大唐软件水利物联网系统方案

      1概述

      在水利信息化综合体系中，应用系统以水资源管理、农村水利信息管理等水利部提出的八大重点工程为核心，服务于各种水利业务管理；信息化基础设施不仅包括水利应用系统赖以存在的网络硬件平台，还包括水利基础信息采集点、水利通信骨干网络的建设。我国水利信息化还基本处于基础设施完善和业务应用初步建设的阶段，为加快水利行业信息化的进程，需要更广泛、有效地运用高新科技，结合水利行业的业务特点，尤是近期如火如荼的物联网相关技术。

     物联网相关的传感器、网络技术等并不是全新的技术，而水利行业因具有安全要求高、空间跨度大、野外作业多等特点，很久以前就已经开始广泛使用各种自动化或半自动化的信息采集监测设备，对雨量、水位、水量、水质等信息进行实时采集，通过无线网络、有线网络进行传输汇集，从而应用于防汛抗旱、水资源管理等多项业务管理中。

      2大唐软件水利物联网解决方案

      大唐软件立足水利行业信息化的发展，结合公司自身的技术优势和水利行业经验，提供全面的水利行业物联网解决方案。通过提供灌区信息化管理系统、水资源管理系统、水利通信与自动化系统等，对水文、水质、闸门等实时信息的采集、传输、处理加工和应用，切实提高水利行业管理的综合能力和管理水平，实现向动态管理、精细管理、定量管理和科学管理的转变。由于水文、水质等信息采集点一般位置偏远，且相互间的距离远，采集的信息包括数据信息和视频监测信息，因此需要采用网络、光纤通信、无线通信等技术，合理部署建设水利工程信息化传输和存储环境。通过对各类基础信息实行自动采集、处理并进行分析计算，对供水工程设施和水源进行自动测量、计算、调节和控制，从而实现计划供水和水资源优化配置，使得水资源更加有效地被利用。

      大唐水资源管理系统解决方案以现代化通信手段实现实时应急处理，实现综合感知的水质实时监测和水资源业务管理。水资源管理的主要业务包括：组织水功能区的划分和审核江河、湖库等水域纳污能力；指导监测江河、湖库、地下水的水量、水质；指导入河排污口设置的管理工作，提出限制排污总量的意见并监督实施；组织实施水资源费征收制度和取用水许可制度，负责取用水许可审批，监督水资源费的征收和使用等。为实现这些业务管理，需要对水资源信息进行实时地监测和采集，监测要素包括：区域内关键节点视频监控、水质实时监测、水流量和水位实时监测、超标有害成分重点监测和分析、供水水质重要指标超标报警。

      大唐水资源管理系统方案架构如图1所示。

图1 大唐水资源管理系统方案架构

      大唐水资源管理系统解决方案在完成综合感知的基础上，具有结构简单、适应性强和可靠性高的优点。该方案综合采用流量监测设备、水质检测设备和视频监测设备等，对水流量、水质、视频信息等进行实时采集，以标准工业电信号上报综合信息化采集器，接入到中国移动TD-SCDMA网络。综合信息采集器采用多路A/D复用传感器采集通道，可外接多路模拟量、数字量传感器探头，提供水质检测仪协议转换和数据量转换，提供视频模拟信号转换数据信号（H.264），最终将视频信号、水质监测信号和水量监测信号合并上传。为保证设备可靠运行，需要提供完善的室外环境适应设计，如摄像机及水质检测仪需安装于野外环境中，其余设备均安装于室外设备箱体内。箱体设计应充分考虑防潮、防雨、防雷击、高低温工作环境等因素。在供电系统成熟区域，电源采集可直接从动力配电室引出，只需布设电源线缆进行接入；在不具备供电系统的区域，采用太阳能板供电，这样使用寿命长、性能稳定、维护费用较低。

      大唐水资源管理系统解决方案通过TD-SCDMA网络提供高效经济的综合信号传输。通过TD-SCDMA网关，该方案采用点对多点方式建立覆盖监控领域的无线网络，在远程监控点安装内置TD-SCDMA无线模块的远程视频监控终端。TD-SCDMA频谱利用率高，灵活性强，系统性能稳定，与传统系统兼容性好，支持与传统系统间的切换功能，支持多种通信接口（TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、Iur多种接口要求），同时支持多载波直接扩频系统。这种方案具有传输距离远、时延低（对视频应用非常关键）、设备成本低、能够提升远程视频管理能力的特点。同时，TD-SCDMA模块采用动态IP地址的域名解析服务，能够主动搜索远程视频监控终端内设定好的主控室监控服务器域名，节约IP地址。

      大唐水资源管理系统解决方案采用先进实用的技术架构和基于构件的设计、开发模型，构筑业务覆盖全面、扩展性强的水资源管理应用。水资源管理应用以水资源管理业务为重点，以对水资源开发利用主要环节的监测为基础，以水利信息化网络系统为依托，以水资源业务应用系统为核心，构建省市各级水资源管理机构的信息网络、水资源数据管理中心、水资源管理工作开展的业务平台以及水资源信息的发布窗口，从而使水资源管理部门的职责得到更有效地履行，实现水资源的优化配置、高效利用和科学保护的目标。大唐水资源管理系统解决方案如图2所示。

 图2 大唐水资源管理系统解决方案

       3系统主要功能

      水资源综合业务管理。实现对水资源论证管理、取水许可管理、计划用水与节水管理、水功能区管理、水源地管理、入河排污口管理、水资源调配管理、水资源规划管理、水资源信息统计与发布、水权转换和减沙换水等十大水资源业务数据及业务流程进行集中管理，以提高日常水资源管理工作的效率。

      水资源费征收管理。实现从水量数据的采集、分析、纠错、账务处理，到最终的销账处理过程。系统支持按照用水类型、用途等进行费率定制，对超定额、超计划取用水提供累进加价计费处理规则，灵活设置优惠策略，提供欠费、催缴等管理。

      水资源信息监测。为用户提供水资源动态信息的采集与管理功能。系统提供对取用水单位取用水情况，灌区退水情况，大江大河主要控制断面流量，水功能区、水源地、入河排污口及超采区等方面的信息监测和统计分析，能够以地图形式对水资源的动态信息进行展现和告警。

      综合维护管理。为用户提供简洁、便利的系统管理维护接口。

      水资源业务信息发布。将公众关心的水资源业务数据发布到互联网上，实现上、下级管理部门的数据报送。