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1、第 1 页 共 87 页XXXXXXXXX 灌区总干渠监测系统设计方案XXXXXXXX 科技有限公司科技有限公司20102010 年年 5 5 月月第 2 页 共 87 页编编写写： X XX XX XX X 校校对对： 审审查查： 批批准准： 文档修订历史文档修订历史版本编号变化状态简要说明（变更内容和变更范围）日期变更人V0.1C XXXX初稿*变化状态：C创建，A增加，M修改，D删除第 3 页 共 87 页目 录1综合说明综合说明.11.1信息化建设内容.11.2投资概算.11.2.1投资概算.11.2.2工程量清单.11.3效果评价.32建设内容建设内容.62.1信息化建设原则.62.
2、2信息化总体结构.62.3数据信息流程.72.4建设内容.82.4.1水情监测系统.92.4.2视频监视系统.92.4.3网络及通讯系统.92.4.4信息中心建设.102.4.5应用软件系统.102.4.6基础设施改造.123技术方案技术方案.133.1信息化总体结构.133.1.1数据信息流程.143.2水情监控系统.143.2.1系统体系结构.153.2.2水情信息采集系统.153.3视频监控系统设计.213.3.1建设内容.213.3.2各站建设内容及布局.223.3.3视频监控系统组成结构.263.3.4关键技术说明.273.3.5视频监控系统功能性能.283.4主要设备说明.293.
3、4.1视频摄像机.293.4.2云台解码一体机.303.4.3超声波明渠智能水位流量计.313.4.4GPRS/CDMA模块.313.4.5视频服务器.323.5灌区通信及通讯系统.343.5.1组网方案整体说明.343.5.2网络安全设计.353.5.3可靠性设计.373.5.4设备说明.39第 4 页 共 87 页3.6调度信息中心.453.6.1系统体系结构.453.6.2调度中心投影屏.463.7应用软件系统.473.7.1总体结构.473.7.2灌溉监测监控系统.473.7.3灌区数据库系统.563.7.4视频监控软件.614建设管理及运行管理建设管理及运行管理.694.1建设管理部
4、署.694.1.1实施机构和职责划分.694.1.2建设管理方式和措施.704.2施工监督措施和质量控制体系.714.3实施进度安排.724.4运行管理部署.734.4.1运行管理机制及措施.734.4.2运行管理人员安排.744.4.3管理维护经费.745效果评价效果评价.77第 1 页 共 87 页1 综合说明综合说明1.1 信息化建设内容信息化建设内容根据需求分析，我们确定出本次信息化系统的主要建设内容为下面的五大部分：1. 水情监测系统2. 节制闸视频监控系统 3. 调度分中心及中心建设：4. 应用软件系统：第 1 页 共 87 页1.2 投资概算投资概算XXXXXXXXX 灌区信息化
5、建设项目总投资 439,819439,819 元，投资概算总表如下：1.2.1 投资概算投资概算投资预算总表投资预算总表序号序号工程或费用名称工程或费用名称费用费用I I直接费用直接费用407240407240 一灌区监测监控系统275500 二计算机网络55740 四灌区建设软件76000 IIII独立费用独立费用3257932579 一安装调试费（5%）20362 二运杂费（2%）8145 三培训费（1%）4072 IIIIII工程总投资合计工程总投资合计一总投资合计439819439819 *以上造价不含土建费用1.2.2 工程量清单工程量清单机电设备及安装工机电设备及安装工程预算表程预
6、算表序号序号名称名称规格型规格型号号单位单位数量数量单价单价( (元元) )合价合价( (元元) )合计合计( (元元) )第二第二部分部分 机电机电设备设备及安及安装工装工407240407240 第 2 页 共 87 页程程一一灌区灌区监测监测监控监控系统系统275500275500 (一)渠道水位监测106660 1超声波明渠水位计阳光世纪 YG-WI台65800 34800 2测报终端机XXXX WT-MRT台56800 34000 3串口服务器NP312台41800 7200 4CDMA通讯模块宏电H7110只14800 4800 5天线及馈线套1300 300 6同轴避雷器WT-S
7、PD1只5680 3400 7蓄电池赛特 32AH只51200 6000 8信号防雷器WT-SPD只6580 3480 9电源控制器12V3A只6680 4080 10设备箱只4500 2000 11防盗网套6300 1800 12线缆及辅材套6800 4800 (二)视频168840 第 3 页 共 87 页监控系统1彩色枪机XX 华泰 SONY 机芯台42800 11200 2变焦镜头台41800 7200 3解码器HT-PTZ台41200 4800 4室外重型云台双臂型台42300 9200 5室外支架定制套4400 1600 622倍变焦摄像机SONY 机芯台82600 20800 7
8、红外球一体机套82800 22400 8摄像机电源24V AC只8300 2400 9视频服务器海康 DS4002CH台55800 29000 10视频服务器海康 DS4004CH台16800 6800 11控制线4*0.5米30006 18000 9视频线75-5套30006 18000 10安装辅材套14800 11200 11投射灯飞利浦400W8780 6240 二二计算计算机网机网络络5574055740 1网络配线箱300mm台4500 2000 第 4 页 共 87 页2节点路由器H3C BR304台51800 9000 3中心路由器H3C MSC20台19800 9800 4交
9、换机H3C 1224台12640 2640 5稳压器1000W台5800 4000 6电源防雷器ASP AM3只51500 7500 7服务器浪潮 NP370台115000 15000 9网络机柜北京 1.8 米标准套13800 3800 11安装辅材超五类批12000 2000 三三灌区灌区建设建设软件软件7600076000 1灌区基础数据库XXXX套120000 20000 2灌溉水情监测系统XXXX套148000 48000 3灌区视频监控软件XXXX套18000 8000 1.3 效果评价效果评价由于灌区工程的修建及运行，对灌区内自然环境、生态环境及社会环境产生了深远的影响，在给灌区
10、内带来众多正面环境效益的同时，也带来了某些方面的负面环境影响，克服环境方面的负面影响，是灌区建设和管理的重要任务。提高第 5 页 共 87 页灌区工程标准、完善灌区配套、提高管理手段的结果，都将有利于克服灌区工程现行的负面环境影响。建设灌区信息化系统的目的在于提高管理手段，是克服灌区现行环境问题的主要措施之一。显而易见，灌区信息化建设项目实施后，对克服灌区工程现行负面环境影响将产生积极的效果，体现在以下几个方面：（1）灌区信息化系统的建成应用，由于能及时掌握水情、雨情状况，为灌区工程的正常运行提供了第一手资料。众所周知，水位的陡涨陡落、超标准的冒险运行都将对渠堤工程造成负面影响，尤其是渠堤不允
11、许有溢水现象发生，一旦出现渠（库）水溢堤（坝）的现象，将会导致溃堤（坝）事故，造成的后果是不堪设想的。在信息技术不发达的年代，调度人员、水管理人员控制灌区工程的正常运行比较困难，给管理工作带来极大的不便。本灌区在多年的运行中，虽然没有发生过大的安全事故，但渠水超过警戒水位值、危及渠堤安全运行的非常情况也多次出现过。不仅调度人员、水管理人员的思想压力大，而且灌区工程安全运行的保证率低。应用信息系统以后，由于能实时掌握灌区各控制断面的水位变化状况以及各测站的降雨过程，为调度人员的安全调度提供了依据，有利于灌区工程的防汛保安，能有效地防止因运行不当而导致溃堤（坝）等影响区内自然环境、生态环境及社会安
12、定的恶性事件发生。（2）灌区信息化系统的建立应用，能实时掌握灌区工程的运行状况，为确保灌区工程效益的发挥创造了条件。可从三个方面进行分析：一是通过信息化技术的应用，能及时掌握工程的病变状况，为制定并实施维修、治理方案提供依据。提前预防、治理的结果，可以避免或减少因工程隐患而导致渠道停水抢修现象的发生；二是通过信息技术的应用，能及时发现工程的异常现象，从而采取切实措施防止灌区工程突发性事件的发生；三是通过信息技术的应用，能较好地收集灌区重要建筑物的运行数据，掌握其运行状况，为制定建筑物的维修养护计划提供依据。这三个方面的共同结果，均能提高灌区工程正常运行的保证率，减少灌区工程停水抢修的机率。无疑
13、，有利于确保灌区工程效益的发挥，这对于提高灌区工程社会环境效益将起到积极的作用。（3）灌区信息化系统的建立应用，对及时掌握农作物的需水状况、适时适量地满足其灌溉要求提供了条件。自流灌区部分农田潜育化及次生潜育化现象的加剧，造成这一现象的原因除了渠堤渗漏、田间入渗所致以外，与盲目、超量灌第 6 页 共 87 页溉的结果是分不开的。信息化技术应用后，选择有代表性的农田作为典型灌溉区，对农作物的需水要求进行实时的信息采集，灌区水管理人员根据农作物的需水要求进行适时适量的灌溉，能够避免盲目地、超量灌溉的现象，有利于降低地下水位、减轻农田土壤潜育化及次生潜育化现象，对生态环境和社会环境都将产生有利的影响
14、。（4）灌区信息化系统的建立应用，对于提高灌区工程社会环境效益有着积极的影响。要实现灌区水资源优化配置、优化调度、优化利用的水管理目标，需要应用系统工程学理论。而系统工程技术也只有在情况非常清楚的情况下才能确定其最优方案。显而易见，要实现优化的水管理目标，灌区管理人员必须要及时掌握灌区水资源状况、工程运行状况、气象状况、农作物需水状况、各用户对水资源的需求状况等基本资料。这在人工管理手段的条件下是无法做到的，只有应用现代信息技术才能满足这一管理条件。水资源优化配置、优化调度、优化利用的结果，不仅提高灌区工程的社会效益，而且提高水管单位的内部经济效益。可见，灌区信息化系统的应用，对区内社会环境的
15、正面影响是很可观的。（5）灌区信息化系统的建立应用，为促进管理人员和管理水平的全面提高创造了条件。由于信息系统是人类的现代科学技术，包括通信技术、传感技术、网络技术、控制技术、软件技术等多学科技术。信息技术在灌区水管理工作中的应用，是信息技术与水管理技术有机结合的体现。如果没有相应业务技术素质的管理人员，就难以适应现代灌区管理的要求，这就为灌区水管理人员钻研业务技术增加了压力。随着灌区改革的深入，竞争机制的引进，新技术的应用，水管理人员的素质将会得到全面的提高。在管理人员素质提高的情况下，灌区管理水平也会相应地提高。不难理解，在灌区管理水平提高以后，对灌区社会环境、自然环境、生态环境都将产生有
16、利的影响。 从上面的分析可知，XXXX 灌区信息化系统的建成应用，对区内环境的影响是有利无弊。这是因为建设灌区信息化系统的目的，是应用现代科学技术，有针对性地提高灌区管理手段，这本来就是一项对区内环境产生正面影响的活动。同时，在灌区信息化系统的建设过程中，无须对区内地表植被等自然环境和生态环境造成破坏。所以说，灌区信息化系统的建立应用，对区内环境影响是有利无弊，将给灌区的自然环境、生态环境和社会环境带来理想的正面影响。第 7 页 共 87 页2 建设内容建设内容2.1 信息化建设原则信息化建设原则进行灌区信息化建设，应遵循以下建设原则，为保障灌区信息化建设思路和目标提供依据和指导。1 1、科学
17、规划原则、科学规划原则：从信息采集点的布设到技术方案的比选，均要全面规划、认真比选。 2 2、先进性经济性的原则、先进性经济性的原则：方案要具有一定先进性，但要经济实用，并且性价比好、运行维护费用低。3 3、高效可靠的原则：、高效可靠的原则：由于灌区自动化设备使用环境一般都在野外，环境温度高，风吹雨淋环境恶劣，所以要求设备要运行可靠。，风吹雨淋环境恶劣，所以要求设备要运行可靠。4 4、 “拿来主义拿来主义”的原则：的原则：借鉴采用已经鉴定的比较成熟系统软件，比如夹马口的水费计收系统与水务公开查询系统， “灌区实时灌溉预报及灌溉水动态管理”系统以及水利部开发的灌区数据库系统。在此基础上进行完善发
18、展，避免低水平重复开发，另外办公自动化及网络系统要充分利用成熟的软件系统。5 5、安全性原则、安全性原则：野外设备要考虑其设备安全。6 6、全面规划分步实施的原则、全面规划分步实施的原则。灌区信息化是一个动态过程，要按照总体建设思路，根据年度投资计划，结合灌区实际，分步实施。2.2 信息化总体结构信息化总体结构XXXX 灌区信息化建设总体结构分为信息采集、信息传输、信息管理、信息应用四大部分，总体结构如下图：第 8 页 共 87 页计计算算机机网网络络灌灌区区通通讯讯网网络络信信息息采采集集系系统统渠道流量灌溉业务数据信信息息采采集集信信息息传传输输信信息息管管理理信信息息应应用用灌灌区区综综
19、合合数数据据库库灌灌溉溉业业务务管管理理系系统统视视频频监监测测系系统统灌灌区区水水务务公公开开系系统统灌灌区区水水费费计计收收系系统统灌灌区区优优化化调调度度决决策策系系统统信信息息采采集集平平台台系系统统渠道闸位监测站灌溉站配水站管理所管理中心分中心闸闸门门监监控控系系统统视视频频监监控控系系统统水费信息闸闸门门监监控控系系统统水水情情监监测测系系统统灌灌区区办办公公自自动动化化系系统统灌溉决策灌溉经营灌溉监控办公辅助渠道水位2.3 数据信息流程数据信息流程灌区信息化系统包括水情信息、水费信息、调度信息、视频语音信息和其它与灌区业务相关的信息，这些信息是各级管理部门进行决策所必需的基本信息
20、。信息源的分布包括灌区调度中心、分中心、配水点等业务相关单位。这些信息的收集、传输和处理应用是灌区信息化系统要解决的主要技术问题，根据信息源及其特性对信息进行分类并分析各自的流程，对系统设计有着重要的指导意义。信息流程框图如下图所示：第 9 页 共 87 页 水情信息调度命令灌灌溉溉决决策策管管理理灌灌溉溉经经营营管管理理灌灌溉溉监监测测监监控控终端设备闸控设备灌区综合数据库测量仪器测控数据调度平台监控设备用水决策模型库灌区水费计收系统灌区水务公开系统灌区调度决策管理系统水情监测系统泵站监控系统闸门控制系统用水信息水费信息灌灌区区办办公公系系统统2.4 建设内容建设内容 根据需求分析，我们确定
21、出本次信息化系统的主要建设内容为下面的五大部分：根据需求分析，我们确定出本次信息化系统的主要建设内容为下面的几大部分：1. 水情监测系统2. 节制闸视频监控系统 3. 调度分中心及中心建设：4. 应用软件系统：第 10 页 共 87 页2.4.1 水情监测系统水情监测系统 建设完成渠首，崔许管理所，王保管理站，牛角店管理站共计 6 处水情观测系统，数据通过数据线传至各管理所水情测报终端机，通过公网将数据上传至管理局中心。2.4.2 视频监视系统视频监视系统建设完成牛角店管理站，王保管理站，崔许管理站，谭策屯管理站四处渠道视频监控点及管理局，宫家管理所，牛角店管理所，王保管理所，崔许管理所，谭策
22、屯管理所六处所站安防视频监控系统。2.4.3 网络及通讯系统网络及通讯系统灌区通信网络负责对灌区所有业务相关信息的传送与接收，是信息化建设的基础。灌区通信网络要承载的内容包括：水情信息、水费信息、视频信息、调度信息、日常办公信息等所有灌区业务相关的信息。1、建设内容XXXX 灌区主要建设谭策屯节制闸、崔许节制闸、宫家节制闸、牛角店节制闸到各闸房管理站光纤通讯网络。宫家节制闸至牛角店节制闸无线微波网络，各信息点及通讯方式如下表：名名 称称桩桩 号号测控内容测控内容通讯方式通讯方式一、中心及分中心一、中心及分中心(1)灌区管理局信息中心视频监控即水情公网接入(2)渠首水情测点水位数据CDMA 至管
23、理局(3)谭策屯管理分中心视频监控即水情公网接入(4)崔许管理分中心视频监控即水情公网接入(5)王保管理所视频监控即水情公网接入(6)宫家管理分中心视频监控即水情公网接入(7)牛角店管理分中心视频监控即水情公网接入2、网络拓扑图如下：第 11 页 共 87 页微微波波扩扩频频网网络络INTERNET管管理理局局中中心心传输数据内容计算机网络水情 ， 闸门数据信息， 视频数据谭策屯管理水情闸位视频数据网络水情闸位视频数据网络水情闸位视频数据网络水情闸位视频数据网络 崔许管理分中心崔许管理分中心2.4.4 信息中心建设信息中心建设1 1、建设内容建设内容本次建设完成 XXXX 灌区管理局信息中心调
24、度信息中心设在 XXX 临邑县 XXXX 引黄灌区管理局：是灌区灌溉运行管理中心，设立一个液晶显示屏，主要对所辖分站进行全面管理，要求达到以下几个目的：根据各管理站需水量及总需水量进行全面调度及水量分配。根据各水位点水位，各节制闸前存水量需水量情况进行发布水闸启闭指令。对每一条支、斗渠开停进行监测。对各分站的各项指标进行汇总分析，包括分配水量、实配水量、利用率、灌溉面积、逐日配水情况进行汇总、打印、分析，给领导决策提供依据。2.4.5 应用软件系统应用软件系统应用软件包括灌溉采集监测监控系统、灌溉经营管理系统、灌溉调度决策系统三大部分。各部分均建立在灌区综合数据库的基础上，达到信息共享、协同处
25、理。总体逻辑关系如下图：第 12 页 共 87 页灌灌区区监监测测软软件件系系统统灌灌区区监监控控软软件件系系统统灌灌区区水水费费计计收收系系统统灌灌区区水水务务公公开开系系统统灌灌区区管管理理决决策策系系统统办办公公自自动动化化应应用用系系统统采集监测监控部分经营管理部分调度决策部分灌灌 区区 综综 合合 数数 据据 库库韩韩董董庄庄灌灌区区信信息息化化应应用用软软件件系系统统灌溉采集监测监控系统：灌溉采集监测监控系统：包括水情监测、闸门监控等子系统。可实现对灌区渠道水位、流量等的实时监测，及对闸门的监测；为灌溉调度提供及时的现场数据与快速的执行手段。灌溉经营管理系统：灌溉经营管理系统：暂不
26、建设灌溉调度决策系统：灌溉调度决策系统：包括灌溉管理决策系统和办公网络两部分；灌溉管理决策系统在实时灌溉预报及动态配水计划的基础上，采用计算机进行大量信息的快速处理和辅助决策完成灌区的供水、配水和灌溉决策。2.4.5.1灌区综合数据库系统灌区综合数据库系统灌区综合数据库是灌区信息化的基础和重要支撑，数据是应用的基础，为了掌握灌区水雨墒情信息、水费计收信息、工程运行信息等满足灌区水量调度、防汛抗旱的需要，依据“统一规划、统一标准、统一设计、统一管理、数据共享”的原则，参照全国大型灌区基础数据库建设指南 ，开发出适合本灌区应用、功能强大的数据库管理系统，为灌区信息化管理提供可靠的基础。数据库结构如
27、下：数据库结构如下：第 13 页 共 87 页灌区综合数据库基础特征信息工程设施信息水情信息用水系统信息机构人员信息行政信息资源2.4.5.2灌溉监测监控系统灌溉监测监控系统灌溉监测监控系统包括数据采集平台、水情监测、闸门监测等子系统。可实现对灌区渠道水位、流量等的实时监测，及对闸门的远程监控；为灌溉调度提供及时的现场数据与快速的执行手段。2.4.5.3视频监控软件视频监控软件 远程，近地视频监控，2.4.6 基础设施改造基础设施改造土建工程涉及信息采集部分的测站和测点的配套设施、网络通信的配套设施、视频监控的配套设施和泵站监控的配套设施等。涉及水情监测系统的主要为现场安装设备的量水支架、线杆
28、以及线缆铺设。网络通信系统主要为光纤的线杆采购运输、埋设、线缆布设等；微波工程主要为天线塔杆、安装支架及线缆埋设等。第 14 页 共 87 页3 技术方案技术方案3.1 信息化总体结构信息化总体结构XXXX 灌区信息化建设总体结构分为信息采集、信息传输、信息管理、信息应用四大部分，总体结构如下图：计计算算机机网网络络灌灌区区通通讯讯网网络络信信息息采采集集系系统统渠道流量灌溉业务数据信信息息采采集集信信息息传传输输信信息息管管理理信信息息应应用用灌灌区区综综合合数数据据库库灌灌溉溉业业务务管管理理系系统统视视频频监监测测系系统统灌灌区区水水务务公公开开系系统统灌灌区区水水费费计计收收系系统统灌
29、灌区区优优化化调调度度决决策策系系统统信信息息采采集集平平台台系系统统渠道闸位监测站灌溉站配水站管理所管理中心分中心闸闸门门监监控控系系统统视视频频监监控控系系统统水费信息闸闸门门监监控控系系统统水水情情监监测测系系统统灌灌区区办办公公自自动动化化系系统统灌溉决策灌溉经营灌溉监控办公辅助渠道水位第 15 页 共 87 页3.1.1 数据信息流程数据信息流程灌区信息化系统包括水情信息、水费信息、调度信息、视频语音信息和其它与灌区业务相关的信息，这些信息是各级管理部门进行决策所必需的基本信息。信息源的分布包括灌区调度中心、分中心、配水点等业务相关单位。这些信息的收集、传输和处理应用是灌区信息化系统
30、要解决的主要技术问题，根据信息源及其特性对信息进行分类并分析各自的流程，对系统设计有着重要的指导意义。信息流程框图如下图所示： 水情信息调度命令灌灌溉溉决决策策管管理理灌灌溉溉经经营营管管理理灌灌溉溉监监测测监监控控终端设备闸控设备灌区综合数据库测量仪器测控数据调度平台监控设备用水决策模型库灌区水费计收系统灌区水务公开系统灌区调度决策管理系统水情监测系统泵站监控系统闸门控制系统用水信息水费信息灌灌区区办办公公系系统统3.2 水情监控系统水情监控系统本次主要建设灌区管辖的 4 个重要水闸的运行情况监测。内容如下表：序号序号安装点安装点水位测点水位测点通讯方式通讯方式1渠首1 个水位计CDMA 无
31、线传输第 16 页 共 87 页2崔许管理站2 个水位计公网接入3王保管理站2 个水位计公网接入4宫家管理站（将原有 2 处水位采集点接入系统）公网接入5牛角店管理站1 个水位计公网接入6合计6 处水位监控3.2.1 系统体系结构系统体系结构渠首谭策屯管理站崔许管理站王保管理站宫家管理站牛角店管理站李家岸灌区管理局CDMA公网接入公网接入公网接入公网接入公网接入3.2.2 水情信息采集系统水情信息采集系统3.2.2.1技术实现方式技术实现方式根据灌区的现场情况，渠道中泥沙含量很大，所以我们选用超声波式明渠智能水位流量计。微波通讯第 17 页 共 87 页3.2.2.2流量原理流量原理超声波指向
32、性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。超声波水位-流量计直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的计算公式或水位-流量关系反算出流量。普通明渠内流量与水位之间的对应关系，受渠道的坡降比和表面糙度影响。在渠道内安装量水堰槽，产生节流作用，使明渠内的流量与水位有固定的对应关系。这种对应关系主要取决于量水堰槽的构
33、造尺寸，渠道的影响减至最小。本仪器可适用的量水设施有：巴歇尔槽、无喉道量水槽、梯形量水堰、三角量水堰，矩形渠道量水堰等，如果没有量水设施可通过水位-流量关系计算。超声波感器固定安装在被测量液面上方。探头向水面发射脉冲超声波。声波通过空气到达液面，声波被液面反射成为反射波，探头接收反射波称为回波。探头下边的校正棒也产生反射被探头接收称为校正波。仪表根据发射波与回波、发射波与校正波之间的时差，求出探头到液面的距离 E。在与探头到水位零液位的距离 L 减 E，即求出液位高度 H。如下图所示。 回声测距 发射波 ，回波 t 发射波 回波 延时 波幅 探头 探头底部 发射波 回波 液面 电缆 主 控制器
34、 电源 E L H 测量液位原理 水位零点 仪器的的探头安装在量水堰槽水位观测点位置上，测量流经量水堰槽的水位。在仪器安装时，把相应量水堰槽的水位流量关系以数表形式经由按键（或通过上位机软件）输入主控制器。仪器的主控制器由测出的水位，用查表法求出对应的流量值。数表中两相邻数值之间的数，用线性插值法求出。如下图：第 18 页 共 87 页 主 控制器 探头 电源 发射、接收超声波 液位 水位-流量表 流量 显示、存储 累计 RS - 485 电台 调制解调器 GSM/GPRS 参数设置 报警 输出 量水堰 水流 （扩充功能） 3.2.2.3有电测站结构有电测站结构有市电供应的测站将探头安装在水泥
35、板上，主机安装在管理房内，如下图：线缆地埋渠道截面地网供电系统市电管理房线缆横臂电杆超声波探头第 19 页 共 87 页3.2.2.3.1交流供电设计交流供电设计有市电供应的测站采用智能电源管理器加蓄电池进行供电。在有电的情况下，智能电源管理器自动使用市电供电，并对蓄电池进行充电；停电时自动切换到电池供电，不影响设备工作。3.2.2.4关键技术说明关键技术说明在许多非满水、大流量(或小流量)、自然流动的自由水面状态下测量流体的测量，谓之明渠流量检测。由于流体往往会有一定的腐蚀性或夹带些杂质，使用一般的管道流量计检测流量是很困难的。在工业企业排水、医院废水、农业灌溉用水、城市地下水道排水等领域中
36、，明渠流量检测尤其是超声波非接触式明渠流量计是首选的流量检测仪器。 在明渠流量检测中，需要在明渠内修造一个装置，使流体遵循某种流动原理，形成均匀稳定的亚临界流。这种装置可以是堰(如溥壁堰、矩形堰、全宽堰、梯形堰、三角堰等)、槽(巴歇尔槽、文丘里槽、PB 槽等)或采用流速面积法、均速公式法、曲线法、潜水电磁法等方法的设施。但投资较省，施工简单，效果较好，应用较广的还是堰和槽。堰式流量计虽然结构简单，但会产生流动阻力，抬高上游水位，并在上游侧的固态物易于沉淀，造成很大误差。于是，1922 年美国的 RLparshall 对最初的文丘里槽进行了深入研究和很大的改进，研究出了巴歇尔槽，这种水槽比堰的结
37、构尺寸要求精确，造价比堰高，但流动损失只有堰的四分之一，在各领域得到了广泛应用并形成了标准化，水槽材料也从金属，合成材料变为更廉价的混凝土。超声波明渠流量计与相应的槽堰配用，利用超声波在空气中的传播规律来测量液位高度，并通过运算系统，自动计算出瞬时流量和累计流量并存储。本仪器采用国际先进技术，与流体不接触即可完成流量检测，具有完善的液位测量功能、控制功能、数据传输功能和人机交流功能。本仪器是集超声波收发传感器、伺服电路、温度补偿传感器和补偿电路单元、积算主机、显示器、控制信号输出及串行数据或模拟量输出单元为一体的流量测量仪器。具有少维护、非接触、高可靠、长寿命、使用方便、操作简单、测量准确等特
38、点，因此广泛第 20 页 共 87 页应用于环保部门监测企事业单位的污水排放、水及污水处理、工厂废水排放流量监测、水利工程流量监测等工业及市政中的进水明渠流量和出水明渠流量测量，是明渠流量测量的理想仪器。产品特点具有完全自主的知识产权和高技术创新可置入多种不同算法，适合于各种堰槽的明渠流量测量 (例如：根据用户要求可选购薄壁堰，矩形堰，全宽堰，梯形 堰，三角堰，巴歇尔槽，文丘里槽，PB 槽)。具有宽范围的温度补偿和独创的 ERD 干扰智能识别系统， 使测量稳定精度高。6 组流量工况数据全部送 485 串口输出，PC 直接接收，十进制显示，方便用户阅录。独创的“液流修正系统” ，使流量系数根据槽
39、堰尺寸和液位自动运算并进行适时补偿。采用动态多项式算法，依据当前液流状态 K 系参数，适时确定参数及厶 Q和 Qs，使之从小流量到中、大流量工况中，所记录的瞬时流量都能保证在一个动态精准带上运行。停电时刻的时间、年月日时分秒、流量数据，采用铁电双备份存储，10 年不掉。独创的“计量槽阻塞识别告警系统”可侦测液体渣质阻塞计量槽喉部而导致误计量。精准的年月日时分秒全日历时钟设置，显示和配合时间轴的备忘与挡案资讯记录。具有 420mA，RS485，开关量等多种信号输出功能，可根 据用户要求切换设置。采用智能测高、数码标定，使用户安装标定简单快捷只需 50 秒即可完成。采用超声波非接触测量，无运动部件
40、、流道内无元件，传感器无阻塞故障隐患。技术参数第 21 页 共 87 页流道形式：根据用户要求订货时在推荐堰槽中任选流量范围：10 升秒10000 升秒任选流量精度：15(根据所选槽堰不同)液位范围：02 米，03 米，05 米，010 米探头盲区：0.20.5 米(根据所选量程，槽堰而不同)液位误差；2.Omm(at 25静态洁净液面相对误差)水位分辨力：1.Omm人机交换：三位防水轻触键(菜单，背光，停电，查时钟 )供电电源：DCl2V，DC24V，AC220V(据机型不同)工作温度：050，可选：-2060显示：16 位 LCD 液晶(或蓝色背光液晶)屏显示分体式可选择 LED 显示:四
41、位显示液位高度(分辨率 m，cm 可设置)四位显示瞬时流量，(Ls，M3s 单位可设置)八位显示累计流量值(03 位小数自动)16 位显示全日历时钟：年月日时分秒(键切换)输出：420mA(由用户选择对应瞬时流量或液位值) 05V(由用户选择对应瞬时流量或液位值 RS485(时间，温度，液位，瞬时流量，累计流量)四、接线定义明渠流量计表与传感器接线定义输出信号接线定义一第 22 页 共 87 页输出信号接线定义二3.3 视频监控系统设计视频监控系统设计视频监控系统作为闸门监控系统的辅助系统，具有非常重要的意义。它能将被监控现场的实时图像和数据等信息准确、清晰、快速地传送到控制室，控制室通过视频
42、监控系统，能够实时、直接地了解和掌握各个被监控现场的当前实际情况，监控中心值班人员能够直接根据被监控现场发生的情况做出相应的反应和处理，更加实时有效地管理闸站。现场图像通过视频信号线接入视频服务器，变为数字信号上网，提供远程查询服务。3.3.1 建设内容建设内容总体要求是建设水位检测系统，视频监视系统，视频会议系统序号序号安装点安装点视频监视点视频监视点通讯方式通讯方式1管理局2 处院落监视点公网接入2谭策屯管理站1 个河道监视点，1个院落监视点，公网接入第 23 页 共 87 页3崔许管理站1 个河道监视点，1个院落监视点， 公网接入4王保管理站1 个河道监视点，公网接入5宫家管理站1 个院
43、落监视点，1渠道监视点。公网接入6牛角店管理站1 个河道监视点，2个院落监视点， 公网接入7合计12 处视频监控3.3.2 各站建设内容及布局各站建设内容及布局1.1.牛角店管理所：牛角店管理所：布局图如下：布局图如下：视频监控点视频监控点视频监控点视频监控点信息中心室水情监测点水位计通讯线缆视频线缆，云台控制线缆闸对面安装摄像机一台，配射灯及重型云台，满足夜间观察冰第 24 页 共 87 页情的使用要求。院内安装监控摄像机 2 台，实现夜间安防功能。2.2.宫家管理所：宫家管理所：布局图如下：布局图如下：视频监控点视频监控点视频监控点信息中心室视频线缆，云台控制线缆总干渠闸门上游 50 米处
44、安装监控摄像机 1 台，配射灯及重型云台，实现夜间安防功能。院内安装监控摄像机 1 台，实现夜间安防功能。3 3，王保闸管理所，王保闸管理所布局图如下：布局图如下：第 25 页 共 87 页视频监控点水情监测点水情监测点公路桥闸对面安装低照度摄像机一台，配射灯及重型云台，满足夜间观察冰情的使用要求。4.4.崔许站：崔许站：视频监控点水情监测点水情监测点测桥视频监控点第 26 页 共 87 页闸对面安装低照度摄像机一台，配射灯及重型云台，满足夜间观察冰情的使用要求。院内安装监控摄像机 1 台，办公室安装摄像机一台，满足电话会议使用要求。4.4.谭屯站：谭屯站：10000mm6897mm2069m
45、m6897mm视频监控点2069mm公路灌区宣传板谭屯站水位数据需读取渠首黄委系统水位计数据，通讯距离大约6000 米，在渠首与谭屯站之间架设数传电台一对，水位数据由渠首黄委闸管所经数传电台传输至谭屯站管理局等部门进行存储管理。临河的屋山墙上安装低照度摄像机一台使用红外灯一体机，实第 27 页 共 87 页现夜间安防功能。院内安装监控摄像机 1 台，使用红外灯一体机，实现夜间安防功能。3.3.3 视频监控系统组成结构视频监控系统组成结构监控系统由前端子系统、传输子系统、控制子系统、显示子系统四个子系统组成，系统结构框图如下：高速球型摄像机视频监控服务器客户端视频工作站Internet客户端防雷
46、器摄像机防雷器防火墙视频监控主机高速球型摄像机摄像机防雷器高速球型摄像机摄像机防雷器高速球型摄像机摄像机防雷器专用视频线缆前端子系统传输子系统控制子系统显示子系统1.1. 前端子系统前端子系统包括摄像机、镜头、防护罩、高亮射灯、音频头、支架。每个区域安装不同数量的高分辨率彩色摄像机，能清晰监视每个区域的场景，为系统提供视频第 28 页 共 87 页和音频源。2.2. 传输子系统传输子系统包括线缆、驱动设备。该系统我们采用图像控制系统专用的 75-5 视频线及RVV2*1.0 或 RVV2*0.75 的电源线，用于摄像机视频信号的传输和供电。本系统中的云台摄像机或智能球还需要加上 CAT-5UT
47、P 数据控制线。系统图像质量的好坏，传输子系统起着至关重要的作用，线缆选择时一定要选用专用线缆。3.3. 控制子系统控制子系统包括网络视频服务器、视频监控主机。根据招标要求，我们选用硬盘录像机，此硬盘录像机是专门针对视频监控行业所要求的实时影音同步录像功能而开发的全天候的实时数字影像处理系统。具有画质清晰，实时显示，系统稳定,远程传输图像效果好等特性。本系统可以长时间 24 小时不间断运行。该系统具有的多种录像功能，在有事件发生时可以及时反映，并可在事后问题处理时提供可靠证据。4.4. 显示子系统显示子系统包括视频显视器、打印机、屏幕墙等。显示子系统主要用于图像显示输出，显示器可用 VGA 显
48、示器，也可用 AV 显示器，显示器尺寸大小可视需要选择。3.3.4 关键技术说明关键技术说明本系统采用嵌入式视频服务器，嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。嵌入式系统集软硬件于一体，主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相
49、关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方第 29 页 共 87 页面具有较为突出的特点。嵌入式系统的优缺点：a.系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快；b.系统数据置于 ROM/FLASH MEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好；c.系统处理实时性好，性能稳定；d. 文件管理系统更适合于大量的数据；嵌入式网络视频服务器嵌入式网络视频服务器网络视频服务器(Networked Video Server)是采用通信、计算机、互联网技术和标准，基于最先进的视频压缩技术开发的嵌入式网络视频监控系统。一般采用标准的互联网 TCP/IP 协议，不仅能在本地局域网传送实时图像，还可以在网络带宽
50、受限的 ISDN、PSTN、xDSL 路由器、广域网、INTERNET 和无线网络上传送高清晰图像，对于语音传送，也真正达到了实时并与视频同步。 网络视频服务器分为视频编码器和视频解码器。视频编码器单独使用，可以采用软件解压方式，通过网络监控浏览；若将这两个设备组合在一起，不但可以通过监视器或电视墙观看，也可以通过网络监控浏览。3.3.5 视频监控系统功能性能视频监控系统功能性能(A)、4 路视频同时显示(25 帧秒路)(B)、录像总资源 300 帧秒(C)、可长时间录像、按编程时间表录像、报警录像等录像方式；(D)、1、4、9 几种画面分割方式，按日期、时间、摄像头编号等多种方式查询；(E)
