水利

    据悉，目前地表水面积越来越少，地下水位下降速度越来越快。全国多个省市缺水，居民饮水困难。从目前发展趋势看，今后水资源供需矛盾将更加突出。

    水是关系人类生存和社会发展的基本物质，是一种有限的、不可替代的宝贵资源，是实现经济社会可持续发展的重要保证。为了有效保护水资源，合理利用水资源，各省级水资源管理部门计划在全省范围内建立“水资源远程监控管理系统”。通过收费的手段、通过计划用水的手段、通过强制控制手段来加强人们的节水意识，逐步改变的现状。

    嘉兴市和达电子有限公司根据水务行业的需要，成功推出“水资源远程监控管理系统”，该系统是专门为各县市级水务部门开发的管理系统。它集流量监测、水位监测、用水管理等多种功能于一体，是目前国内水务行业中最先进的系统解决方案。

    针对各县市的水资源状况及远景目标，提出“某县市水资源实时监控管理系统”建议方案。

    建议系统建成三级管理模式：各区县水资源管理部门直接管理用水单位，直接收取水资源费、直接控制用水单位取水；市水资源管理部门管理所辖区县水资源管理部门，掌控全市地下水、地表水利用信息；省水资源管理部门管理所辖市水资源管理部门，掌控全省地下水、地表水利用信息，进行科学决策。

1.1、省、市、县三级管理系统构成示意图

如下图所示：

◇ 省、市、县通过内部专网相互浏览对方的公布信息，通过内部专网传递数据。

◇ 取水单位通过INTERNET公网可以浏览其上级管理水资源管理部门公布的信息，使用用户名和密码可以查询自己的备案信息。

◇ 区县水资源管理部门通过中国移动通信公司的GPRS-VPN专网实现对用水单位的监控。

1.2、区县级水资源监控系统构成示意图

如下图所示：

    区县级水资源监控系统组成：监控中心、通信介质、水资源测控设备、计量测量设备。监控中心：主要由服务器、显示屏、打印机、移动数据专线、水资源管理系统软件、操作系统软件、数据库软件及防火墙组成。

通信介质：通信模块、中国移动通信公司GPRS-VPN网络。水资源监控设备：水资源监控箱。

计量测量设备：水表、流量计、水位计等。

    水资源监控设备是水资源实时监控系统中安装在遥测站中的核心设备。介绍如下：

2.1、水资源监控设备的功能

◇ 采集功能：

⑴、可以采集各种超声波流量计的计量数据。

(2)、可以采集各种提供4-20mA及其它标准信号输出的计量仪表数据。

(3)、可以采集各种脉冲水表（包括电表）的数据。

(4)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种水位计的数据。

(5)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种温度计的数据。

(6)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种水质计的数据。

(7)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种压力计的数据。

(8)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的水泵运行电压的数据。

(9)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的水泵运行电流的数据。

(10)、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的客户关心的数据。

(11)、可以采集判断用水单位水泵的起停工作状态。

(12)、可以采集判断该水资源监控箱是否被非法打开。

◇ 告警功能：

(1)、日采水量超过计划，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报。

(2)、水位超过下限，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报。

(3)、非法打开设备，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报。

◇ 显示功能：

该设备可以数字显示站号、流量、水位、门磁、日期、时间等数据。

◇ 查询功能：

⑴、可以在现场使用设备上的按键查询流量、水位等相关的参数。

⑵、具备GPRS数据远传条件时，监控中心被授权的操作人员可以远程查询用水单位现场的流量、水位、水泵起停状态及其关心的数据与参数。

◇ 设置功能：

⑴、专业维护人员可以现场设置设备的部分参数。

⑵、具备GPRS数据远传条件时，被授权的操作人员可以在监控中心远程修正和设置设备的一些参数。如站点、工作模式、校时、数据上报时间周期、用水量等。

◇ 存储功能：该设备具备铁电存储功能，数据掉电不丢失，最多存储1年的历史记录。

◇ 通信功能：

⑴、该设备可以通过GPRS网络与多个监控中心通信，可以将现场数据同时发送到区县、市、省水务监控中心、信息中心。也可以只发送到县水务监控中心，数据逐级上报。

⑵、该设备可以设置成主动向管理中心上报数据模式，也可以设置成被管理中心问询模式。主动上报模式分两种情况：一是现场状态发生变化时上报，二是定时上报。问询模式是只有管理中心发出问询命令，该设备才上报数据。

⑶、以GPRS网络为主要通信通道，以SMS短消息通道作为备用通道，两个通道同时存在，可以切换使用。

◇ 电源功能：

⑴、该设备可以安装到具备220VAC供电的现场，也可以安装到具备380VAC供电的现场。

⑵、该设备配备备用电源，外部供电系统发生故障时，系统可以继续正常运行不低于2天。配备大容量蓄电池可以支持设备正常运行10天以上。

◇ 避雷功能：

    水资源测控箱内部的水资源监控仪、流量计转换器及其他二次仪表都做了防雷保护设计。可以满足一般情况下的避雷要求。

2.2、水资源监控设备的特点

◇ 兼容性强：

⑴、该设备可以采集任何一家公司生产的各种水表、4-20mA模拟量输出水表和带串口的流量计直接测量的用水量。自动控制水资源的使用。

⑵、该设备可以采集任何一家公司生产的脉冲电表、串口电表的数据，根据用电量核算出用水量，自动控制水资源的使用。

⑶、该设备可以采集现场水泵的开关时间及状态，根据水泵运行时间和水泵流量计算出用水量，自动控制水资源的使用。

◇ 维护方便：

⑴、该设备为集成化模块设计，主要有水资源采集控制模块、GPRS通信模块、电源模块、供电线路控制模块。

⑵、作为核心的水资源采集控制模块具备远程维护和软件升级的功能。当自备井前端现场需要更换增加计量、测量设备，或扩展设备功能时，维护人员可以远程更改设置该模块的参数，必要时可以远程升级程序；提高了维护效率，降低了维护成本。

◇ 可靠性高：该设备为工业级设计，采用工业级中央处理芯片及西门子通信模块，采用隔离和专业抗干扰设计技术，可以安装使用在现场环境比较复杂的地方。

◇ 扩展性强：该设备具备强大的扩展功能：例如，该设备可以接水质、温度、压力、电流、电压变送器，必要时可以并入用水单位自己的测控系统，实现水资监控中心与用水单位设备共享以及部分信息共享，避免设备重复投资。

3、通信网络

    近几年，移动数据通信在我国迅猛发展，GPRS信号遍布每个角落。因为GPRS通信无距离限制、实时在线、按流量收费、不需要自己维护网络等诸多优点，被广大用户所青睐。每个区县的水资源管理部门所管辖的取水监测点都比较分散，所要传输的数据量很小，使用GPRS通信是最理想的通信方式。

3.1、水资源监控设备与区县管理中心的通信网络

3.1.1 组网模式

    建议使用移动数据专网模式，短信通道作为备用通道，移动公司为区县级水资源监控中心铺设一条专线，建立一个专网，给一个APN接入点名称，为水资源监控中心的服务器和前端每个水资源监控设备所使用的SIM卡分别绑定一个移动公司局域网内部的IP地址。这样水资源监控中心的服务器和前端每个水资源测控设备就可以通过移动公司提供专网内传输数据。监测站少的时候，监控中心可以不用专线，使用一个GPRS即可。

3.1.2 水资源监控设备支持的组网模式

支持四种组网模式：移动专网模式、移动专线模式、公网专线模式、SMS短消息模式。

◇ 移动专网模式：监控中心使用GPRS-A，水资源监控设备使用GPRS-B，移动公司建一个VPN专网，提供一个APN接入点，并在GPRS-A和GPRS-B所使用的SIM卡上分别绑定固定的IP地址。被监测的自备井的数量少的区县建议使用该模式。

◇ 移动专线模式：监控中心使用移动公司的数据专线，建一个VPN专网，有专用的APN接入点，中心服务器有固定的IP，水资源监控设备使用GPRS-B， GPRS-B所使用的SIM卡上绑定固定的IP。被监测的自备井的数量大的区县建议使用该模式。

◇ 公网专线模式：监控中心具有公网数据专线，服务器可以登陆INTERNET，有固定的IP，水资源监控设备的GPRS-B每次登陆GPRS网络时得到动态IP，可与监控中心的服务器进行数据交换。跨省监测自备井时使用该模式。

◇ SMS短消息模式：监控中心与水资源监控设备之间通过短信传输数据。个别GPRS信号不强的地方使用该模式。

4、区县监控中心

4.1、区县水资源管理部门监控中心硬件设备

◇ 服务器（含显示屏）：连接移动专线，负责与前端设备进行数据通信；运行系统软件；存储数据。

◇ 工作站：用水量远程监测，巡检报修管理。

◇ 防火墙：管理数据流，保护整个网络的安全

◇ UPS电源：停电后，可供服务器等设备正常工作，额定容量不小于2.5倍正常负载容量。

4.2、水务监控中心软件

4.2.1、平台软件

4.2.1、区县水资源管理部门监控中心应用软件

1）、系统软件的功能介绍：

    “水资源远程监控系统软件”利用计算机技术和管理信息系统技术实现了传统水资源管理的信息化。将水源井档案、用水单位档案、数据远程监测、巡检报修、GIS地理信息、水费收缴等工作统一纳入信息化管理。

2）、系统软件的主要特点介绍：

    灵活安全的操作权限管理。系统提供操作员管理功能，可以针对每个操作员和每个操作菜单进行单独的权限设置，设置方法灵活方便。操作密码等核心数据都进行了加密处理。方便快捷的操作界面。系统采用WEB操作界面，画面美观，操作灵活方便，容易掌握，使用人员可以很快学会并熟练掌握。