▋概述
根據(jù)及地方相關標準，針對不同的水利工程項目類型，結合其工程建設管理的需要，建設面向項目參建單位的水利工程項目建設管理平臺，規(guī)范水利工程項目的建設。通過對每個地區(qū)水文監(jiān)測站的建立，建立一些無人值守的水文監(jiān)測點，以監(jiān)測到更廣泛的水文水利的數(shù)據(jù)情況，包括對水流速度、水面高度、水質、流量、潮位、降水量等數(shù)據(jù)的采集和傳輸。水文水利監(jiān)測系統(tǒng)是一套由水文遙測系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)絡組成的水文計算機防汛監(jiān)測系統(tǒng)組成，可以通過設立在各個水文監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集單元和無線4G/3G RTU通信模塊及網(wǎng)絡通信系統(tǒng)將各監(jiān)測點搜集的水文信息及時傳送到。
▋水文水利監(jiān)測系統(tǒng)介紹
在原有的水文監(jiān)測點的基礎上，各地的水文監(jiān)測站紛紛建立了一些無人值守的水文監(jiān)測點，以監(jiān)測更廣泛的水文和水利的情況，能夠獲取到水流速度、水面高度、水質、流量、潮位、降水量等數(shù)據(jù)。
水文遙測系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)絡組成的水文計算機防汛監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過設立在各個水文監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集單元和無線RTU模塊及網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)將各監(jiān)測點搜集的水文信息及時傳送到或防汛指揮部，供防汛調度決策使用。
水文與防汛監(jiān)測系統(tǒng)由流域管理中心、分中心(各縣市)監(jiān)測站、現(xiàn)場水文遙測單元構成一套三級網(wǎng)絡。系統(tǒng)的建成，將改善水文信息的收集、傳遞和處理手段，縮短數(shù)據(jù)收集和預報作業(yè)所需的時間，提高信息收集和傳遞的可靠性，提高流域防汛信息處理能力的效率。
流域管理中心通過計算機局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)與各地分中心監(jiān)測站之間進行數(shù)據(jù)傳輸，每隔一段時間對各分中心監(jiān)測站的數(shù)據(jù)進行收集。
▋系統(tǒng)組成
1、本系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：
◆ 監(jiān)控中心：（水文遙測系統(tǒng)和計算機通信網(wǎng)絡組成的水文計算機防汛監(jiān)測系統(tǒng)）
◆ 通信網(wǎng)絡:（基于移動、電信、聯(lián)通三個運營商的通信網(wǎng)絡平臺）
◆ 數(shù)據(jù)遠傳通道（無線遠程4G/3G RTU網(wǎng)絡通信傳輸設備）。
◆ 采集儀器儀表：（監(jiān)測站由雨量計、液位計、水位計、潮位計、風向風速計、水位計等監(jiān)測儀器和采集器或PLC組成作為水文監(jiān)測）
監(jiān)測站由雨量計、閘位計、水位計、潮位計等監(jiān)測儀器和采集器或PLC+DTU模式組成作為水文監(jiān)測工作站，通過4G/3G無線方式和等監(jiān)測中心保持實時的數(shù)據(jù)交換，并能實現(xiàn)狀態(tài)采集和遙控輸出，終端數(shù)據(jù)能在時間內傳送到數(shù)據(jù)中心，給數(shù)據(jù)中心就可以實時的監(jiān)測水文遙測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并能判斷各設備是否正常工作等。4G/3G傳輸方式在后續(xù)的項目可方便擴充，應用靈活方便，增減自如，對整個工程造價起到非常重要的作用。
監(jiān)測站通過無線4G/3G通信模式接受數(shù)據(jù)中心的管理，中心與各水文遙測單元正常采集數(shù)據(jù)外，還可對各監(jiān)測單元進行遠程組態(tài)配置，修改設定。
各水文遙測單元根據(jù)防汛水文監(jiān)測要求，安裝在河流、水庫的地點，以野外無人值守方式工作，配備一臺數(shù)據(jù)采集單元、4G/3G RTU和雨量計、水位計、風向風速計等水文監(jiān)測儀表，中心可實時對監(jiān)測站實施控制，任意設定測試時段，校準機時上下一致；系統(tǒng)供電一般都需具有雙電源系統(tǒng)和蓄電池以及太陽能電池，停電時太陽能電池自動供電，確保正常有效工作。對山區(qū)和距離較遠的監(jiān)測點，還有遙測中繼站，能接受并轉發(fā)信號，亦由太陽能電池供電，保持長期可靠運行。
▋系統(tǒng)用途
1、建立一個綜合水文監(jiān)測系統(tǒng)，每隔一段時間就可對全流域的水文信息進行一次數(shù)據(jù)收集，及時準確地掌握流域水文情況?！ ?/span>
2、在汛期，對各地的雨量和水位的漲落趨勢進行準確定位，為防汛決策提供了可靠的資料和依據(jù)，使有關部門能及時采取對策，化解險情?！ ?/span>
3、系統(tǒng)采用模塊化結構，可方便擴充，且具有遠程診斷功能，安裝維護方便。 將遠端采集點的數(shù)據(jù)實時、可靠地發(fā)送到各級監(jiān)控中心。并接收各級監(jiān)控中心的控制指令。隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了利用無線4G/3G數(shù)據(jù)傳輸終端（RTU）來實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)采集及控制，它是一種不限距離、低復雜度、低功耗、低成本的雙向無線通信方式，采用廈門才茂通信的CM550系列4G/3G RTU，可以為水文水利系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸通信提供良好的解決方案。
▋系統(tǒng)特點
◆ 準確性：
計量數(shù)據(jù)報告的及時、準確；運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的無丟失；運行資料的可處理，可追蹤；：
◆ 可靠性：
全天候運行；傳輸系統(tǒng)獨立完整；維護操作方便；
◆ 經(jīng)濟性：
用戶可以利用無線4G/3G遠程監(jiān)控網(wǎng)絡平臺還有進行無人值守監(jiān)測終端站點實現(xiàn)遠程采集、傳輸和控制，直接減少人工投入成本；
◆ 廣泛性：
選用了廣泛性的4G/3G無線網(wǎng)絡遠傳技術和成熟穩(wěn)定的智能化終端加上的數(shù)據(jù)處理控制技術。系統(tǒng)功能的擴展性強；
◆ 互換性和拓展性：
系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，隨時可以擴充壓力、流量的信息監(jiān)測。
▋才茂CM550系列4G/3G RTU 產品介紹
才茂CM550系列智能無線遠程測控終端(以下簡稱無線RTU）是廈門才茂通信科技有限公司經(jīng)過多年的實踐及工程應用，為滿足市場需求而自主研發(fā)的集數(shù)據(jù)采集、遠程控制與無線通訊功能為一體的無線終端控制產品。該系列產品集成了模擬信號采集，開關量輸入，開關量輸出，脈沖計數(shù)，支持以太網(wǎng)通信，串口通信，RS485通信和4G/3G/2G無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測控裝置，可以直接接入各種傳感器、標準變送器信號、儀表等輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是實施無線測控的選擇。CM550系列采用高性能的工業(yè)級32 位通信處理器和工業(yè)級無線模塊，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺設備提供在線維持技術，保持數(shù)據(jù)終端在線，保存數(shù)據(jù)鏈路任何時候暢通，實現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)采集和控制功能。
l接口豐富 協(xié)議全面
RTU系列產品具備多達8路開關量/模擬量輸入，6路計數(shù)器輸入， 4 路數(shù)字量輸出， 4 路繼電器輸出， 2 路 PWM 輸出接口，支持RS232/RS485接口，可選TTL/422/USB/RJ45以太網(wǎng)/Zigbee/GPS接口；接口更加豐富，組網(wǎng)更加靈活。
除支持常用的TCP/IP通信協(xié)議外，同時支持標準Modbus協(xié)議，可直接接入各類組態(tài)軟件或其他用戶平臺軟件。
l功能強大 性能穩(wěn)定
多中心支持：支持雙數(shù)據(jù)中心備份及多數(shù)據(jù)中心（8 個）接受數(shù)據(jù)，支持發(fā)送中心達256 個；
超大內存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits（不同型號內存不同），有超大的內存來緩存客戶發(fā)送數(shù)據(jù)，同時接收超大數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)不丟失；
▋水文水利監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)實施
方案一：中心采用ADSL等Internet公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務的。
此種方案向先Internet運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務，中心有公網(wǎng)固定IP的。監(jiān)測點終端RTU直接向中心發(fā)起連接。運行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。
方案二：中心采用ADSL等Internet公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務的。
客戶先與DNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，監(jiān)測點終端RTU先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規(guī)模應用。
方案三：中心采用APN專線， 所有點都采用內網(wǎng)固定IP
(1) 客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司4G/3G網(wǎng)絡，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。
(2)為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于4G/3G專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。
(3)用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部安全。
(4)用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。
(5)移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下佳組網(wǎng)方式。
▋方案應用總結
根據(jù)行業(yè)監(jiān)管部門對水利基建項目建設與管理的需要，建設面向行業(yè)監(jiān)管部門的水利建設項目監(jiān)督管理平臺，著重對水利工程質量監(jiān)督情況、工程進度進展情況以及工程的統(tǒng)計分析情況等進行監(jiān)管，幫助水利行業(yè)監(jiān)管部門全面掌握管理范圍內的水利基建項目建設全過程管理工作動態(tài)和總體情況。
