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水情报汛通信网的建设内容包括网络结构选择、通信信道选择原则、报汛通信网的工作体制、通信方式和数据传输方式选择、通信网络功能以及报汛通信网的防雷、接地等内容,主要把握以下关键技术:
1
、报汛通信网络结构
由于每个报汛站都只有向分中心传递信息的任务,报汛站点相互之间基本没有数据交换,所以只需分别建立报汛站与分中心之间的点对点通信,即建立以分中心为数据中心的星形网络即可满足要求。星形网络是报汛通信网的基本结构形式。
2
、通信信道
目前,可用于组建报汛网的信道有:公用电话交换网(
PSTN
)、移动通信网、公用分组交换数据网(
CHINAPAC
)等电信公网,微波、超短波、短波等地面无线信道和卫星信道。
报汛通信信道建设应符合经济实用原则:
(
1
)在公用电信通信网覆盖的站点,首先采用电信公网(包括
PSTN
、移动通信网、
CHINAPAC
)组网;
(
2
)在已建防汛专用通信网(包括微波、集群移动通信等)的地区,尽量利用防汛专网实现数字通信;
(
3
)充分利用测站、分中心现有的电话、超短波和短波电台等通信设备,按数据传输要求进行改造、组网;
(
4
)卫星信道由于投资较大,仅限于分中心、重要报汛站以及在其它信道不能使用的情况下采用;卫星通信设备也应从实际出发合理选用。一般说来,使用卫星通信的测站均使用卫星数据小站设备。
随着移动通信网络的快速发展,移动通信网络为水情报汛通信提供了稳定、可靠的信道,同时建设运行成本也比较低。
3
、工作体制
报汛通信网的工作体制,必须严格遵照《水情信息编码》标准(以下简称“标准”)进行。
以雨量为例,“标准”规定的报汛方式可归纳为两类:一类是以北京时间为基准的分级正点定时发报方式;另一类是有“暴雨加报”任务的测站的正点随机发报方式。水位报汛方式与雨量不同的只是加报的时间可能是以
0.1
小时计的非正点。
按照两类基本水情报汛方式,报汛通信网可设计为以分中心主动定时(或随机)呼叫报汛站,报汛站响应分中心的查询、实时将数据发送给分中心为主;报汛站主动随机(或定时)向分中心发送(分中心始终处于值守状态)为辅的工作体制。对报汛站的报汛任务来说,主工作体制由分中心主动完成正点定时发报功能,辅工作体制主要完成随机加报功能。
上述主工作体制的数据传输过程通过计算机软件的设置、以逐站顺序召测的时分交换方式进行,不仅从时间上讲是最经济、耗时最少的,而且它与报汛站主动发送相比,可以从根本上避免众多报汛站点同时向分中心通信的拥挤、碰撞问题。
4
、通信方式、数据传输方式
(
1
)通信方式
对于报汛通信网来说,其通信方式主要由测站和分中心对信息的需求来决定的。在报汛网内,分中心从测站取得信息,这是最基本、最主要的需求;有洪水预报任务的站和一些水文站为合理布置流量测次也需取得上游水情,这是另一类需求。所以,通信网内信息传输方向是双向的。按此需求,报汛网的通信方式应设计成半双工方式,即数据可以沿任一方向传输,但不允许同时沿两个方向传输,在任何给定的时间,传输只能沿一个方向进行。
(
2
)数据传输方式
报汛通信网内测站至分中心之间系单一信道这个特点,决定了用比特形式表示的信息流是以串行方式,每次一比特依次在一条信道上传输的,即数据采用异步串行传输方式。
5
、通信网络的功能
报汛通信网的功能,按报汛站、信息服务站、分中心分述如下:
(
1
)报汛站的功能
●主动报汛功能:包括按“报汛任务书”确定的级别正点报汛和在降雨量的增量、水位的变幅到达加报标准时的随机报汛;
●接受分中心查询、报汛;
●配置有固态存储器的雨量、水位站基本实现有人看管(保证设备不被破坏)、无人值守、自动运行;
●不能通过传感器直接取得的水情信息,可通过人工置数方式报汛;
●兼有与集合转发站、水情分中心通话功能;
●少数测站可接收来自分中心的信息。
(
2
)分中心的功能
●全天候值守、不中断运行;
●实时接收报汛站、集合转发站主动发送的信息;
●向报汛站发指令,主动查询、召测数据;
●对接收的信息进行解码、合理性检查、纠错,按其性质分类并存储;
●向省或流域、或邻近分中心传递信息;
●对报汛站和集合转发站通信频率的改变、中继站的开关机、分中心主机与前置机间数据的交换等进行控制;
●在分中心实时信息处理等软件的支持下,提供实时水情的检索、查询、显示、打印等功能;
●按《水文情报预报拍报办法》的要求,对水文自动测报系统的水情数据进行“标准化”处理
;
●与集合转发站、报汛站通话。
(
3
)信息服务站的功能
信息服务站除了有报汛站的功能之外,还具备:
●接收报汛站信息,作预处理和暂存;
●兼有与报汛站、分中心通话功能。
6
、报汛通信网的防雷、接地和环境
(
1
)防雷接地方案
雷电不仅是通信系统一个主要的天电干扰,而且是一种可能危及人身和设备安全的强烈放电现象,其电压可达几百万伏,电流峰值可达一百万安培以上。所以,防雷方案也是报汛通信网建设方案中的一个重要问题。
通信系统的防雷方案,除了各主要通信设备和电源设备均应配备避雷装置之外,还应辅以接地设计。其主要内容有:
①无线电台的接地电阻应小于
4
Ω
;
②天线杆塔、机房天线、馈电线和机房本身安装避雷器时,应有各自专用的接地装置,避雷器接地电极的接地电阻一般取
5~10
Ω
。
(
2
)环境方案
报汛通信网的环境,主要是指报汛站、信息服务站和分中心机房的工作环境。
分中心是报汛通信网的心脏。为保证通信系统可靠工作,延长设备的使用年限,分中心机房除了要有稳定可靠的电源、良好的防雷接地设施外,还应考虑以下环境因素:
①交通运输方便,水源供应正常;
②远离有害气体源和存放腐蚀、易燃、易爆物品的地方;
③尽量避开强磁场的干扰,尽量远离强振动源、强噪声源;
④考虑温度、湿度、防尘、通风等要求,一定的抗震要求和防火等级不低于二级的要求;
⑤各种设备所要求的其它环境要求。
报汛站、信息服务站放置通信设备的工作场所,原则上也应创造条件满足以上环境要求。
7
、遥测终端站设备典型配置
水情报汛站信息自动传输系统的建设内容基本相同,包括电源系统(包括太阳能电池板、免维护蓄电池、充电保护器)、防雷设施和设备、遥测终端机(RTU)、通信信道设备等。
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