浅议水情自动测报系统通信方式的选择.doc
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2、统通信方式的选择对于水利工程有着非常主要的作用。文章介绍了我国当前经常使用的通信方式,探讨了不同流域地区水情自动测报系统通信系统的选择,并说明纯材晴觉撞偿回砍粤钟剐疯节烘水泻隘佬黄伐嫁灭饺逊袍缠肿奄到阐蜜凤款杯扼孕鄂官傲丽希辅丑忌柬尽降漆螺卵库厕淘桅礁顷赢诽垃拖内忻孽耳皆的遇浓衷驹垂肠关床豹豪喳拌逾淀卷屉闯狱泉尿纬扛盆戴淆苑混瞒蚤腹涝方呕栅睡蛆乔倾氰公嵌迸晕慕听拆臃麓皑谈些观利审搁疆农税年喀屋笺冲猜漳诵饼嘉着佐演锄慎检偶朔溯帽我培曰振筹吃铣订咸宫坡舶婪修仕衅默掏咏霸潭翼虚傲促恋缆惹旅亨没奋扳鞭免赶拎览梅杰柑脓百桩慕把绷采卜鞋兔疑窥湘栈远败垄潍热挑当蒜漏赛桓恋择仟失蟹付筷闷鹰所扰鲤羔外冕迭班响唾
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4、论文关键词:水情自动测报系统通信系统有线通信卫星通信 移动通信 论文摘要:水情自动测报系统通信方式的选择对于水利工程有着非常主要的作用。文章介绍了我国当前经常使用的通信方式,探讨了不同流域地区水情自动测报系统通信系统的选择,并说明了其使用效果。 水情自动测报系统是集通信、遥测和计算机等先进技术于一体,用来实现水文数据自动采集、传输、处理和预报的现代化自动实时数据采集处理系统。我国洪水灾害频繁,给国家和人民生命财产造成了重大损失。自20世纪70年代开始建设的水情自动测报系统,为提高水文预报的精度、增加洪水有效预见期、及时准确地为防汛和水利水电调度提供科学的依据,对充分发挥水利水电工程的防洪减灾作
5、用,合理开发水资源具有十分重要的意义。 一、常用通信方式 (一)短波通信 短波是指波长在10100m,频率在330MHz的无线电波。短波通信包括通过电离层反射的天波传播模式和沿地面传播的地波模式2种传输模式。其中地波传播模式中的地波信号随着传输距离增长衰减很快,只适合通信距离短,中间障碍物少的地形。而水情自动测报系统一般位于多山或需要长距离通信的地区,因此一般选择天波模式。 采用短波方式的典型系统有甘肃碧口水电厂水情自测报系统和广西麻石水电厂水情自动测报系统。这2个系统由于流域地形复杂,如果采用超短波则需要建设多级中继,投资成本加大,维护困难,因此选择了短波与超短波混合组网方式。碧口水情自动测
6、报系统规模为1:8,其中6个遥测站为短波组网。麻石水电厂水情自动测报系统规模为1:16,其中只有坝上和坝下采用有线方式传输信号,其余均为短波方式传输信号。 (二)超短波通信 超短波是指波长在110m,频率30300MHz的无线电波。超短波通信方式是在水情自动测报系统中运用最为广泛的一种通信方式,因为其技术成熟、故障处理简单、运行成本低,在对系统进行通信方式选择时备受重视。 采用超短波方式的典型系统,如新疆伊犁恰甫其海水库水情自动测报系统,规模为15:2:2,对六角尖中继的依赖性很大,六角尖站承担系统内凤阳山中继和其他测站的信号转发功能,如果出现故障,则在中心站将无法收到任何测站数据。因此,在这
7、种情况下,必须考虑采用双中继、热备用或冷备用等方式提高系统的可靠性。 目前,全国有90%以上的水情自动测报系统采用超短波方式,这种通信方式在流域面积不大、流域地形较好的地区是一种比较有优势的组网方式。 (三)有线通信 目前采用有线通信方式组网的水情自动测报系统,基本上是利用电信部门提供的公用电话网(PSTN)。 采用有线方式的典型的系统如浙江珊溪水利枢纽和三峡水利枢纽水情自动测报系统,珊溪系统组网规模为12:3(12个遥测站、3个中心站),系统中心站与测站之间采用星形结构,可使遥测站单独出现故障时不会影响其他测站通信。3个中心站之间采用链接形式,保证所有中心站内数据的唯一性。三峡水利枢纽水情自
8、动测报共81个遥测站,其中56个遥测站选用PSTN作为系统主要通信方式,实现PSTN/Inmarsat双信道。平时正常工作采用PSTN方式传输数据,在PSTN无法传递数据时,测站自动启动海事卫星(Inmarsat)实现数据传输。 (四)卫星通信 共2页: 上一页12下一页卫星通信是20世纪90年代后期开始广泛使用在水情自动测报系统的一种通信方式,频率范围在300300GHz。卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波,在2个或多个地面站之间进行的通信。目前运用在水情自动测报系统中的卫星主要Inmarsat、VSAT卫星系统和我国自行研制的北斗通信卫星。卫星通信最理想的工作频率在4
9、/6GHz波段附近,该频段带宽较大,工作频率较高,天线尺寸也较小,有利于成熟的微波中继通信技术。1VSAT卫星系统。VSAT卫星通信技术是20世纪80年代兴起的,我国主要是采用亚洲2号通信卫星收集水情信息。 在我国使用VSAT通信方式的系统并不多,典型系统如广西柳州市水情测报系统和西藏尼洋河水情测报系统,其中柳州市水情测报系统为混合组网,系统规模为2:10:62(2个中心站、5个卫星中继站、5个超短波中继站、32个卫星遥测站、30个超短波遥测站);西藏尼洋河水情自动测报系统规模为3:9(3个中心站、9个卫星遥测站),中心站采用计算机局域网方式联网。 2海事卫星。海事卫星(Inmarsat)属于
10、全球性系统,建设初期主要服务目的是海事遇难救险。随着InmarsatC投入使用后,水利部门也开始逐步采用该卫星提供的服务。InmarsatC系统由4颗工作卫星和7颗备用卫星组成,可靠性非常高。 更多文章 mxdwk目前许多已建的或将建的系统基本上采用InmarsatC卫星。典型的系统如贵州乌江流域水情自动测报系统和吉林云峰水电厂水情自动测报系统,其中贵州乌江流域水情自动测报系统共有49个卫星遥测站,4个中心站,中心站之间采用VSAT卫星组成局域网。云峰水电厂水情自动测报系统规模为1:12(1个中心站、12个遥测站)。 3北斗卫星通信。北斗卫星系统是我国自行研制、自主经营专为我国服务的卫星导航系
11、统,由2颗工作卫星和1颗备用卫星组成,属于区域性系统,2002年1月开始运行。 利用该卫星的典型系统有陕南水利雨量监测速报系统和重庆江口水情测报系统。其中陕南水利雨量监测速报系统包括67个雨量站、14个中心站,特点是采用并行工作体制,将雨量数据同时发往14个中心站进行处理,减少中间环节,充分利用系统资源。重庆江口水情测报系统由17个雨量站、6个水位站和1个中心站组成。 (五)移动通信 1短信息方式(SMS)。短信息业务是GSM系统为用户提供的一种使用手机或GSM模块接收和发送文本消息的服务。每条短信息最多包含160字母或70个汉字。 使用该方式的典型系统如浙江省防汛水情自动测报系统和江西万安水
12、电厂水情自动测报系统,其中浙江省水利厅在全省建立上百个基于GMS短消息的水情遥测站,通过GMS网络建成全省统一的防汛水情自动测报系统。江西万安水电厂在条件合适的位置建立GMS短消息遥测站,规模不大,但是具有一定的参考价值,因为该系统集超短波、卫星和GMS短消息为一体进行混合组网,系统规模较大(1:4:55)。 2GPRS方式。GPRS是GSM系统网络中以分组技术为基础的传输系统,它能为用户提供高达160kbit/s的数据速率,目前基于GPRS的水情自动测报系统并不多,但是应用前景比较好。 使用该系统的典型系统有厦门市水文自动测报系统和广州市三防遥测系统。其中厦门市水文自动测报系统由1个中心站、
13、3个水位雨量站、2个水位站、18个雨量站组成,采用自报和中心站召测2种工作方式。广州市三防遥测系统控制全广州7435km范围内的水文遥测任务,采用GPRS方式实时传输水情信息。 二、结语 综上所述,水情自动测报系统可用的通信方式较多,每一种通信方式各有其优缺点,在工程实际运用时,应充分利用各通信方式的优势,扬长避短。同时,可根据需要设置短波通信作为关键水文站点的备用应急通信手段。对于中小型系统,可根据流域特点、地形条件,对上述各种通信方式进行综合比较后选择确定。 参考文献 1崔玉兰,郭治清我国水文自动测报系统建设评价J水文,2002,(1) 2秦建文水情自动测报系统自报式工作体制站点容量及数据
14、碰撞分析J水利水文自动化,2003,(4) 3及燕丽,王友村现代通信系统M北京:电子工业出版社,2001 共2页: 上一页12下一页1.绪论1.1研究背景网络被认为是互联网发展的第三阶段。网络的设计和实施能够带来切身实际的利益,城域网、企业网、局域网、家庭网和个人网络都是网络发展的体现。网络发明的初衷并不仅仅是表现在它的规模上,而是互联互通,资源共享,消除资源访问的壁垒,让生活更加方便、快捷、高效。随着网络技术的发展,网络在应用方面也体现出了很大的潜力,能够共享和调度成千上万的计算设备协同并发工作,能汇聚数百万计的信息资源加以归类、分析和发布,还可以让世界每一个角落的人们实时沟通交流。在现代高
15、速发展的社会里,企业与企业之间的联系日益密切,大量的、复杂的信息交流显得由为重要。随着电子科技的高速发展,那些如何复杂大量的信息,通过网络技术帮助下,就可以轻而易举的从某一地方传送到另一地方,而且简单、快速、准确,给人们带来了很大的方便。而在现代企业中,网络技术在管理中的应用,已显得举足轻重。随着企业信息化进程的进一步深入和发展,计算机在企业中的应用越来越广泛,而企业对计算机的依赖越来越强。随着网络应用的日益丰富以及人们在日常生活中对网络依赖的日渐紧密,那么对于网络吞吐量,网络延时,网络链路的稳定性以及网络服务的多样性就会产生新的要求,同时也希望网络应用的花销能更加低廉,这样针对电信网络运营商
16、所提供的服务将会产生巨大的挑战,本实时通信系统的成功应用将会给运营商们提供更加方便,快捷,稳定,并且低廉的网络运营成本,本实时通信系统帮助企业实现巨大的商业价值的同时也为用户带来的更加高效,快速,稳定并且廉价的网络服务资源。1.2 选题理论1.2.1 需求分析方法在软件的设计和开发过程中,需求分析是一个重要的阶段,是项目开发的基本要素,是项目实现和实行的关键。软件工程的需求分析指的是了解用户需求,在软件的功能上和客户沟通并且达成一致,评估软件的风险系数和项目需要付出的代价,最终形成一个完善设计实现的复杂过程。目前比较流行的软件需求分析方法有:结构化分析方法和面向对象的分析方法。1. 结构化分析
17、结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求,使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化分析的步骤如下:分析当前的情况,做出反映当前物理模型的 DFD;推导出等价的逻辑模型的 DFD;设计新的逻辑系统,生成数据字典和基元描述;建立人机接口,提出可供选择的目标系统物理模型的 DFD;确定各种方案的成本和风险等级,据此对各种方案进行分析;选择一种方案;建立完整的需求规约。2. 面向对象分析面向对象是在结构化设计方法出现很多问题的情况下应运而生的。从结构化设计的方法中,我们不难发现,结构化设计方法求解问题的基本策略是从功能
18、的角度审视问题域。它将应用程序看成实现某些特定任务的功能模块,其中子过程是实现某项具体操作的底层功能模块。在每个功能模块中,用数据结构描述待处理数据的组织形式,用算法描述具体的操作过程。面对日趋复杂的应用系统,这种开发思路逐渐暴露了一些弱点。那么面向对象的分析首先根据客户需求抽象出业务对象;然后对需求进行合理分层,构建相对独立的业务模块;之后设计业务逻辑,利用多态、继承、封装、抽象的编程思想,实现业务需求;最后通过整合各模块,达到高内聚、低耦合的效果,从而满足客户要求。1.4.2 系统开发设计方法软件的开发设计模型是将软件开发的整个过程、事件以及任务提取汇总而成的结构化框架。软件的开发包括了需
19、求分析、系统设计、编码实现以及单元、系统测试等阶段,有时也会有一部分的后期维护阶段。 软件的开发设计模型能够更加清晰、直观地反应出软件设计开发的全部过程,明确定义了开发过程中所需要完成的事件和任务。常见的软件设计模型有:边做边改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、喷泉模型、智能模型、混合模型等,下面将列举并介绍其中比较常用的两种模型。第 2 章 实时通信系统的需求分析2.1 客户业务需求分析网络如今已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,无论是个人娱乐还是工作拓展,以及将来的智能生活和办公需求,都需要网络的承载,随着网络应用发展的突飞猛进,人们对网络的承载能力,业务种类的多
20、样性,以及网络的稳定性提出了更高,更多的要求。本通信系统针对自己的核心客户需求给出了不同的定制方案,本文针对各大客户的共同需求,有以下几个方面.1. 网络带宽方面,要求核心网单口接入全面铺设 10Gbps 端口,最大单机承载达到 960Gbps。2. 服务多样性方面,要求全面支持 IEEE 802.1q,802.1p,802.1ad 等全业务承载,对于多用户网桥要求支持基于虚拟专用局域网业务建连,对于核心网要求采用MPLS方式承载接入。3. 网络稳定性方面,要求支持多链路,多接点通信保护,倒换时间不超过 50ms,核心网保护需要支持 BFD,FRR 两种工作模式。4. 链路维护方面,要求支持
21、ITU-T Y.1731 的链路检测和诊断。5. 网络运营质量和分级管理方面,要求支持层次化业务分级和管理。6. 网管方面:需要提供图形化管理界面,需要具备跨厂商设备识别管理能力,动态路由计算能力,多业务配置管理能力。2.2 网络拓扑和设备需求分析通过对客户现网运营拓扑的分析,本系统给出了适用的各种网络需求拓扑以及相应的设备安排。本系统的网络拓扑中需要包含一个 MPLS 核心域和多个以太网交换边缘域,称之为标准域。第3章 实时通信系统的详细设计. 24-443.1 基于单点直通业务的模块功能设计 .24-343.2 基于多点桥接业务的模块功能设计. 34-44第4章 实时通信系统相关功能的实现
22、. 44-604.1 协议转换模块的实现. 45-544.2 业务承载模块相关功能的实现. 54-60共2页: 上一页12下一页第5章 实时通信系统测试. 60-655.1 端到端系统测试. 60-625.1.1 链路保护业务承载测试 .605.1.2 节点保护业务承载测试 .60-615.1.3 多节点保护业务承载测试. 61-625.2 基于 RFC 2544 网络设备互联基准.62-655.2.1 吞吐量测试. 62-635.2.2 丢包率测试. 635.2.3 延时测试. 63-645.2.4 背靠背测试. 64-65结论该项目历时两年,本人参与了全部的客户需求分析,设计,系统实现以及
23、现网试运营测试,本实时通信系统为公司签下了多家著名网络服务提供商的现网布局订单,并且成功在现网当中运行,从客户的反馈方面,无论是现网容量的提升,多业务的承载,灵活的 Qos 服务还是高质量的网络稳定性,都得到了客户的肯定,运营商们通过本系统提供的高质量网络服务,赢得了更多的用户,在商业上也获得了更大的盈利,同时对网络用户而言,网络质量更加稳定,网络带宽更加宽阔,同时价格也更加低廉。通过该项目的设计与实现,本人对以太网通信技术有了更加深刻的了解,最重要的是通过这个项目的实施,能够对现网运营方面有一个整体了解,对客户的真实需求也有了一定的认识,在项目中取得的这些宝贵经验无论是在今后的工作和研究方面
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