徐嘯天

摘 要：水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)通信方式的選擇，對(duì)于系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)具有重要的影響，此外，合理的選擇水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的通信方式能夠提高該系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，本文對(duì)當(dāng)前我國(guó)的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的常用通信方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)和使用環(huán)境進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說(shuō)明，對(duì)于我國(guó)今后水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng);通信方式;分析和應(yīng)用

水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是集合了通信和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代水文處理系統(tǒng)，能夠?qū)⑺臄?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)自動(dòng)的采集和傳輸?shù)炔襟E對(duì)水災(zāi)進(jìn)行預(yù)防。我國(guó)是一個(gè)遭受水災(zāi)較為嚴(yán)重的地區(qū)，為了能夠更好的保護(hù)國(guó)家和人民的財(cái)產(chǎn)，我國(guó)在上世紀(jì)70年代就開(kāi)始建設(shè)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，同時(shí)為了保證該系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，提高洪水的預(yù)見(jiàn)日期，從而為防汛工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，我國(guó)不斷加大對(duì)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的研究。

一、常用的通信方式介紹

1.短波通信

所謂的短波，指的是波長(zhǎng)在10到100nm之間的波長(zhǎng)，這一波長(zhǎng)段的波頻率為3MHz到30MHz。短波通信包括兩種傳輸方式，分別是電離層反射和地面?zhèn)鞑?，其中的地波傳播在傳播的過(guò)程中，隨著距離的增加無(wú)線(xiàn)波逐漸衰減，因此，只能適用于短距離的通信，且中間的障礙物較少。而對(duì)于水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其一般需要進(jìn)行較長(zhǎng)距離的傳播，且在傳輸?shù)倪^(guò)程中需要跨越復(fù)雜的地形，因此，在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中，一般選擇的是天波模式。

短波通信的優(yōu)點(diǎn)：第一，對(duì)于短波來(lái)說(shuō)，其工作頻率較高，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的無(wú)線(xiàn)通信;第二，該系統(tǒng)的組網(wǎng)較為簡(jiǎn)單，且短波在傳輸?shù)倪^(guò)程中不需要中繼站，而是通過(guò)短波電離層對(duì)短波進(jìn)行反射;第三，該系統(tǒng)的運(yùn)行不需要建設(shè)專(zhuān)門(mén)的鐵塔等設(shè)備，因此，在建設(shè)過(guò)程中的成本較低，且在運(yùn)行時(shí)不易遭到雷擊等自然災(zāi)害的損壞。上述是短波通信的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)也非常明顯：首先，短波在進(jìn)行傳輸時(shí)，需要對(duì)工作頻率進(jìn)行預(yù)測(cè)，如果不能選擇合適的短波，很容易造成通信無(wú)法實(shí)現(xiàn)，然后，針對(duì)不同的季節(jié)和每天中的不同時(shí)間，電離層的高度和電特性都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，因此，需要對(duì)一天中的工作頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，才能保證系統(tǒng)的正常工作。

2.超短波通信

超短波指的是波長(zhǎng)在1到10nm范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)波，這種波的頻率在30MHz到300MHz，由于其工作的優(yōu)點(diǎn)，目前是在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣泛的一種通信方式，且由于其運(yùn)行的成本低和故障處理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，使其在其他領(lǐng)域內(nèi)具有很高的參考價(jià)值。

優(yōu)點(diǎn)介紹：首先，該系統(tǒng)在技術(shù)方面較為成熟，使用可靠性較高，且價(jià)格相對(duì)于其他設(shè)備而言較低;然后，在使用過(guò)程中，該系統(tǒng)對(duì)于天氣沒(méi)有較大的依賴(lài)，因此能夠適用在多種天氣環(huán)境中，一般只要保證初期的通道測(cè)試信道余量，就可以保證其通信質(zhì)量;最后，該系統(tǒng)獨(dú)立于其他設(shè)備之外，其使用的穩(wěn)定性?xún)H僅取決于自身在日常使用中的維護(hù)水平和管理水平。

相對(duì)于眾多優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)也非常明顯：首先，在傳播過(guò)程中，傳輸?shù)木嚯x較短，且受環(huán)境的影響較大，盡管其本身具有一定的繞物能力，但是隨著傳輸距離的不斷增加，其包含的能量逐漸減小，從而導(dǎo)致其無(wú)法滿(mǎn)足通信的功能，因此，需要架設(shè)一些專(zhuān)門(mén)的中繼站，使其能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行正常的傳輸。然后是該系統(tǒng)由于自身傳輸特性的影響，導(dǎo)致其在傳輸?shù)倪^(guò)程中對(duì)中繼站的依賴(lài)非常強(qiáng)，而當(dāng)中繼站出現(xiàn)特殊情況時(shí)，很可能導(dǎo)致整個(gè)通信系統(tǒng)的崩潰，而對(duì)于一些大型的系統(tǒng)，其需要的中繼站數(shù)量非常多，而中繼站一般都是在高山等較高的位置處，這些地方的建筑物易遭受雷擊，因此，對(duì)該系統(tǒng)的影響非常大。

3.有線(xiàn)通信

目前，有線(xiàn)通信的使用主要是通過(guò)電信部門(mén)的功用電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)，下面將其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：優(yōu)點(diǎn)：第一，該通信方式對(duì)于傳輸距離沒(méi)有相應(yīng)的限制，因此，能夠進(jìn)行足夠距離的數(shù)據(jù)傳輸，只要有電話(huà)的地方，就可以進(jìn)行通信;第二，對(duì)于該系統(tǒng)的維護(hù)，全部由電信公司承擔(dān)，不需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的維護(hù)，因此，減少了該系統(tǒng)的管理人員的工作量;第三，傳輸過(guò)程中使用有線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，不會(huì)受到同頻的干擾等問(wèn)題，且傳輸效率較高;第四，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，能夠更加容易的實(shí)現(xiàn)自報(bào)等功能，不需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的通道測(cè)試等。有線(xiàn)通信的優(yōu)點(diǎn)非常多，且能夠克服無(wú)線(xiàn)波通信方式中的大部分缺點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也有一些，那就是：首先，該通信方式需要有傳輸?shù)拿浇?，也就是電?huà)等設(shè)備，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)站的建立，從而導(dǎo)致無(wú)法對(duì)這些地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸;然后是其抗擊自然災(zāi)害的能力相對(duì)較弱，對(duì)于目前我國(guó)的大多數(shù)農(nóng)村來(lái)說(shuō)，其有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是非常脆弱的，很容易受到大風(fēng)等自然災(zāi)害的損壞，從而導(dǎo)致通信系統(tǒng)的中斷。

二、實(shí)例比較和選擇

在選擇水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的通信方式時(shí)，不需要嚴(yán)格的按照規(guī)定進(jìn)行，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇合適的通信方式。

1.短波通信的使用

采用短波進(jìn)行通信的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中比較典型的是甘肅碧口水電廠和廣西麻石水電廠，在這兩個(gè)水電廠中，其周?chē)牧饔颦h(huán)境較為復(fù)雜，假如使用超短波需要建立一系列的中繼站對(duì)信號(hào)進(jìn)行反射，這樣會(huì)大大增加投資成本，且由于環(huán)境的影響，在日常的維護(hù)中較為困難，因此，選擇了短波和超短波結(jié)合的通信方式。在碧口水電廠中，其水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的規(guī)模為1：8，其中有6個(gè)是短波通信組網(wǎng)，只有兩個(gè)是超短波通信組網(wǎng)。而在麻石水電廠中，其系統(tǒng)的規(guī)模是1：16，在壩上和壩下采用的是有線(xiàn)的傳輸方式，較為高效，且節(jié)約成本，而其他地方則是短波方式傳輸信號(hào)，能夠減少維護(hù)困難。

2.超短波通信的使用

對(duì)于超短波通信方式，比較典型的是浙江緊水灘的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其規(guī)模為15：2：2，該系統(tǒng)的通信方式對(duì)于六角尖中繼站的依賴(lài)非常強(qiáng)。六角尖中繼站的主要作用是對(duì)鳳陽(yáng)山中繼站和其他的一些測(cè)站傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，但是，當(dāng)其中心站出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將不能對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，因此，在建設(shè)過(guò)程中設(shè)計(jì)了雙中繼和熱備用等方式，從而大大增加了系統(tǒng)的可靠性。

3.衛(wèi)星通信的使用

衛(wèi)星通信是最近興起的新型水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其頻率范圍大約在300MHz到300GHz內(nèi)，通過(guò)多個(gè)地面站將人造地球衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行反射，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，比較常用的有以下幾個(gè)系統(tǒng)：首先是VSAT系統(tǒng)，這是上世紀(jì)80年代興起的，目前使用已經(jīng)很少，比較典型的是西藏尼洋河水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其規(guī)模為3：9，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。然后是海事衛(wèi)星，這是一種全球性的系統(tǒng)，其最早的目的是為了進(jìn)行海事救援，但是隨著系統(tǒng)的功能不斷增加，其逐漸在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中應(yīng)用，比較典型的是貴州烏江流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其共建立了49個(gè)衛(wèi)星遙測(cè)站和4個(gè)中心站，然后通過(guò)VAST系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)。最后一種是我國(guó)自主研制的北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是一種區(qū)域性的系統(tǒng)，典型的系統(tǒng)是大渡河流域水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其共建立了80個(gè)遙測(cè)站和1個(gè)中心站，該系統(tǒng)能夠減少測(cè)量中的中間環(huán)節(jié)，從而合理利用已有資源。

三、結(jié)語(yǔ)

綜合上述所說(shuō)，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的通信方式有很多種，且每一種通信方式具有不同的特點(diǎn)，在實(shí)際工程中，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選擇合適的通信方式，只有這樣才能即節(jié)約成本，又保證通信的質(zhì)量。

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