水电站生态流量监测系统建设方案.docx

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1、水电站生态流量监测系统建设方案目录一、项目建设方案21.1 标准规范21.2 政策文件31.3 应用系统设计41.3.1 设计原则41.3.2 电站现场信息51.3.3 系统总体架构81.3.4 监测站建设特点101.4 各种监测站点建设指标参数101112131415一、项目建设方案1.l标准规范信息技术软件生存期过程(GB/T8566-1995)计算机软件产品开发文件编制指南(B/T8567-1988)计算机软件需求说明编制指南(GB/T9385T988)计算机软件测试文件编制指南(GB/T9386T988)计算机软件质量保证计划规范(GB/T12504-1990)计算机软件配置管理计划规

2、范(GB/T12505-1990)工业控制用软件评定准则(B/T13423-1992)信息处理程序构造极其表示的约定(GB/T13502-1992)软件维护指南(GB/T14079-1992)计算机软件可靠性和可维护性管理(GB/T14394-1993)计算机软件单元测试(GB/T15532-1995)信息处理单命中判定表规范(GB/T15535-1995)软件工程标准分类法(GB/T15538-1995)软件文档管理指南(GB/T16680-1996)信息技术软件包质量要求和测试(GB/T17544-1998)16水文自动测报系统技术规范(SL61-2003)17水位观测标准(GBJI38-

3、90)18水文情报预报规范(SL250-2000)19水文基础设施建设及技术装备标准(SL276-2002)20水文自动测报系统通信线路设计规定(SL199-97)21水文监测数据通信规约(SL651-2014)1.2 政策文件 水利部办公厅关于印发小水电生态流量监管平台技术指导意见的通知(办水电函(2019)1378号) 贵州省水利厅、省发展改革委、省生态环境厅、省自然资源厅、省能源局、省林业局关于做好贵州省小水电缺项审批手续整改工作的通知(黔水农(2020)6号) 贵州省水利厅关于印发小水电生态流量泄放及监测设施建设技术要求(试行)的通知(黔水农函(2020)15号)1.3 应用系统设计1

4、3.1设计原则贵州省小水电站生态流量监控建设在保障系统的稳定性、耐久性、安全性的情况下具备先进行、信息化的全面性、系统操作的方便性的设计原则。遵循标准先行，采用开放的建设策略，融合各类资源，结合水电站的现状及实际业务需求进行建设，最终实现贵州省小水电站生态流量监控的建设目标。先进与实用相结合采用先进的面向服务的架构体系，综合应用最先进手术手段，从水电站管理的实际情况出发，构建可起到实际效果的管理系统。合理性与经济性确保本项目所采用的技术架构、技术路线、施工组织方式是合理的，从价格核算、成本控制上遵循经济性的原则。集成性所提供的系统建设基于已部署的综合管理服务平台，并集成到全方位监测平台中。可靠

5、性、安全性系统建设方案所采用的技术组件均具备国家权威机构认证专利、著作产权及成果认证，保证技术可靠性。完整性提供与各种外界系统的通信功能，并在整体系统的运作上确保信息的完整性。满足贵州生态流量监控管理的需求。可扩展性考虑到系统随主工艺系统不断扩展的特点，系统在设计的各个方面应实现系统扩展的便利性和扩展的技术可行性。可维护性从应用系统的设计、硬件设备的选型等方面考虑通用性、开放性，在系统局部发生故障时，维护人员能尽快发现并能及时处理，避免故障扩大并快速恢复正常运行。1.3.2电站现场信息1、现场图片信息2、电站适用配置示意图果/m敏笈K?*LD县多普勒流量检测仪探头3、安装措施 电站类型：水水*

6、 生态流量：水水M3/S 安装方式：结合监测点布置原则，同时参照一站一策，尽可能减少电站土建、水工改造，采用高精度监测设备监测生态流量下泄的视频、图像以及流量数据，并严格按(黔水农函(2020)15号)要求，上传至省水利厅农村水电站生态流量监管平台。定性检测：在生态流量下泄口布置高清工业摄像机，实时上传视频、图片数据，并按要求保存至前端设备。定量监测：根据电站下泄流量方式，选择超声波明渠流量计（超声波水位计）作为测流方案。供电及接地方式：采用220v市电进行供电，采集主机空气开关、加装电源防雷器避免雷击风险，接地并入电站地网（由业主方布放到安装点）。方案二：采用太阳能系统进行供电，采集主机内置

7、UPS不间断电源，接地并入电站地网（由业主方布放到安装点）网络通讯方案：推荐采用移动4G流量卡接入。（由业主方提供流量卡）1.3.3系统总体架构水电站生态下泄流量信息化监测站点由遥测终端机，视频摄像头，供电系统、避雷系统以及一体化安装支架组成，通过安装遥测终端机与闸门开度度数、水位计监测、换算生态流量。遥测终端机通过485接口连接闸位计、雷达水位计和摄像头进行数据采集，通过内置4G通讯模块，将流量和视频数据实时传输至管理平台。实现科学、及时和准确的监测水电站排放点，下泄排水量是否达标，是否满足水电站下游的一个生态环境、农业的发展等要求；最终达到按标排水、发展绿色河流的目的。水电站生态下泄流量监

8、测通过在排水口设立监测站。通过水位计、流量计、闸位计、电能表和视频相互补充的形式进行水位、流量即排水量的信息采集，利用4G无线网络和有线宽带网络，实现监测点、监控中心和下泄流量信息中心之间的信息传输，实现定性、定量监测，提供现场视频、图像，加以定性判定，同时，叠加水电站排放流量信息采集、传输、处理，形成综合数据库，另安装数据采集传输终端，将数据实时传输至贵州省水利厅农村小水电站生态流量监管平台，确保数据采集的真实性，为水电站管理人员，水利、环保等监管部门提供真实可靠的水电站生态流量下泄的重要信息。根据不同的采集方式有以下监测站点特点。1.3.4监测站建设特点优势点：适用所有引水式、坝后式水电站

9、，安装方便，数据计量精确，实时上传。1.4各种监测站点建设指标参数1.4.1多普勒流量监测站1.4.L1站点组成多普勒流量监测站点主要由多普勒流量计，遥测终端机，供电系统、避雷系统以及一体化安装支架组成。1.4.1.2工作原理多普勒流量计依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率差，通过测量频率差就可以就得流速，从而得到断面流量。遥测终端机通过RS485接口连接多普勒流量计进行数据采集，通过内置4G通讯模块，将流量数据实时传输至管理平台。1.4.1.3监测站建设特点优势点：测量点在探头的前方，不破坏流场，具有测量精度高，量程宽；可测弱流也可测强流；分辨率高，响应速度快；可测瞬时流速也可测平均流速

10、；测量线性，流速检定曲线不易变化；无机械转动部件，不存在泥沙堵塞和水草缠绕问题；探头坚固耐用，不易损坏，操作简便等优点。弊端：多数水电站无此安装环境，需要为下泄流量单独管道或者渠道。1.4.1.4详细技术指标及参数1）多普勒流量计产品介绍该造型采用流线型设计，很好的的融合了水下环境；主体与支架的一体设计使造型更加整体统一；色彩采用深篮色，深灰色辅助，以此起到水下隐蔽效果。整体大气稳重，体现行业属性。采用多普勒频差法，采集数据更精准。详细技术指标流速：量程：O.01ms到5mSo准确度：测量流速的0.5%。分辨率：Irnm/s。温度：量程：-5C到60。准确度：C分辨率：水位：量程：0到1Omo

11、分辨率：1mm。准确度：测量水位的0.2%。流量：量程：1升/秒99999999立方米/时准确度：测量流量的2%。电源：12VDC/220AC。输出接口：标准RS232、RS485。通讯协议：ModbuSo数据储存容量：每10分钟采集一条记录，可以存储超过半年的数据。运行温度：OC到60C水温3)2)遥测终端(F9164-V200)产品介绍F9164-V200是四信公司自主研发的新一代视频遥测终端机，其集遥测终端机功能和视频录像机功能为一体，融合先进的3G4GWIFl通信技术、实现水文/水资源/环保212/TCPModbus/MQTT等数据的采集、视频、图像存储、显示、控制、报警及传输等智能值

12、守功能。F9164-V200采用嵌入式Linux操作系统的视频遥测终端机，高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，支持本地超大容量数据安全存储，提供翻斗式雨量计接口、RS232、RS485、模拟量输入、开关量输入和开关量输出接口；带有8路poe供电的108OP视频输入及1路对讲输入输出、实时录像本地存储/远程查看、GPS定位、移动帧测、报警录像及报警录像保护和报警事件上报平台，支持录像的视频本地/远程回放和导出功能，GPS远程定位，硬盘的错误检测、硬盘健康检测、及远程平台错误上报功能，多种WAN口选择（3G/WIFI/有线）等，适应各种场景应用需求。产品特点户外应用设计采用高性能器件H

13、i3536C宽电源输入（DC9飞OV）宽温设计（-35C75C）采用金属外壳，散热好，抗撞击防水、防尘、防潮适合户外使用（加防水箱）小巧、轻便、安装方式灵活TF、SIM卡、SATA易安装低功耗设计，视频待机状态实现数据采集和上传稳定可靠WDT看门狗设计，保证系统稳定采用完备的防掉线机制，保证终端永远在线采用硬盘存储，保证数据高速读写及安全稳定以太网接口内置1.OKV电磁隔离保护RS232/RS485接口防雷防浪涌冲击SIM/UIM卡接口内置15KVESD保护天线接口防雷保护（可选）遵循标准SLT180-2015水文自动测报系统设备遥测终端机SLT102-1995水文自动测报系统设备基本技术条件

14、SL61-2003水文自动测报系统技术规范SZY203-2016水资源监测设备技术要求SZY205-2016水资源监测设备质量检验符合规约 水文监测数据通信规约 水资源监测数据传输规约功能强大 最高支持8路全实时编码，标准H.264、H.265压缩格式，码流更低,画质更好 4路8路显示切换，根据不同需求自己选择支持4路或者8路视音频同步录像和回放支持最大8路108OPIPC接入，4路108OP解码，支持IPC事件触发录像（移动侦测，遮挡报警等等）支持IPC图像抓拍及录像支持U盘升级/远程升级/本地Web升级多种升级方式支持最大8路PSE对外供电，支持801.3.AF、801.3.AT支持3路R

15、S232/RS485复用接口，方便外设接入和数据透传支持1路RS232调试接口，方便调试和数据采集支持8路模拟量输入接口：12位ADC支持。5V电压信号，020mA电流信号、16位/24位ADC支持0IoV电压信号，020mA电流信JH-万，二选一支持6路开关量输入支持4路开关量输出，支持5V或者12V电压输出，驱动电流50OmA支持2路继电器无源输出，触电负载5A250VAC/30VDC 支持电路板高温报警、低温硬盘加热、 丰富的指示灯，可快速掌握机器运行状态 强大的服务器平台与客户端工具 多种媒体传输方式，可适用各种网络环境智能的码率调整功能，解决无线环境下网络带宽波动造成的影响多种数据导

16、出方式，U盘本地导出，远程客户端下载，本地网络数据导出可拆卸的硬盘，可以通过USB线直接挂载硬盘，在电脑上实现硬盘上的数据的快速导出及预览支持多种视音频录像模式，手动录像、定时录像、移动侦测录像和报警录像六种工作模式同时进行：监控、录像、回放、备份、网络和云台支持双码流，主码流本地存储，确定图像高质量；辅码流网络实时传输,解决带宽瓶颈问题支持HDMl输出，HDMI有效分辨率高达3840*21603OfPS本地存储支持硬盘、SD卡，自动覆盖支持报警录像保护机制，可保护重要录像稳定的存储方式，突然断电不易被破坏电源保护功能，掉电后机器保证数据保存完整低电压数据保护功能丰富的开关机模式，定时，ACC

17、,ACC定时，常开等模式支持外置红外天线支持WlFl连接服务器与数据传输本地配置图像化界面，易于操作远程播报功能（预留）语音对讲功能丰富的配置设备参数方式，本地UI配置，本地网络配置，客户端远程配置本地插件支持IE浏览器支持NTP,内置RTC,支持定时重启、定时开关机功能支持3G/4G网络、WIFI和有线LAN三链路网络智能切换功能，可实现按预设值优先级进行智能切换支持GPS/北斗定位功能（可选）产品规格,bul,flil硬件系统项目内容CPU高性能ARMCortexA7双核1.3GHz处理器FLASH64MBDDR3512MB视音频参数项目内容8路数字高清视频输入输入最高8路108OP数字摄

18、像头输入1路HDMl高清输出输出支持分辨率：3840*216030fpsIPC视1920*108030fps、1280*720（330fps等频采集视频解码H.265/H.264解码标准网络视频HIKVISIONAXIS、ONVIF（版本支持1.5）PELC0、接入协议RTSP等视频解码4x1080p30fpsH.265/H.264解码性能8x720p30fpsH.265H.264解码视频存储12MP/8MP/6MP/5MP/4MP/3MP/1080pUXGA分辨率720pVGA4CIF2CIFCIFQCIF输入8路IPC端音频输入采集输出8路GUl界面音频播放IPC音音频编码G711-AIa

19、w.G711-UlawAAC-LC频采集标准音频采样采样率8Khz、16Khz率输入1个，3.5mm接口（电平：1.0Vpp,阻抗：IkQ）语音对输出1个，3.5mm接口（电平：1.0Vpp,阻抗：IkQ）讲音频压缩ADPCM标准音频码率32kbps语音对讲ADPCM存储参数项目内容硬盘类型1.5英寸SATA接口的HDD/SSD硬盘硬盘容量HDD:最大支持容量4TB（选配）硬盘接入1个，标准SATA接口，可插拔式，支持SATA3.0速率硬盘加热1个，带加热垫SD卡类型标准SD/SDHC卡SD卡容量256GB（可选）SD卡接入1个，标准SD/SDHC卡插槽，支持热插拔无线参数项目内容无线模块工业

20、级无线模块（可选单模块、双模块或无模块）可支持TDD-LTE/FDD-LTE/EVDO/WCDMA/TD-SCDMA/标准CDMA1X/GPRS/EDGE可选单模、多模或全网通讯FDDLTE（下行速率IoOMbPS,上行速率50MbPS）TDDLTE（下行速率61Mbps5上行速率18Mbps）CDMA20001XEVDORevA（下行速率3.1Mbps,理论带宽上行速率1.8Mbps）WCDMA（下行速率42MbPS,上行速率5.76Mbps）TD-SCDMA（下行速率4.2Mbps上行速率1.2Mbps）发射功率v24dBm接收灵敏度1920*108030fps、1280*7203OfPS

21、等IPC视视频解码H.265/H.264解码频采集标准-画网络视频HIKVISI0NAXIS、ONVIF（版本支持1.5）、PELC0、接入协议RTSP等视频解码4x108OP3OfPSH.265/H.264解码性能8x720p30fpsH.265/H.264解码视频存储12MP8MP6MP5MP4MP3MP1080pUXGA分辨率720p/VGA4CIF2CIF/CIF/QCIF输入8路IPC端音频输入采集输出8路GUl界面音频播放IPC音音频编码G711-AIaw.G711-UIaw.AAC-LC频采集标准音频采样采样率8Khz、16Khz率输入1个，3.50101接口（电平：1.0卞，阻

22、抗：IkQ）输出1个，3.5mm接口（电平：1.0Vp-p,阻抗：IkQ）语音对音频压缩ADPCM讲标准音频码率32kbps语音对讲ADPCM存储参数项目硬盘类型硬盘容量硬盘接入硬盘加热SD卡类型SD卡容量SD卡接入无线参数项目无线模块标准1.5英寸SATA接口的HDD/SSD硬盘HDD:最大支持容量4TB（选配）1个，标准SATA接口，可插拔式,1个，带加热垫标准SD/SDHC卡256GB（可选）1个，标准SD/SDHC卡插槽,工业级无线模块（可选单模块、支持SATA3.O速率支持热插拔双模块或无模块）TDD-LTEFDD-LTEEVDOWCDMATD-SCDMACDMA1XGPRSEDGE

23、可选单模、多模或全网通讯FDDLTE（下彳亍速率IoOMbPs,上彳亍速率50MbPS）TDDLTE（下行速率61Mbps,上行速率18MbPS）CDMA20001XEVDOReVA（下行速率3JMbps,理论带宽上行速率1.8Mbps）WCDMA（下行速率42MbPs,上行速率5.76Mbps）TD-SCDMA（下行速率4.2Mbps上行速率1.2Mbps）发射功率v24dBm接收灵敏度T09dBmGPS参数项目内容GPS模块接收机类型最大更新速率定位精度灵敏度WIFl参数项目标准及频段工业级GPS模块(可选北斗模块)50通道GPSL1(1575.42MHz)CA码支持WAAS,EGNOS,

24、MSAS,GAGAN5Hz定位：1.5mCPESBASd.0mCPE跟踪：-160dBm重新捕获：-160dl冷启动：-146dBm内容支持IEEE80Lllb/g/n标,1.4G,ITlRIEEE801.11bg:最高速率达54MbPS理论带宽IEEE801.Iln:最高速率达150MbPS安全加密支持WEP、WPA、WPA2等多种加密方式发射功率13dBm(lln),14dBm(llg),16dBm(Ilb)接收灵敏度-73dBm(g)54Mpbs其它外部接口和指示灯序号自适应以太网口1WAN1个,RJ4510M/100M/1000M8个,RJ4510M/100M自适应以太网口，支持PoE

25、2LAN供电AF&AT(可选)串行接3个，标准RS-485/RS232串行接口分时复用，支持3口扩展4 USB接2个，USB1.0开关量5 6路输入开关量6 6路，其中2路支持继电器输出输出ADC采8个，支持12位、16位、24位AD（三选一）支持7集接口05V电压信号、020mA电流信号系统复8 1个，恢复出厂默认，长按10秒位按键TrLCOmPower:电源指示灯Run:系统运行指示灯9 指示灯HDD:硬盘指示灯WAN:以太网接口指示灯Error:错误报警指示灯4GStatus:4G状态指示灯供电项目电源接口供电范围工作功耗功耗说明物理特性项目接线端子DC=48VDC=I2V待机WIFIW

26、IFI+4G待机WIFIWIFI+4GIW4W5W0.48W3.2W4WDC960V硬盘和摄像头的功耗，按照对应设备的额定功耗叠加计算外壳金属外壳外形尺寸182x152x45mm（不包括天线和安装件）重量1.Okg（不包括天线和安装件）其他参数项目内容工作温度-35+75C（-3+167F）储存温度-40+85（-40+185F）相对湿度95%（无凝结）1.4.3雷达流量监测站1.4.3.1站点组成雷达流量监测站点主要由一体化雷达流量计，遥测终端机，供电系统以及避雷系统以及一体化安装支架组成。1.4.3.2工作原理雷达流量计是一种采用微波技术的水位流速探测仪器，结合了成熟的雷达水位计和雷达流速

27、仪的测量技术，根据设定的渠道断面参数，换算出流量数据，可有效地监控水位流速流量变化状态。遥测终端机通过485接口连接雷达流量计进行数据采集，通过内置4G通讯模块，将流量数据实时传输至管理平台。1.4. 3.4监测站建设特点优势点：非接触测量无需接触水体，不宜损坏，免维护；全天候多维度监测，低功耗；安装施工简单。弊端：成本高。1.5. 3.3详细技术指标及参数1）雷达流量计工作参数项U内容供电电压DC736V电流自报模式：待机GnIA,工作功耗GOomA（12V输入）兼容模式：工作功耗10OnIA工作温度-3575存储温度-40oC80oC湿度95%RH无凝露状态保护等级IP67,防腐蚀通信RS

28、-232、RS485、420mA（可选），方式2G3G4G,BT,LoRa（可选）测量参数项目内容水位指标测距量程30m测距精度十Imin测距分辨力2mm盲区50cm雷达频率26GHz波速角11流速指标测速范围O.115ms测速精度+0.01ms测速分辨力0.001ms雷达频率26GHz俯仰角范围3060o角度精度lo角度分辨率0.1天线波速角度114G模块参数项R内容标准及频段LTEFDD:B1,B3,B5,B81.TETDD:B38,B39,B40,B41TD-SCDMA:B34,B39UMTS:B1,B8EV-DOiBCOCDMAlx:BC0GSM/GPRS/EDGE:900/1800M

29、Hz无线GPRS:Max85.6Kbps(DL)/Max速率85.6Kbps(UL)CDMA:MaX3.IMbps(DL)/Max1.8Mbps(UL)WCDMADC-HSPA+,Max42Mbps(DL)/Max5.76Mbps(UL)TD-SCDMA:Max4.2Mbps(DL)/Max1.2Mbps(UL)FDD-LTE:no11-CAcat4.Max150Mbps(DL)/Max50Mbps(UL)TDD-LTE:non-CAcat4.Max130Mbps(DL)/Max35Mbps(UL)功率等级GSM850:+33dBm(PowerClass4)EGSM900:+33dBm(Pow

30、erClass4)DCS1800:+30dBm(PowerClass1)PCS1900:+30dBm(PowerClass1)EDGE850MHz:+27dBm(PowerClassE2)EDGE900MHz:27dBm(PowerClassE2)EDGE1800MHz:+26dBm(PowerClassE2)EDGE1900MHz:+26dBm(PowerClassE2)TD-SCDMA:+23dBm(PowerClass3)CDMAlX/EVD0:+23dBm(PowerClass3)UMTS:+23dBm(PowerClass3)1.TE:+23dBm(PowerClass3)接收灵敏度-109dBmBT参数项日wA工作频段1.4GHz,ISM频段蓝牙版本蓝牙V4.2通信8KBS(Android)6KBS(IOS)速率发射功率7dBm接收灵敏度