水文自动测报系统规范.doc
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1、 【题名】:水文自动测报系统规范 【副 题 名】:Standard for hydrological data acquisition system 【起草单位】:水利部水文水利调度中心主编 【标 准 号】:SL 6194 【代替标准】: 【颁布部门】:中华人民共和国水利部 【发布日期】:1994-02-24发布 【实行日期】:1994-05-01实行 【标准性质】:强制性水利行业标准 【批准文号】:水利部水文1994102号 【批准文献】: 中华人民共和国水利部关于发布水文自动测报系统规范SL 61 94的告知 水文1994102号 根据原水利电力部1986年标准修订计划,由水利部水文司主持
2、,原水利部水文水利调度 中心主编的水文自动测报系统规范,经审查批准为水利行业强制性标准,其名称与代号为: 水文自动测报系统规范SL61-94,自1994年5月1日起实行。 本规范由水利部水文司负责解释。各单位在实行中如发现问题,请及时函告主编单位和 部水文司。 本规范由水利电力出版社出版发行。 1994年 2月 24日 【全文】: 水文自动测报系统规范1总则 1.0.1为适应我国水文自动测报系统的发展,做好水文自动测报系统规划、设计、建设和运 行管理,统一技术标准,特制定本规范。 1.0.2本规范合用于江河、湖泊、水库、水电站等水文自动测报系统的规划、设计、建设和 运营管理。 1.0.3水文自
3、动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术,完毕江河流域降水量、水位、 流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和解决的信息系统。 1.0.4按水文自动测报系统规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测 报网。水文自动测报基本系统由中心站(涉及监测站)、遥测站、信道(涉及中继站)组成。 水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道,把若干个基本系统联接起来,组成进 行数据互换的自动测报网络。 1.0.5新建水利、水电工程需要建设的水文自动测报系统,应作为工程规划设计的组成部分, 并将系统的建设纳入工程建设一并实行。 1.0.6本规范中涉及水文测验、水文情报预报的精度规定,应按有关的国家
4、标准和行业标准 的规定执行。2水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制 2.1基本资料收集和可行性论证 2.1.1进行水文自动测报系统的规划设计,应收集下列基本资料: (1)计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图。 (2)流域内已建水文站网、报汛站网、邻近地区遥测站网方面的资料。 (3)流域的气象、水文资料:涉及重要水文站的最高最低水位、短历时暴雨雨强、洪水 产流汇流时间、洪水传播时间、防洪标准和洪水灾害,降雪量占降水量的比例,最高、最 低气温,相对湿度的平均值和最大、最小值,日照时数最少的连续时间等特性资料。 (4)雷电情况与地震烈度。 (5)已建和计划建设的水利工程布局,以及重要水
5、利工程的技术资料。 (6)现行的水文预报、防洪调度方案,预报和调度工作的规定。 (7)流域内无线电台设立情况和发展规划。 (8)流域的社会经济、交通、供电和通信情况。 2.1.2建设水文自动测报系统的可行性论证涉及: (1)依据建设目的、功能规定,所在地区的水文气象特性与地形条件,当前国内外的技 术、设备状况,论证实现建设目的的技术可行性。 (2)分析估算所建系统在防洪、水利调度诸方面可以取得的经济效益和社会效益。 (3)编制投资框算,提出系统建成后运营管理所需的人员与年度经费计划。 2.2水文自动测报基本系统的规划 2.2.1进行基本系统规划,是通过对当前和远景的建设目的、任务和效益的分析论
6、证,拟定 系统功能和建设规模,为编制可行性研究报告和进行设计提供依据。规划内容为: (1)布置遥测站网。 (2)规定各类遥测站向中心站报送的数据类别、频度以及和外部进行数据互换的任务。 (3)规定系统功能和重要技术规定。 (4)初步选定遥测站通信设备的工作频率。 (5)提出土建工程规定。 (6)提出建设规模和分期发展计划。 2.2.2根据预报和调度的需要,按照下列规定布设和调整遥测站网。 2.2.2.1按测报数据类别的不同,遥测站分为水文遥测站(涉及水文站、水库站、闸坝站) 和雨量、水位遥测站两类。应在流域的水文和报汛站网基础上,以满足控制测区水、雨情变 化和预报、调度需要为目的,布设遥测站网
7、。 2.2.2.2为了既保持水文资料的连续性,又尽也许减小组建通信网的困难,应按下列规定布 置遥测站点: (1)水文,水位,水库,闸坝站一般不得变更其位置。 (2)所设代表性雨量站,可按既满足通信规定,又能取得代表性较好之降水资料的原则 调整其位置。 (3)对于既是代表性雨量站又是控制降水量长期变化规律的基本站,如通信条件很差, 允许另建一遥测雨量站满足水文预报的需要。 (4)无人值守,委托管理的遥测站,要尽也许设在靠近居民点,交通方便,便于维护看 管的地点。 (5)水位遥测站的测井和设在闸坝上下游的水位遥测站的位置选择,应符合GBJ138 90水位观测标准的规定。 2.2.3遥测站的观测项目
8、和报送次数,应按测站类别和预报、调度的需要规定。根据当前的 技术条件,可按由遥测端机自动完毕雨量、水位、闸门开度的采集和报送,目前尚不能进行 自动测报的流量、含沙量、蒸发量以及河道断面等则按通过人工置数装置报送进行设计。 2.2.4根据建设目的和近期发展计划按下列规定规定水文自动测报基本系统的功能和重要 技术规定。 2.2.4.1规划阶段应对下列系统功能提出具体规定: (1)中心站完毕一次所有遥测站巡测、预报作业和调度方案分析计算的时间规定;对中 心站随机召测单站数据和定期巡测的规定;巡测的最小时间间隔的规定。 (2)中心站对接受水情电报、电话报汛、传真信息的规定,以及和外部进行信息互换的 规
9、定。 (3)中心站对系统工作状态的监测功能。 (4)中心站的数据解决功能:如需要整理、打印和显示的水文图表之种类、格式;数据 合理性检查与缺漏插补;完毕预报和调度作业的解决任务;需联机存储的数据类别、数量和 存贮时间。 (5)测站是否应具有在本地显示水位、闸门开度和时段降雨量、越限报警、遥测设备自 动检测、电源报警的功能。 (6)防雷规定。 (7)系统可靠性的规定:如设备的平均无端障工作时间,数据传输可靠性与误码率,备 用措施等。 2.2.4.2为使系统能可靠运营和便于管理,在规定系统功能时,还应满足以下规定: (1)系统应能可靠运营,特别是在暴雨洪水灾害时期能及时准确地报送水、雨情数据, 准
10、时发布洪水警报和预报。为此,应采用增长备用设备,提高中继站和重要测站设备可靠性 的措施。 (2)不应强求系统承担也许会影响可靠性的任务。一般情况下,不应规定水文自动测报 系统承担通话任务。 (3)遥测站的设备应力求结构简朴、可靠、省电。 (4)应为系统扩展留有余量,如与其它系统间的联系、增长遥测站、增长测报参数、扩 展中心站软件功能等。 (5)对承担着测报水情和积累水文资料双重任务的遥测站,要配备数据存贮记录装置, 以逐步改变遥测站和人工观测站平行工作的状况。 2.2.5根据本地区无线电台设立情况、地形条件和联网传送数据的需要,按照必须避开同频 干扰,尽量避开其它干扰的规定,从国家无线电管理委
11、员会分派给水文遥测的频段中初步选 定系统的工作频率。 2.2.6根据各遥测站的地形、交通条件、河道情况与居民点的距离等,提出遥测站站房结构、 尺寸,水位测井,天线塔和中心站机房等土建工程应满足的基本规定。 2.2.7根据防洪、洪水预报和调度的需要提出系统的建设规模,根据资金、人力、技术条件 制定分期建设的目的和计划。 2.3水文自动测报网规划 2.3.1水文自动测报网的规划,应根据联网的各基本系统的规划、设计和各级防汛部门对遥 测数据的需求,拟定网络规模、信息流向、信息量、信息互换的次数和内容,以及各节点站 的功能。 2.3.2当测报网所在地区已建成或即将建成水利行业的计算机网络时,应依靠该网
12、络的数据 传输系统组建水文自动测报网。若不具有上述条件则应作为独立系统进行规划和设计。 2.4可行性研究报告的编制 2.4.1可行性研究报告是项目报批和进行设计、鉴定、验收的依据,应由建设单位根据规划 工作报告自行编制或与承建单位共同编制。其内容应涉及: (1)建设目的。 (2)遥测站网布设。 (3)功能规定和重要技术指标。 (4)选用的工作体制,数据传输通信方式,遥测电台的工作频率。 (5)系统和设备可靠性的规定。 (6)对开发数据解决和预报、调度作业软件的规定。 (7)对遥测站房、水位测井、天线塔、中心站机房等土建工程的规定。 (8)考核、验收办法。 (9)进度规定。 (10)附件:涉及系
13、统设计所需的明细资料,如遥测站一览表等。 3水文自动测报系统的设计 3.1系统的组成 3.1.1水文自动测报基本系统的功能框图,如图3.1.1所示。由于各实际系统功能规定不同, 其组成也不尽相同。 图3.1.1水文自动测报系统功能框图 (1)传感器:完毕水文参数的原始测量。 (2)编码:涉及信源编码和信道编码,存贮记录装置一般接在信源编码器的输出端。 信源编码的功能,是在一定保真度条件下,将水文参数变换成数字信号,并解除信号间 的内在关联,以压缩原始信息的信息量。 信道编码的功能,是将信源编码器输出的数据信号转换成符合一定规则的数码,以达成 适于信道传输,便于纠、检错的规定。 (3)解码:解码
14、过程是编码过程的逆变换。信道解码是根据信道编码规则,将收到的信 道码变换为信源码,并检查和纠正数据传输中的差错。信源解码是将信源码复原成水文参数。 (4)调制和解调:为了将编码器输出的数字信号送到远方收信点,必须对所用载波进行 某种调制,然后用已调载波传输信息。调制器的作用是把数字信号变成适合信道传输的已调 载波信号。解调器则是把接受到的已调载波信号恢复成数字信号。 (5)信道:涉及传输电信号的媒质和通信设备。在传输过程中对数据通信有两方面的影 响,即信道自身传输特性的影响与外界干扰的影响。 (6)传输控制:对数据的发送和接受全过程进行时序和途径控制。 (7)差错控制:发现和纠正数据在传输过程
15、中发生差错的措施。 (8)报警:当出现水文参数超过警戒值、设备故障等异常情况时发出报警信号。 (9)数据解决:涉及对水文数据进行合理性检查、整理、打印、存贮,进行预报和调度 作业等。 3.1.2水文自动测报网是以基本系统中心站作为节点,通过中心站计算机系统(DTE)的标 准端口、数据通信设备(DCE)、信道、数据互换设备(DSE),把这些基本系统和上级中心站 联接起来组成的数据通信网(网络结构如图3.1.2所示)。该通信网在网络软件的支持下,把 各个基本系统收集到的遥测数据迅速地传送给网内的防汛和水利管理部门,满足共享信息的 规定。图3.1.2数据通信网组成框图 3.2系统设计任务和工作内容
16、3.2.1水文自动测报系统设计的任务是按照系统可行性研究报告的规定,选择系统工作体制 和组网方案;分派系统各组成部分的技术指标;拟定各类接口的技术标准;提出数据采集、 传输和解决各部分的设计规定;制定软件开发和新设备研制计划;进行重要设备选型;编制 经费概算。 3.2.2基本系统设计的工作内容通常应涉及: (1)进行现场查勘和收集资料。 (2)选择系统工作体制和数据通信方式。 (3)选择实现系统功能规定的技术措施。 (4)进行数据通信网的设计。 (5)论证和选择传输控制方式,制定数据传输规程。 (6)进行数据接受、解决、检索软件的设计。如有需要还应进行预报和调度作业的软 件设计。 (7)规定各
17、组成部分间的接口标准与数据编码格式。 (8)重要设备选型和制定新设备研制计划。 (9)提出土建工程、供电系统的建设标准,如有必要可进行专项设计。 (10)编制经费预算。 (11)拟定建设进度计划与人员培训计划。 3.2.3水文自动测报网的设计,应在联网的各基本系统设计基础上进行,重要是选择网络结 构,设计数据传输网,设计与选定通信线路,规定信息流向和制定数据传输规程。还应研究 运用该地区现有通信线路的也许性,比较各种通信方式(有线、超短波、微波、短波、卫星 通信等)的优缺陷,选定网内每一条线路的通信方式。 3.3基本系统的设计 3.3.1应根据功能规定和管理维护力量,电源、交通、信道质量等条件
18、,按照经济合理、便 于维护的规定,选用自报式或查询一应答式与混合式工作体制。这三种体制的特点是: (1)自报式。在遥测站设备控制下每当(或在规定的时间间隔内)被测的水文参数发 生一个规定的增减量变化时(如水位涨落lcm),即自动向中心站发送一次数据,中心站的 数据接受设备始终处在值守状态。 (2)查询一应答式。由中心站自动定期或随时呼喊遥测站,遥测站响应中心站的查询, 实时采集水文数据并发送给中心站。定期自动巡测的时间间隔,可根据数据解决和预报作业 的需要,在15分钟和0.5,1,3,6,12小时等档次中选择。 (3)混合式。由自报式和查询一应答式两种遥测方式的遥测站组成的系统,称为混合式 系
19、统。 3.3.2进行系统设计,应一方面根据可行性研究报告规定的遥测站网布设方案和数据流向,通 过度析选择通信方式和中继站位置,拟定数据传输网的组网方案。在基本系统中,超短波通 信是数据传输的重要方式,但应充足运用已有通信线路(如邮电通信网、已设报汛电台)。 整个系统可以用单一通信方式组网,也可以用几种通信方式混合组网。 3.3.3在系统设计中应按照下列规定,规定系统规模和技术指标: 3.3.3.1基本系统所包含的遥测站数一般不宜超过50个。如系统规模过大,可增设分中心 或数据收集站,进行分级管理。 3.3.3.2 应根据通信方式规定数据传输的误码率,超短波信道应小于;微波 和卫星通信应小于;短
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