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基于雷达液位计的水利灾害监控与预警系统
发布时间:2014年 02月 18日

1、方案简要说明

    该系统采用雷达原理测量水位,通过通信通道(包括移动电话、串口等方式),能够实时地采集、处理、计算、存储水位变化信息,监控中心通过接收受监控的水位信息,预测并发出洪水、泥石流、大坝溃堤等事故警报,以此达到预报灾害演变和预防过程发展动态的目的。

2、应用背景

    我国是水利灾害多发的地区,每年都会造成人员和财产的巨大损失。过去几十年来,我国已基本建立覆盖全国多河流多湖泊地区、山地、丘陵的群测群防网络,建立了几百个大大小小的监测站,拥有一支数量不菲的群测群防监测员队伍,有效的将水利灾害造成的损失控制到最小程度。但仍然面临着许多问题,目前仍存在水利监测体系薄弱,信息化程度不高,数据收集、更新不及时,信息覆盖面较窄等问题,水利监测区域内设备尚未成网,没有形成实时动态监测体系,难以满足洪水、坝堤崩塌、泥石流等及时预警、迅速反应、快捷转移、有效避险的应急处置需求。

随着对水利灾害的深入研究,发现需要借助更多的高技术手段对可能发生变的区域、重点地区形成全时空、立体式监测与预警。基于雷达液位计的水利灾害监控与预警系统就集合了雷达技术、无线传感器网络、宽带移动通信技术等高新技术而研发的。

3、工作原理

    雷达液位计将能量很低的微波脉冲通过天线系统发射,当遇到被测介质表面

时,雷达液位计的部分发射电磁波被反射形成回波并沿相同路径返回到雷达接收

装置。由于电磁波以光速传播,发射装置与被测介质表面的距离与脉冲在其间的

传播时间成正比,通过记录电磁波收发时间差即可得到液位信息。

    这些液位信息通过无线和有线通信网络传送至监控中心,供决策者参考。

4、方案构成

    基于雷达液位计的水利灾害监控与预警系统主要由液位传感器、区域信息采集中心、监控与预警中心以及各种通信通道组成,其结构框图如下所示。

1)液位传感器

    液位传感器是整个监控与预警系统的底层基础,液位传感器主要以雷达液位计为主,利用雷达测距原理获取水位信息,并通过无线或者有线通信模块实时的传送出去。

2)区域信息采集中心

    区域信息采集中心主要负责收集指定区域内的液位传感器的有效信息,并进行初步处理,将这些数据转送至监控与预警中心。

3)监控与预警中心

    监控与预警中心是整个系统的核心,需要处理所有来自传感器和区域信息采集中心的数据,根据水位数据分析结果,实时显示目前状态,并在水利灾害发生前作出预警。

    4)通信通道

通信通道将整个系统整合在了一起,液位传感器与区域信息采集中心之间可根据实际安装环境选择安装无线或有线通信模块,使得系统的监控范围更广、更具灵活性。

而区域信息采集中心和监控与预警中心的位置比较固定,它们之间通过互联网或者局域网进行通信,确保数据传输的通畅和实时性。

5、优势特点

1)雷达液位计不受温度、湿度、空间传播介质、风速、降雨等环境因素影响,能够实现全时空、全天候工作。

2)雷达液位计的测量精度高,可达到毫米级测量精度。

3)整个监控与预警系统具有实时化、范围大等特点,可完成多种监测功能。

4)水利灾害监控与预警系统实现了针对水利灾害的全数字化、全分散式、全开放、可互操作和网络化的监控与预警。

6、应用领域

    水利方面,该系统能够完成水利灾害的监控,河流与湖泊洪水预警等功能。

市政方面,该系统可以用作下水道液位监控系统,这将有利于应对城市暴雨袭击带来的许多问题。

工业方面,该系统能够用于石油储罐原油的液面测量,以及一般工业过程的液位监测等方面。

    另外,本产品还可以根据用户的不同功能需求进行改造,从而能够适用于环保、气象以及其它潜在领域或行业。

  

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