水资源感知系统建设方案Word文档下载推荐.docx

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根据水资源环境建模对数据的需求部署无线传感器网络及节点，收集监测数据，以PC机和工作站为基础，通过组建网络来构成实用的水资源监控系统平台，对监测数据进行存储、处理和挖掘、验证模型，对数据挖掘的结果进行水资源的预测分析。

系统具有开放性、互操作性、分散性、网络化和智慧化的特点。

网络的节点上不仅有计算机、工作站，还有智能测控仪器仪表。

系统主要包括：

客户端系统监控台、web层、业务逻辑层、组态信息系统层、专家诊断层、图形处理层、有线/无线通信层等。

系统平台共享信息资源，经过数据汇总、数据处理、数据分析等形成各种报表及曲线，通过预测分析水资源的变化趋势，进一步优化水资源调度，提高用水效率、节约能耗，为水资源管理部门提供支持。

1.4系统组成

1.4.1水资源环境监测网络

由远程控测中心、传感节点、汇聚节点和通信网络组成。

分布在待监测水域的数量众多的数据传感节点动态的组成监测网络，每个节点采集的水参数（如PH值、溶氧量、电导率和温度等）可根据实际情况灵活配置，对采集数据进行存储或打包路由至汇聚节点，汇聚节点再将来自监测节点的数据通过通信网络传输至远程监测中心。

水资源环境监测网络结构

1.4.2监控中心

监控数据服务器主要负责系统所有数据的采集和处理；

数据库服务器和磁盘阵列负责数据的存储和共享；

Web服务器负责系统的Web发布和浏览功能；

应用服务器负责系统的其他应用服务（系统的数据分析、OA服务等）；

GIS服务器负责地理信息系统的管理及浏览功能。

水资源采集主要通过水质传感器和智能测点来完成。

各地区监测站会采集流量，水样等进行参数分析，并通过网络传送到监控数据服务器，从而实现网络数据共享。

系统采用了空间Web五福技术实现了地理信息系统向地理信息服务的发展，解决了制约地理控件数据共享利用的问题。

所谓控件Web服务，即在控件信息服务中引入Web服务技术，空间Web服务保证了控件信息操作的平台无关性，又与其他应用系统资源融合，最大程度的利用现有资源。

其核心内容是通过Web服务与GIS功能相结合，以服务的方式在网上发布，实现异构地理控件信息的共享与互操作。

空间Web服务提供资源目录、空间数据和功能一系列服务接口，各类业务应用系统通过服务接口与其专业应用系统集成，实现基于控件数据的查询、定位、分析等信息发布及辅助决策功能。

1.4.3传感节点

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的3大支柱。

从仿生学观点来看，如果吧通信信息看成传感信息的“神经系统”，把计算机看成处理和识别信息的“大脑”的话，那么传感器就是“感觉器官”，3者的有机结合，就可以实现类似于人的各种智能特性。

作为水资源感知系统的主要组成部分的网络节点首先应该是一个传感器，目前无线传感器大部分应用在简单的信息获取上，只能获取水量、水位及少量水质指标，然而这些信息无法刻画丰富多彩的水世界。

为了既能获取标量信息，又能获取视频、音频和图像等矢量信息的无线多媒体传感器网络将会应运而生。

作为一种全新的信息获取和处理技术，无线多媒体传感器网络更多的关注于各种各样信息的采集和处理，利用压缩、识别、融合和重建等多种方法来处理收集到的各种信息，以满足多样化的应用的需求。

传感节点负责实现对水资源参数的采集、处理和传输。

其功能包括：

1）采集相关水资源监测数据（如水温、PH值等）

2）存储相关数据

3）接收和执行上层命令（如采集、传输命令）

4）组建无线传感网络。

监测节点在硬件上包含处理器模块、射频模块、电源模块和传感器模块，为了适应监测环境，电源可采用太阳能

1.4.4通讯网络

兼容多种通信模式，如无线专网、GPRS/CDMA/3G/、光纤网及卫星网等，通过物联网通信技术，实现各种应用网络的互联互通，真正组成一个可连接各种感知终端的有机通信网络平台。

1.4.5主要功能

（1）功能模块化设计，支持国家、省、市、区县多级管理模式，满足不同客户需求；

（2）支持GIS地理信息系统；

（3）支持远程人机界面自由组态；

（4）C/S人机界面方式；

（5）B/S人机界面方式。

通过此方式，用户不在受到地域的限制，只要系统开放了足够的权限，用户不管在世界各地，只要有互联网的地方就可以远程通过移动PC、手机或者移动设备等现代化终端设备接入系统，进行相关的系统操作；

（6）两种客户端的用户操作界面对于用户来说都是全开放的，用户可以根据实际的需要自行设计出有独特风格的控制平台；

（7）无处不在的远程控制功能；

（8）监控系统平台软件根据系统需要组态各种控制参数，对现场设备直接进行远程孔子。

由于系统支持Web的IE操作方式，用户利用物联网终端不仅在调度中心，而且可以不受地域简直的通过互联网/无线网络远程操作监控平台，实现设备的远程控制，查询水量、水质、设备状态、供电状态灯水资源数据；

（9）有线/无线多种通信方式及视频嵌入技术；

（10）系统具有多种有线/无线通信方式，不但能够精准的实现数据监控，更能实现声频、视频以及数字信息的全方位实时监控。

数据采集功能是物联网工业监控系统平台软件模拟现场画面、分析现场数据的基础。

本软件是通过数据采集模块完成数据采集功能，并利用了Windows系统多线程的特点，应用高效的数据通讯方式，通过计算机的RS-232串行口或TCP端口进行数据采集。

同时支持目前国内各大通信运营商的无线公网通信方式，因此在常规的数字通信监测的基础之上全面支持视频监控功能；

（11）多种权限管理，根据操作者级别不同，系统授予不同的权限；

（12）系统支持主从方式和主动上报方式，上报时间间隔可设置；

（13）中心数据库可存储所有检测数据、报警数据、操作数据、检测站点信息以及设备信息等；

（14）数据补录功能。

此功能是一般监控软件所没有的功能，对于应用系统由于掉电、通信质量差、系统维护等原因而导致中心历史数据不全的情况，可以使用此功能将丢失的数据补调回到中心数据库；

（15）系统支持设备管理、收费管理、设备参数远程设置；

（16）数据交互功能。

软件可以同第三方应用软件数据交换，本系统软件具备了第三方软件接口，便于用户挂接第三方应用程序，用户可以通过软件中的OPC、SQL等标准数据接口完成数据交换过程，任何一个支持这些标准接口的第三方软件都可以与本系统实现数据交换。

OPC标准接口，不但可以作为实时数据服务器向第三方支持OPC标准的系统提供精确的实时监测数据，还可以作为客户端接口从第三方的OPC服务器取得实时数据，实现现场监测；

（17）报警功能。

通过此功能，用户可以对各种参数进行上限、下限、差值等的数据范围进行报警，各种报警信息可以分别通过声、光和短信多种方式进行；

（18）报表功能。

软件是通过报表模块来完成报表功能的，软件的报表全部采用MicrosoftExcel单元格的报表，可以完成日报表、月报表、年报表的自动生成与打印；

（19）系统支持生成历史数据曲线；

（20）系统支持UDP、TCP/IP通信协议。

1.5水资源信息管理子系统

1.5.1概述

不同用户对水资源信息管理系统的要求不同，因此对信息的需求也不相同。

通常，系统所包含的信息根据系统建设目的，系统服务对象等不同而有所差异。

通常，根据信息存储格式，可将系统信息分为图件信息、文本信息和数据信息三种类型；

根据信息内容，又可将水资源信息管理系统所需信息分为自然地理信息、社会经济信息、水资源信息、生态环境信息等类型。

（1）地理信息

地理信息通常指与水资源相关的自然地理信息，如水资源分区状况、河流形状、河流位置、河流长度、水库形状、水库位置等，这些信息通常为图件形式信息。

（2）社会经济信息

社会经济信息通常包括人口信息、各种经济社会指标信息等。

多为具有水资源开发利用评价功能的系统服务。

（3）水资源信息

水资源信息通常包括大气降水信息、地表水信息、地下水信息及水资源工程信息等。

地表水信息通常包括河流流量信息，河流水质信息，水文监测信息，排污口监测信息，地表水资源量、利用量信息等；

地下水信息通常包括各种监测井监测信息，地下水水质信息，开采井信息，地下水资源量、利用量信息等；

水资源工程信息通常包括堤坝、河段、水库、水闸信息，地下水库信息等。

（4）生态环境信息

生态环境信息主要包括地面沉降信息、污染河流信息、降落漏斗信息、海水入侵信息、荒漠化信息等。

这些信息主要为防止和控制不良地质现象服务。

1.5.2系统结构设计

在水资源信息管理系统的设计过程中，首先对系统所管理的各种内容进行分类。

根据系统的内容不同可将水资源系统分为监测信息接收，运行监视预警和系统分析。

1.5.3系统功能设计

水资源信息管理系统通常具有如下功能：

系统安全保护功能，包括用户身份识别，传输数据的加密等；

数据库信息的管理，包括数据的导入、导出、修改、查询检索、统计分析、报表生成、监控预警等；

专题管理，包括水资源评价、水质综合评价、专题图制作等。

该系统同时结合了GIS进行开发，包括图形的放大、缩小、鹰眼灯功能，图文互查功能等。

水资源管理系统效果图

可以实时掌握个地方水资源的利用情况，从宏观上掌握本地区的用资源利用情况，合理进行水资源配置管理与监控。

功能介绍：

实时监控，负责对各地区水资源测控设备进行实时数据的采集和主动上报数据的处理业务管理，负责对取水许可、取水计划、征费管理、水资源年报公报等业务进行管理；

GIS信息展示，主要负责对雨情。

水情等或测控站进行GIS展示，同事显示实时监控信息；

决策支持，主要对于水资源的数量。

质量进行实时评价、实时预报和实时管理

系统管理，负责对系统的用户、角色及权限进行管理以及进行系统的维护。

1.6水资源业务管理子系统

1.6.1概述

水资源业务管理应服务与供水管理、用水管理、水资源保护管理、水资源调配管理、水资源信息服务和应急管理等各项目日常业务处理。

根据水资源管理业务特点，把水资源管理业务中的经常性工作计算机化，辅助工作人员处理日常事务，提高工作效率，实现水资源管理日常业务的信息化管理。

子系统配合水资源感知系统应实现水资源业务处理过程的电子化、网络化，并具有快速汇总、准确统计、科学分析、便捷查询、及时上报等功能，以提高业务人员工作效率，构建协同工作的环境，逐步实现水资源一体化管理。

1.6.2系统构架

根据水资源业务管理系统的功能需求，系统包括供水管理、用水管理、排水管理、保护管理、调配管理、统计管理等业务。

1.6.3功能设计

供水管理：

供水管理是对蓄水、引水、提水、调水和地下水取水工程等的管理，包括掌握已建供水工程基本信息，供水单位信息，新建供水工程的申请和审批，供水工程开发利用综合评价等。

（1）排污口管理

掌握排污口基本信息，开展排污口设置审批及入河排污动态监督管理等。

（2）水资源调配管理

水资源调配决策支持系统以基础信息资源整合为基础，以计算机网络系统为依托，以政策法规与安全体系为保障，充分利用数据库、GIS、遥感、GPS、远程监控、通信等信息化技术手段，为水资源管理和决策提供强有力的支持。

由供水调度、决策会商、方案后评估等功能子系统组成。

系统主要功能是完成水资源实时评价、实时预报，制定各类水资源工程供水调度方案，以及对实施方案效果进行后评价，为水资源优化配置和调度管理提供全面的决策支持。

（3）水资源统计管理

水资源信息统计与发布功能包括信息统计管理、信息发布管理等功能。

信息统计是指水资源管理业务中各级水行政部门完成的各种统计工作，包括水资源管理年报、水务管理年报、水资源论证报告审查情况季报及年报等。

通过系统实现辅助本级报表的生成、完成对下级水行政主管部门报送报表的自动汇总、向上级水行政主管部门的自动报送。

信息发布是指向社会发布的公报、通报及水利系统内部的工作简报等，包括水资源公报、地下水通报、饮用水水源地水质旬报、水功能区质量状况通报、水资源简报等。

通过系统实现对各种公报、通报中基础数据的上报、汇总、整理，完成公报、通报的编辑；

完成内部工作简报的自动上报与下发。

（4）智能管理功能

以水资源感知网络为核心，利用GIS的空间分析功能与一些列水资源相关数学模型，对水资源开发、利用、保护和管理的各种方案进行模拟和分析，并在可视化环境条件下，为水资源动态管理提供有力的决策支持，对水资源业务管理实现“描述的全息化，过程的可视化和决策的科学化”。