XX水库水情水雨情监测视频监控系统实施方案

XXX
水情测报及视频监控系统
实
施
方
案
XXX科技股份有限公司
二〇一八年五月
目录
1 项目基本情况 (1)
1.1 本项目工作内容 (1)
1.2 运行期测站站网布置 (1)
1.2.1 水源站网 (1)
1.3 视频监控系统子项 (2)
1.3.1视频监控系统布置 (2)
2 工程设计依据 (2)
2.1水雨情设计依据 (2)
2.2系统监控设计依据 (3)
3 工程设计要求 (3)
3.1 技术要求 (3)
3.1.1水雨情技术要求 (3)
3.1.2视频监控技术要求 (6)
3.2施工要求 (7)
3.3工期要求 (7)
4.工程设计内容 (7)
4.1技术方案 (7)
4.1.1系统总体结构 (7)
4.1.2通信组网 (8)
4.2遥测站子系统 (8)
4.2.1遥测站功能 (8)
4.2.2遥测站结构组成 (9)
4.2.3遥测站设备配置表 (10)
4.2.4遥测站设备选型 (10)
4.3中心站子系统 (11)
4.3.1 中心站功能 (11)
4.3.2网络结构图 (12)
4.3.4 软件系统 (13)
4.4视频监控系统 (16)
4.4.1通讯结构 (16)
4.4.2视频监测设备 (16)
4.4.3供电设备 (16)
4.4.4设备清单 (17)
5 工程实施 (18)
5.1 工程组织计划 (18)
5.1.1 工程预计工期 (18)
5.1.2 工程进度安排 (18)
5.2 施工准备 (19)
5.2.1系统现场勘测 (19)
5.2.2技术准备 (19)
5.2.3物质准备 (19)
5.2.4劳动力组织准备 (20)
5.3 系统设备检验 (20)
5.3.1 设备进场验收 (20)
5.3.2 检验测试 (21)
5.4土建施工 (24)
5.4.1 原则 (24)
5.4.2防雷接地 (25)
5.5 遥测站设备安装 (25)
5.5.1 一般原则 (25)
5.5.2 雷达水位计 (26)
5.5.3 雨量计 (26)
5.5.4 数据终端RTU (27)
5.5.5 GPRS通信模块 (28)
5.6中心站 (29)
5.6.2 中心站设备安装 (29)
5.6.3 其他仪器和设备 (31)
5.7系统调试 (31)
5.7.1 系统调试的作用 (31)
5.7.2 遥测数据采集 (32)
5.7.3 测试检查 (32)
5.7.4 中心站平台 (32)
5.8 视频监控系统原则 (33)
5.8.1 摄像头安装原则 (33)
5.8.2 线缆安装原则 (34)
5.9 监测资料整编措施 (34)
5.9.1水情预报方案配置 (34)
5.9.4 监测资料的整编 (42)
6.1 工程验收与移交 (43)
6.1 工程验收 (43)
6.2 技术资料交付 (44)
6.3 工程移交 (45)
7 售后服务 (46)
7.1 售后服务流程体系 (46)
7.2 售后服务计划 (46)
7.2.1 质保期 (46)
7.2.2 故障响应时间 (46)
7.3 培训 (47)
1 项目基本情况
1.1 本项目工作内容
根据相关技术文件和合同要求，本项目建设涉及一个中心站，两个遥测站。

一个视频监控项。

工作内容如下：
（1）需在XXX建设一个由2个遥测站和1个中心站组成的水情测报系统，以满足水库水情数据的实时在线采集和水资源调度。

（2）建设一个由4个点组成的视频监控项。

（3）中心站布置于XXX公司调度中心（中心站土建及装修由调度中心统一考虑），本标段包含中心站的设备采购、安装，以及建立水情自动测报软件系统，实现与各遥测站的实时通信。

（3）运行期水情自动测报方案编制（含审查）、施工期观测、洪水预报、生态流量测报以及观测资料整编，软硬件设备维护维修管理。

1.2 运行期测站站网布置
1.2.1 水源站网
XXX水库坝址流域集水面积7.19km2，流域面积小，做洪水预报成本高昂且意义不大，故参照《水文站网规划技术导则》中面雨量站的设置方式，设置水库流域坝址水位雨量遥测站1个，另在坝下游设水库下游出流水位站1个，水库管理所中心站1个。

即共3个站点组成水情自动测报网。

表1.2-1水源区新建遥测站网表
水源水情站网规划布置详见图1.2-1。

图1.2-1水情自动测报网
1.3 视频监控系统子项
1.3.1视频监控系统布置
需在生态环境闸阀和水库右岸取水口闸阀增加视频在线监控，实时监测闸阀工作状态，确保调度中心指令的正常执行。

2 工程设计依据
除合同另有明文规定，所引用的技术标准和规程规范若有更新版本时，采用最新版本作为本合同的依据。

发包人根据有关规程规范制定的有关规定，我方也遵照执行。

2.1水雨情设计依据
XXX水情自动测报系统设计及施工符合下列技术规范和标准：
《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008）；
《水电工程水情自动测报系统技术规范》NBT 35003-2013；
《水文自动测报系统技术规范》SL61-2003
《水文站网规划技术导则》（SL34-2013）；
《计算机质量管理和质量保证标准》ISO 9000-3-97；
《水文自动测报系统通信电路设计规定》SL199-97；
《贵州省小型水库除险加固工程自动监测系统设计指导文件》
《贵州省防办水情测报短信模式通讯协议》GZ-ABfb3-1
《混凝土坝安全监测技术规范》(SL601-2013)
《混凝土坝安全监测资料整编规程》(DL/T5209-2005)
《水利水电工程测量规范》(SL197-97)
《工程测量规范》(GB50026-2007)
《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006)
2.2系统监控设计依据
《智能设计标准》（GB/T50314-2000）；
《建筑智能化系统工程设计标准》（DB32/191-1998）；
《城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范》（CECS/119-2000）；
《建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）；
《民用建筑电气设计规范》（JGT/T16-92）；
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB/50198-94）；
《系统接地的形式及安全技术要求》（GB/140504-93）；
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
《安全防范工程验收规则》（GA/T308-2001）；
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ 115）；
3 工程设计要求
3.1 技术要求
3.1.1水雨情技术要求
（1）设备优先选用国内外先进水平设备。

设备及辅件按标准设计，设计的
基本原则是成熟、简洁和可靠，能在较经济及较低维护成本的情况下长期连续使用，设计和制造都是经工程实践证明是最好的。

设备及辅件选用优质材料，具有良好的工艺及外观。

所有设计功能相同或运行条件相似的合同设备及辅件具有互换性。

所有带电部件不裸露并有减少尘埃进入的措施。

（2）系统采用统一规划、分布实施的原则。

（3）系统工作体制
本系统采用自报方式工作体制，即为随机越限自报、定时全数据自报的方式，具有以下优点：
①结构精简、功耗低，便于测站长期稳定、可靠地工作。

②可以实时自动传输水文参数变化的全过程。

③成本低，维护方便，运行费用低廉。

（4）系统可靠性：根据本测报系统的规模及系统的先进行、可靠性，结合控制经济成本，建设方便快捷以及本工程流域所处地形等方面的因素，坝址水位雨量站、坝下水位站，选用GPRS/CDMA为主信道。

本自动测报系统最大的特点是工作条件恶劣(如狂风暴雨、雷雨交加)越要求其发挥作用，因而保证系统的可靠性，特别是工作在恶劣环境下的可靠性是系统设计和设备配置的主旨，为此，应在可靠性方面作如下工作：
①数据传输网简单，信道指标留有充分的余量。

②设备配置方面坚持从优原则，选用国内外经多个工程检验过的名牌产品，以确保设备在恶劣的野外环境下能长期正常工作。

③遥测站选用封闭的供电方式。

可靠的供电方式是设备正常工作的前提，封闭的供电方式，免除了外界(电力线和雷电等的干扰)的影响，简单、可靠、维护容易。

④有效的防雷措施。

⑤野外站点的委托看管和防人为破坏措施。

⑥技术培训和完善的服务功能也是系统可靠运行的不可缺少的部分。

⑦所选用的设备必须适用于野外恶劣环境，必须按无人值守连续运行设计。

⑧为保证系统的可靠性，必须采用省电设计。

（5）规范、标准及开放性：计算机系统具有良好的开放性，硬件、软件平
台及数据库结构采用计算机国际开放系统的标准，使系统配置具有高度的灵活性和系统升级能力。

（6）技术先进性：充分利用现代信息采集技术、通信技术、数据库技术、地理信息应用技术等方面的成熟的新成果，解决系统中的重要问题和关键技术，确保系统所采用的技术与当前技术发展趋势保持一致，并便于系统的扩展、升级和优化，使系统具有较高的先进性和较长的生命周期。

（7）系统的安全性：在系统对外通讯链路中设置隔离装置，在系统操作管理中设立用户权限管理功能，主服务器、网络通讯等关键设备设容错功能，以保障系统设备及数据库的安全及完整性。

（8）水文参数的精度
系统收集水文参数的精度，取决于传感器的分辨率和测量准确度，由数据传输、处理带来的误差不影响数据精度。

①雨量计：用0.5mm分辨率的雨量计测量精度应满足下表要求。

表3.1-1 雨量传感器的允许误差表
②雷达水位计：分辨率用3mm，测量精度5～10mm。

（9）准确性
水情信息的准确性直接关系到防汛决策的成败。

因此该系统在雨量、水位数据自动采集、固态存储、传输、处理、水文资料整编等工作环节的设备选型和技术处理上要充分考虑误差控制和误差处理，确保提高系统整体的准确性。

（10）系统设计高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影响现场设备的正常运行，系统的MTBF、MTTR及各项可用性指标均达到了《水文自动测报系统技术规范》SL61-2003的规定。

（11）系统可靠性指标
水文自动测报系统的可靠性，包含系统可靠性和设备可靠性两项指标。

①系统可靠性，用系统在规定条件下和规定的时间内，完成数据收集的平均畅通率和完成数据处理作业的完成率来衡量。

系统的月平均畅通率应达到平均每
个数据收集周期有90%以上的遥测站(重要控制站必须包括在内)能把数据准确送到中心站。

②单个遥测站、中心站设备的平均无故障工作时间(MTBF)应大于8000h。

③系统的设备应能在下列温湿条件下正常运行：
中心站：温度：5～40℃；相对湿度：小于90%(40℃)。

遥测站：温度：-10～45℃；相对湿度：小于95%(40℃)。

④中心站、遥测站直流电源。

电压：12V允许变幅为 -15%～+20%。

电流：当发射机功率小于或等于5W时，电源应能瞬时提供1.2A电流；当发射机功率小于或等于25W时，电源应能瞬时提供10A电流。

3.1.2视频监控技术要求
本着系统既要先进、实用、成熟、可靠,又要做到系统开放性、可扩展性好,兼顾投资合理、效益最佳的目的。

视频监控对现场设备进行集中监视、控制和管理,使这些设备得以安全、可靠、高效地运行,最大限度地发挥智能管理的作用,创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境,节约能源,并减少维护人员。

根据本项目的环境需要,并接合功能需求建立视频监控系统。

①高可靠性:系统主要设备器材都选用国际化、专业化、规模化生产的高品质产品。

其工艺水平高,质量保证手段完善,性能稳定,从而为系统的高可靠性打下坚实的基础。

采用监控行业最新技术和高品质设备。

在考虑技术先进性和开放性的同时,还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力方面着手,确保系统运行的可靠性和稳定性。

②先进性:设备选型要保证技术领先,性能可靠,操作简便、实用,维护简单,性能价格比最优,并留有扩展余地。

设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造。

系统设计既要采用先进的设计理念、技术、方法,又要注意结构、设备的成熟性,不但能体现现在的技术水平,而且具有发展的潜力。

③系统完整性:该套管理系统是一个较完整的集成化管理系统,系统的设计必须着重考虑贵单位其它系统的管理综合、互动集成等因素。

④操作简单实用:采用高科技手段,进行智能化设计,尽量减少系统操作的复杂性。

⑤发展性:系统应在初步设计时,就考虑未来良好的发展性,以降低未来发展的成本,使系统具有良好的可持续发展性,为二期工程做好准备。

⑥外观效果美观:前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性,根据实用和美观的原则,前端和后端都选用外观工艺和性能稳定都比较好的产品。

⑦开放性和标准性:为了满足系统所采用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以入系统功能不断扩展的需求,必须追求系统的开放性和标准性。

⑧安全性和保密性:在系统设计时,即要考虑野外设备防护问题,又考虑信息资源的充分共享,更要注意信息的保护和隔离,因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通讯环境,采取不同的措施,包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

⑨可扩展性和易维护性:为了适应系统变化的要求,必须充分考虑将来系统扩展的需要,在设计时应有弹性,并且以最简便的方法、最合适的投资,实现系统的扩展和维护。

3.2施工要求
具体要求详见招投标技术文件及合同约定的双方的一般义务和责任。

3.3工期要求
根据合同要求，本项目要求合同签订后120天交付使用。

4.工程设计内容
4.1技术方案
4.1.1系统总体结构
本系统由下列主要子系统构成：
①水情遥测站子系统，按水文资料整编规范要求实时采集和存储水位、雨量、流量数据并按照指定的方式发送至中心站；
②水情测报通信子系统，坝址水位雨量站、坝下水位站、水库中心站，选用GSM移动通信的组网方式。

③中心站是本系统的“中枢神经系统”，负责信息接收处理、数据库管理、为水情预报、水库调度和信息服务提供软硬件平台，主要由水情信息接收处理系统、数据库、计算机网络三部分组成。

中心站的基本功能为自动接收水情资料，并采用先进的预报方法进行实时洪水预报、生态流量测报，因此需要有完备的数据库管理系统的信息管理支持。

水情中心站主要由计算机网络，数据库，信息接收与处理、水文预报模型库、洪水预报、枯水期径流预报、中长期预报及应用软件系统等部分组成.
4.1.2通信组网
根据本测报系统的规模及系统的先进行、可靠性，结合控制经济成本，建设方便快捷以及本工程流域所处地形等方面的因素，坝上水位雨量站、水库中心站、猫营水位雨量站以及板当水位雨量站，选用GSM移动通信的组网方式。

4.2遥测站子系统
4.2.1遥测站功能
遥测站是一种低功耗、高可靠性的远距离数据采集传送装置。

它能够自动实时、定时地采集水位、雨量、流量、土壤墒情等水文参数和终端电源电压状态，并向中心站发送数据和终端工作状态信息。

遥测终端(RTU)是遥测站的控制核心，遥测终端具有完善的工作状态指示功能，上电自动初始化、自测试功能，以及一定范围的软、硬件故障自保护，自检测及故障自排除、遥信告警等智能功能。

遥测终端提供友好的人/机操作界面，以支持操作人员在现场完成数据检测、参数设置、附属设备(电源、传感器等)测试、RTU自诊断、人工观测数据设置、通讯设备控发等工作。

水文自动测报系统遥测站工作具有如下功能：
1）遥测站工作在微功耗值守状态(12vDC/0.1mA)，当RTU测试到雨量计发出1个脉冲信号(1mm雨量)后，累加、存储雨量数据，并采集水位等其它传感器的数据，然后向中心站发送最新雨量，水位和电源状态等信息。

2）遥测站按设定的采样周期时间(缺省为5min)采集水位数据，当水位发生一定的变化(≥1cm)后，采集电池等其它传感器的数据，然后向中心站发送存储雨量数据、最新水位和电源状态等信息。

3）遥测站按设定的自报定时周期时间(缺省为1h)采集水位、电池等其它传感器的数据，无论数据有无变化，均向中心站发送存储雨量数据、水位和电源状态等信息。

4）系统运行人员在现场人工观测数据，用人工置数的方式，将观测数据、观测时间、数据类型等参数发回中心站，存入计算机的数据库。

5）能现场设置本站站号、雨量初值、采样时间、报平安时间、传感器类别等遥测站参数，能现场对传感器进行动态测试。

6）遥测站按设定的采样周期时间(缺省为5min)采集流量数据后向中心站发送流量和电源状态等信息。

7）根据中心站指令实时采集水位、雨量累积、电源状态等信息向中心站发送。

考虑到和贵州省防汛指挥系统的结合要求，要求遥测终端协议能兼容或支持《贵州省防办水情测报短信模式通讯协议》(GZ-ABfb3-1)。

4.2.2遥测站结构组成
遥测站基本结构如下图所示：
4.2.3遥测站设备配置表
详见投标文件中的水情工程量清单组号1.1工作表。

4.2.4遥测站设备选型
水情监测仪器设备是水情监测的主要工具，其可靠性、准确性和长期稳定性将直接影响到系统运行的成果，并直接影响工程使用效益。

仪器、设备选型将确保选用的仪器设备具备耐久性、可靠性、适用性，满足招标文件和相关规范的要求，且必须为国内外知名专业厂家生产，并在国内外广泛成功运用的产品。

本工程水情监测系统主要仪器设备是国内（外）知名专业生产厂家的产品。

其主要仪器设备的类型及主要技术指标见表4.2-1。

表4.2-1水情遥测站设备选型及主要技术指标表
4.3中心站子系统
4.3.1 中心站功能
中心站的基本功能为自动接收水情资料，并采用先进的预报方法进行实时洪水预报、生态流量测报，因此需要有完备的数据库管理系统的信息管理支持。

水情中心站主要由计算机网络，数据库，信息接收与处理、水文预报模型库、洪水预报、枯水期径流预报、中长期预报及应用软件系统等部分组成，具有以下主要功能：
（1）遥测信息接收与处理：通过水情工作站对来自卫星终端、GPRS遥测站等的实时遥测信息的接收、译码、甄别、合理性检查、处理，得到各遥测站的实时遥测资料，并形成原始数据库。

（2）资料编辑、整理与入库：向数据库输入接收的实时水雨情资料、气象信息，缺漏资料插补、编辑，将实时水位、雨量资料整理成符合水情预报要求的时段资料并存入数据库，并将水位站的水位转换为流量存入数据库。

（3）数据库管理：生成水情数据库，维护数据库的完整性、一致性，访问权限的管理，高效复制及定期备份计划，并保证数据库访问的高效性和安全性。

（4）报警功能：遥测站运行状态的多级报警，单站、多站的水情越限报警等；
（5）遥测网络参数设置：遥测站运行参数远程编程设置。

（6）数据统计分析及报表；按日、月、年及洪次等不同方式统计水情资料，按需求生成、输出各类水情报表。

（7）信息查询：支持用户以图形、表格方式查询各种时段的各类实时或历史水情信息及相关图表。

（8）洪水预报：按设定的预报方案进行多种模型或多种组合模型的实时水情预报，可对各个模型的实时洪水预报成果进行实时预报校正，为防汛报警和防汛决策提供信息参考。

（9）枯水期径流预报：按设定的预报方案进行多种模型的预报，可为施工期编制枯期作业计划提供依据，在运行期，则服务于水库优化调度、生态调度和电力调度。

（10）中长期预报：根据中长期水文、气象资料及气象预报资料，采用天气学方法、地球物理分析法及数理统计法等方法进行中长期水情预报。

为施工期编制施工计划提供参考依据，在运行期可为优化运行、编制检修计划，中长期优化调度提供参考依据。

（11）在多方案、多模型组合的实时洪水预报的基础上，依靠交互预报和专家知识进行综合比较、综合分析和综合判断，尽最大可能提高实时洪水预报的精度。

（12）预留与其它流域水情自动测报系统、监控系统和其他防汛调度系统等的数据通讯端口。

（13）支持多用户、多客户端以多种方式按不同权限的信息查询及浏览编辑功能。

4.3.2网络结构图
4.3.3 中心站设备配置
中心站配备1台机架式服务器，工作站2台，主要用于从服务器处调取水情资料，并完成对这些资料的处理、存贮、检索和预报作业，还可打印各种报表，绘制各类曲线、图形；配置一台高性能的交换机和路由器；设置一台便携式维护
终端，便于系统维护。

另外还应配置打印机等办公设备。

主要设备配置技术指标如下表4.3-1。

表4.3-1 水情测报中心站硬件设备配置表
机房设备材料清单
4.3.4 软件系统
1）功能概述
根据自动化建设目标及相关工程的的要求，可以提炼出如下关键功能点：（1）以电子地图和文本的方式实现水雨情的实时监视。

（2）能实现相关的流域、水库、站点及雨水情数据的查询。

（3）运用相关预报模型实现流域洪水的预报。

（4）统计并生成雨水情相关的统计报表和简报。

（5）以柱状图、曲线等图表方式绘制雨水情信息，并可进行多站、多曲线的分析与对比。

（6）以Web方式发布当日雨水情数据、电子分析图、水雨情统计报表及简报，并与办公自动化系统连接。

（7）以多种方式实现数据的备份及恢复工具。

（8）记录关键的用户操作，提供方便的日志查询和管理工具。

（9）提供完备的工具实现站点数据及系统参数的管理。

（10）提供数据服务接口给其他系统调用，并实现基础信息及成果数据的共
享机制。

2）功能模块
根据以上功能点分析，其主要功能模块可分为系统管理、水雨情实时监视、信息查询、水雨情报表、信息发布等模块。

其模块结构如下图所示：
（1）水雨情流实时监视
实时监视模块包含了水、雨情、流量监测和信息查询两个子模块，以文本窗口和GIS地图视图两种形式并存，对水情、雨情监测站进行实时监测和历史数据分析，其中主要包含对监测信息的查询、显示、分析等各种功能。

水、雨情监测部分包含水情监测文本窗口、自动报警、误报漏报检查、监测站基本信息查询及数据打印功能。

信息查询部分包含地图操作、站点查询、雨水情查询。

实时监测的GIS地图采用矢量地图真实反映被监测流域的实际地形、水系结构、各测站的分布情况。

地图可以分层表示流域的属性，同时具有放大、缩小、移动、图层选择、鹰眼查找、测距等功能。

监测数据的自动报警功能采用分级、图标闪烁的报警方式，用户可设置三个
级别的报警阀值和报警图标，可手动开启或关闭报警，当监测站的监测值超过某一级别的报警阀值时，自动向用户发出报警提示。

（2）水雨情图表分析
水雨情图表分析模块主要用于用户单独查询各站、或由水雨情监测模块通过模块导向而查询指定监测站水情或雨情数据并生成柱状图（限雨情信息）或曲线分析图的功能模块。

对于一次生成多站的分析图表，可以设置在一个坐标系中生成，也可分别在不同的坐标系中生成，具体情况可视用户的实际要求而定。

用户通过设置图表参数（比如指定需要进行数据查询的监测站、所查询的时间段等）即可生成对应的数据图表，还可设置生成图表显示的样式及该站相关的警戒线，以达到在信息查询时，查看相关的报警状况。

对生成的数据可以以报表的形式打印输出。

（3）水雨情报表
水情报表设计为系统中一个独立的模块，包含了雨情报表、水情报表及其它相关报表，以树形结构来展现各种类型的报表名称供用户需要生成报表时选择或查看，并提供直观的操作便于用户通过简单的参数设置生成指定类型的报表。

各种类型的报表都可显示用户设定时间的数据信息。

除了生成便于用户查看的报表外，所有报表都可导出到Excel电子表格，或可在有打印设备正常连接的前提下直接打印输出，以便于外部工具使用报表数据。

（4）关系曲线查询
关系曲线模块用于表述流域水库的各种水位相关的曲线，在选择相关曲线后在用户视图中显示曲线数据，绘制曲线之前可设置曲线图的显示样式属性，还可以查看曲线中数据并打印输出，同时还可以进行各种与水位、库容相关的转换查询，增强对比分析作用。

（5）采集数据查询
采集数据查询模块用于对流域中各种类型监测站的采集数据进行查询和编辑。

所有用户都可以对采集数据进行查询操作且都可以将查询出的数据进行打印输出操作，有数据编辑权限的用户可以对采集数据进行手动编辑操作（对采集数据进行手动修正等操作）。

（6）用户及权限管理。