1、中华人民共和国行业标准水文自动测报系统规范发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准水文自动测报系统规范主编单位水利部水文水利调度中心批准部门中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部关于发布水文自动测报系统规范的通知水文号根据原水利电力部年标准修订计划由水利部水文司主持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自年月日起实施本规范由水利部水文司负责解释各单位在实施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年月日目次总则水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制水文自动测报系统的设计水
2、文自动测报系统的设备水文自动测报系统的考核验收和运行管理总则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本规范适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行管理水文自动测报系统属于应用遥测通信计算机技术完成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处理的信息系统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包括监测站遥测站信道包括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交换的自动测报网络新建水利水电工程需要
3、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施本规范中涉及水文测验水文情报预报的精度要求应按有关的国家标准和行业标准的规定执行水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制基本资料收集和可行性论证进行水文自动测报系统的规划设计应收集下列基本资料计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图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流域的气象水文资料包括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百分比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持续时间等特征资料雷电情况与地震烈度已建和计
4、划建设的水利工程布局以及重要水利工程的技术资料现行的水文预报防洪调度方案预报和调度工作的要求流域内无线电台设置情况和发展规划流域的社会经济交通供电和通信情况建设水文自动测报系统的可行性论证包括依据建设目标功能要求所在地区的水文气象特征与地形条件当前国内外的技术设备状况论证实现建设目标的技术可行性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编制投资框算提出系统建成后运行管理所需的人员与年度经费计划水文自动测报基本系统的规划进行基本系统规划是通过对当前和远景的建设目标任务和效益的分析论证确定系统功水文自动测报系统规范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布
5、置遥测站网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交换的任务规定系统功能和主要技术要求初步选定遥测站通信设备的工作频率提出土建工程要求提出建设规模和分期发展计划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按测报数据类别的不同遥测站分为水文遥测站包括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标布设遥测站网为了既保持水文资料的连续性又尽可能减小组建通信网的困难应按下列要求布置遥测站点水文水位水库闸坝站一般不得变更其位置所设代表性雨量站可按既满足通信要求又能取得代表性较好之降水资料的原则调整其位置对于既是代表
6、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无人值守委托管理的遥测站要尽可能设在靠近居民点交通方便便于维护看管的地点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水位观测标准的规定遥测站的观测项目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成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根据建设目标和近期发展计划按下列要求规定水文自动测报基本系统的功能和主要技术要求规划阶段应对下列系统功能提出具体要求中心站完成一次全部遥测站巡测
7、预报作业和调度方案分析计算的时间要求对中心站随机召测单站数据和定时巡测的要求巡测的最小时间间隔的要求中心站对接收水情电报电话报汛传真信息的要求以及和外部进行信息交换的要求中心站对系统工作状态的监测功能中心站的数据处理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成预报和调度作业的处理任务需联机存储的数据类别数量和存贮时间测站是否应具有在当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防雷要求系统可靠性的要求如设备的平均无故障工作时间数据传输可靠性与误码率备用措施等为使系统能可靠运行和便于管理在规定系统功能时还应满足以下要求系统应能可靠运行特别是在暴
8、雨洪水灾害时期能及时准确地报送水雨情数据按时发布水文自动测报系统规范洪水警报和预报为此应采取增加备用设备提高中继站和重要测站设备可靠性的措施不应强求系统承担可能会影响可靠性的任务一般情况下不应要求水文自动测报系统承担通话任务遥测站的设备应力求结构简单可靠省电应为系统扩展留有余量如与其它系统间的联系增加遥测站增加测报参数扩展中心站软件功能等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根据本地区无线电台设置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要求从国家无线电管理委员会分配给水文遥测的频段中初步选定系
9、统的工作频率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要求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标和计划水文自动测报网规划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确定网络规模信息流向信息量信息交换的次数和内容以及各节点站的功能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络的数据传输系统组建水文自动测报网若不具备上述条件则应作为独立系统进行规划和设计可行性研究报告的编制可行性研究报告是项目报批和进行设计鉴定验收的依
10、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包括建设目标遥测站网布设功能要求和主要技术指标选用的工作体制数据传输通信方式遥测电台的工作频率系统和设备可靠性的要求对开发数据处理和预报调度作业软件的要求对遥测站房水位测井天线塔中心站机房等土建工程的要求考核验收办法进度要求附件包括系统设计所需的明细资料如遥测站一览表等水文自动测报系统的设计系统的组成水文自动测报基本系统的功能框图如图所示由于各实际系统功能要求不同其水文自动测报系统规范组成也不尽相同图水文自动测报系统功能框图传感器完成水文参数的原始测量编码包括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
11、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到适于信道传输便于纠检错的要求解码解码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号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收到的已调载波信号恢复成数字信号信道包括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
12、信道本身传输特性的影响与外界干扰的影响传输控制对数据的发送和接收全过程进行时序和路径控制差错控制发现和纠正数据在传输过程中发生差错的措施水文自动测报系统规范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数据处理包括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的标准端口数据通信设备信道数据交换设备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要求图数据通信网组成框图系统设计任务和工作内容
13、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要求选择系统工作体制和组网方案分配系统各组成部分的技术指标确定各类接口的技术标准提出数据采集传输和处理各部分的设计要求制定软件开发和新设备研制计划进行主要设备选型编制经费概算基本系统设计的工作内容通常应包括进行现场查勘和收集资料选择系统工作体制和数据通信方式选择实现系统功能要求的技术措施进行数据通信网的设计论证和选择传输控制方式制定数据传输规程进行数据接收处理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规定各组成部分间的接口标准与数据编码格式主要设备选型和制定新设备研制计划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编制经费
14、预算拟定建设进度计划与人员培训计划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主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利用该地区现水文自动测报系统规范有通信线路的可能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点选定网内每一条线路的通信方式基本系统的设计应根据功能要求和管理维护力量电源交通信道质量等条件按照经济合理便于维护的要求选用自报式或查询应答式与混合式工作体制这三种体制的特点是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即自动向中心站发送一次数据中心站的数据接收设备始终
15、处于值守状态查询应答式由中心站自动定时或随时呼叫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时自动巡测的时间间隔可根据数据处理和预报作业的需要在分钟和小时等档次中选择混合式由自报式和查询应答式两种遥测方式的遥测站组成的系统称为混合式系统进行系统设计应首先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分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主要方式但应充分利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在系统设计中应按照下列要求规定系统规模和技术指标基本系统所包含的遥测站数一般
16、不宜超过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波信道应小于数据传输速率应依据通信方式在下列范围内选择超短波信道可在档次中选择一般可选用如数据传输量较大应在保证可靠的前提下选用较高的速率微波信道可在档次中选择卫星信道应按系统选用的卫星信道关于速率和通信协议的规定设计其它信道在基本系统中一般可按超短波信道速率标准规定利用公用信道则要执行该信道有关数据传输速率和通信协议的规定系统收集水文参数的精度取决于传感器的分辨力和测量准确度由数据传输处理带来的误差应不影响数据精度雨量计分辨力有四种较大降雨量的误差用实测降雨量与
17、其自身排水量相比较的相对误差检测对较小降雨量用绝对误差检测不同分辨力的雨量计测量精度应满足表的要求表雨量传感器的允许误差表仪器分辨力允许误差项目自身排水量水文自动测报系统规范水位计分辨力有两种当分辨力为时测点的允许误差不超过测点的允许误差不超过当分辨力为时室内测试的最大允许误差为闸门开度分辨力为基本系统完成一次全部遥测站的数据收集所需时间一般应不超过分钟包括数据处理和预报作业所需的总时间不超过分钟通信频段和信道带宽超短波信道应在国家无线电管理委员会分配给水文遥测的专用频率中选用如确定另选频段时要报请当地或国家无线电管理委员会批准利用公用信道或其它信道时应根据数据传输要求和信道特点选择频段与频率
18、并报有关部门批准信道带宽按照国家标准或指定频带进行设计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个指标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月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数据处理作业的完成率按下式计算式中按照设计要求完成的数据处理作业的次数在次数据处理作业中系统能按时按要求完成的作业次数一般情况下应大于单个遥测站中继站中心站设备的平均无故障工作时间一般应大于小时系统的工作环境电源防雷接地的设计应按下列要求进行系统的设备应能在下列温湿条件下正常运行中心站
19、温度相对湿度小于遥测站中继站温度相对湿度小于系统的电源设计应按下列要求进行中心站交流电源单相允许变幅为三相允许变幅为中心站交流电源应加稳压滤波等措施保证电源电压值符合设备要求并抑制经交流电源引入的干扰也可以采用隔离方式或配备不间断电源以提高设备的可靠性中心站中继站遥测站直流电源电压允许变幅为推荐水文自动测报系统规范允许变幅为电流发射机功率小于或等于应能瞬间提供电流发射机功率小于或等于应能瞬间提供电流容量全靠电池供电应能保证设备连续工作天用太阳能浮充电池供电应保证设备能长期可靠工作电池类别可采用容量小于或等于的镍镉电池或采用容量大于的密封电池或固体电池为保证系统可靠运行防止从天馈线电源线遥测设备
20、与传感器间的信号线引入雷电损坏设备在系统设计中应采用下列避雷措施安装避雷针避雷针的接地电阻应小于中心站要求更低的接地电阻时则应采取措施予以满足天线系统应视具体情况安装合适的避雷装置交流电源输入端可增加浪涌吸收器隔离变压器或其它防雷装置对于遥测站中继站和中心站的前置机应尽可能用太阳能浮充电池供电以避免交流电源引雷室外传输电缆应加电缆保护设备和措施防止信号线引雷系统的数据传输控制方式包括数字调制方式差错控制通信方式同步方式的选择应按下列规定进行同一站内相距较近的设备间可采用基带传输相距很远的站点间通信应采用数字调制信号传输数字调制方式有振幅键控移频键控和差分移相键控方式超短波通信一般宜采用方式可根
21、据传输速率按照下列要求选择副载波频率传号或传号空号传号空号传号空号当数据传输速率为时副载波频率的允许偏差为速率为时允许偏差为卫星通信宜采用或调制方式对超短波通信和采用调制方式时射频调制频偏的允许偏差为在采用超短波通信方式的基本系统中中继站的中继方式有模拟包括音频中频和射频模拟中继数字再生码元或存贮再生中继两种线路余量较大干扰不甚严重的线路可采用模拟中继否则应使用数字再生中继方式数据的传输有异步和同步两种传输方式其通信方式有单工双工半双工三种在基本系统中可采用异步传输方式其通信方式的选择应根据信息量经费等条件确定为减少接收端出现错码的概率在数据传输中所采用的差错控制方法有检错和纠错两类可按系统的
22、性能要求和信道特性进行选择检错方法通常可采用数据重发反传校验以及按一定规则附加一些冗余码元将原来不相关的数据序列变换成相关的编码序列接收端进行反变换译码以发现或纠正错误如字符校验包括奇偶校验等比码汉明码校验等码组校验包括水平垂直奇偶校验群计数法和水平群计数法校验循环冗余校验等水文自动测报系统规范常用的纠错方法可采用数据重发或自动纠错可采用的自动纠错技术有前向纠错反馈重发和混合纠错为保证数据的可靠传输便于基本系统间的信息交换实现遥测设备标准化模块化通用化要求特对编码和超短波通信方式的数据传输编码格式的设计作以下规定编码基本系统中心站向系统外传输的水文参数及属性的编码均以十进制字符表示并按下列顺序
23、形成数据文件向外传送基本系统内中心站与遥测站间传输信息其内容和格式不受这一限制站号以五位十进制字符表示站号时间以十进制字符表示水文参数测量时间属性以两位十进制字符表示参数的类别参数以六位十进制字符表示参数的数值设备状态信息以位十进制字符表示电源状况故障等信息传感器进行信源编码时可采用格雷码带奇偶校验的二十进制码等比校验码或余三反射码信道编码应采用抗干扰编码以发现和纠正在传输中产生的错码数据终端设备如前置通信控制机与主机间的信息交换代码可采用码二进制码码等自报式系统的数据传输编码格式应采用固定帧长的结构并规定进行数据通信前先发长度可调的前导码并按先发高位后发低位字节的次序进行数据传送各个字节均按
24、异步传输定义即一位起始码后面位数据码最后一位终止码串行传送时先发起始位再发数据最后发终止位发送数据时先从低位开始依次送到高位自报式系统的数据传输格式应符合下列规定由遥测终端机自动完成采集和发送数据的基本格式如下所示每帧四个字节帧长位需要时也可以再扩充若干个字节用于扩充传送参数种类或加强校验能力地址高码地址低码特征数据码数据码地址码占用一二两个字节第一字节为高位地址的循环汉明码加上偶校验位简称码第二字节为低位地址的码特征码第三字节的高四位的特征码其定义为雨量参数水位参数人工置数组人工置数组其它参数的特征码自行定义数据码第三字节的低四位数据高四位与第四字节数据低八位共位按二进制构成数据码对应的十进
25、制数范围为人工置数发送数据的基本格式如下所示每帧个字节帧长位需要时也可以在后面扩充若干个字节用于扩充传送参数种类或加强校验能力水文自动测报系统规范地址高码地址低码特征时码时码分码数据一码数据二码数据三码地址码与特征码第一二字节为地址码第三字节高四位为特征码它们的码型和定义与自动发送的数据格式相同时间码第三字节低四位第四字节高二位是置入小时数的二进制码不用的高位补第四字节低六位是置入分钟数的二进制码数据码第五至第十字节是数据码用两个字节表示一个参数一帧内含三个人工置入的参数数据不足三个参数时未用的参数补四个进制数每一参数有四位十进制数高位在前低位在后由查询应答式系统的中心站发出的查询帧和遥测站的
26、应答帧应按下列格式所示的顺序和内容组成帧同步帧起始计数路由特性数据块帧校验帧同步或个字节的进制数帧起始进制数字符计数一般为个字节的进制数是从其本身开始直到帧校验结束的字节长度路由一般用个字节第一个字节是源发站站号末一个是目的站站号中间字节是传输中经过的中继站站号如无中继站该字节填特性用来表示本帧是查询帧还是应答帧一般查询的特性码为字符遥测站应答帧中的特性码为说明后面数据块中参数属性的特征码数据块的格式如下所示雨量水位人工置数未定义留作扩展用已定义的有雨量水位和人工置数三类参数用表示有此参数表示无此参数数据部分的格式和自报式系统的规定相同当中心站收到遥测站回送的每个数据邮包后在发送的查询帧中数据
27、块部分填入确认码码字符或否认码字符帧校验通常用循环冗余校验或校验和校验码占两个字节它的产生应从计数开始直到数据块结束的生成多项式是的生成多项式是校验和可以是单字节也可以扩展为两个字节如第一个校验和是所有奇数字节的模二加第二个校验和是所有偶数字节的模二加水文自动测报网设计水文自动测报网的设计主要是根据规划阶段提出的网络规模信息流向信息量节点的地理位置节点间信息交换的内容和频度等要求因地制宜地进行网络结构设计通信方式的选择和信道设计选定网络软件和数据传输规程把地区内或流域内的水文自动测报基本系统联接起来构成报送遥测数据和其它防汛信息的数据通信网络网络结构和信道的设计应按下列要求进行网络结构选择应根
28、据进网的各基本系统中心站即网络节点的地理位置数据流向数据共享要求数据处理的分工以及该地区可以利用的通信线路和地形条件分析后确定可供选择水文自动测报系统规范的网络结构有星形树形总线形网状结构等网络结构设计应按下列要求进行应优选已建的防汛专用通信网和邮电部门的公用数据交换网等现有信道组网如要新建联机信道则应在满足数据传输速率和可靠性的前提下按照所选网络结构选择通信方式进行信道设计组网信道干线和基本系统采用同一通信方式时应合理地进行频点分配避免各站间同频干扰和组合干扰采用不同通信方式时则应注意它们间的频道配置整个网络的结构信道和通信方式可以选择一种方式也可以采用多种方式组成网络的数据流向设计应在能满
29、足用户终端响应时间和信息吞吐量的要求和重要站点有备用信道的前提下进行当自动测报网内的各基本系统间需进行信息交换时一般应通过基本系统中心站的上级节点站转接不直接进行数据通信节点站的转接方式视需要转接的信息量和频度选用存贮转接或电路转接方式存贮转接方式由转接站先把数据收存下来再按收信站的要求以报文方式或分组方式把数据转送给收信站电路转接方式由转接站的交换机或计算机系统将要求通信的输入线主呼线与被呼叫的输出线接通在接通线路后交换机对双方的通信内容不再干预不改变其数据传输的速率码型和报文格式数据终端设备与数据通信设备间的接口标准可按照数据通信网或计算机网络的物理层协议选定当传输速率小于或等于时可采用标
30、准传输速率大于可采用非平衡电压数字接口电路电气性能或平衡型电压数字接口电路电气性能标准各中心站微机或前置通信控制机至少应配置三个串行通信接口一个用于收集基本系统内遥测数据另两个分别用于和基本系统处理机主机接口和干线接口第二第三接口必须在机械电气功能和主要规程方面都符合标准水文自动测报网的数据传输规程应根据数据传输方式从下列两种规程中选用面向字符型链路规程该规程适用于报文和分组报文传输方式它定义了十个传输控制字符如下所示构成基本型规程再扩充定义一些字符形成扩充型规程基本型规程适用于异步传输方式扩充型规程适用于同步和异步传输方式该规程通常采用水平垂直奇偶校验检错如每一个位的字符附加位组成奇偶校验字
31、符再将各字符按位相加组成一个称为校验的对位进行奇偶校验的字符本规范规定通信控制机中要装有按照面向字符型链路控制规程编制的通信软件并可通过接口进行数据异步传输其速率可在几档中选择名称序始文始文终送毕询问确认否认转义同步组终字符面向比特型链路控制规程适用于同步传输这类具体规程种类很多本规范推荐目前国际国内广泛采用适用于点对点和多点共享网络结构的高级链路控制规程该规程对传输速率没有限制具有较高的抗干扰能力更适用于中高速数据传输系统规程的基本传输格式如下所示水文自动测报系统规范标志地址控制信息帧校验标志标志序列用码表示它是一帧的起始和结束的标志也用作帧与帧间空闲期间的填充码组为解决两个标志间不允许有和
32、相同的位结构采用比特插入技术地址段一般为八位不够用时可对地址段扩展扩展地址段规定为当每位地址的低位为时表示该地址段结束为时该地址段未完待续命令帧中的地址段携带的是对方地址响应帧中的地址段携带的是当地地址控制段一般为八位不够用时该字段可扩充至位控制字段用于构成命令和响应便于对链路进行监视和控制控制字段内含发送序号接收序号以及作为探询询问或响应结束的位信息序列用于传输数据命令和响应帧中不含信息序列段信息序列的长度和码型在理论上没有限制但实际上受到的检错方法信道特性数据速率缓冲存储器容量和利用率数据的逻辑结构特征等具体条件的限制采用分组报文传输时每个信息段一般不超过一千个字节校验序列采用循环校验码其
33、生成多项式为无线电通信线路的设计水文自动测报系统进行数据传输的无线电通信线路可采用超短波短波微波卫星等多种通信方式本规范仅对超短波通信线路的设计作出具体规定系统的通信线路设计应按下列步骤进行设计前应首先确认可行性研究报告中有关使用要求组网方式线路容量工作频段与频率可靠性等规定以及中心站遥测站和初选的中继站位置的地理坐标站点位置调整的规定按照选定的站址进行图上作业绘制线路的路径剖面图选择组网方案进行频率分配和路径损耗计算现场查勘提出初步设计和线路测试计划以及调整个别站点位置的建议线路测试和测试成果的整理分析修改初步设计编制设计报告图上作业的工作内容包括在不小于比例尺的地形图上标出中心站遥测站中继
34、站的位置按照地形条件和数据流向等要求拟定组网方案确定每条线路的通信频率作出每条线路从发射点到接收点的路径剖面图为了考虑大气折射对电波传播的影响路径剖面图要绘制在按不同的等效地球半径系数值制定的专用坐标纸上通常可选用的标准折射根据各条线路的路径剖面图分析确定其电波传播机理如视距传输绕射散射反射等再依线路的传播机理选用相应的路径损耗模式和计算公式进行路径损耗计算完成图上作业后应组织建设单位当地水文站人员和通信线路设计人员一起进行现场查勘选择中继站位置为现场测试作好准备收集与建站有关的下述资料核对站点的位置和地理坐标水文自动测报系统规范了解各站点交通供电供水气象和生活条件以及与最近的居民点的距离了解
35、通信干扰情况如流域内有无雷达站电视差转台流域内已设电台情况等以及各站点近场阻挡和干扰的可能影响实地调查洪水台风雷电泥石流和塌方等自然灾害对站点安全可能形成的威胁提出应采取的防护措施现场测试主要是为了校对和修正路径损耗的计算成果对系统内的各条线路除长度短地形简单路径损耗小的线路外都要进行现场测试一般情况下要进行路径损耗干扰信号强度测试对地形复杂的线路还应进行不同天线挂高条件下的测试以了解地面波干涉影响还要进行中心站和中继站的背景干扰测试为留取干扰保护度提供依据为了解气象条件对电波传播的影响在条件允许时要在不同季节和昼夜进行现场抽样测试为留取衰落余量提供依据如有可能还应对一些有代表性的线路进行误码
36、率测试线路设计所依据的资料和要求应符合下列规定线路设计所依据的资料应包括线路剖面图及有关的气象资料路径损耗计算结果现场测试结果有关衰落和干扰方面的经验数据计划采用的通信设备的技术指标如发射机功率接收机灵敏度天线增益馈线损耗等线路设计的结果应在满足可行性研究报告所规定各项要求的条件下使信道误码率小于为此在设计中除要留出足够的衰落储备量和外噪声恶化量之外还必须有一定的电路余量以保证电路的可靠性一般情况下中继线路的电路余量为测站线路电路余量为留出足够的衰落储备防止因气候条件变化等原因造成信号衰落影响线路的可靠性对于应留出的衰落储备值由于各地的情况不同目前还难以精确计算只能依据经验和考虑当地等效地球半
37、径系数的全年变化粗略选定外部噪声与有用信号一起进入接收机使通信质量下降为此要留出一定的噪声恶化量以保证通信可靠外部噪声干扰的影响可以用接收机输出端信噪比降低来衡量当外部噪声干扰较大时等效噪声输入功率应经现场测试取得测量有困难时可根据经验选取根据设计结果拟定几种通信设备配置方案经过比较选出能满足预定要求投资少建设周期短的最佳方案无线电通信线路的设计报告应包括下列内容每条线路的路径剖面图每条线路路径损耗的计算值实测值和对比分析的说明每条线路的衰落余量及可靠性每条线路的外噪声恶化量遥测线路组网图网内各站点的工作频率分配各站点的通信设备配置各站点天线架设高度方位角及站距各条线路误码率估算线路设计成果必
38、须经过审定审定的标准是技术指标达到了可行性研究报告的要求具有好的性能价格比水文自动测报系统规范使用尽可能少的频率点对发展要求有所安排数据处理系统设计水文自动测报系统的数据处理包括接收本系统的遥测数据和以联机方式送来的水情电报外部系统的水文数据对收到的数据进行加工处理存贮编制水文图表以及进行预报调度作业向上级站和外系统发送数据等系统的数据处理由设在中心站的数据处理系统完成数据处理系统是用来完成中心站数据处理任务的应用软件和支持它运行的软硬件的总称数据处理系统设计应按照可行性研究报告的要求数据来源和数据量完成下列项目的设计根据系统的功能要求进行应用软件功能模块的划分完成逻辑结构和数据流程的设计根据
39、接收发送数据和通信方式的要求选择通信规程接口标准进行数据通信软件的设计显示和打印的水文图表的格式设计根据在线存贮的时限以及存放历史数据和基本资料的类别数量选择数据库管理系统进行数据文件结构设计确定计算机系统的性能要求拟定中心站计算机设备选型和外围设备的配置方案如有需要还应根据水文预报和水利调度任务所用的算法参数和数据以及作业流程进行预报调度方面应用软件的设计这项设计应由系统建设单位完成也可以由建设单位和承建单位共同完成基本系统中心站的数据处理系统应具有下列功能实时接收以联机方式进入中心站的原始数据经过检纠错加注时标后形成暂存文件这一功能可由前置机实现也可以用一台微机完成数据处理由中心站的计算机
40、系统中心计算机完成主要是对从前置机和其它系统提取和接收的原始数据进行分解检错换码分类超限判断等一系列处理后写入数据库信息查询管理人员和水情人员可以使用这一功能模块以交互方式查看所存水雨工情数据系统运行状况测站和系统的特征参数等进行时段径流量各类水文参数月年平均值最大最小值等特征数据的统计计算编制水文图表按照预定的项目和图表格式显示和打印各类水文数据的日报表测站分布图指定时段的雨量分布图各类水文参数的过程线图等数据库和数据库管理数据处理系统的数据库由水雨情数据系统和测站特征参数历史水雨情特征数据三类数据文件组成数据库管理程序应具有对数据图象文件进行安全性一致性和磁盘空间管理数据库的初始化文件转贮
41、与恢复的功能以及接收由键盘数字化仪等外围设备输入的数据图形并写入数据库的功能应具有方便和有选择地生成可读写的原始数据文件或时段数据文件的功能以满足用户直接使用数据库所存数据的要求如有需要在数据处理系统中可以设置下列扩展功能和上级中心站外部系统进行数据通信建立和管理历史水文数据基本资料等数据文件水文预报作业防洪供水发电等水利调度方案的计算和优选中心计算机的选择与配备应根据数据处理系统的任务在线存贮的数据量和存贮时限对计算机响应速度兼容性可扩展性以及支持汉字图形窗口能力的要求经费条件等按下列要求进行水文自动测报系统规范中心机可选用性能优良的小型机工作站或微机系统中心站主机应具有的基本性能是内存不小
42、于系统时钟频率大于硬磁盘容量大于中心机必须配有键盘显示器并行打印机还可以根据中心站的数据处理任务选配其它外部设备软件工具的选择应根据数据处理任务按下列要求进行操作系统可选用单用户单任务磁盘操作系统单用户多任务操作系统或高版本或多用户多任务操作系统程序设计语言可根据实际需要配置高级语言和编译程序解释程序编辑程序等基本系统可采用文件管理体系自行编制数据文件管理程序也可以选用适用的数据库管理系统图形工作量不大的系统可以使用程序设计语言实现图形文件的编辑和管理否则可选用符合标准的图形软件水文自动测报系统的设备传感器传感器包括编码器和显示部分的作用是感受被测量量并将该量值转换成增量式编码式模拟量式或数字
43、式等不同形式机械的或电信号的输出编码器是进行信息表示方式转换完成信源编码的部件系统选用的传感器必须是经过鉴定符合技术标准计量标准的正规产品其适用条件精度分辨力技术性能必须符合有关的水文测验国家标准行业标准的要求雨量传感器应满足的要求是雨量传感器适用的环境条件应符合表的规定表雨量传感器适用的环境条件表项目设备工作温度工作湿度相对温度温度传感器凝露显示记录器所采用的雨量传感器之技术参数应符合下列要求承雨器内径分辨力为四种以报汛为主的可使用测量误差准确度应符合的规定本规范推荐使用翻斗雨量计输出特征增量输出一般为一组或多组接点通断信号输出其接点允许承受的最大电压不小于允许通过电流不小于输出端绝缘电阻不
44、小于接触电阻不大于接点工作寿命应在次以上水文自动测报系统规范接点通断输出的传感器输出插座应使用当采用双翻斗雨量计时可以使用七芯插头座编码输出和其它输出当雨量传感器为编码输出时必须符合电平要求以高电平为状态测量范围编码可以是平行输出也可以是串行输出输出插头座型号座号定义应与水位传感器相同其它要求供电优选无功耗传感器需供电时应采用直流供电三个月的总耗电量应小于防堵塞传感器应有防堵防虫防尘措施在无人维护情况下至少能正常工作天防雷电传感器及输出信号传输线应有防雷电措施可靠性指标在满足仪器正常维护条件下应大于或等于小时水位计传感器应满足下列要求水位计适用的环境条件应符合表的规定表水位传感器适用环境条件表
45、项目设备传感器显示记录器工作温度工作湿度水流速度含沙量波浪幅度所使用的水位计传感器应符合下列要求测量分辨力测量范围一般为必要时可扩展为水位变率采用的分辨力允许的水位变率为采用分辨力时允许变率为测量误差准确度当分辨力为时变幅内测点的允许误差为测点的允许误差为分辨力为时室内测试的最大允许误差应为本规范推荐使用分辨力为的浮子式水位传感器当无条件建自计井时可采用经过鉴定合格的压力式水位计或超声波水位计输出特征增量输出可以是接点通断也可以是电平输出接点通断输出其允许承受最大电压不小于电流不小于输出端绝缘电阻不小于导通电阻不大于电平输出其高低电平值应符合电平增量输出的传感器输出插座型号为编码输出编码可以是
46、平行输出或串行输出其误码率应小于以室内测试为准平行输出推荐使用的编码为码余三反射码或格雷码输出电平符合电平其中高电平为低电平为其输出插座型号为串行编码输出的传感器输出插座型号为此外还可采用编码输出与增量输出相接合的输出方式其他要求供电应尽量采用直流供电静态电流宜小于防雷电传感器及其输出信号线应有防雷电措施波浪抑制传感器的输出应稳定必要时应增设波浪抑制措施可靠性指标在满足仪器正常维护条件下合格品的应大于小时闸位传感器应满足的要求是水文自动测报系统规范闸位即闸门开启高度以闸底为基准闸门上提的垂直高度为闸位弧形闸门的闸位也是将闸门位移换算后求得的垂直高度闸位传感器的环境条件精度输出接口要求等均可按对
47、水位传感器的要求执行其它传感器泛指用于进行流量含沙量蒸发量降雪量土壤含水量风向风力气温湿度等水文气象参数测量的传感器以及水质监测设备对它们的要求是各传感器主要技术指标应符合相应的行业标准或国家标准工作环境应根据其使用环境按环境试验分类分组条件考核机械结构除必要的感应部分外机箱应具有防潮防砂尘防霉防盐雾防雨水的结构或措施供电应以直流供电为主优选太阳能浮充电池供电若必须使用交流电源当电压波动在以内时应能正常工作防雷电干扰传感器及其信号传输线应具有抗雷电防干扰措施可靠性指标在满足仪器正常维护条件下应大于小时传感器的输出插头座型号与座号定义如无特殊要求应与雨量水位传感器的插头座相同通信设备通信设备包括
48、调制解调器收发信机天馈线三种设备调制器的作用是用数字信号调制副载波信号然后再用它输出的已调副载波调制发信机的载波信号完成数据发送也可以用数字信号对发信机载波直接进行调制解调器则是从收信机收到的信号中恢复出数字信号采用超短波传输数据通常采用移频键控制式的调制解调器其主要技术指标应符合下列要求在误码率时不同传输速率的解调器输入信噪比应符合下列规定数据传输速率输入信噪比大于或等于输入信噪比大于或等于输入信噪比大于或等于应按本规范的规定选择副载波频率调制解调器和收发信机连接时模拟接口输入和输出阻抗电平应满足设备的接口要求其数字接口应符合串行数字通信接口标准调制解调器的功耗应尽可能的小由于目前尚无适用的
49、无线数传收发信机超短波数据传输主要是用模拟收发信机配上合适的调制解调器组成收发信机的技术指标应不低于国家系列超短波收发信机的技术指标并从以下三方面检查所选设备能否满足使用要求综合技术性能包括工作方式使用频率调制方式天线连接端特性阻抗适用的温度范围平均无故障工作时间等发信机技术性能包括输出功率调制灵敏度调制频偏和调制失真邻道发射功率杂波发射功率及发射功率建立时间接收机技术性能包括灵敏度接收带宽相邻信道选择性音频输出谐波失真互调抗干扰性和寄生响应抗扰性守候功耗和接收建立时间通常使用的天线有全向天线和定向天线推荐按下列指标进行天线的选择水文自动测报系统规范增益全向天线定向天线单付输入阻抗电压驻波比天线和阻抗电缆连接时其电压驻波比应等于带宽所用天线带宽应覆盖所用收发信机工作频率范围应满足的要求是单频收发信机异频收发信机为收发信机频率极化水文自动测报系统使用的天线有垂直极化和水平极化两种组网简单可使用单一极化方式组网复杂时应考虑极化隔离即相邻天线用不同极化形式的天线以减少相互影响方向由于中心站和中继站周围各遥测站所构成的扇形角不同需要考虑中心站和中继站天线的方向当扇形角较大时应选用全向天线否则可使用能覆盖
