交通预警技术方案实施草案111.docx

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交通预警技术方案实施草案111

技术方案实施草案

1.水雨情监测站点

1.1.自动水位站

1.1.1.基本要求

1）自动水位站自动采集水位信息，水位传感器安装在现场塔杆上距最低水面不超过15m，太阳能电池板安装现场基座上面，与地面的仰角在30°～45°之间，防止地面雨水溅脏太阳能板的迎光面而影响太阳能板的效率。

其它设备集成安装在基座防盗箱内中，（其安装示意参见图1-1）。

雨量传感器

通讯终端

水位传感器

图1-1自动水位站系统集成示意图

2）自动完成水位信息的采集、存储，并按规定机制传送至信息接收中心站。

3）以GPRS/3G为基本数据通讯主信道，卫星通讯为备用信道，当主信道通讯失败时可自动切换到备用信道。

4）系统具备召测功能，遥测站能接受中心站的召测（查询）指令，根据指令要求发送当前数据或历史数据。

5）能将测量的数据在本地显示出来，方便现场工作人员查看和校正。

6）具有带时标本地存储功能，存储容量应满足1年以上长期存储的需要。

能本地下载和在信道条件许可情况下远程下载已存数据，数据下载后生成的格式要求符合水文资料整编规范要求的格式。

7）水雨情信息采集、存储与发送段次、水位站的站号等参数可用计算机或人工置数器连接进行本地设置。

也可以远程设置和修改。

8）遥测站设备可通过中心站远程自动校时。

9）具有良好的电源管理和通信管理功能，具有运行工况信息自动检测和发送功能，具备运行异常诊测并自动恢复的功能。

10）系统设备的平均无故障时间，数据传输可靠性与误码率，备用措施等主要性能指标必须符合《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003）的要求。

11）设备具有较方便的可互换性与可维护性。

12）现场防雨防盗机箱必须提供设备（模块）连接框图，并标注主要检修、检测点及接插座的静态和在线电气指标。

1.1.2.设备主要技术指标

1.1.2.1.水位传感器

水位传感器技术指标要求如下：

1）测量范围：

0～15m（要求保证精度，实际反射面良好）

2）精度：

空气中满量程±0.2%

3）分辨力：

1cm

4）初始化时间：

不大于20s

5）频率：

40khz

6）脉冲率：

10次/s

7）声束角：

7°

8）盲区距离：

0.50m

9）显示类型：

宽视角点阵LCD

10）显示单位：

mm/cm可选

11）电源电压：

10-16V

12）功耗：

不大于0.3W

13）最大环路阻抗：

500Ω（4-20mA方式）

14）信号输出：

标配485信号，4-20mA/20-4mA（可选）

15）报警输出：

音响或继电器触点（DC12V1A）

16）传输距离：

1000m

17）标定：

用户按键

18）失效诊断：

无信号/恢复到22mA（4-20mA输出）或65.535（485输出）

19）温度范围：

-30℃--+60℃，95%RAH

20）温度补偿：

在全量程内自动

21）防水级别：

不低于IP65

22）外壳材料：

ABS

23）安装管径：

无管安装，或内径大于100mmPVC管材

24）消浪功能

1.1.2.2.数据采集终端

数据采集终端对现场水位信息进行自动采集。

数据采集终端技术指标要求如下：

1）接口数量和类型：

1个脉冲量和64个485数字量；可接模拟量、振弦量、差阻值、差压值、格雷码、232等进行组网监测

2）输出间隔：

1-24小时定时输出和变化率输出可设置

3）工作体制：

自报、应答和查询确认全兼容

4）功耗：

值守≤0.3mA；工作≤20mA

5）显示界面：

≥128×64点阵液晶，≥8×4汉字

6）工作环境：

温度：

－25℃～65℃；湿度85%

7）具备参数远程修改功能

8）支持卫星、GPRS短信、超短波通讯方式

1.1.2.3.数据传输模块（GPRS）

GPRS通讯模块技术指标要求如下：

1）工业化GPRS/GSM标准模块，通过RS-232C与RTU连接；

2）工作频段:

900、1800和1900MHz；

3）支持GPRSClass10/ClassB；

4）支持GSMphase2/2+；

5）支持中文、英文短消息

6）控制：

AT指令直接控制；

7）接收灵敏度:

-104dbm

8）输出功率：

EGSM900时，2W；GSM1800、GSM1900时，1W；

9）语音和数据传输功能；

10）RS-232串行数据接口；

11）串口速率1200～115200bps可选；

12）支持短信的双向收发功能；

13）短信收发最大长度：

≥70个汉字或≥140个ASCII字符；

14）支持掉电工作模式；

15）可控电源开关：

通过接口控制线控制电源开/关，便于RTU控制其运行，以适合节电运行需要；

16）供电电源电压范围:

DC6V～DC24V

17）工作电流:

待机时电流:

＜20mA,睡眠模式：

＜8mA；发射时峰值电流:

＜240mA;（12V供电测试环境）

18）内置射频模块监测电路：

内置射频模块检测电路，检测模块运行状态，射频模块出现异常时自动复位；

19）外部复位：

应用层复位与内部“看门狗”功能双重备份，提高可靠性；

20）串口控制复位：

通过RS-232C控制信号复位MODEM时，对数据通讯没有影响；

21）可靠性：

平均无故障工作时间≥25000h；

22）环境条件：

工作温度-10℃～45℃，工作湿度≤95%（40℃）。

1.1.2.4.原装密封免维护蓄电池

遥测站全部采用太阳能板浮充免维护蓄电池供电。

包括：

蓄电池、太阳能电池板、充电控制器等。

蓄电池要求：

采用阀控式铅酸免维护蓄电池，额定电压12伏，其容量应按各遥测站中可能最大功耗站为标准（数据发送频次按最高计算），蓄电池在已经充满条件下保证为设备提供30天的电能消耗，并有最少30%的余量条件为容量配置蓄电池的最小安时数。

本文件规定的蓄电池规格容量为建议指标和最低要求，如达不到本条上述性能要求则应适当加大，直至达到本要求。

1.1.2.5.优质太阳能电池（含支架和充电控制器）

太阳能电池板要求：

选用单晶硅材料的高效电池，额定电压应于系统匹配，其功率则是，在电池蓄能仅余30%并系统正常运行情况下，太阳能电池能在24小时有效充电时间内使蓄电池达90％以上容量计算。

充电控制器：

具有自身功耗小，充电控制效率高，有防反充、防过充功能，能满足最大充电电流需要。

本文件规定的太阳能电池规格容量为建议指标和最低要求，如达不到本条上述性能要求则应适当加大，直至达到本要求。

1.1.2.6.野外露天设备避雷

1）防直击雷措施

自动雨量站应安装避雷针，以防直击雷对仪器箱、天线、太阳能电池板等各种仪器、设备的损坏。

2）防雷电波侵入措施

遥测站设备的所有进出引线，必须设计足够的屏蔽、保护措施。

3）接地体

每个站点都必须设置设备接地体。

未安装避雷针的站点，其接地体用于设备屏蔽及保护接地。

当有避雷针时，接地体采用非闭合方式埋设。

4）接地电阻

各自动雨量站的接地电阻不大于10Ω。

自动雨量站均应敷设避雷和设备接地地网。

本系统采取共有接地方式，将地网两端分别引至避雷针接地和设备接地连接处。

1.1.2.7.防雨防盗机箱

设备机箱具有密封、防水、防尘、防盗、防锈蚀、抗电磁干扰等特点。

箱体结构简单、坚固、尺寸合理，可方便于野外安装或与一体化机架配合安装。

1）材料要求

设备箱体要求采用不锈钢或其他耐腐金属材料。

当采用其他非不锈钢金属材料时，箱体表面应做防腐处理并喷塑。

箱体壁厚度、材料应满足一定的强度要求，当箱体材料为不锈钢时，厚度δ不小于1.5mm，当箱体材料为其他耐腐金属材料时，其厚度按照与采用1.5mm不锈钢时的强度相对应的厚度。

2）工艺要求

机箱外型设计应美观、大方，外形比例应协调；

箱体为焊接件，焊接处应牢靠，不能有夹渣、气孔等缺陷，外观无疤痕和敲打痕迹。

表面应有一定的圆度、平行度、平面度、光洁度；

3）电气特性

自动雨量水位站的雨量、水位传感器、太阳能电池板、通讯天线等应置于机箱外，其他电气部件应安装于机箱内。

箱体内的电源电缆、传感电缆、天线电缆、设备接地电缆分类布设，且应避免相互干扰。

箱体内模块或部件安装应符合规范，布局紧凑合理，在满足安装检修方便的前提下，可分层安装。

各设备与模块间的外部线路应采用线槽固定，线路色标应区分明显且符合规范；线路插座应具备防误插接能力；蓄电池与其他模块或部件应有一定的间隔空间，有防止蓄电池意外短路、蓄电池电源连接桩腐蚀氧化、蓄电池排放气体腐蚀其他模块或部件的措施。

设备的外部连接件具有防错接、防反接的能力。

1.1.2.8.一体化机架

一体化机架用于安装自动水位、雨量站设备。

一体化机架由金属加工制作，要求其结构合理、安置牢固、耐腐蚀。

机架上应能安装雨量、水位传感器、太阳能电池、通讯天线、野外设备机箱等，机架上各设备的安装点位应布局合理，且在水平和垂直方向具备一定的调节能力，避免安置的设备间相互遮挡或干扰。

1）材料要求

采用不锈钢或其他耐腐蚀金属材料。

当采用其他非不锈钢金属材料时，机架表面应做防腐处理并喷塑。

材料类型和壁厚度应满足设备安装和运行的强度要求。

2）工艺要求

一体化机架外型设计应美观、大方，外形比例应协调，表面光洁，焊接处应牢靠，不能有夹渣、气孔等缺陷，外观无疤痕和敲打痕迹。

3）电气特性

一体化机架上安装的所有设备应形成等电位体，通过机架连接到保护接地网。

1.1.3.设备运行环境要求

本项目所需设备要求具有很好的环境适应性，能在一定温湿度变化环境下稳定运行。

1）海拔高度：

<3000m

2）极端最高环境温度：

50℃

3）极端最低环境温度：

-10℃

4）最大相对湿度：

99%（无凝结）

5）地震烈度：

7度

6）最大1h暴雨量：

123.8mm

7）年平均日照时数：

867~1210.6h

1.1.4.安装技术要求

1）自动水位站安装条件符合《水位观测规范》要求，尽可能安装在周边电磁干扰较小，移动手机信号覆盖强度好的环境中，且具有一定的雷电防护能力。

2）自动水位站设备的太阳能电池板、通信机天线等信号、电（馈）线均要求不外露，采取外套防腐金属管（或不锈钢软管）防护和屏蔽保护，金属管切口处须打磨光滑，以免在穿管时割伤电缆。

室内仪器机柜、线缆外套金属管必须与设备接地体良好连接形成等电位体。

3）水位计安装完成后必须对水位计输出数据与人工观测水位进行比对。

以人工水位为依据进行水位计设置。

4）直立式水尺安装布设：

最低：

低于历史最低水位0.5m以下；

最高：

高于历史最高水位1m以上；

位置：

垂直于水平面安装。

排列：

与测井进水口在同一断面线上，沿上下游偏离不得大于1m;

尺面：

尺面向内，与水流方向平行；

走向：

与河水流向垂直；

衔接：

尺与尺之间应有不少于0.1～0.2m的衔接段；

编号：

各水尺《水位观测标准》（GBJ138-90）要求从最高处到低处，给每支水尺编号（P1、P2、P3、P4……）。

5）高程确定：

当水尺安装完成后，应对断面上所有水尺进行高程测量，确定其水尺的零点高程。

测验方法与精度要求应满足《水位观测标准》（GBJ138-90）要求。

新设水尺高程测量应不少于3次。

6）水准点安装与测定：

设在历史最高水位以上，地表稳定、便于引测和保护的地点。

一个水位站应在不同位置设三处水准点。

按《水位观测标准》（GBJ138-90）安装。

1.2.自动雨量站

1.2.1.基本要求

自动雨量站的基本要求如下：

1）自动完成雨量要素的采集和在数据采集器内的存储，并按规定机制传送至信息接收中心站。

2）GPRS为基本数据通讯主信道。

3）系统具备召测功能，遥测站能接受中心站的召测（查询）指令，根据指令要求发送当前数据或历史数据。

4）能将测量的数据在本地显示出来，方便现场工作人员查看和校正。

5）具有带时标本地存储功能，存储容量应满足1年以上长期存储的需要。

能本地下载和在信道条件许可情况下远程下载已存数据，数据下载后生成的格式要求符合水文资料整编规范要求的格式。

6）雨情信息采集、存储与发送段次、雨量站的站号等参数可用计算机或人工置数器连接进行本地设置。

也可以远程设置和修改。

7）遥测站设备可通过中心站远程自动校时。

8）具有良好的电源管理和通信管理功能，具有运行工况信息自动检测和发送功能，具备运行异常诊测并自动恢复的功能。

9）系统设备的平均无故障时间，数据传输可靠性与误码率，备用措施等主要性能指标必须符合《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003）的要求。

10）设备具有较方便的可互换性与可维护性。

11）一体化箱体内必须提供设备（模块）连接框图，并标注主要检修、检测点及接插座的静态和在线电气指标。

1.2.2.设备及设施配置

自动雨量站集成如图1-2所示。

图1-2自动雨量监测站系统集成示意图

1.2.3.设备主要技术指标及资质要求

1.2.3.1.翻斗式雨量传感器

雨量传感器是一种水文、气象观测仪器，用以感知自然界降雨量，同时将其转换为开关信息量输出，以满足信息传输、处理、记录和显示的需要。

翻斗式雨量传感器，其技术指标要求如下：

1）承水口内径：

Φ200＋0.6mm；

2）刃口角度：

45°～50°；

3）雨强测量范围：

0.01～6mm/min；

4）分辨率：

0.1，0.2，0.5，1.0mm可选；

5）测量误差（准确度）：

≤±2％（在0.01～6mm/min雨强范围）；

6）输出信号方式：

继电器——接点通断信号；

7）开关接点容量：

ＤＣV≤15V，I≤300mA；

8）接点工作次数：

≥1×107次；

9）环境温度：

-10～+50℃；

10）环境湿度：

≤98%RH（40℃凝露）；

11）平均无故障工作时间：

≥25000h

1.2.3.2.数据采集终端

与自动水位站的数据采集终端同一技术要求。

1.2.3.3.数据传输模块（GPRS）

与自动水位站的数据传输模块板同一技术要求。

1.2.3.4.原装密封免维护蓄电池

与自动水位站的蓄电池同一技术要求。

1.2.3.5.优质太阳能电池（含支架和充电控制器）

与自动水位站的太阳能电池板同一技术要求。

1.2.3.6.野外露天设备避雷

与自动水位站的野外露天设备避雷同一技术要求。

1.2.3.7.防雨防盗机箱

与自动水位站的防雨防盗机箱同一技术要求。

1.2.3.8.遥测设备安装基座

与自动水位站的遥测设备安装基座同一技术要求。

1.2.4.设备运行环境要求

本项目所需设备要求具有很好的环境适应性，能在一定温湿度变化环境下稳定运行。

1）海拔高度：

<3000m

2）极端最高环境温度：

50℃

3）极端最低环境温度：

-10℃

4）最大相对湿度：

99%（无凝结）

5）地震烈度：

7度

6）最大1h暴雨量：

123.8mm

7）年平均日照时数：

867~1210.6h

1.2.5.安装技术要求

1）一体化自动雨量站安装条件符合《降水观测规范》要求，尽可能安装在周边电磁干扰较小的环境中，且具有一定的雷电防护能力。

2）一体化自动雨量站设备的雨量传感器、太阳能电池板、通信机天线等信号、电（馈）线均要求不外露，采取外套防腐金属管（或不锈钢软管）防护和屏蔽保护，金属管切口处须打磨光滑，以免在穿管时割伤电缆。

3）翻斗雨量传感器在按安装说明书进行安装完成后，必须作注水滴定试验，确保计量精度达标。

现场调试时应使用量杯进行3次人工注水试验（每次注水10mm，5至10分钟内均匀注完水量），并观测仪器记数是否与所注入水量一致（为保证数据的精度，可以采用医用输液器点注观察）。

测试误差在±0.2mm/10mm（半斗左右），超过误差应进行调整。