吳洋

摘要：自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，其中應(yīng)用最顯著的領(lǐng)域就是雨水情監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。在進(jìn)行雨水情監(jiān)測(cè)的過程中，設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)裝備能夠自動(dòng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞到接收器一端，便于檢測(cè)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。本文就針對(duì)水文自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了探討，對(duì)水文自動(dòng)化的應(yīng)用、優(yōu)勢(shì)等進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水文自動(dòng)化；雨水情監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

伴隨科學(xué)的進(jìn)步與技術(shù)的完善，自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用，其中一項(xiàng)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是雨水情監(jiān)測(cè)。在雨水情監(jiān)測(cè)過程中，需要設(shè)置大量的監(jiān)控點(diǎn)，將這些監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取后傳遞給數(shù)據(jù)中心。傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)選取電話線傳遞數(shù)據(jù)，而現(xiàn)今采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種方式不僅在成本上大大少于傳統(tǒng)模式，同時(shí)也確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，增加了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，提高了水文管理工作的高效性。

1 水文自動(dòng)化應(yīng)用的目標(biāo)與任務(wù)

在工程中引進(jìn)水文自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是為了實(shí)現(xiàn)幾個(gè)目標(biāo)：對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位情況、流速大小、流量多少、雨水含量、水質(zhì)指標(biāo)等進(jìn)行不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。水位高低與雨量多少能夠直接判斷出雨水情的真實(shí)狀況，根據(jù)自動(dòng)化技術(shù)提供的信息與數(shù)據(jù)，對(duì)水資源進(jìn)行有效的配置，進(jìn)而充分發(fā)揮水電設(shè)備的防洪防澇、蓄水備用等功效，確保施工過程的安全性，并且能夠?qū)σ桩a(chǎn)生洪澇災(zāi)害地區(qū)的人民的人身安全予以保障。

為了對(duì)雨水情進(jìn)行更加深入、更加準(zhǔn)確的了解，提升工程的整體效益，水文自動(dòng)化技術(shù)存在以下幾方面的任務(wù)：（1）對(duì)水位高低的相關(guān)信息進(jìn)行獲取與上傳；（2）對(duì)雨水量多少的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取與上傳；（3）對(duì)監(jiān)測(cè)到的水位高低、雨水量多少的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并對(duì)信息加以管理；（4）對(duì)監(jiān)測(cè)到的水位數(shù)據(jù)、雨水量信息進(jìn)行分析，聯(lián)系歷史資料對(duì)這些信息進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)；（5）綜合已有的洪水線等信息，對(duì)探測(cè)到的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范，并進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

2 水文自動(dòng)化應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 投入成本低

水文自動(dòng)化技術(shù)采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，這種模式只需要安裝相關(guān)的通信設(shè)備，無需再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建，因此在成本上節(jié)約了很大一部分；與之同時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于該技術(shù)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此能夠保證數(shù)據(jù)傳遞的流通性，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)邊監(jiān)測(cè)邊傳遞的目標(biāo)，不會(huì)出現(xiàn)延時(shí)現(xiàn)象。不需要輪回就能夠完成對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的接收及存儲(chǔ)，通過這種無線網(wǎng)絡(luò)能夠比較好地滿足信息實(shí)時(shí)傳輸要求。

2.2 監(jiān)控功能強(qiáng)大

首先，系統(tǒng)的監(jiān)控范圍非常廣。自動(dòng)化技術(shù)不會(huì)受到外界條件過大的影響，即使是在偏遠(yuǎn)的山區(qū)以及非常惡劣的環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)用，依然能夠正常工作。即使監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布非常擴(kuò)散，但這種情況也不會(huì)影響到自動(dòng)化技術(shù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，因此該技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)非常廣闊的范圍。其次，自動(dòng)化技術(shù)采用無線網(wǎng)絡(luò)，并且無線網(wǎng)絡(luò)幾乎實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋，監(jiān)測(cè)區(qū)不會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)，這也為大范圍監(jiān)控提供了很好的基礎(chǔ)，能夠滿足監(jiān)測(cè)工作中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有效采集。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。該技術(shù)能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行時(shí)間校對(duì)、監(jiān)測(cè)開關(guān)調(diào)控等等，能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線升級(jí)。

2.3 傳輸效率高

體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是具有非常高的傳輸速度。當(dāng)前的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度能夠達(dá)到171.2 Kbit/s，傳統(tǒng)的雨水情監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸速度僅僅能夠達(dá)到10 Kbps，但是應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)⑺俣忍嵘?0 Kbps，因此大大提升了數(shù)據(jù)的傳輸速度。另一方面，傳輸容量較大。在對(duì)雨水情進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，需要設(shè)置非常多的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，因此會(huì)得到非常多的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，不僅具有非常大的數(shù)據(jù)容量，同時(shí)能夠降低突發(fā)現(xiàn)象引發(fā)的數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象發(fā)生。

3 自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的注意點(diǎn)

3.1 設(shè)備安裝與采集

現(xiàn)今自動(dòng)化技術(shù)在雨水情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用主要是對(duì)水位高低的監(jiān)測(cè)以及雨量多少的監(jiān)測(cè)。當(dāng)前，很多單位都采用自動(dòng)化技術(shù)制成一站式的水文信息遙測(cè)站。監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布于各處，并且由無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加以維持，所以自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，設(shè)備的安裝會(huì)采用電能與太陽能相結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的有效運(yùn)行。對(duì)于水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的安裝，需要測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，以便后續(xù)的計(jì)算，同時(shí)在安裝完畢時(shí)，再遵照預(yù)先設(shè)置運(yùn)行設(shè)備。對(duì)于雨量計(jì)的安裝，共有兩種模式，一種是虹吸模式，另一種是翻斗模式，而后者的應(yīng)用比較廣泛，同水位計(jì)相同，雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)安裝完畢時(shí)，需遵照預(yù)先設(shè)置運(yùn)行設(shè)備。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸與管理

在雨水情監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)站都呈現(xiàn)出離散分布模式，但是數(shù)據(jù)都是集中管理。為了確保數(shù)據(jù)的有效傳輸，就不會(huì)選取不同站點(diǎn)中的架線傳輸模式，而是選用遠(yuǎn)程無線控制模式，當(dāng)發(fā)生危機(jī)情況或是特殊情形時(shí)，會(huì)由人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。而無線通信主要包括幾種形式：超短波數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星傳輸以及移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。最后一種通信形式現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化技術(shù)中，正是基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋大部分地域，數(shù)據(jù)信息的高速傳輸不僅能夠確保傳輸?shù)姆€(wěn)定同時(shí)還能夠減少運(yùn)行成本的投入，因此在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于雨水情監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)中，大多采用移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。由這種無線通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)λ磺闆r與雨量情況進(jìn)行高效、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠?qū)?shù)據(jù)全部傳輸?shù)叫畔⒖刂浦行?。通過構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和開發(fā)建設(shè)相應(yīng)的信息化管理軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、訪問與共享。

3.3 預(yù)警

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在雨水情監(jiān)測(cè)時(shí)，預(yù)警功能尤為關(guān)鍵。此功能創(chuàng)建的目的就是能夠在預(yù)測(cè)災(zāi)情時(shí)，可以在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，并提供有利的信息，構(gòu)建預(yù)防災(zāi)情的系統(tǒng)，確保決策的正確、及時(shí)、有效。雨水情監(jiān)測(cè)過程中，預(yù)警分為兩個(gè)方面：一方面是低于正常值，此類信息不會(huì)造成工程災(zāi)難，但是會(huì)影響經(jīng)濟(jì)收益，該現(xiàn)象由郵箱模式發(fā)出；另一方面則是超過安全警戒值，此類現(xiàn)象不僅會(huì)引發(fā)工程事故，同時(shí)還會(huì)對(duì)居民的生命造成威脅，該現(xiàn)象都是由短信模式發(fā)出。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史資料相差不大，系統(tǒng)會(huì)將信息發(fā)給管理者，并且能夠自動(dòng)警報(bào)；而當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史資料相差較大時(shí)，例如水庫監(jiān)測(cè)中，會(huì)自動(dòng)控制閘門的啟閉，同時(shí)能夠向管理員發(fā)送警報(bào)，以高音喇叭的模式通知給周邊的民眾，民眾在接收到通知后，能夠及時(shí)撤離。