除设备本身具有通常意义上的维护性外，还 应满足用户在使用中，可方便的采购到价格合理、质量上乘的备品备件。 3.2 系统实现的功能
进洪闸水文站水文自动测报系统由该系统主要由中心控制系统、水位自动监 测系统、雨量自动监测系统、流量自动监测系统及视频监视系统组成，设备选型 均为工业级的成熟产品。 4.1 系统整体设计
进洪闸水文站水文自动测报系统的整体设计与一般的遥测站设计的不同之 处在于所有的数据全部“落地”后再进行上传，另外可在我局域网内实现在站和 局水文中心的视频监控（监视）。整体设计组成：通过传感器和控制设备完成数 据（含视频数据）的采集；由通信设备进行信息传输；经中心控制系统进行处理 后上传至局水文中心。具体见图 1：
进洪闸水文站前后经历了 1954、1956、1963、1977 和 1996 年数次大洪水的 考验，历史最大流量 1370m3/s (1954 年)，历史最高水位 8.45m（1963 年），历 史最大泄量 78.1 亿 m3（1956 年），截止到 2009 年南、北闸累计泄量 360.72 亿 m3，为海河下游地区的防汛抗旱、防洪减灾以及经济建设做出了的贡献。
随着近年来国家对水文事业的投资的不断增加，进洪闸水文站设备、设施的 现代化水平不断提高，特别是近年来在独流减河进洪闸除险加固工程中“工程带
水文”和进洪闸水文站应急建设工程的实施，新建并完善了进洪闸水文站水文自 动测报系统。 3 水文自动测报系统设计原则及实现的功能 3.1 系统设计原则
（1）在保证可靠性和性价比的前提下，系统应具有设计合理、功能适用、 维护方便等特点。
流量自动监测系统
现地控制计算机
光纤传输
视频 系统
视频服务器
视频监视系统
图 1 水文信息自动采集系统基本组成示意图
4.2 在站中心控制系统 4.2.1 在站中心控制系统的组成
在站中心控制系统该系统布置在水文站中心监控室内，由水情数据系统和测 流远程监控系统组成，水情数据系统由接收天线、中心控制仪、值班计算机组成， 通过水文信息自动采集系统的解析、整理，最终反映到计算机显示屏上，供水文 人员直接查看使用。测流远程监控系统由局域网、视频远程监控计算机组成。系 统结构如图 2。
（4）设置管理：通过中心控制计算机实现远程的参数设置、参数修改、成 果存储、输出，根据设定的告警雨量、水位值，可实现自动报警。
（5）通信管理：数据传输为无线短波方式传输至集中控制计算机，通过局 域网电话线（或微波）实现数据传输至下游局水情中心。
（6）视频管理：通过局域网实现视频的实时在站和下游局水情中心的实时 管理、视频远程测流监控等功能。 4 系统的组成
进洪闸水文站是一座具有近百年历史的测站，最早建于 1912 年，位于海河 流域大清河河系的东淀蓄滞洪区下口，东经 116°56′，北纬 39°01′；大清河、 子牙河、独流减河三河交汇处，是大清河尾闾水位控制站及东淀蓄滞洪区分洪入 独流减河的闸坝控制站，第一批由水利部确定的国家重点水文站、中央级报汛站， 水利部海委水文局直属水文站，隶属于水利部海河水利委员会海河下游管理局。
浮子水 位编码
遥测终 端(具 有 固态存储功能)
水位自动监测系统
数传 电台
雨量 计数
遥测终 端(具 有 固态存储功能)
数传 电台
雨量自动监测系统
缆道 系统
ADCP测 流
无线方 ADCP测流 软件
数传 电台
前置值班计算机
视频监控计算机
水文站监测Hale Waihona Puke Baidu中心控制系统
ADCP测 流系统
缆道 系统
全自动缆道 监控系统
杨晓亮 胡艳阳
水利部海委海河下游管理局 天津
摘要：随着水利信息化的程度不断提高和国家对水文事业投入的不断增加，水文自动测报系 统已在我国水文领域得到了广泛的应用。进洪闸水文站水文自动测报系统由数据采集、数据 通信、信息处理、系统供电等系统组成，经过几年来的使用有较高的稳定性和可靠性。本文 较为详细的介绍了进洪闸水文站水文自动测报系统的设计、组成以及系统运行情况，同时对 水文信息自动采集系统在水文测站的应用进行了展望。 关键词：水利信息化 水文站 水文数据 自动化采集
据处理软件、数据查询软件等实现水文信息的数据采集、数据处理、数据实时监 控、报警、历史数据查询、数据输出、值班日志管理等功能，如图 3、图 4。
1 引言 水文自动测报系统是应用遥测、通信、计算机等现代技术，完成在站水文数
据的实时采集、报送和处理的应用信息系统，属于非工程性防洪措施。进洪闸水 文站作为水利部海委水文局窗口示范站，在站的水文数据的收集、传递、处理、 存贮、检索等实现了水文信息自动采集处理，经过近 2 年的使用收到了很好的效 果。 2 基本情况
（1）数据接收、处理：数据发送方式为自报式，实时接收的水位、地下水、 降雨等数据，并在线实时显示、自动自动存储入库。
（2）应答、查询：定时或人工水位、地下水、降雨等及远程终端单元（RTU） 的工作状态。
（3）数据库管理：通过 SQL 数据库系统实现包含原始数据、历史数据的入 库、检索、查询等；显示水位、流量过程线等。
根据《进洪闸水文测站任务书》（水利部海委水文局 2006 年修订版）的规定， 开展的观测项目有：水位，流量，单样含沙量，悬移质输沙率，降水量，蒸发量， 5 日地下水等。多年来，随着我国水文事业的不断发展，该站已逐步建成一个多 断面、多项目的具备水文巡测能力的水文站，担负着国家基本站网的资料搜集、 水情拍报和海河下游流域的巡测任务。
水位
数传 电台
前置值班计算机
水文站监测中 视频监控计算机
雨量
心控制系统
流量、视频
图 2 中心控制系统结构图
4.2.2 中心控制系统的主要功能 （1）在站中心控制系统该系统布置（水情数据系统和测流远程监控系统），
可在我局域网内实现在站和局水文中心的视频监控（监视）。 （2）水情数据系统用于接收雨量、水位、流量的实时数据信息，并通过数
（2）实用与先进性：应采用比较成熟的水文自动采集技术、视频技术、光 纤通信技术、计算机技术，确保信息采集的先进性；整体管理系统采用开放的网 络体系，可以升级、扩展和互联，同时考虑系统的标准化确保实用性。
（3）具有最大的可维护性：即除设备本身具有通常意义上的维护性外，还 应满足用户在使用中，可方便的采购到价格合理、质量上乘的备品备件。 3.2 系统实现的功能
进洪闸水文站水文自动测报系统由该系统主要由中心控制系统、水位自动监 测系统、雨量自动监测系统、流量自动监测系统及视频监视系统组成，设备选型 均为工业级的成熟产品。 4.1 系统整体设计
进洪闸水文站水文自动测报系统的整体设计与一般的遥测站设计的不同之 处在于所有的数据全部“落地”后再进行上传，另外可在我局域网内实现在站和 局水文中心的视频监控（监视）。整体设计组成：通过传感器和控制设备完成数 据（含视频数据）的采集；由通信设备进行信息传输；经中心控制系统进行处理 后上传至局水文中心。具体见图 1：
进洪闸水文站前后经历了 1954、1956、1963、1977 和 1996 年数次大洪水的 考验，历史最大流量 1370m3/s (1954 年)，历史最高水位 8.45m（1963 年），历 史最大泄量 78.1 亿 m3（1956 年），截止到 2009 年南、北闸累计泄量 360.72 亿 m3，为海河下游地区的防汛抗旱、防洪减灾以及经济建设做出了的贡献。
随着近年来国家对水文事业的投资的不断增加，进洪闸水文站设备、设施的 现代化水平不断提高，特别是近年来在独流减河进洪闸除险加固工程中“工程带
水文”和进洪闸水文站应急建设工程的实施，新建并完善了进洪闸水文站水文自 动测报系统。 3 水文自动测报系统设计原则及实现的功能 3.1 系统设计原则
（1）在保证可靠性和性价比的前提下，系统应具有设计合理、功能适用、 维护方便等特点。
流量自动监测系统
现地控制计算机
光纤传输
视频 系统
视频服务器
视频监视系统
图 1 水文信息自动采集系统基本组成示意图
4.2 在站中心控制系统 4.2.1 在站中心控制系统的组成
在站中心控制系统该系统布置在水文站中心监控室内，由水情数据系统和测 流远程监控系统组成，水情数据系统由接收天线、中心控制仪、值班计算机组成， 通过水文信息自动采集系统的解析、整理，最终反映到计算机显示屏上，供水文 人员直接查看使用。测流远程监控系统由局域网、视频远程监控计算机组成。系 统结构如图 2。
（4）设置管理：通过中心控制计算机实现远程的参数设置、参数修改、成 果存储、输出，根据设定的告警雨量、水位值，可实现自动报警。
（5）通信管理：数据传输为无线短波方式传输至集中控制计算机，通过局 域网电话线（或微波）实现数据传输至下游局水情中心。
（6）视频管理：通过局域网实现视频的实时在站和下游局水情中心的实时 管理、视频远程测流监控等功能。 4 系统的组成
进洪闸水文站是一座具有近百年历史的测站，最早建于 1912 年，位于海河 流域大清河河系的东淀蓄滞洪区下口，东经 116°56′，北纬 39°01′；大清河、 子牙河、独流减河三河交汇处，是大清河尾闾水位控制站及东淀蓄滞洪区分洪入 独流减河的闸坝控制站，第一批由水利部确定的国家重点水文站、中央级报汛站， 水利部海委水文局直属水文站，隶属于水利部海河水利委员会海河下游管理局。
浮子水 位编码
遥测终 端(具 有 固态存储功能)
水位自动监测系统
数传 电台
雨量 计数
遥测终 端(具 有 固态存储功能)
数传 电台
雨量自动监测系统
缆道 系统
ADCP测 流
无线方 ADCP测流 软件
数传 电台
前置值班计算机
视频监控计算机
水文站监测Hale Waihona Puke Baidu中心控制系统
ADCP测 流系统
缆道 系统
全自动缆道 监控系统