智慧水库水位库容监测系统解决方案

一、方案背景

随着国民经济的迅猛发展，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。几十年来，水利部门始终把防汛抗旱作为头等大事，根据去年汛后的防汛工作，深入做一些分析，结合今年的疫情情况我们进一步地反思，有几个方面影响特别大：一是超标洪水，就是现有的水工程防不住的洪水；二是水库，就是因为工作不到位造成失事；三是山洪灾害。这三个方面，一个是防起来特别难，更重要的是有可能造成重大的伤亡。

据国家水利部门最新统计，我国的水库现在一共有98000余座，其中有94000多座是小型水库，这里有一部分还存在病险，这些水库当中的病险水库不能按照原来的设计能力来防洪和挡水，起到原来应有的作用。智慧水库水位库容监测系统解决方案基于物联网、大数据等技术，通过构建水库中心计算机监控系统，通过对水库中水位、流量及雨量等库容信息的自动监控并将采集的信息上传至监控中心，监测中心通过数字与图像的双重判断，避免对现场的误判，另一方面监控中心平台通过实时显示现场水库的基本情况，并对数据进行分析处理。

二、系统组成

智慧水库水位库容监测系统基于开放式网络架构，整体分为四层架构，依次为末端设备层、网络传输层、系统应用层和终端策略层。利用物联网、智能等技术，对水库的库容信息实时在线管理，视频监控设备用于上传监测站的图像，管理人员可通过大屏即可查看水库的相关情况。

远端设备层：作为智慧水库水位监控系统的核心载体，通过数据通信采集设备对水库的水位、流量、流速、雨量、泥沙、水库水质等水文数据进行远程数据采集，将实时数据上报至管理平台。

网络传输层：由专用DTU与电信公网组成，主要的功能是实时读取处理各类传感器的数据，并通过4/5G、NB-IoT或北斗卫星等方式发送至系统平台。

系统应用层：云端综合数据处理平台通过对水位、流量等数据分析，计算出水库的容量值，便于管理员及时掌握水库的承受情况。

终端策略层：通过以上三层架构对数据的分析传送，策略层可实时登录监测平台查看水位、雨情、视频监控、水质、数据统计及分析等信息。

三、系统功能

加强水库水情在线监测系统的运行管理和维护，可以更好地发挥此系统在水库的水资源调度和防洪的作用，同时为水库决策人员准确、科学地进行调度提供依据。

流量实时监测：实时显示各水库测点的最新水位、当前降雨量、累计降雨量和现场视频等，实时展现水位、降雨量动态曲线。

远程视频监控：多个通道实时视频监控、录像，可定时更新监测数据和现场视频照片。

监管预警系统：通过AI大数据结合系统数据进行分析，当水库水位出现异常水位时，系统通过弹出提示框、发出报警音、向管理员发送报警短息等。

数据研判分析：通过对系统中基础的数据进行整理分析，直接生成各类相关性分析图表。

四、系统特点

●一体式立杆设计，可实现前端站点的快速调试与部署。

●采用多种终端进行多种监测，测量精度高，抗干扰能力强。

●采用无线传输方式，突破地域限制，适应性强。

●基于自主研发的无线RTU产品，可远程对设备进行调试维护。

●基于B/S架构的系统平台，可快速方便地对系统进行访问。

●专属客户端支持用户随时随地查看当前设备状态。

●采用防雷、防雨、防潮、输入信号隔离等多项措施，确保设备安全、性能稳定可靠。

●兼容性强，兼容各种类型的水位、雨量、位移等计量仪表或传感器。

●超低功耗，核心设备选用2G/3G/4G低功耗测控终端，平均工作电流仅10mA，大大降低太阳能供电设备成本和施工难度。