時(shí)間：2022-10-02 02:12:53
序論：在您撰寫(xiě)監(jiān)控管理論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一、水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的特點(diǎn)及技術(shù)要求
什么是“水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)”呢?這個(gè)系統(tǒng)是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種高新科技手段，對(duì)流域或地區(qū)的水資源及相關(guān)的大量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳輸及管理；以現(xiàn)代水資源管理理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托對(duì)流域或地區(qū)的水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)、優(yōu)化配置和調(diào)度；以遠(yuǎn)程控制及自動(dòng)化技術(shù)為依托對(duì)流域或地區(qū)的工程設(shè)施進(jìn)行控制操作。
這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：①對(duì)水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括水量和水質(zhì)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的意義在于：只有掌握瞬時(shí)變化的水量信息，才能科學(xué)、準(zhǔn)確地進(jìn)行資源配置及調(diào)度；只有掌握瞬時(shí)變化的水質(zhì)信息，才能對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和有效監(jiān)督，也才有可能應(yīng)對(duì)水污染突發(fā)事件，保證供水安全。②這種系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為框架，除了采集水資源信息外，還廣泛采集流域或地區(qū)內(nèi)的氣象、墑情等自然信息，水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施信息，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的基本信息以及需水部門(mén)的需水信息。③它不同于以往的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，僅僅具有監(jiān)測(cè)功能。這種系統(tǒng)更重要的功能是進(jìn)行實(shí)時(shí)配置調(diào)度。它是在監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，以大量的綜合信息為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代水資源管理數(shù)學(xué)模型，為水資源的實(shí)時(shí)配置、調(diào)度提供決策支持。這種模型勢(shì)必突破“就水論水”局限，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展——資源——環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用原則，體現(xiàn)“依法治水”的原則。④這種系統(tǒng)應(yīng)是高新技術(shù)的集成。系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)充分吸收國(guó)際上最新技術(shù)，堅(jiān)持高起點(diǎn)。它包括監(jiān)測(cè)技術(shù)、通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化技術(shù)、遙感、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計(jì)算機(jī)輔助決策支持系統(tǒng)、人工智能、遠(yuǎn)程控制等先進(jìn)技術(shù)。⑤它的設(shè)置應(yīng)是因地制宜的。針對(duì)不同流域、不同地區(qū)不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及基礎(chǔ)設(shè)施狀況，水資源管理中不同的重點(diǎn)問(wèn)題，水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)置也應(yīng)具有不同的特點(diǎn)。系統(tǒng)的設(shè)置還應(yīng)與防洪調(diào)度指揮系統(tǒng)的建設(shè)相結(jié)合。
這種系統(tǒng)的技術(shù)要求是：①以現(xiàn)代電子、信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸和在線(xiàn)分析，有效地提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確率，確保監(jiān)測(cè)信息的有效性。②充分掌握所在地區(qū)水資源供需狀況，建立相應(yīng)的資料庫(kù)和水量、水質(zhì)模型、供需水模型及生態(tài)環(huán)境分析模型。供水方面包括：地表水、地下水、土壤水，主水、客水、污水回用等等，需水方面包括：生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水等。③充分運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和人工智能等技術(shù)進(jìn)行高度技術(shù)集成，快速、高效、準(zhǔn)確、客觀(guān)地分析處理大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)已建立的供需水模型和水環(huán)境分析模型等，動(dòng)態(tài)生成水資源優(yōu)化配置、調(diào)配計(jì)劃等輔助決策方案。④以綜合分析和輔助決策為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的優(yōu)化配置、遠(yuǎn)程控制和科學(xué)管理等，即實(shí)現(xiàn)水資源調(diào)控的現(xiàn)代化。⑤系統(tǒng)應(yīng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。
二、水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)具備水資源實(shí)時(shí)測(cè)、水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度和水資源實(shí)時(shí)管理等功能。其功能概要詳見(jiàn)圖1。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)又可分解為以下主要部分(參見(jiàn)圖2)：①數(shù)據(jù)庫(kù)(包含圖形庫(kù)、圖像庫(kù)和CIS系統(tǒng))，②模型庫(kù)(包括方法庫(kù))，③知識(shí)庫(kù)，④在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，⑤綜合信息管理子系統(tǒng)，⑥綜合分析與決策支持子系統(tǒng)，⑦實(shí)時(shí)控制管理子系統(tǒng)。其核心是綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)。其他各部分則為系統(tǒng)核心的補(bǔ)充、延展和支持。
系統(tǒng)總控目的是建立系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系、控制各庫(kù)和各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)提供相關(guān)水資源與水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和數(shù)據(jù)可靠性在線(xiàn)分析功能。其重點(diǎn)是對(duì)地表水和地下水(水量、水位、水質(zhì)及水溫等)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理，以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性的實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析處理等。該子系統(tǒng)還應(yīng)提供與各類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器銜接的數(shù)據(jù)采集接口，通過(guò)接口模塊動(dòng)態(tài)收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，確保存入數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)測(cè)資料的有效性、完整性和可靠性。
綜合信息管理子系統(tǒng)管理各種水資源水環(huán)境監(jiān)控項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料的輸入、存儲(chǔ)、整編、查詢(xún)與傳輸?shù)裙δ?，?duì)水資源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)資料進(jìn)行綜合管理和處理。該子系統(tǒng)還應(yīng)提供對(duì)綜合分析與決策支持子系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸接口。
實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)主要完成兩個(gè)功能：一是將系統(tǒng)綜合分析與輔助決策的成果以實(shí)時(shí)報(bào)告(如水資源預(yù)報(bào)、水質(zhì)分析公報(bào)、企業(yè)排污超標(biāo)警報(bào)、水資源調(diào)配建議方案等)和多媒體報(bào)警信號(hào)(如大屏幕指示、聲光警報(bào)等)的形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)輸出，以供決策部門(mén)進(jìn)行水資源配置和管理參考；二是將輸出指令直接作用于可控自動(dòng)化水資源調(diào)配和控制設(shè)備(如給、排水閘門(mén)等)，通過(guò)有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)/遠(yuǎn)程控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)所涉區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)給、排水設(shè)備及重點(diǎn)控制工程進(jìn)行遠(yuǎn)距離的調(diào)節(jié)控制。
綜合分析與決策支持子系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析處理。其主要功能就是運(yùn)用模型庫(kù)中的相應(yīng)模型對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行智能化的綜合分析，參照知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家知識(shí)和有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)程規(guī)范，形成水資源(包括水量、水質(zhì)、水情和水環(huán)境等)動(dòng)態(tài)狀況的分析成果；并根據(jù)分析成果，產(chǎn)生輔助決策報(bào)告或直接控制指令。系統(tǒng)還應(yīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)有多庫(kù)協(xié)同器，進(jìn)行各庫(kù)之間的協(xié)調(diào)。多庫(kù)協(xié)同器提供系統(tǒng)各庫(kù)的協(xié)同規(guī)劃、綜合調(diào)度、人機(jī)交互、資源共享、沖突仲裁和通信聯(lián)絡(luò)等處理功能。
綜合分析與決策支持子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的技術(shù)核心，它將以國(guó)內(nèi)外近年在水源、水環(huán)境和農(nóng)田水利等方面的科研成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)，形成技術(shù)先進(jìn)、功能完善、實(shí)用性強(qiáng)、又便于擴(kuò)展和更新的具有決策支持能力的智能化綜合分析系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確高效地收集和及時(shí)處理大量復(fù)雜的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)及綜合信息管理子系統(tǒng)是面向數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)和信息查詢(xún)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包括：①水利工程檔案庫(kù)，②監(jiān)測(cè)儀器特征庫(kù)，③原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，④整編監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，⑤監(jiān)測(cè)網(wǎng)站資料庫(kù)，⑥人工巡視檢查資料庫(kù)，⑦數(shù)據(jù)自動(dòng)采集參數(shù)庫(kù)，⑧模型輸入輸出數(shù)據(jù)庫(kù)，⑨成果數(shù)據(jù)庫(kù)，⑩實(shí)時(shí)控制日志數(shù)據(jù)庫(kù)等。圖形庫(kù)和圖像庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的延展和補(bǔ)充。
模型庫(kù)及其管理子系統(tǒng)提供相應(yīng)分析處理使用的處理模型和計(jì)算方法的例程庫(kù)。包括各種時(shí)態(tài)和空間模型、在線(xiàn)數(shù)據(jù)可靠性分析算法等。包括水情預(yù)報(bào)模型、水量評(píng)價(jià)模型、水量預(yù)測(cè)模型、水質(zhì)評(píng)價(jià)模型、水質(zhì)預(yù)測(cè)模型、水污染模型、需水模型、生態(tài)環(huán)境分析模型、洪水演進(jìn)及仿真模型、決策支持模型等等。
知識(shí)庫(kù)及其管理子系統(tǒng)是用于知識(shí)信息的存儲(chǔ)及其使用管理的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)內(nèi)容包括：①各監(jiān)控項(xiàng)目的監(jiān)控指標(biāo)，②日常巡視檢查的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，③監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差限值，④專(zhuān)業(yè)規(guī)律指標(biāo)，⑤專(zhuān)家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，⑥水利法律、法規(guī)，行業(yè)規(guī)程、規(guī)范的有關(guān)條款等。
三、水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)施
關(guān)鍵詞鍋爐房/計(jì)算機(jī)控制/供暖
AbstractDiscussestherequirementsformonitoringandmanagementofthescopesfromboilerhousesforheating,steam-waterandwater-waterheatexchangers,smallscaleheatingnetworkstolargescaledistrictheating,therelatedhardwareconfigurationandtheapproachestorealisetherequiredfunctions.
Keywordscomputercontrol，heating，boiler
5.1供暖熱水鍋爐房?jī)?nèi)監(jiān)測(cè)與控制的主要目的應(yīng)為：
·提高系統(tǒng)的安全性，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；
·全面監(jiān)測(cè)并記錄各運(yùn)行參數(shù)，降低運(yùn)行人員工作量，提高管理水平；
·對(duì)燃燒過(guò)程和熱水循環(huán)過(guò)程進(jìn)行有效的控制調(diào)節(jié)，提高鍋爐效率，節(jié)省運(yùn)行能耗，并減少大氣污染。
對(duì)于熱水鍋爐，可將被監(jiān)測(cè)控制對(duì)象分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩部分分別進(jìn)行討論。整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制管理系統(tǒng)可按圖5-1形式由若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)（DCU）和一臺(tái)中央管理機(jī)構(gòu)成。各DCU分別對(duì)燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，中央管理機(jī)則顯示并記錄這兩個(gè)系統(tǒng)的在線(xiàn)狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)供熱狀態(tài)況確定鍋爐、循環(huán)泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，設(shè)定供水溫度及循環(huán)流量，協(xié)調(diào)各臺(tái)DCU完成各監(jiān)測(cè)控制管理功能。
5．1．1燃燒系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制
圖5-1鍋爐房計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于鏈條式熱水鍋爐，燃燒過(guò)程的控制主要是根據(jù)對(duì)產(chǎn)熱量的要求控制鏈條速度及進(jìn)煤擋板高度，根據(jù)爐膛內(nèi)燃燒狀況及排煙的含氧量及爐膛內(nèi)的負(fù)壓度控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而既根據(jù)供暖的要求產(chǎn)生熱量，又獲得較高的燃燒效率。為此需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)有：
·排煙溫度：一般使用銅電阻或熱電偶來(lái)測(cè)量；再配之以相應(yīng)的溫度變送器，即可產(chǎn)生4～20mA或0～10mA的電流信號(hào)，通過(guò)DCU的模擬量輸入通道AI即接入計(jì)算機(jī)。
·排煙含氧量：目前較多采用氧化鋯傳感器，可以對(duì)0.1%～21%范圍內(nèi)的高溫氣體的含氧量實(shí)現(xiàn)較精確的測(cè)量，其輸出通過(guò)變送器后亦可轉(zhuǎn)換為4～20mA或0～10mA電流信號(hào)。
·空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度：同上述測(cè)溫方法。
·爐膛、對(duì)流受熱面進(jìn)出口、省煤器出口、空氣預(yù)熱器出口、除塵器出口煙氣壓力：測(cè)點(diǎn)可根據(jù)具體要求增減，一般采用膜盒式或波紋管式微壓差傳感器，再通過(guò)相應(yīng)的變送器變?yōu)?～20mA或0～10mA電流信號(hào)，接入DCU的AI通道。
·一次風(fēng)、二次風(fēng)風(fēng)壓，空氣預(yù)熱器前后壓差：測(cè)量方法同上。
·擋煤板高度測(cè)量：通過(guò)專(zhuān)門(mén)的機(jī)械裝置將其轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，再變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送入DCU的AI通道。
·供水溫度及產(chǎn)熱量：由水系統(tǒng)的DCU測(cè)出后通過(guò)通訊系統(tǒng)送來(lái)。
燃燒系統(tǒng)需要控制調(diào)節(jié)的裝置為：
·爐排速度：由可控硅調(diào)壓，改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速
·擋煤板高度：控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)機(jī)械裝置帶動(dòng)擋板運(yùn)動(dòng)
·鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)鼓風(fēng)機(jī)各風(fēng)室風(fēng)閥或通過(guò)變頻器調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速
·引風(fēng)機(jī)風(fēng)量：調(diào)引風(fēng)機(jī)風(fēng)閥或通過(guò)變頻器高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速
為了監(jiān)測(cè)上述調(diào)節(jié)裝置是否正常動(dòng)作，還應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖侄螠y(cè)試上述調(diào)節(jié)裝置的實(shí)際狀態(tài)。爐排速度和擋煤板高度可通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)合霍爾元件等位置探測(cè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)則可以通過(guò)風(fēng)閥的閥位反饋信號(hào)或變頻器的頻率輸出信號(hào)得到。
燃燒過(guò)程的控制調(diào)節(jié)主要包括事故下的保護(hù)，啟停過(guò)程控制，正常的燃燒過(guò)程調(diào)節(jié)三部分。
·事故保護(hù)：這主要是由于某種原因造成循環(huán)水停止或循環(huán)量過(guò)小，以及鍋爐內(nèi)水溫太高，出現(xiàn)汽化。此時(shí)最重要的是恢復(fù)水的循環(huán)，同時(shí)制止?fàn)t膛內(nèi)的燃燒。這就需要停止給煤，停止?fàn)t排運(yùn)行。停止鼓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)。DCU接收水溫超高的信號(hào)后，就應(yīng)立即進(jìn)入事故處理程序，按照上述順序停止鍋爐運(yùn)行，并響鈴報(bào)警，通知運(yùn)行管理人員，必要時(shí)還可通過(guò)手動(dòng)補(bǔ)入冷水排除熱水，進(jìn)行鍋爐降溫。
啟?？刂疲?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火一般都是人工手動(dòng)進(jìn)行，但對(duì)于間歇運(yùn)行的鍋爐，封火暫停機(jī)和再次啟動(dòng)的過(guò)程則可以由DCU控制自動(dòng)進(jìn)行。封火過(guò)程為逐漸停止?fàn)t排運(yùn)動(dòng)，停掉鼓風(fēng)機(jī)，然后停止引風(fēng)機(jī)。重新啟動(dòng)的過(guò)程則是開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)，慢慢開(kāi)大鼓風(fēng)機(jī)，隨爐溫升高慢慢加大爐排進(jìn)行速度。
正常運(yùn)行調(diào)節(jié)：正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)主要是使鍋爐出口水溫度維持在要求的設(shè)定值，同時(shí)達(dá)到高燃燒效率，低排煙溫度，并使?fàn)t膛內(nèi)保持負(fù)壓。這時(shí)作為參照的測(cè)量參數(shù)有爐膛內(nèi)的溫度分布、壓力分布、排煙含水量氧量等。鍋爐的給煤量可以通過(guò)爐排速度和擋煤板高度（即煤層厚度）確定，鼓風(fēng)機(jī)則可以根據(jù)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口空氣的壓差判斷其相對(duì)的變化，此時(shí)可以調(diào)整控制量有爐排速度、煤層厚度（調(diào)整擋煤礦板高度）、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、各風(fēng)室風(fēng)閥、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或風(fēng)閥。上述各調(diào)節(jié)手段與各可參照的測(cè)量參數(shù)都不是單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此很難用如PID算法之類(lèi)的簡(jiǎn)單控制調(diào)節(jié)算法。目前，控制調(diào)節(jié)效果較好的大都采用"模糊控制"方法或"規(guī)則控制"法，都是根據(jù)大量的人工調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)出的調(diào)節(jié)運(yùn)行方法。
當(dāng)燃燒充分時(shí)，鍋爐的出力主要取決于燃煤量，因此鍋爐出口水溫的控制主要靠爐排速度及煤層厚度來(lái)調(diào)節(jié)，煤層厚度與煤種有很大關(guān)系，爐膛內(nèi)燃燒狀況可以通過(guò)爐膛內(nèi)溫度分布及煤層風(fēng)阻來(lái)確定。燃燒充分時(shí)爐膛內(nèi)中部溫度最高，爐排尾部距擋渣器前煤已燃盡，溫度降低。鼓風(fēng)機(jī)則應(yīng)根據(jù)進(jìn)煤量的增減而增減送風(fēng)量，同時(shí)通過(guò)觀(guān)測(cè)排煙的含氧量最終確定風(fēng)量是否適宜。引風(fēng)機(jī)則可根據(jù)爐膛內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)決定運(yùn)行狀態(tài)，維持爐內(nèi)微負(fù)壓，從而既保證煤的充分燃燒，又不會(huì)使煙氣和火焰外溢。根據(jù)如上分析，可采用如下調(diào)節(jié)規(guī)則：
每h一次，根據(jù)爐膛內(nèi)溫度分布調(diào)整煤層厚度及爐排速度，最高溫度點(diǎn)后移，則將爐排速度降低5%，同時(shí)將擋煤板提高5%，當(dāng)最高溫度點(diǎn)前移時(shí)，則將爐排速度提高5%，同時(shí)將擋煤板降低5%。
每2h一次：若出水溫度高于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度降低5%，若出水溫度低于設(shè)定值2℃以上，則將爐排速度加大5%，加大和減小爐排速度的同時(shí)，還要相應(yīng)地將鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)大或減小。當(dāng)采用風(fēng)閥調(diào)整鼓風(fēng)量時(shí)，則調(diào)閥，觀(guān)察空氣預(yù)熱器前后壓差使此壓差增大或減少10%。
每15min一次：若排煙含氧量高于高定值，則適當(dāng)減少鼓風(fēng)同風(fēng)量（降低轉(zhuǎn)速或關(guān)小風(fēng)閥），若低于高定值，則增加鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量。
每15min一次：若爐膛負(fù)壓值偏小（或變?yōu)檎龎海?，加大引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或開(kāi)大風(fēng)閥，若負(fù)壓值偏大，則降低引風(fēng)機(jī)風(fēng)量。
以上調(diào)節(jié)規(guī)則中，所謂"合理的爐膛溫度分布"取決于鍋爐形式及測(cè)溫傳感器安裝位置，需通過(guò)具體運(yùn)行實(shí)測(cè)分析后，給出"合理"，"最高溫度前移"，"最高溫度后移"的判據(jù)，然后將其再寫(xiě)入DCU控制邏輯中。同樣，排煙含氧量的設(shè)定值，含氧量出現(xiàn)偏差時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的修正等參數(shù)也需要在鍋爐試運(yùn)行后，根據(jù)實(shí)際情況摸索，逐步確定。當(dāng)然這幾個(gè)修正量參數(shù)也可以在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)所謂"自學(xué)習(xí)"的方法得到，在這里不做過(guò)多的討論。
5．1．2鍋爐房水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制
鍋爐房水系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證系統(tǒng)的安全性；對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì)；根據(jù)要求調(diào)整運(yùn)行工況。
·安全性保證：保證主循環(huán)泵的正常運(yùn)行和補(bǔ)水泵的及時(shí)補(bǔ)水，使鍋爐中循環(huán)水不會(huì)中斷，也不會(huì)由于欠壓缺水而放空。這是鍋爐房安全運(yùn)行的最主要的保證。
·計(jì)量和統(tǒng)計(jì)：測(cè)定供回水溫度和循環(huán)水量，以得到實(shí)際的供熱量；測(cè)定補(bǔ)水流量，以得到累計(jì)補(bǔ)水量。供熱量及補(bǔ)水量是考查鍋爐房運(yùn)行效果的主要參數(shù)。
·運(yùn)行工況調(diào)整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)整循環(huán)流量，以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化，節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)。
圖5-2為由2臺(tái)熱水鍋爐、4臺(tái)循環(huán)水泵構(gòu)成的鍋爐房水系統(tǒng)示意圖。圖中還給出建議的測(cè)量元件和控制元件。
2臺(tái)鍋爐的熱水出口均安裝測(cè)溫點(diǎn)，從而可了解鍋爐出力狀況。為了了解每臺(tái)鍋爐的流量，最好在每臺(tái)鍋爐入口或出口安裝流量計(jì)，一般可采用渦街式流量計(jì)。渦街式流量計(jì)投資較高，可以按照?qǐng)D5-2那樣在鍋爐入口調(diào)節(jié)閥后面安裝壓力傳感器，根據(jù)測(cè)出的壓力p3，p4與鍋爐出口壓力p1之壓差，也可以間接得到2臺(tái)鍋爐間的流量比例。2臺(tái)鍋爐入口分別安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)整流量，可以使在2臺(tái)鍋爐都運(yùn)行時(shí)，流量分配基本一致，而當(dāng)?shù)拓?fù)荷工況下1臺(tái)鍋爐停止或封火，循環(huán)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)也減少時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量分配，使運(yùn)行的鍋爐通過(guò)總流量的90%以上，封火的鍋爐僅通過(guò)總流量的5%～10%，僅維持其不至于過(guò)熱。
圖5-2鍋爐房水系統(tǒng)原理及其測(cè)控點(diǎn)
溫度傳感器t3，t4，t5和流量傳感器F1一起構(gòu)成對(duì)熱量的計(jì)量。用戶(hù)側(cè)供暖熱量為，GF1cp(t3-t4)，其中GF1為用流量F1測(cè)出的流量。鍋爐提供的熱量則為GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加熱補(bǔ)水所需要的熱量。長(zhǎng)期記錄此熱量并經(jīng)常對(duì)其作統(tǒng)計(jì)分析，與煤耗量比較，既可檢查鍋爐效率的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐可能出現(xiàn)的問(wèn)題，與外溫變化情況相比較，則又可以了解管網(wǎng)系統(tǒng)的變化及供熱系統(tǒng)的變化，從而為科學(xué)地管理供暖系統(tǒng)的運(yùn)行提供依據(jù)。
泵1～4為主循環(huán)泵。壓力傳感器p1，p2則觀(guān)測(cè)網(wǎng)路的供回水壓力。安裝4臺(tái)泵時(shí)的一般視負(fù)荷變化情況同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)或3臺(tái)水泵，留1臺(tái)或2臺(tái)備用。用DCU控制和管理這些循環(huán)水泵時(shí)，如前幾講所述，不僅要能夠控制各臺(tái)泵的啟停，同時(shí)還應(yīng)通過(guò)測(cè)量主接觸器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)測(cè)出每臺(tái)泵的開(kāi)停狀態(tài)。這樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺(tái)泵由于故障而突然停止運(yùn)行時(shí)，DCU即可立即啟動(dòng)備用泵，避免出現(xiàn)因循環(huán)泵故障而使鍋爐中循環(huán)水停止流動(dòng)的事故。流量傳感器F1也是觀(guān)察循環(huán)水是否正常的重要手段。當(dāng)外網(wǎng)由于某種原因關(guān)閉，盡管循環(huán)水泵運(yùn)行，但流量可以為零或非常小，此時(shí)也應(yīng)立即報(bào)警，通過(guò)計(jì)算機(jī)使鍋爐自動(dòng)停止，同時(shí)由運(yùn)行值班人員立即手動(dòng)開(kāi)啟鍋爐的旁通閥V4，恢復(fù)鍋爐內(nèi)的水循環(huán)。
泵5，6與壓力測(cè)量裝置p2，流量測(cè)量裝置F2及旁通閥V3構(gòu)成補(bǔ)水定壓系統(tǒng)，當(dāng)p2壓力降低時(shí)，開(kāi)啟一臺(tái)補(bǔ)水泵向系統(tǒng)中補(bǔ)水，待p2升至設(shè)定的壓力值時(shí)，停止補(bǔ)水。為防止管網(wǎng)系統(tǒng)中壓力波動(dòng)太大，當(dāng)未設(shè)膨脹水箱時(shí)，還可設(shè)置旁通閥V3來(lái)維持壓力的穩(wěn)定。長(zhǎng)期使一臺(tái)補(bǔ)水泵運(yùn)行，通過(guò)調(diào)整閥門(mén)V3來(lái)維持壓力p2不變。補(bǔ)水泵5，6也是互為備用，因此DCU要測(cè)出每臺(tái)泵的實(shí)際啟停狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的泵突然停止或需要啟動(dòng)的泵不能啟動(dòng)時(shí)，立即啟動(dòng)另一臺(tái)泵，防止系統(tǒng)因缺水而放空。流量計(jì)F2用來(lái)計(jì)算累計(jì)的補(bǔ)水量，它可以是渦街流量計(jì)，也可以采用通常的冷水水表，或有電信號(hào)輸出的水表。
5．1．3鍋爐房的中央管理機(jī)
如圖5-1所示，可采用一臺(tái)中央管理計(jì)算機(jī)與各臺(tái)DCU連接，協(xié)調(diào)整個(gè)鍋爐房及熱網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理。中央機(jī)主要工作任務(wù)為：
·通過(guò)圖形方式顯示燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)及外網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，記錄和顯示這些參數(shù)的長(zhǎng)期變化過(guò)程，統(tǒng)計(jì)分析耗熱量、補(bǔ)水量、外溫及供回水溫度的變化。
·根據(jù)外溫變化情況，預(yù)測(cè)負(fù)荷的變化，從而確定供熱參數(shù)，即循環(huán)水量及泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)、供水溫度、鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)。將這些決定通知相應(yīng)的DCU產(chǎn)生相應(yīng)原操作或修改相應(yīng)的設(shè)定值。負(fù)荷的預(yù)測(cè)可以根據(jù)測(cè)出的以往24h的平均外溫w來(lái)確定：
(5-1)
式中為Q0設(shè)計(jì)負(fù)荷，t0為設(shè)計(jì)狀態(tài)下的室外溫度，Q為預(yù)測(cè)出的負(fù)荷?？紤]到建筑物和管網(wǎng)系統(tǒng)的熱慣性，采用時(shí)間序列的方法來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)際需要的負(fù)荷，可能要更準(zhǔn)確些。
式（5-1）中的負(fù)荷盡管每h計(jì)算一次，但由于是取前24h的平均外溫，因此它隨時(shí)間變化很緩慢。每hQ的變化ΔQ僅為：
（5-2）
其中tw,τ-tw,τ-24為兩天間同一時(shí)刻溫度之差，一般不會(huì)超過(guò)5℃，因此ΔQ的變化總是小于Q的1%，所以不會(huì)引起系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié)。
根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷可以確定鍋爐的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)Nb：Nb≥Q/q0，其中q0為每臺(tái)鍋爐的最大出力。由此還可確定循環(huán)水泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。
要求的總循環(huán)量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin為不產(chǎn)生垂直失調(diào)時(shí)要求的最小系統(tǒng)流量，Δt為設(shè)定的供回水溫差。由于多臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)，總流量并非與開(kāi)啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)成正比，因此可預(yù)先在計(jì)算機(jī)中預(yù)置一個(gè)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)與流量的關(guān)系對(duì)應(yīng)表，由此可求出要求的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。
·分析判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障并報(bào)警。鍋爐及鍋爐房可能出現(xiàn)的故障及由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷的方法為：
--水冷壁管或?qū)α鞴鼙苁鹿蚀藭r(shí)補(bǔ)水量迅速增加，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)溫度迅速下降，排煙溫度下降，爐膛內(nèi)壓力迅速由負(fù)壓變?yōu)檎龎骸?/p>
--水側(cè)升溫汽化事故此時(shí)鍋爐熱水出口溫度迅速提高，接近達(dá)到或超過(guò)出口壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度。
--鍋爐內(nèi)壓力超壓事故測(cè)出水側(cè)壓力突然升高，超過(guò)允許的工作壓力；
--管網(wǎng)漏水嚴(yán)重測(cè)了水側(cè)壓力降低，補(bǔ)水量增大；
--鍋爐內(nèi)水系統(tǒng)循環(huán)不良測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少很多，壓差p3-p1或p4-p1加大；
--除污器堵塞測(cè)出總循環(huán)水量GF1減少，當(dāng)閥門(mén)V1、V2全開(kāi)時(shí)壓差p3-p2、p4-p2仍偏小，說(shuō)明壓力傳感器p2的測(cè)點(diǎn)至循環(huán)水泵入口間的除污器的堵塞。
--爐排故障測(cè)出的爐排運(yùn)動(dòng)速度與設(shè)定值有較大差別；
--引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵故障相應(yīng)的主接觸器跳閘，或所測(cè)出的空氣壓差或水循環(huán)流量與風(fēng)機(jī)、水泵的設(shè)計(jì)狀況有較大出入。
利用計(jì)算機(jī)根據(jù)上述規(guī)則及實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)不斷進(jìn)行分析判斷，即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述事故或故障，并立即采取報(bào)警和停爐等相應(yīng)的措施，從而防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大或故障轉(zhuǎn)化為事故，提高運(yùn)行管理的安全性。
5．2蒸汽-水和水-水換熱站的監(jiān)測(cè)與控制
對(duì)于利用大型集中鍋爐房或熱電廠(chǎng)作為熱源，通過(guò)換熱站向小區(qū)供熱的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，換熱站的作用就同上一節(jié)的供暖鍋爐房一樣，只是用熱交換器代替了熱水鍋爐。
圖5-3為蒸汽-水換熱站的流程及相應(yīng)的測(cè)控制元件。水側(cè)與圖5-2一樣，控制泵5、6及閥V2根據(jù)p2的壓力值補(bǔ)水和定壓；啟停泵1～4來(lái)調(diào)整循環(huán)水量；由t2，t3及流量測(cè)量裝置F1來(lái)確定實(shí)際的供熱量。與鍋爐房不同的是增加了換熱器、凝水泵的控制以及蒸汽的計(jì)量。
圖5-3蒸汽-水換熱站的測(cè)量與控制
蒸汽計(jì)量可以通過(guò)測(cè)量蒸汽溫度t1、壓力p3和流量F3實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)3可以選取用渦街流量計(jì)測(cè)量，它測(cè)出的為體積流量，通過(guò)t1和p3由水蒸氣性質(zhì)表可查出相應(yīng)狀態(tài)下水蒸氣的比體積ρ，從而由體積流量換算出質(zhì)量流量。為了能由t和p查出比體積，要求水蒸氣為過(guò)熱蒸汽。為此將減壓調(diào)節(jié)閥移至測(cè)量元件的前面，如圖5-3中所示，這樣即使輸送來(lái)的蒸汽為飽和蒸汽，經(jīng)調(diào)節(jié)閥等焓減壓后，也可成為過(guò)熱蒸汽。
實(shí)際上還可以通過(guò)測(cè)量凝水量來(lái)確定蒸汽流量。如果凝水箱中兩個(gè)液位傳感器L1、L2靈敏度較高，則可在L2輸出無(wú)水信號(hào)后，停止凝水排水泵，當(dāng)L2再次輸出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到L1發(fā)出有水信號(hào)時(shí)，計(jì)時(shí)停止，同時(shí)啟動(dòng)凝水泵開(kāi)始排水。從L2輸出有水信號(hào)至L1開(kāi)始輸出有水信號(hào)間的流量可以用重量法準(zhǔn)確標(biāo)定出，從而即可通過(guò)DCU對(duì)這兩個(gè)水位計(jì)的輸出信號(hào)得到一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽平均質(zhì)量流量，代替流量計(jì)F3，并獲得更精確的測(cè)量。當(dāng)然此處要求液位傳感器L1、L2具有較高靈敏度。一般如浮球式等機(jī)械式液位傳感器誤差較大，而應(yīng)采取如電容式等非直接接觸的電子類(lèi)液位傳感器。
加熱量由蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥V1控制。此時(shí)V1實(shí)際上是控制進(jìn)入換熱器的蒸汽壓力，從而決定了冷凝溫度，也就確定了傳熱量。為改善換熱器的調(diào)節(jié)特性，可以根據(jù)要求的加熱量或出口水溫確定進(jìn)入加熱器的蒸汽壓力的設(shè)定值。調(diào)整閥門(mén)V1使出口蒸汽壓力p3達(dá)到這一設(shè)定值。與直接根據(jù)出口水溫調(diào)整閥門(mén)的方式相比，這種串級(jí)調(diào)節(jié)的方式可獲得更好的調(diào)節(jié)效果。
供水溫度t3的設(shè)定值，循環(huán)泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)或要求的循環(huán)水量的確定，可以同上一節(jié)一樣，根據(jù)前24h的外溫平均值查算供熱曲線(xiàn)得到要求的供熱量，并算出要求的循環(huán)水量。供水溫度的設(shè)定值t3,set可由調(diào)整后測(cè)出的循環(huán)水量G、要求的熱量Q及實(shí)測(cè)回水溫度t2確定：
t3,set=t2+Q/（cp·G）
隨著供水溫度t3的改變，t2也會(huì)緩慢變化，從而使要求的供水溫度同時(shí)相應(yīng)地改變，以保證供出的熱量與要求的熱量設(shè)定值一致。
對(duì)于一次網(wǎng)為熱水的水-水換熱站，原則上可以按照完全相同的方式進(jìn)行，如圖5-4。取消二次供水側(cè)的流量計(jì)F1，僅測(cè)量高溫?zé)崴畟?cè)的流量F3，再通過(guò)即可和到二次側(cè)的循環(huán)水量，一般高溫水溫差大，流量小，因此將流量計(jì)裝在高溫側(cè)可降低成本。測(cè)量高溫水側(cè)供回水壓力p3、p4可了解高溫側(cè)水網(wǎng)的壓力分布狀況，以指導(dǎo)高溫側(cè)水網(wǎng)的調(diào)節(jié)。
圖5-4水-水換熱站的測(cè)量與控制
調(diào)整電動(dòng)閥門(mén)V1改變高溫水進(jìn)入換熱器的流量，即可改變換熱量?？梢园凑涨笆龇椒ù_定二次側(cè)供水溫設(shè)定值，由V1按此設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際工程中，高溫水網(wǎng)側(cè)的主要問(wèn)題是水力失調(diào)，由于各支路通過(guò)干管彼此相連，一個(gè)熱力站的調(diào)整往往會(huì)導(dǎo)致鄰近熱力站流量的變化。另外，高溫水側(cè)管網(wǎng)總的循環(huán)水量也很難與各換熱站所要求的流量變化相匹配，于是往往造成外溫降低時(shí)各換熱站都將高溫側(cè)水閥V1開(kāi)大，試圖增大流量，結(jié)果距熱源近的換熱站流量得到滿(mǎn)足，而距熱源遠(yuǎn)的換熱站流量反而減少，造成系統(tǒng)嚴(yán)重的區(qū)域失調(diào)。解決這種問(wèn)題的方法就是采用全網(wǎng)的集中控制，由管理整個(gè)高溫水網(wǎng)的中央控制管理計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指定各熱力站調(diào)節(jié)閥V1的閥位或流量，各換熱站的DCU則僅是接收通過(guò)通訊網(wǎng)送來(lái)的關(guān)于調(diào)整閥門(mén)V1的命令，并按此命令進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。高溫水側(cè)面管網(wǎng)的集中控制調(diào)節(jié)。將在一下節(jié)中詳細(xì)介紹。
5．3小區(qū)熱網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)
小區(qū)熱網(wǎng)指供暖鍋爐房或換熱站至各供暖建筑間的管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)。小區(qū)熱網(wǎng)的主要問(wèn)題也是冷熱不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室內(nèi)過(guò)熱，而另一些建筑或建筑的另一部分卻由于流量不足而偏冷。這樣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心任務(wù)就是掌握小區(qū)各建筑物的實(shí)際供暖狀況，并幫助維護(hù)人員解決冷熱不均問(wèn)題。
測(cè)量各戶(hù)室溫是對(duì)供暖效果最直接的觀(guān)測(cè)，但實(shí)際系統(tǒng)中尤其是對(duì)住宅來(lái)說(shuō)，很難在各房間安裝溫度傳感器。比較現(xiàn)實(shí)的方法就是測(cè)量回水溫度，根據(jù)各支路回水溫度的差別，就可以估計(jì)出各支路所負(fù)責(zé)建筑平均室溫的差別。如果各支路回水溫度調(diào)整到相同值，就意味著各支路所帶散熱器的平均溫度彼此相同，因此可以認(rèn)為室溫也基本相同。一般住宅的回水溫度測(cè)點(diǎn)可選在建筑熱入口中的回水管上。對(duì)于大型建筑，可選在設(shè)備夾層中幾個(gè)主要支路的回水干管上。
要解決冷熱不均問(wèn)題就需要對(duì)系統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)整，在各支路上都安裝由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥成本會(huì)很高，同時(shí)一旦各支路流量調(diào)節(jié)均勻，在無(wú)局部的特殊變化時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)保持冷熱均勻的狀態(tài)，不需要經(jīng)常調(diào)整。因此可以在各支路上安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)與人工手動(dòng)調(diào)節(jié)相配合的方法實(shí)現(xiàn)小區(qū)供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和管理。為便于人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，希望各支路的調(diào)節(jié)閥有較準(zhǔn)確的開(kāi)度指示。目前國(guó)內(nèi)推廣建研院空調(diào)所等幾個(gè)單位研究開(kāi)發(fā)流量調(diào)配閥，有準(zhǔn)確的閥位指示，閥位可鎖定，并提供較準(zhǔn)確的閥位-阻力特性曲線(xiàn)，采用這種閥門(mén)將更易于計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下的人工調(diào)節(jié)。
根據(jù)上述討論，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要測(cè)出各支路的回水溫度，并將其統(tǒng)一送到供暖小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示、記錄和分析。測(cè)出這些回水溫度的方法有如下兩種方式：
集中十余個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置1臺(tái)DCU。此DCU僅需要溫度測(cè)量輸入通道。再通過(guò)專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)的局部網(wǎng)或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過(guò)電話(huà)線(xiàn)與小區(qū)的中央管理聯(lián)接。當(dāng)這十幾個(gè)溫度相互距離較遠(yuǎn)時(shí)，溫度傳感器至DCU之間的電纜的鋪設(shè)有時(shí)就有較大困難，溫度信號(hào)的長(zhǎng)線(xiàn)傳輸亦會(huì)有一些干擾等影響。這種方式僅在建筑物較集中、每一組聯(lián)至一臺(tái)DCU的測(cè)溫點(diǎn)相距不太遠(yuǎn)時(shí)適用。
采用內(nèi)部裝有單片機(jī)的智能式溫度傳感器，可以連接通訊網(wǎng)通訊或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器搭用電話(huà)線(xiàn)連至中央管理計(jì)算機(jī)。這樣，可以在距測(cè)點(diǎn)最近的樓道墻壁上掛上一臺(tái)帶有調(diào)制解調(diào)器的溫度變送器，通過(guò)一根電纜接至回水管上的溫度傳感器，再通過(guò)一根電纜搭接鄰近電話(huà)線(xiàn)。目前這類(lèi)設(shè)備每套價(jià)格可在1000～1500元人民幣之間。如果每1000～3000m2建筑安裝一個(gè)回水溫度測(cè)點(diǎn)，則平均每m2供暖建筑投資在0.50～1元間。
小區(qū)的中央管理計(jì)算機(jī)采集到各點(diǎn)的回水溫度后，可在屏幕上通過(guò)圖形方式顯示，使運(yùn)行管理人員對(duì)當(dāng)時(shí)的供熱狀況一目了然。還可根據(jù)各支路間回水溫度的差別計(jì)算各支路閥門(mén)需要的調(diào)整量。對(duì)于一般的帶有閥位指示的調(diào)節(jié)閥，這種分析只能采用某種基于經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則判斷法，下面為其一例：
找出溫度最高的10%支路的平均溫度max，溫度最低的10%支路和的平均溫度min，全網(wǎng)平均回水溫度。
若max-min<3℃，不需要再做調(diào)節(jié)。
若max->2℃，將溫度最高的10%支路閥門(mén)都關(guān)小，與相比溫度每高1℃關(guān)小3%5～%；
若max-<-2℃，將溫度最低的10%支路閥門(mén)都開(kāi)大，與相比溫度每高1℃開(kāi)大3%～5%；
根據(jù)上面的分析結(jié)果，計(jì)算機(jī)顯示并打印出需要調(diào)節(jié)的支路及其調(diào)節(jié)量。運(yùn)行管理人員根據(jù)計(jì)算機(jī)的輸出結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。在供暖初期每3天左右進(jìn)行一次這種調(diào)節(jié)。一般經(jīng)過(guò)6～8次即可使一個(gè)小區(qū)基本實(shí)現(xiàn)均勻供熱。
采用流量調(diào)配閥時(shí)可以使調(diào)節(jié)效率更高，效果更好。此時(shí)需要將現(xiàn)場(chǎng)各流量調(diào)配閥的實(shí)際開(kāi)度、流量調(diào)配閥的開(kāi)度-阻力特性性能曲線(xiàn)及小區(qū)管網(wǎng)的連接關(guān)系圖輸入中央管理計(jì)算機(jī)，有專(zhuān)門(mén)的算法可以根據(jù)調(diào)整閥門(mén)后回水溫度的變化情況識(shí)別出管網(wǎng)的阻力特性及熱用戶(hù)的熱力特性，從而可較準(zhǔn)確地給出各流量調(diào)本閥需要調(diào)整的開(kāi)度[4]，每次調(diào)整后，調(diào)整人員需將實(shí)際上各調(diào)節(jié)閥的調(diào)整程度輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)進(jìn)而計(jì)算了下一次需要的調(diào)整量，像這樣一次高速可間隔2～5d。模擬分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一般只要進(jìn)行3～4次調(diào)節(jié)，即可使各支路的回水溫度調(diào)整到相互間差值都在3℃以?xún)?nèi)，實(shí)現(xiàn)較好的均勻供熱[8]。
目前，許多供熱公司和有關(guān)管理部門(mén)開(kāi)始提出裝設(shè)熱量計(jì)，以按照實(shí)際供熱量收供暖費(fèi)，各種采用單片計(jì)算機(jī)的熱量計(jì)相應(yīng)出臺(tái)。這種熱量計(jì)多是由一臺(tái)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)和兩臺(tái)溫度傳感器配一臺(tái)單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子式流量計(jì)每流過(guò)一個(gè)單元流量即發(fā)出一個(gè)脈沖，由單片機(jī)測(cè)出此脈沖，得到流量，再乘以當(dāng)時(shí)測(cè)出的供回水溫差，即可行到相應(yīng)的熱量，由單片要對(duì)此熱量值進(jìn)行累計(jì)和其它統(tǒng)計(jì)分析就成為熱量計(jì)。目前的單片機(jī)稍加擴(kuò)充就可以具有通訊功能，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將它與電話(huà)線(xiàn)連接，就能實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)與小區(qū)供暖的中央管理機(jī)通訊。這樣，不但各用戶(hù)的用熱量能夠及時(shí)在中央管理機(jī)中反映，各用戶(hù)的回水溫度狀況還能隨時(shí)送到中央管理計(jì)算機(jī)中，從而可以對(duì)網(wǎng)的不平衡發(fā)問(wèn)進(jìn)行分析，給出熱網(wǎng)的調(diào)節(jié)方案。這樣，將熱量計(jì)、通訊網(wǎng)與小區(qū)中央管理計(jì)算機(jī)三者結(jié)合，就可以全面實(shí)施小區(qū)熱網(wǎng)的熱量計(jì)量、統(tǒng)計(jì)與管理、運(yùn)行調(diào)節(jié)分析三部分功能，較好地解決小區(qū)熱網(wǎng)的運(yùn)行、管理與調(diào)節(jié)。
5．4熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理
熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱網(wǎng)可以分成兩部分：熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)，熱力站至各用戶(hù)建筑的二次網(wǎng)。后者的控制調(diào)節(jié)已在前幾節(jié)討論，本節(jié)討論熱源至各熱力站間的一次網(wǎng)的監(jiān)控管理。
一次網(wǎng)有蒸汽網(wǎng)和熱水網(wǎng)兩種形式，對(duì)于蒸汽網(wǎng)，各熱力站為前面討論過(guò)的蒸汽-熱水換熱站，一次網(wǎng)的管理主要是各熱力站蒸汽用量的準(zhǔn)確計(jì)量，這在前面也已討論。下面主要研究熱水網(wǎng)的監(jiān)測(cè)控制調(diào)節(jié)。
若忽略熱網(wǎng)本身的慣性，則系統(tǒng)各時(shí)刻和熱力站換熱量之和總是等于熱源供出的總熱量，此外各熱力站一次網(wǎng)循環(huán)水量之和又總是等于熱源循環(huán)泵的流量，不論是冷凝式、抽汽式還是背壓式熱電廠(chǎng)，其輸出到熱網(wǎng)的熱量都不是完全由各熱力站的調(diào)節(jié)決定，而是由熱電廠(chǎng)本身的調(diào)節(jié)來(lái)決定，取決于進(jìn)入蒸汽-水換熱器的蒸汽量。由于熱電廠(chǎng)控制調(diào)節(jié)輸出熱量時(shí)很難準(zhǔn)確了解各熱力站對(duì)熱量的需求，同時(shí)還要兼顧發(fā)電的要求，不能完全根據(jù)各熱力站需要的熱量調(diào)整，于是熱源供出的熱量就很難與各熱力站實(shí)際需求的熱量之和一致，這樣，就導(dǎo)致控制調(diào)節(jié)上的一些矛盾。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)熱電廠(chǎng)向蒸汽-水加熱器送入固定的蒸汽量Q0，如圖5-5，若此熱量大于各熱力站需要的熱量，則各熱力站二次側(cè)調(diào)節(jié)紛紛關(guān)小。以減小流量。由此使總流量相應(yīng)減少，導(dǎo)致供回水溫差加大。如果電廠(chǎng)維持蒸汽量Q0不變則各熱力站調(diào)節(jié)閥的關(guān)小并不能使總熱量減少，而只是根據(jù)網(wǎng)的特性及各熱力站調(diào)節(jié)特性的不同，有的熱力產(chǎn)流量減少的多，使得供熱量有所減少；有的熱力站流量減少的幅度小，則供熱量反而電動(dòng)閥加。同樣，如果Q0小于各熱力站需要的總熱量時(shí)，各熱力站的調(diào)節(jié)閥紛紛開(kāi)大，使流量增加，由此導(dǎo)致供回水溫差減小。熱力站1，2可能由于熱量增大的幅度大于水溫降低的幅度，供熱量的需求得以滿(mǎn)足，但由于流量增大，泵的壓力降低，干管壓降又減小，導(dǎo)致3，4的資用壓頭大幅度下降，閥門(mén)開(kāi)大后，流量也增加不多，甚至還要下降，這樣，供熱量反而減少。由此可見(jiàn)在這種情況下各熱力站對(duì)一次側(cè)閥門(mén)的調(diào)節(jié)實(shí)際是對(duì)各熱力站之間的熱量分配比例的調(diào)節(jié)，而不是對(duì)熱量的調(diào)節(jié)，如果各熱力站都是這樣獨(dú)立地根據(jù)自己小區(qū)的供熱需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而熱電廠(chǎng)又不做相應(yīng)的配合，則整個(gè)熱網(wǎng)不可能調(diào)整控制好。實(shí)際上熱電廠(chǎng)也會(huì)進(jìn)行一些相應(yīng)的調(diào)節(jié)，例如發(fā)現(xiàn)t供升高時(shí)會(huì)減少蒸汽量，t供降低時(shí)會(huì)增加蒸汽量，但Q0總是不可能時(shí)刻與各熱力站總的需求量一致，上述矛盾是永遠(yuǎn)存在的。
圖5-5熱電廠(chǎng)與各熱力站之間的平衡
因此，就不宜對(duì)各個(gè)熱力站按照第5.1、5.2節(jié)中的討論的，根據(jù)外溫獨(dú)立調(diào)節(jié)。既然各熱力站一次側(cè)閥門(mén)的調(diào)節(jié)只解決熱量的分配比例，那么對(duì)它們的調(diào)節(jié)亦應(yīng)該根據(jù)對(duì)熱量的分配比例來(lái)調(diào)節(jié)。一種方式是如果認(rèn)為供熱量應(yīng)與供熱面積成正比，則測(cè)出每個(gè)熱力站的瞬時(shí)供熱量，根據(jù)各熱力站的供熱面積，計(jì)算每個(gè)熱力站的單位面積q。對(duì)q偏大的熱力站關(guān)小調(diào)節(jié)閥，對(duì)q偏小的則開(kāi)大調(diào)節(jié)閥，這樣不斷修正，直至各熱力站的q相同為止。再一種方式則是認(rèn)為各散熱器內(nèi)的平均溫度相同，房間的供熱效果就相同。由于散熱器的平均溫度等于二次側(cè)的供回水平均溫度，因此可以各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度調(diào)整成一致目標(biāo)，統(tǒng)一確定熱力站二次側(cè)供回水平均溫度的設(shè)定值，根據(jù)此設(shè)定值與實(shí)測(cè)供回水平均溫度確定開(kāi)大或關(guān)小一次側(cè)調(diào)節(jié)閥。按照這一思路，對(duì)各熱力站的調(diào)節(jié)以達(dá)到熱量的平均分配為目的，以實(shí)現(xiàn)均勻供熱。熱電廠(chǎng)再根據(jù)外溫變化，統(tǒng)一對(duì)總的供熱量進(jìn)行調(diào)整，以保證供熱效果并且不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物效果并不浪費(fèi)熱量。由于整個(gè)熱網(wǎng)所供應(yīng)的建筑物均處在同一外溫下，因此，一旦系統(tǒng)調(diào)整均勻，對(duì)各熱和站調(diào)節(jié)閥的調(diào)整很少，熱源的總的供熱以數(shù)隨外溫改變，各熱力站的調(diào)節(jié)閥則不需要隨外溫而變化，只當(dāng)小區(qū)二次系統(tǒng)發(fā)生一些變化時(shí)才需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
要實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方式，就必須對(duì)全網(wǎng)各熱力站的調(diào)節(jié)閥實(shí)行集中統(tǒng)一的控制調(diào)節(jié)。可以在每個(gè)熱力站設(shè)一臺(tái)DCU現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，測(cè)量一、二次側(cè)的水溫、壓力、流量及二次側(cè)循環(huán)泵狀態(tài)，并可控制一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。通過(guò)通訊網(wǎng)將各熱力站連至中央管理計(jì)算機(jī)。由于熱力站分布范圍很大，通訊距離較過(guò)遠(yuǎn)，這時(shí)的通訊可通過(guò)調(diào)制解調(diào)器搭用電話(huà)線(xiàn)，也可以隨著供熱干管同時(shí)埋設(shè)通訊電纜，使用雙絞線(xiàn)按照電流環(huán)方式通訊。中央管理機(jī)不斷采集各熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度、壓力、流量，定期計(jì)算熱力站發(fā)送來(lái)的實(shí)測(cè)溫度的設(shè)定值與和各熱力站實(shí)測(cè)值的比較，直接命令各熱力站DCU開(kāi)大/關(guān)小電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。各熱力站二次側(cè)回水溫度的變化是一慣性很大且緩慢的過(guò)程，因此應(yīng)采有0.5～1h以上的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防止振蕩。
除對(duì)熱網(wǎng)工況進(jìn)行高速外，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還應(yīng)為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。當(dāng)熱力站采用直連的方式，不使用熱交換器時(shí)，最常見(jiàn)的事故就是管道內(nèi)超壓導(dǎo)致散熱器脹裂，DCU可直接監(jiān)視用戶(hù)的供回水管壓力，發(fā)現(xiàn)超壓立即關(guān)閉供水閥，起到保護(hù)作用。無(wú)論直連還是間連網(wǎng)，另一類(lèi)嚴(yán)重的事故就是一次網(wǎng)漏水。嚴(yán)重的管道漏水如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷和修復(fù)，將嚴(yán)重影響供熱系統(tǒng)和熱電廠(chǎng)的運(yùn)行。根據(jù)各熱力站DCU監(jiān)測(cè)的一次網(wǎng)供回水壓力分布，還可以從其中的突然變化判斷漏水事故及其位置，這對(duì)提高熱網(wǎng)的安全運(yùn)行有十分重要的意義，這類(lèi)系統(tǒng)壓力分析與事故判斷的工作應(yīng)屬于中央管理機(jī)的工作內(nèi)容。
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關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
引言
隨著GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和用戶(hù)的日益擴(kuò)大，新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已提到十分重要的位置。為了消除GSM公網(wǎng)信號(hào)盲區(qū)，延伸覆蓋范圍，需要在一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)或在不具備直放站建設(shè)條件、話(huà)務(wù)較少的地方設(shè)置直放站。由于這些地區(qū)交通、通信等的局限，使得直放站的維護(hù)變得十分困難。直放站經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是：交流電源系統(tǒng)；溫度的變化對(duì)直放站的影響；電子器件參數(shù)變化對(duì)放大器放大倍數(shù)的影響等。
以往直放流出現(xiàn)問(wèn)題，維修為員不可能迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)排除故障，多數(shù)是通過(guò)用戶(hù)反饋后，才能解決。所以作者設(shè)計(jì)了直放站的監(jiān)控系統(tǒng)，將告警信息通過(guò)手機(jī)短消息方式，發(fā)送到集中監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)直放站的遠(yuǎn)程遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、遙訊。
1系統(tǒng)工作原理及組成
該系統(tǒng)主要由2部分組成：直放站監(jiān)控終端、集中監(jiān)控中心。通信方式采用手機(jī)短消息方式；通過(guò)信設(shè)備采用西門(mén)子手機(jī)模志TC35，西門(mén)子的手機(jī)終端TC35T。TC35具有功能有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息、FAX四種傳輸方式；工作在GSM900MHz和1800MHz頻帶范圍內(nèi)；工作電源3.3～3.5V；波特率為300～115kbps，在1200～115kbps為自動(dòng)波特率配置；數(shù)據(jù)傳送采用AT命令集；SMS具有TEXT和PDU圖形模式；P-P數(shù)據(jù)通信速率是2400bps、4800bps、9600bps、14400bps。TC35T是將TC35做到工業(yè)手機(jī)中，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口和電源接口。將計(jì)算機(jī)的串行口與TC35T的串行口電纜直接連接，并在計(jì)算機(jī)上添加標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器就可以使用了。TC35T使用AT命令集工作。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。
集中監(jiān)控中心通過(guò)通道1發(fā)送命令。首先，通過(guò)TC35T發(fā)送設(shè)置命令，初始化直放站，設(shè)置需要采集的模擬量和開(kāi)關(guān)量，設(shè)置系統(tǒng)的密碼及修修為員的手機(jī)號(hào)碼。然后，發(fā)送采集命令，采集各種數(shù)據(jù)量。采集完數(shù)據(jù)量后，經(jīng)下位機(jī)的處理，通過(guò)通道2以短消息的方式發(fā)送到集中監(jiān)控中心，中心將數(shù)據(jù)整理存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果直放站出現(xiàn)了故障，直接通過(guò)TC35模塊發(fā)送故障信息到維修為員手機(jī)上，同時(shí)監(jiān)控中心接收發(fā)自直放站的告警信息，并進(jìn)行相應(yīng)算是，如判定告警地點(diǎn)、靠警類(lèi)型及相應(yīng)的原理、及時(shí)通知值班和相關(guān)維護(hù)管理人員、對(duì)告警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析、設(shè)置告警監(jiān)控模塊配置信息等。當(dāng)故障排除后，下位機(jī)同樣發(fā)送短消息到監(jiān)控中心，通知中心故障排除，可以正常采集數(shù)據(jù)了。每個(gè)直放站都有對(duì)應(yīng)的維護(hù)人員。
短消息服務(wù)業(yè)務(wù)SMS（ShortMessageService）是GSM系統(tǒng)提供給用戶(hù)的一種數(shù)字業(yè)務(wù)。它與活音傳輸及傳真一樣同為GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)。SMS的收發(fā)占用的是GMS網(wǎng)絡(luò)的信令信道，不會(huì)占用普通話(huà)音信道，而且它是雙向通信，具有一定的交互能力；SMS具有較高的可靠性，短消息發(fā)送端的用戶(hù)可知道短消息是否已經(jīng)到達(dá)接收端。由于短消息依靠了SMSC短消息服務(wù)中心的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，當(dāng)接收端用戶(hù)關(guān)機(jī)或不在服務(wù)區(qū)內(nèi)時(shí)，SMSC會(huì)暫時(shí)保存該短消息；如果接收端用戶(hù)在規(guī)定時(shí)間（通常為24小時(shí)）內(nèi)重新處于工作狀態(tài)，SMSC會(huì)立刻發(fā)送短消息給接收端用戶(hù)，當(dāng)發(fā)送成功時(shí)會(huì)返回發(fā)送端用戶(hù)1個(gè)確認(rèn)信號(hào)。SMS充分利用了GSM網(wǎng)絡(luò)的直放站覆蓋廣的特點(diǎn)和全程全網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，具有極佳的移動(dòng)性，使得任何一個(gè)申請(qǐng)了短消息服務(wù)的GSM無(wú)線(xiàn)終端用戶(hù)在全網(wǎng)范圍內(nèi)獲得服務(wù)。每個(gè)短消息的信息量限制140個(gè)8位組（7比特編碼）140個(gè)英文字節(jié)或70個(gè)中文字符。如果超過(guò)此長(zhǎng)度，則要分多次發(fā)送。
2硬件電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的硬件電路包括：直放站監(jiān)控終端硬件設(shè)計(jì)、集中監(jiān)控中心。直放站監(jiān)迭終端硬件包括：數(shù)據(jù)采集電路、TC35接口電路、看門(mén)狗電路、溫度傳感器電路、遙調(diào)電路。集中監(jiān)控中心硬件包括：上位機(jī)、TC35T手機(jī)終端。
2.1數(shù)據(jù)采集電路
數(shù)據(jù)的采集分為：模擬量的采集和開(kāi)關(guān)量的采集。模擬量共采集8路，分別為：直放站功率放大器上行下限檢測(cè)量IN0；直放站功率放大器下行下限檢測(cè)量IN1；直放站低噪放大器上行下限檢測(cè)量IN2；直放站低噪放大器下行下限檢測(cè)量IN3；直放站微波功率放大器下限檢測(cè)量IN4；直放站交流輸入電壓上限檢測(cè)量IN5；直放站交流輸入電壓下限檢測(cè)量IN6；溫度檢測(cè)量IN7.模擬量采集后送A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)采用的是TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換器。
開(kāi)關(guān)量共檢測(cè)8路，分別為：220V交流電壓檢測(cè)；門(mén)禁檢測(cè)；光端機(jī)發(fā)無(wú)光檢測(cè)；光端機(jī)收無(wú)光檢測(cè)；光端機(jī)+12V直流電壓檢測(cè)；直放站-48V直流電壓檢測(cè)；直放站+24V直流電壓檢測(cè)；直放站+12V直流電壓檢測(cè)。開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)通過(guò)光電隔離后送入單片機(jī)。電路原理框圖如圖2所示。
2.2看門(mén)狗電路
為了防止由于程序跑飛和電源和故障引起的工作不正常，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了看門(mén)狗電路。MAX813L為看門(mén)狗監(jiān)控芯片，可為CPU提供上電復(fù)位、掉電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、看門(mén)狗及電壓比較器功能。電路如圖3所示。在上電期間，當(dāng)電源電壓超過(guò)其復(fù)位門(mén)限后，813L產(chǎn)生一至少140ms脈寬的復(fù)位脈沖；當(dāng)?shù)綦娀螂娫床▌?dòng)下降到低于復(fù)位門(mén)限1.25V后也產(chǎn)生復(fù)位脈沖，確保任何情況下系統(tǒng)正常工作。當(dāng)程序跑飛時(shí)，WDO輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，并保持?40ms以上，813L產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，同時(shí)看門(mén)狗定時(shí)器清0。該電路還有上電使單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位功能，一上電，自動(dòng)產(chǎn)生200ms的復(fù)位脈沖。
2.3遙調(diào)電路
為了實(shí)時(shí)監(jiān)視各種放大器的工作狀態(tài)（包含功率上行放大器、功率下行放大器、低噪聲功率上行放大器、低噪聲功率下行放大器、微波功率放大器），并且當(dāng)各放大器參數(shù)變化偏離正常范圍后，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)了遙調(diào)電路。采用固態(tài)非易失性數(shù)字電位器X9313，電路如圖4所示。數(shù)字電位器是一種特殊的DAC，它的模擬量輸出不是電壓或電流，而是電阻?；瑒?dòng)單元的位置由CS、U/D和INC三個(gè)輸入端控制。當(dāng)CS為高、INC為高時(shí)，滑動(dòng)端的位置可以被存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，因此，在下一次上電工作時(shí)可以被重新調(diào)手。當(dāng)電位器的滑動(dòng)端移到某一斷位置，而保持INC為低，CS為高時(shí)，此位置不存儲(chǔ)。VH、VL、VW相當(dāng)于一般電位器的3個(gè)端。
2.4溫度傳感器電路
為了實(shí)時(shí)監(jiān)視直放站當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓?，?dāng)溫度超過(guò)上限值時(shí)，啟動(dòng)排風(fēng)裝置；當(dāng)溫度低于下限值時(shí)，啟動(dòng)加溫裝置，溫度傳感器電路由于采集的溫度范圍屬于常溫范圍，所以采用晶體傳感器LM335，電路如圖5所示。它的輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比，靈敏度10mV/℃，靈敏度10mV/℃。輸出后的電壓經(jīng)過(guò)LM358放大器的放大后送A/D轉(zhuǎn)換器。
2.5TC35接口電路
TC35模塊主要由射頻天線(xiàn)、內(nèi)部Flash、GSM基帶處理器、匹配電源和1個(gè)40腳的ZIP插座組成。TC35接口電路設(shè)計(jì)主要是40針的電纜與單片機(jī)的接口，如圖6所示。1～5腳提供3.3～5.5V峰值2A的直流電源；6～10腳接地；15腳為點(diǎn)火信號(hào)，接收單片機(jī)的P1.7，可以通過(guò)軟件啟動(dòng)模塊。16～23腳是RS232串口的功能引腳，18、19腳分別為發(fā)送RXD和接收TXD引腳。24～29腳對(duì)應(yīng)的SIM卡的引腳。32腳為指示燈引腳，當(dāng)未插入SIM卡或40腳的電纜沒(méi)有接收或者模塊下在入網(wǎng)時(shí)，指示燈處于閃亮狀態(tài)（亮600ms，滅600ms）；當(dāng)模登錄網(wǎng)絡(luò)時(shí)，指示燈亮75ms，滅3s。
3軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括：下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)、上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，下位機(jī)與上位機(jī)通信軟件設(shè)計(jì)。
3.1短消息PDU格式分析及實(shí)用的AT命令
發(fā)送和接收SMS信息有2種方式：基于A(yíng)T命令的TextMode（文本模式）和基于A(yíng)T命令的PDU（ProtocolDescriptionUnit）模式。西門(mén)子的手機(jī)大多只支持PDU模式。在PDU模式下，短信息正文經(jīng)過(guò)編碼后轉(zhuǎn)換成UNICODE碼被傳送。由于我們采用的是西門(mén)子的TC35手機(jī)模塊和TC35T手機(jī)終端，所以主要探討PDU模式的發(fā)送和接收。
下面通過(guò)對(duì)發(fā)送的短消息格式分析，來(lái)介紹SMSPDU的數(shù)據(jù)格式工。假設(shè)準(zhǔn)備發(fā)送中文短消息內(nèi)容為“晚上好123”，則將TC35T與計(jì)算機(jī)的串口相連，并打開(kāi)計(jì)算機(jī)的超級(jí)終，按如下具體操作過(guò)程發(fā)送短消息（帶下劃線(xiàn)字符為響應(yīng)信息，{}內(nèi)為注釋?zhuān)?/p>
AT
OK{計(jì)算機(jī)與手機(jī)的連接成功，這時(shí)就可以輸入各類(lèi)GSMAT指令}
AT+CNMI=1，1，2
OK{設(shè)置收到短消息提示}
當(dāng)模塊收到短消息時(shí)，給出回應(yīng)：
例如：+CMTI：“SM”，4
AT+CMGF=0
OK{設(shè)置模塊工作的模式：0為OPDU模式，1為文本模式}
AT+CMGS=26{發(fā)送短消息的字節(jié)數(shù)}
>0891683108200905F001030D91
683199312523F932080C
665A4E0A597D003100320033//鍵入Ctrl+Z，看到提示符->出現(xiàn)在最后一個(gè)數(shù)字后面，說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)收到了命令，系統(tǒng)會(huì)返回操作的結(jié)構(gòu)。
OK{OK表示成功，ERROR表示發(fā)送失敗}
+CMGS：32
下面分析這條信息：
08——表示短消息中心地址長(zhǎng)度；
91——表示短消息中心號(hào)碼類(lèi)型；
68310820905F0——表示短消息房層中心號(hào)碼；
0103——表示發(fā)送短消息的編碼方式；
0D——表示目的地址長(zhǎng)度；
91——表示目的地址類(lèi)型；
683199312523F9——表示目的地址，即接收短消息的手機(jī)號(hào)碼為13991352329；
3208——表示發(fā)送中文字符方式；
0C——表示短消息長(zhǎng)度；
665A4E0A597D003100320033——表示發(fā)送中文字符的UNICODE碼
665A{晚}4E0A{上}597D{好}0032{2}0033{3}。
以下是模塊接收信息的分析：
AT+CMGR=<Index>{閱讀短消息的內(nèi)容，Index表示短消息存放的位置}
AT+CMGL=<stat>{列表短信息：stat=0,列未讀過(guò)的短消息；stat=4，列所有的消息}
+CMGL：1，2，24{1表示信息個(gè)數(shù)，2表示未發(fā)信息，24表示信息總?cè)萘縸
AT+CMGD=<Index>{刪除短消息，Index表示短消息存放的位置}
OK{刪除成功}
3.2軟件設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容
①下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。包括：數(shù)據(jù)采集及A/D轉(zhuǎn)換程序、越限報(bào)警程序。
②上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。包括：監(jiān)控中心主界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)。
對(duì)于下位機(jī)與上位機(jī)通信軟件設(shè)計(jì)，因?yàn)橄挛粰C(jī)與上位機(jī)通信是通過(guò)短消息來(lái)完成的，所以通信軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是單片機(jī)如何發(fā)送AT命令。
由于我國(guó)獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件和復(fù)雜的水文水資源特點(diǎn)，決定了我國(guó)的水資源問(wèn)題比較復(fù)雜，雖然各流域經(jīng)過(guò)四、五十年大規(guī)模的水利工程建設(shè)，取得了巨大成就，但水資源短缺和污染問(wèn)題，不僅沒(méi)有得到根本性的解決，還有日益嚴(yán)峻的趨勢(shì)。為了更有效地解決或緩解所面臨的“水少、水臟”問(wèn)題，需要深入地分析現(xiàn)狀下墊面條件下的流域水循環(huán)規(guī)律和地表水與地下水之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過(guò)研究流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法，開(kāi)發(fā)和建設(shè)流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)，以充分利用和挖掘現(xiàn)有水利工程的內(nèi)部潛力與整體綜合優(yōu)勢(shì)，確保流域水資源的合理開(kāi)發(fā)和高效利用，有力地支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
2系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵
研制流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要目的是，以水利信息化促進(jìn)水利現(xiàn)代化，以水利現(xiàn)代化保障水資源的可持續(xù)利用，并以水資源的可持續(xù)利用來(lái)支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)是以水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為手段，以水資源優(yōu)化調(diào)度和地表水、地下水、污水處理回用、海水（微咸水）及外調(diào)水的聯(lián)合高效利用為核心，追求節(jié)水、防污、提高水資源利用效率和最終實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)，通過(guò)水資源信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸、模型分析，及時(shí)提供水資源決策方案，并快速給出方案實(shí)施情況的后評(píng)估結(jié)果等，以確保實(shí)現(xiàn)水資源的統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)和科學(xué)管理，做到防洪與興利、地表水與地下水、當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水、水質(zhì)與水量、優(yōu)質(zhì)水與劣質(zhì)水之間聯(lián)合調(diào)度與管理，確保水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，以支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種動(dòng)態(tài)的交互式計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，由水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)調(diào)度、決策會(huì)商、控制和后評(píng)估子系統(tǒng)所組成，是基于可持續(xù)發(fā)展的思想，根據(jù)現(xiàn)代水文水資源科學(xué)的有關(guān)理論，利用當(dāng)代先進(jìn)的系統(tǒng)分析、人工智能、計(jì)算機(jī)、多媒體及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過(guò)有關(guān)專(zhuān)業(yè)模型計(jì)算、分析和知識(shí)推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實(shí)時(shí)管理、調(diào)度方案，并允許決策者或?qū)＜腋鶕?jù)自己的智慧、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、偏好和決策風(fēng)格等進(jìn)行定性分析與判斷，直接干預(yù)方案生成及評(píng)價(jià)整個(gè)決策過(guò)程。
根據(jù)流域水文水資源特點(diǎn)和供用水特征，基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環(huán)境惡化問(wèn)題，研究和開(kāi)發(fā)流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵主要包括：
（1）水資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)的調(diào)整和完善，河流納污能力及其環(huán)境容量，水庫(kù)或水庫(kù)群運(yùn)行規(guī)則、技術(shù)參數(shù)的校核與調(diào)整，洪水資源調(diào)控、污水處理回用與地下水人工回灌，污水總量控制與生態(tài)環(huán)境需水量，防洪與興利統(tǒng)一調(diào)度，地表水與地下水資源聯(lián)合運(yùn)用管理等研究，以及水資源實(shí)時(shí)調(diào)度管理方案付諸實(shí)施后效益與風(fēng)險(xiǎn)分析、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化等。
（2）該系統(tǒng)由龐大而復(fù)雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)、結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)業(yè)模型庫(kù)和知識(shí)庫(kù)等組成。其特點(diǎn)是系統(tǒng)規(guī)模龐大、處理的數(shù)據(jù)信息量大，模型運(yùn)算復(fù)雜以及數(shù)據(jù)傳輸接口多，如何實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)、加工、傳輸?shù)膶?zhuān)業(yè)化管理，是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。流域的水價(jià)政策及水權(quán)分配問(wèn)題，也是影響流域水資源合理開(kāi)發(fā)和高效利用以及實(shí)時(shí)、統(tǒng)一管理的關(guān)鍵。
（3）如何建立和完善與現(xiàn)代水資源管理要求相適應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)和高效、精干的執(zhí)法隊(duì)伍，以及如何制定科學(xué)的流域水資源管理規(guī)章制度、有關(guān)政策和法規(guī)條例等，以保障流域水資源實(shí)時(shí)管理、調(diào)度方案的付諸實(shí)施，指導(dǎo)流域水資源開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)。
3系統(tǒng)的主要功能
流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能包括：水資源（及水質(zhì)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)報(bào)和決策支持（實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、管理及調(diào)度）以及控制、后評(píng)估等（如圖1）。
圖1流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能框圖
3.1水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括水情、水質(zhì)、旱情以及其他信息等。在現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立和完善統(tǒng)一的水資源（包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（站點(diǎn)）網(wǎng)或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（包括雨量、蒸發(fā)、徑流、水位、水質(zhì)、水溫、墑情等監(jiān)測(cè)站點(diǎn)），以及各取水口取水量、開(kāi)采機(jī)井抽水量等監(jiān)測(cè)網(wǎng)，各監(jiān)測(cè)網(wǎng)或系統(tǒng)之間互通有無(wú)、資料共享，為水資源的合理開(kāi)發(fā)、高效利用和有效保護(hù)及時(shí)快速、準(zhǔn)確地提供完備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料。
（1）雨量觀(guān)測(cè)。目前采用的雨量觀(guān)測(cè)手段主要是普通自記和人工觀(guān)測(cè)，為了達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，需要適時(shí)更新現(xiàn)有的觀(guān)測(cè)設(shè)備，裝配翻斗式雨量計(jì)并配備固態(tài)存儲(chǔ)器等，使雨量觀(guān)測(cè)工作方式更新為無(wú)人值守，有人看護(hù)的觀(guān)測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)雨量信息的自動(dòng)采集及傳遞。
（2）水位觀(guān)測(cè)。水位觀(guān)測(cè)分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫(kù)水位等，而地下水就單指地下水位。
①對(duì)于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀(guān)測(cè)，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質(zhì)超聲波水位計(jì)，再采用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
②對(duì)于山區(qū)性河流，或斷面穩(wěn)定，含沙量較小的水位觀(guān)測(cè)，采用測(cè)井式水位觀(guān)測(cè)，裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
③水庫(kù)站一般有自記井，只對(duì)其重新裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式將水位信息傳輸?shù)秸痉?/p>
④地下水位監(jiān)測(cè)目前主要分為手工測(cè)繩和自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀兩種。自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要通過(guò)固態(tài)存儲(chǔ)、電話(huà)網(wǎng)傳輸、手機(jī)網(wǎng)傳輸和電臺(tái)傳輸?shù)确绞綄?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>
總之，水位監(jiān)測(cè)，建議均裝配與雨量結(jié)合的水位雨量固態(tài)存儲(chǔ)器，裝配具有記錄、傳輸、存儲(chǔ)、分析等功能的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)水位遙測(cè)自記，自動(dòng)測(cè)報(bào)等功能。
（3）流量測(cè)驗(yàn)：在各中心站配備不同形式的橋測(cè)車(chē)及先進(jìn)的儀器設(shè)備，開(kāi)展橋測(cè)及周?chē)貐^(qū)的巡測(cè)；纜道及船測(cè)站，對(duì)現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道程控自動(dòng)化，配備機(jī)船，配備先進(jìn)的測(cè)驗(yàn)儀器設(shè)備，全面提高流量測(cè)驗(yàn)的精度，充分滿(mǎn)足防汛、抗旱和水資源統(tǒng)一調(diào)配的需要。對(duì)水庫(kù)站現(xiàn)有的水文纜道進(jìn)行維修、改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道的程控自動(dòng)化，保證流量測(cè)驗(yàn)的精度要求。
（4）取水口及灌區(qū)流量觀(guān)測(cè)：對(duì)水庫(kù)各取水口分明渠和管道兩種，水位主要采用超聲波自記水位計(jì)，流量測(cè)驗(yàn)分不同情況，選擇適用的測(cè)流設(shè)備。而灌區(qū)的水位觀(guān)測(cè)主要采用超聲波自記水位計(jì)等，流量采取不定期電波流速儀率定方式，用水位～流量關(guān)系線(xiàn)推求徑流量。
（5）機(jī)井開(kāi)采量實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)：地下水開(kāi)采機(jī)井抽水量的觀(guān)測(cè)，目前一般只有一些機(jī)井安裝了水表，大部分機(jī)井均未安裝水表。為了能準(zhǔn)確取得地下水實(shí)際開(kāi)采量的數(shù)據(jù)，掌握準(zhǔn)確的地下水開(kāi)采量，需要逐步或有重點(diǎn)地在地下水開(kāi)采機(jī)井上安裝水表。
（6）水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：水質(zhì)污染具有理化成分復(fù)雜、多樣和點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，不僅受污染源的大小和數(shù)量影響，而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導(dǎo)致的綜合結(jié)果，水質(zhì)參數(shù)在成分和時(shí)空上的變化非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)水樣采集、化驗(yàn)方式周期太長(zhǎng)，難以及時(shí)、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過(guò)程，所以水資源的開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)等工作得不到有效監(jiān)控與科學(xué)的管理。水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就是采用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備、在線(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)的連續(xù)采集、分析、存儲(chǔ)，并在監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)污染標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)出警報(bào)，做出污染類(lèi)型分析等。
（7）墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：主要針對(duì)大中型灌區(qū)的土壤墑情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為適時(shí)、適量的節(jié)水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下，探討利用遙感技術(shù)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實(shí)時(shí)遙感信息，根據(jù)大中型灌區(qū)土壤墑情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)與遙感解譯模型進(jìn)行聯(lián)接和耦合計(jì)算，實(shí)時(shí)提供整個(gè)流域不同灌區(qū)的土壤墑情，為流域節(jié)水高效農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的依據(jù)。
3.2水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)
水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)主要是指在時(shí)段初對(duì)上一時(shí)段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特征，以及水資源開(kāi)發(fā)利用狀況等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)，確定水資源及其開(kāi)發(fā)利用形勢(shì)和存在的問(wèn)題等。
（1）水資源數(shù)量實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：根據(jù)雨量、河川徑流、地下水位等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料等，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，確定和評(píng)價(jià)水資源數(shù)量及豐枯形勢(shì)等。
（2）水資源質(zhì)量實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：根據(jù)實(shí)測(cè)的河流、水庫(kù)、引水渠的水質(zhì)實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)和地下水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料等，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，確定地表水和地下水的水質(zhì)狀況及污染態(tài)勢(shì)。其主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：污染程度、范圍及主要污染物，水資源質(zhì)量，重要河流污染負(fù)荷及削減量等。
（3）水資源開(kāi)發(fā)利用實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：通過(guò)對(duì)各取水口取水量、開(kāi)采機(jī)井抽水量和地下水位等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)供用水量進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)各種水利工程的供水量、不同行業(yè)的實(shí)際用水量，供用水結(jié)構(gòu)、節(jié)水水平，水資源開(kāi)發(fā)利用程度以及當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)一步開(kāi)發(fā)潛力，并實(shí)時(shí)圈定地下水的開(kāi)采潛力區(qū)、采補(bǔ)平衡區(qū)和超采區(qū)等。
3.3水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)
水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要包括來(lái)水預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)兩部分，來(lái)水預(yù)報(bào)又分為水量預(yù)報(bào)和水質(zhì)預(yù)報(bào)。水量預(yù)報(bào)包括地表水資源量預(yù)報(bào)和地下水資源量預(yù)報(bào)，地表水資源量預(yù)報(bào)既可細(xì)分為當(dāng)?shù)厮屯鈦?lái)水（包括引調(diào)水）預(yù)報(bào)，又可分為汛期徑流預(yù)報(bào)和枯季（非汛期）徑流預(yù)報(bào)。需水預(yù)報(bào)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)報(bào)。
（1）河川徑流量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。根據(jù)河川徑流的形成機(jī)理和產(chǎn)流規(guī)律，將河川徑流量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)分為汛期徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和枯季徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)兩種。汛期產(chǎn)匯流機(jī)制主要是超滲產(chǎn)流和蓄滿(mǎn)產(chǎn)流、超滲與蓄滿(mǎn)綜合產(chǎn)流模式：而枯季徑流主要是遵循流域的退水規(guī)律。因此，汛期徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型與枯季徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型是不同的，需要分別建立預(yù)報(bào)模型對(duì)汛期徑流量和枯季徑流量進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
（2）地下水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。首先分析地下水的形成規(guī)律和補(bǔ)給、徑流、排泄條件，以及地下水的賦存規(guī)律；然后根據(jù)抽水試驗(yàn)等確定含水層的參數(shù)分區(qū)，并利用試驗(yàn)資料和長(zhǎng)觀(guān)資料確定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)；最后利用均衡法或數(shù)學(xué)模擬模型法，分析和預(yù)報(bào)地下水資源量、可開(kāi)采量及地下水動(dòng)態(tài)分布。
（3）水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。利用獲得的實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和污染物排放量等信息，通過(guò)所建立的水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型，實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)地下水與地表水水質(zhì)狀況、污染物類(lèi)型、污染范圍及污染程度，及時(shí)提供水資源污染態(tài)勢(shì)等信息。
（4）需水量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。根據(jù)需水量預(yù)報(bào)要求，本次將需水門(mén)類(lèi)分為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等四個(gè)一級(jí)類(lèi)，每個(gè)一級(jí)類(lèi)可以再分成若干個(gè)二級(jí)類(lèi)和三級(jí)類(lèi)。根據(jù)具體情況和需要，還可以再細(xì)分為四級(jí)類(lèi)。根據(jù)上述分類(lèi)方法，可比較容易地合并有關(guān)各需水項(xiàng)，獲得需水量過(guò)程。
3.4水資源實(shí)時(shí)決策支持
水資源實(shí)時(shí)決策包括水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、水資源實(shí)時(shí)管理和調(diào)度，以及決策會(huì)商等。
（1）水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。對(duì)于水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，尤其是汛期徑流預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)，由于受到諸多非確定性因素的影響比較大，很難準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，因此需要專(zhuān)家的會(huì)商支持、吸收和借鑒領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以便較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和確定未來(lái)的來(lái)水與需水過(guò)程等。
（2）水資源實(shí)時(shí)管理。利用水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)結(jié)果等，通過(guò)水資源實(shí)時(shí)管理模型計(jì)算，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和偏好，分水協(xié)議、水價(jià)政策的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)作用等進(jìn)行綜合分析，最后提出水資源的實(shí)時(shí)管理方案，為水資源的合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)等提供決策依據(jù)，為水行政主管部門(mén)科學(xué)地行使其監(jiān)督和管理職能提供支持，以確保水資源的可持續(xù)利用。
（3）水資源實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)前面制定的年度內(nèi)水資源管理方案，確定水資源優(yōu)化調(diào)度的規(guī)則和依據(jù)；根據(jù)各時(shí)段水資源的豐枯情況和污染態(tài)勢(shì)，通過(guò)建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型，確定水資源實(shí)時(shí)調(diào)度方案。
（4）水資源決策會(huì)商。決策會(huì)商是指通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)、歷史和預(yù)報(bào)、管理與調(diào)度的各類(lèi)信息進(jìn)行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢(shì)和污染態(tài)勢(shì)，以及最終確定水資源實(shí)時(shí)管理和調(diào)度方案提供全面的支持。根據(jù)利用水資源實(shí)時(shí)管理模型和調(diào)度模型確定的若干管理、調(diào)度方案，以及提供的每一種方案的綜合效益分析結(jié)果，領(lǐng)導(dǎo)決策層和領(lǐng)域?qū)＜?，通過(guò)全面分析對(duì)比和協(xié)商、討論，如認(rèn)為其中一個(gè)方案合適則選擇之，并付諸實(shí)施。如認(rèn)為必須進(jìn)一步做新的方案，則通過(guò)水資源實(shí)時(shí)管理、調(diào)度系統(tǒng)，計(jì)算和提出新的管理、調(diào)度預(yù)案，供決策者對(duì)新老方案進(jìn)行對(duì)比和選擇。
總之，在面臨重大的水資源決策時(shí)，決策會(huì)商機(jī)制顯得非常重要，有關(guān)利益沖突的各方，可以根據(jù)所提供的各種預(yù)案，包括水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方案、實(shí)時(shí)管理預(yù)案和實(shí)時(shí)調(diào)度預(yù)案，分析其優(yōu)劣，進(jìn)行協(xié)商，確定能為有關(guān)各方所接受的方案。
3.5遠(yuǎn)程自動(dòng)控制
控制可分為手工控制和自動(dòng)控制、半自動(dòng)控制等，主要是對(duì)重要的取水口和開(kāi)采機(jī)井、引水閘門(mén)等的控制。根據(jù)需要和可能，有重點(diǎn)和有選擇地建立一些遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)是必要的，也是將來(lái)的一種發(fā)展方向。
3.6監(jiān)控管理后評(píng)估
為了不斷改進(jìn)和完善系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，需要對(duì)系統(tǒng)的重點(diǎn)功能進(jìn)行后評(píng)估。主要內(nèi)容包括：針對(duì)水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、管理方案的合理性、實(shí)施效果以及預(yù)報(bào)方案的準(zhǔn)確性、控制情況等進(jìn)行評(píng)估，重點(diǎn)分析導(dǎo)致調(diào)度、管理方案不合理和效益不好、預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確的原因等。
最后，將研制的有關(guān)部分內(nèi)容和功能模塊進(jìn)行集成，最終建立一套較完整的基于GIS的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)，并進(jìn)行試運(yùn)行；通過(guò)系統(tǒng)的試運(yùn)行不斷進(jìn)行修改和完善，最后正式交付使用，并保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：GPS，集群通信，車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)
1.概述
GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)是利用GPS接收機(jī)、無(wú)線(xiàn)通信、地理信息技術(shù)對(duì)移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度、指揮的新型車(chē)輛管理系統(tǒng)。按照子功能劃分，車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規(guī)通信、集群通信、GSM的短信息業(yè)務(wù)三種。
基于常規(guī)通信的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)、組網(wǎng)及使用相對(duì)簡(jiǎn)單，但其作用范圍較??；GSM的短信息業(yè)務(wù)用于定位數(shù)據(jù)傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國(guó)漫游，但是其時(shí)延問(wèn)題是制約其發(fā)展的瓶頸，且其呼叫功能無(wú)法與集群系統(tǒng)相比；集群系統(tǒng)是專(zhuān)用的調(diào)度指揮系統(tǒng)，對(duì)某些特殊單位而言具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文就集群方式下GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及信道利用等方面進(jìn)行介紹。
2．集群系統(tǒng)
無(wú)線(xiàn)集群實(shí)際上就是多信道中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）系統(tǒng)中自動(dòng)共享若干個(gè)信道，并在此基礎(chǔ)上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
和常規(guī)通信方式相比，集群通信系統(tǒng)具有信道利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、通話(huà)阻塞率低、通話(huà)具有私密性、系統(tǒng)智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優(yōu)點(diǎn)。
集群通信系統(tǒng)的分類(lèi)方法有多種，按照信令類(lèi)型分有模擬信令、數(shù)字信令及混合信令系統(tǒng)；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話(huà)音分有數(shù)字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統(tǒng)，信令有MPT1327標(biāo)準(zhǔn)的，也有非公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的?；贛PT1327標(biāo)準(zhǔn)信令的系統(tǒng)，傳輸車(chē)輛定位數(shù)據(jù)可以在信令信道中進(jìn)行；而非公開(kāi)信令標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)輛定位數(shù)據(jù)只能在話(huà)音信道中進(jìn)行。相應(yīng)地，對(duì)車(chē)輛的數(shù)字信息必須進(jìn)行調(diào)制才能在話(huà)音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)
3．1系統(tǒng)組成
基于集群的GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。其中，集群網(wǎng)為系統(tǒng)提供無(wú)線(xiàn)通信鏈路以進(jìn)行話(huà)音和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以利用話(huà)音的多種呼叫方法實(shí)現(xiàn)。
圖1GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控中心以矢量化電子地圖為背景，監(jiān)控軟件具有實(shí)時(shí)顯示移動(dòng)用戶(hù)的所有信息以及信息查詢(xún)功能。同時(shí)，監(jiān)控中心兼有差分基準(zhǔn)站的功能，為整個(gè)監(jiān)控范圍內(nèi)的移動(dòng)用戶(hù)提供差分GPS修正信息，使車(chē)輛定位精度提高到10米以?xún)?nèi)。各移動(dòng)用戶(hù)設(shè)備由集群電臺(tái)和GPS接收機(jī)及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統(tǒng)需要的邏輯時(shí)序，還具有數(shù)據(jù)處理功能，包括調(diào)制解調(diào)器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統(tǒng)中，各個(gè)信道的管理在一個(gè)控制信道上實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)用戶(hù)守候在控制信道上，發(fā)起呼叫或接收呼叫均在該信道上進(jìn)行。一旦申請(qǐng)到信道，則主呼方和被呼方在申請(qǐng)到的信道上完成話(huà)音聯(lián)絡(luò)，之后轉(zhuǎn)換到控制信道上守候。
利用話(huà)音信道傳輸車(chē)輛定位數(shù)據(jù)，每傳輸一次定位信息，電臺(tái)都需要申請(qǐng)一次信道，而申請(qǐng)時(shí)間不傳輸任何數(shù)據(jù)，時(shí)間利用率較低；且申請(qǐng)不到空閑信道時(shí)，該車(chē)輛的信息就會(huì)丟失。所以傳輸數(shù)據(jù)的用戶(hù)應(yīng)該設(shè)置優(yōu)先級(jí)，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統(tǒng)中，用戶(hù)的呼叫方式有：?jiǎn)魏?、組呼、群呼、私密呼叫等?；贕PS的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，為提高系統(tǒng)定位精度采用差分方式，差分信息由監(jiān)控中心以組呼的方式下發(fā)，分配在同一組內(nèi)的用戶(hù)均可接收。
為使各移動(dòng)用戶(hù)的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r(shí)采集，采用時(shí)分多址（TDMA）的方法，即各車(chē)輛按照?qǐng)D2所示的時(shí)序依次發(fā)起呼叫。其中兩相鄰用戶(hù)之間的時(shí)間間隔包括數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間和保護(hù)時(shí)間（防止數(shù)據(jù)相互影響）。一個(gè)采樣周期內(nèi)可容納的用戶(hù)數(shù)為，其中，為采樣周期。
為了避免監(jiān)控中心對(duì)某用戶(hù)的話(huà)音調(diào)度影響其它用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸，話(huà)音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別在不同的組進(jìn)行。移動(dòng)用戶(hù)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)工作在數(shù)據(jù)組，利用專(zhuān)用信道完成。當(dāng)監(jiān)控中心需要對(duì)某用戶(hù)進(jìn)行話(huà)音呼叫時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)切換命令將該用戶(hù)的組號(hào)設(shè)置為話(huà)音組，而后再進(jìn)行話(huà)音呼叫。在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)完成通話(huà)，由用戶(hù)自動(dòng)切換到數(shù)據(jù)組再傳輸數(shù)據(jù)。
在監(jiān)控中心，話(huà)音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別利用不同的無(wú)線(xiàn)集群電成。
3．4同步方式
在GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用異步的數(shù)據(jù)傳輸，接收端和發(fā)送端不需要同步。但是，各移動(dòng)用戶(hù)的數(shù)據(jù)采集為時(shí)分多址方式，相互之間的時(shí)序關(guān)系不能混疊，也就是說(shuō)，移動(dòng)用戶(hù)之間必須同步。
各移動(dòng)用戶(hù)的同步方式有兩種：①利用GPS接收機(jī)的秒脈沖進(jìn)行同步；②利用監(jiān)控中心發(fā)送廣播同步碼進(jìn)行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動(dòng)用戶(hù)統(tǒng)一的時(shí)間起點(diǎn)，不同車(chē)輛的發(fā)送時(shí)隙由不同的延遲來(lái)產(chǎn)生。利用監(jiān)控中心發(fā)送同步碼，可以在一個(gè)采樣周期內(nèi)發(fā)送1個(gè)同步碼，也可以周期性地發(fā)送多個(gè)同步碼。
3．5數(shù)據(jù)傳輸格式
監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸分上行和下行兩部分。上行數(shù)據(jù)主要為被監(jiān)控車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置、速度、時(shí)間、狀態(tài)（包括報(bào)警、故障等）；下行數(shù)據(jù)主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監(jiān)控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報(bào)頭用戶(hù)地址緯度經(jīng)度速度時(shí)間車(chē)輛狀態(tài)
B．下行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報(bào)頭廣播同步碼RTCM電文調(diào)度命令用戶(hù)地址
上行和下行的數(shù)據(jù)報(bào)頭不同，用于對(duì)上、下行數(shù)據(jù)的解碼。用戶(hù)地址指是各監(jiān)控車(chē)輛的識(shí)別號(hào)碼，調(diào)度命令為監(jiān)控中心對(duì)相應(yīng)地址車(chē)輛的操作，如緊急救援、去某地運(yùn)輸、關(guān)閉汽車(chē)引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統(tǒng)中不用。車(chē)輛狀態(tài)由駕駛員根據(jù)實(shí)際情況輸入，如遇劫報(bào)警、車(chē)輛故障等。
4．結(jié)束語(yǔ)
為了將先進(jìn)的信息技術(shù)引進(jìn)江水北調(diào)系統(tǒng)，利用信息技術(shù)，提高工程管理水平，改變傳統(tǒng)調(diào)度方式實(shí)時(shí)性差、主觀(guān)性強(qiáng)的弱點(diǎn)，省水利廳于2001年立項(xiàng)建設(shè)蘇北地區(qū)水資源配置監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)工程。工程分兩階段進(jìn)行。第一階段進(jìn)行通信傳輸及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、綜合數(shù)據(jù)系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等6個(gè)子項(xiàng)目建設(shè)。
通信傳輸及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
通過(guò)通信傳輸及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)，形成以省水利廳為中心，溝通系統(tǒng)地域分中心、工情水情分中心及江水北調(diào)一線(xiàn)7市水利局，聯(lián)系全系統(tǒng)199個(gè)測(cè)站，集中與分層、分布相結(jié)合的蘇北水利信息傳輸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域水資源數(shù)據(jù)的充分共享，實(shí)現(xiàn)蘇北水利系統(tǒng)的網(wǎng)上辦公自動(dòng)化。
信息采集系統(tǒng)
工程建成后，將在蘇北地區(qū)建立起高密度的水、雨、工情自動(dòng)采集站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)天然河道斷面過(guò)水流量的實(shí)量監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)選用先進(jìn)、可靠的傳感設(shè)備，由現(xiàn)場(chǎng)控制終端（RTU）自動(dòng)實(shí)時(shí)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)多種通訊信道，向省中心、分中心定時(shí)、不定時(shí)上報(bào)相關(guān)水、雨、工情信息。各分中心收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行分析、校驗(yàn)，統(tǒng)一錄入水文實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，供用戶(hù)校核、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、使用。
運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)
系統(tǒng)建設(shè)閘站運(yùn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)18處。在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)運(yùn)行電量、開(kāi)關(guān)量、溫度量等多種數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)上傳至工情分中心數(shù)據(jù)庫(kù)和省中心數(shù)據(jù)庫(kù)。水利信息網(wǎng)上的用戶(hù)均可以通過(guò)Web方式查看工程實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，并可以設(shè)定任意時(shí)段，查詢(xún)工程運(yùn)行數(shù)據(jù)及相應(yīng)的過(guò)程曲線(xiàn)。
綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
系統(tǒng)建立調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，將采集到的各類(lèi)數(shù)據(jù)分層次、分類(lèi)別進(jìn)行篩選，及時(shí)整理后入庫(kù)，供調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)使用。系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)與水利廳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)資源共享。
調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)
調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)包括：來(lái)水預(yù)報(bào)模型、需水預(yù)測(cè)模型、實(shí)現(xiàn)水量調(diào)配模型和在線(xiàn)水流仿真模型。
來(lái)水預(yù)報(bào)模型可根據(jù)綜合數(shù)據(jù)，按年、月、日預(yù)測(cè)江水北調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)區(qū)域的各種調(diào)度時(shí)段的來(lái)水量和短期內(nèi)長(zhǎng)江三江營(yíng)潮位，為科學(xué)調(diào)度提供來(lái)水預(yù)報(bào)信息。需水預(yù)測(cè)模型可以按不同條件，模擬出各受水區(qū)的需水量和需水過(guò)程線(xiàn)，為科學(xué)調(diào)度提供需水預(yù)測(cè)。實(shí)時(shí)水量調(diào)配模型是在來(lái)水預(yù)報(bào)和需水預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，自動(dòng)校核系統(tǒng)當(dāng)前蓄水量和可調(diào)水量能否滿(mǎn)足預(yù)測(cè)用水量的要求。在線(xiàn)水流仿真模型將直觀(guān)形象地模擬出江水北調(diào)系統(tǒng)中各泵站、涵閘、湖泊等水利工程在不同水源配置方案下的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位、水量等動(dòng)態(tài)要素的實(shí)時(shí)過(guò)程描述。
支持決策系統(tǒng)
支持決策系統(tǒng)充分依托綜合數(shù)據(jù)庫(kù)資源，整合信息采集、運(yùn)行監(jiān)控和調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)，在省水利廳中心計(jì)算機(jī)上，運(yùn)用靈活的圖形、圖像、聲音及視頻等表現(xiàn)手段，以動(dòng)畫(huà)、影像等多種形式，在線(xiàn)反映江水北調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀況；建立人工交互式總控平臺(tái)和決策生成平臺(tái)，并按照決策者要求生動(dòng)生成調(diào)度方案，進(jìn)行方案比選和模擬，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)沿程用水的在線(xiàn)評(píng)估與事后評(píng)估。
關(guān)鍵詞：智能大廈保安監(jiān)控保安監(jiān)控系統(tǒng)集成
1智能大廈保安監(jiān)控系統(tǒng)的概念
1.1保安監(jiān)控系統(tǒng)的作用
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的推進(jìn),一批批適合信息社會(huì)需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點(diǎn)的智能大廈拔地而起。
為了防止各種偷盜和暴力事件的發(fā)生和危害,確保大廈的安全,生命和財(cái)產(chǎn)不受損害,智能保安系統(tǒng)的設(shè)置是必要的。
隨著科技的發(fā)展,新的犯罪手段對(duì)保安系統(tǒng)也提出了新的要求,在信息時(shí)代的今天,對(duì)錢(qián)、財(cái)物、人身安全的保護(hù)是一方面,而對(duì)儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)里的大量的重要文件、數(shù)據(jù),更需要保護(hù)。
在一個(gè)智能化大廈內(nèi),不僅對(duì)外部人員要防范,對(duì)內(nèi)部人員也需要加強(qiáng)管理;對(duì)某些重要的地點(diǎn)、物品,以及重要的人物也需要特殊的保護(hù)。因此,對(duì)現(xiàn)代化的大廈,需要設(shè)置多層次、立體化的保安系統(tǒng)。
1.2保安監(jiān)控系統(tǒng)的等級(jí)
1.2.1確定防護(hù)等級(jí)
(1)相關(guān)規(guī)范
《安全防范工程程序和要求》GA/T75一94
《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào)》GA/74一94
《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-94
根據(jù)上述規(guī)范,結(jié)合安全防范的風(fēng)險(xiǎn)狀況和工程實(shí)際情況,從而綜合確定安全系統(tǒng)達(dá)到的防護(hù)等級(jí)。(2)安全技防系統(tǒng)的種類(lèi)
周界報(bào)警系統(tǒng);
玻璃破碎報(bào)警裝置組成的大廈外墻的警戒系統(tǒng);
電視監(jiān)控系統(tǒng)(圖像復(fù)核系統(tǒng)）；
入侵移動(dòng)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng);
音頻監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)(聲音復(fù)核系統(tǒng));
強(qiáng)光照明系統(tǒng);
(3)安全防范等級(jí)及主要配置(按四級(jí)劃分)
A.四級(jí)防護(hù)安全防范系統(tǒng)
營(yíng)業(yè)場(chǎng)所(指銀行)的門(mén)、窗應(yīng)設(shè)開(kāi)關(guān)式報(bào)警裝置(如門(mén)磁開(kāi)關(guān));
設(shè)置手動(dòng)或腳踏式緊急報(bào)警裝置和聯(lián)動(dòng)警鈴;
報(bào)警信號(hào)應(yīng)送保安值班室及附近公安機(jī)關(guān)。
B.三級(jí)防護(hù)安全防范系統(tǒng)
與四級(jí)防范系統(tǒng)裝置相同;
設(shè)置空間立體防范系統(tǒng):設(shè)空間(室內(nèi)與走廊)入侵探測(cè)器;
中心控制設(shè)備具有監(jiān)昕復(fù)核(錄音)功能,記錄報(bào)警發(fā)生的時(shí)間、士也點(diǎn);
對(duì)營(yíng)業(yè)室、主通道設(shè)電視監(jiān)控
報(bào)警系統(tǒng)與公安報(bào)警網(wǎng)。
C.二級(jí)防護(hù)安全防范系統(tǒng)
與三級(jí)防范系統(tǒng)裝置相同;
電視監(jiān)控設(shè)備具有自動(dòng)、手動(dòng)切換功能,多畫(huà)面顯示功能;
對(duì)于實(shí)行柜員制的營(yíng)業(yè)場(chǎng)所,應(yīng)設(shè)一對(duì)一的攝錄像裝置;
密碼控制由專(zhuān)人操作報(bào)警系統(tǒng)的啟停、布防、撤防、旁路、復(fù)位等;
控制中心設(shè)備具有有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)及其互轉(zhuǎn)換功能,保證報(bào)警信號(hào)準(zhǔn)確且送往有關(guān)接警部門(mén);
有條件的營(yíng)業(yè)場(chǎng)所設(shè)人口控制系統(tǒng),實(shí)行信息卡出入(門(mén)禁系統(tǒng))。
D.一級(jí)防護(hù)安全防范系統(tǒng)
所選探測(cè)器應(yīng)有兩種及以上不同探測(cè)技術(shù)組成的入侵探測(cè)系統(tǒng);
營(yíng)業(yè)場(chǎng)所營(yíng)業(yè)期長(zhǎng)時(shí)錄像。遇突發(fā)事件時(shí),應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)照明、錄音、錄像;統(tǒng));
設(shè)出入口控制系統(tǒng),通過(guò)信息卡對(duì)主要分區(qū)的人員分級(jí)、分檔管理;
中央控制室應(yīng)能在接受報(bào)警信號(hào)同時(shí)立即識(shí)別部位、,性質(zhì)(搶劫、盜竊、火災(zāi)、故障等),且在屏幕上顯示、打印、記錄、存儲(chǔ)報(bào)警時(shí)間、地點(diǎn)、性質(zhì)及處置預(yù)案;
其余與二級(jí)防范系統(tǒng)相同。
1.2.2保安監(jiān)控系統(tǒng)的層次
(1)外部入侵保護(hù):此部分是預(yù)防外部無(wú)關(guān)人員侵入,需相應(yīng)設(shè)置周界、門(mén)窗、通道、出入口等的報(bào)警、復(fù)核等處置措施,防罪犯于區(qū)域之外。
(2)區(qū)域保護(hù):此道防線(xiàn)是探測(cè)非法入侵此區(qū)域者,把信息送往監(jiān)控中心,中心作出處理。
(3)目標(biāo)保護(hù):這道防線(xiàn)是對(duì)特定目標(biāo)的保護(hù),如保險(xiǎn)柜及重要房間。
2保安系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
在科技發(fā)達(dá)的今天,再不僅僅是加鎖、站崗、放哨等的傳統(tǒng)防范設(shè)施。鎖無(wú)論怎么堅(jiān)固總可以被打開(kāi),精神抖擻的哨兵也有打盹兒的時(shí)候。在今天,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)(即4C技術(shù))制造出智能防盜保安系統(tǒng),各子系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)揮其功能,同時(shí)子系統(tǒng)間又集成為一個(gè)防范統(tǒng)二體,從而確保大廈的安全,營(yíng)造一個(gè)極好的工作、生活環(huán)境。2.1出入口控制
2.1.1控制原理所謂的出入口控制就是對(duì)出人口的管理,該系統(tǒng)控制各類(lèi)人員的出人以及他們?cè)谙嚓P(guān)區(qū)域的行動(dòng),通常被稱(chēng)作門(mén)禁系統(tǒng)。其控制的原理是:按照人的活動(dòng)范圍,預(yù)先制作出各種層次的卡,或預(yù)定密碼。在相關(guān)的大門(mén)出入口、金庫(kù)門(mén)、檔案室門(mén)、電梯門(mén)等處安裝磁卡識(shí)別器或密碼鍵盤(pán),用戶(hù)持有效卡或密碼方能通過(guò)或進(jìn)入。由讀卡機(jī)閱讀卡片密碼,經(jīng)解碼后送控制器判斷,如符合,門(mén)鎖被開(kāi)啟,否則報(bào)警。
2.1.2持卡方式的特點(diǎn)
(1)卡的密碼可隨時(shí)從系統(tǒng)中取消,不怕丟失,不怕帶走。
(2)卡的密碼帶有時(shí)間性,可預(yù)先設(shè)定有效時(shí)段。
(3)持卡人在所有出入口的活動(dòng)都被計(jì)算機(jī)記錄在案,可隨時(shí)打印、分析。
(4)節(jié)省管理人員。使用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),在控制室就可以控制全部出入口。這樣,不僅提高效益,節(jié)省人力,也避免了人為的失誤、提高了保安效果。
2.1.3門(mén)禁系統(tǒng)的種類(lèi)
有光學(xué)卡、磁矩陣卡、磁碼卡、條碼卡、紅外線(xiàn)卡、鐵碼卡、感應(yīng)式卡,以及生物辨別系統(tǒng),如指紋機(jī)、掌紋機(jī)、視網(wǎng)膜辨識(shí)機(jī)、聲音辨識(shí)機(jī)等等。從接觸卡到非接觸卡,從l00mm到幾千mm的感應(yīng)卡均被廣泛采用。
上述各種卡對(duì)應(yīng)著各種門(mén)禁機(jī),門(mén)禁機(jī)主要有聯(lián)網(wǎng)型和非聯(lián)網(wǎng)型(獨(dú)立型)。有單門(mén)門(mén)禁機(jī),也有雙門(mén)及四門(mén)、八門(mén)的門(mén)禁機(jī)。這使得門(mén)禁的應(yīng)用非常靈活。配合門(mén)禁機(jī)還有門(mén)磁開(kāi)關(guān)和按鈕等。若干門(mén)禁機(jī)與門(mén)禁系統(tǒng)的從門(mén)控制器與主門(mén)控制器相連。門(mén)禁機(jī)和門(mén)控制器內(nèi)部由計(jì)算機(jī)控制,門(mén)禁機(jī)所需電源常為DC12V,由門(mén)控制器提供,一般在控制器附近都設(shè)有電源AC220V50Hz/DC12V。
2.1.4門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)置部位
對(duì)于綜合性智能大廈而言,設(shè)置部位大致有:各重要辦公室、金庫(kù)、銀行營(yíng)業(yè)室、中央控制室、各通信、弱電機(jī)房等。
2.2防盜報(bào)警系統(tǒng)
2.2.1防盜報(bào)警器的作用防盜報(bào)警系統(tǒng)就是用探測(cè)器對(duì)建筑物內(nèi)外重點(diǎn)區(qū)域、重要地點(diǎn)布防,在探測(cè)到非法入侵者時(shí),信號(hào)傳輸?shù)綀?bào)警控制器:聲光報(bào)警,顯示地址,有關(guān)值班人員接到報(bào)警后,根據(jù)情況采取措施,以控制事態(tài)的發(fā)展。防盜報(bào)警系統(tǒng)除上述報(bào)警功能外,尚有聯(lián)動(dòng)功能。諸如:開(kāi)啟報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)燈光(含紅外燈)、聯(lián)動(dòng)音視頻矩陣控制器、開(kāi)啟報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)進(jìn)行嚴(yán)視,電視矩陣控制器一系列聯(lián)控:使監(jiān)視器顯示圖像、錄像機(jī)錄像、多媒體控制器自動(dòng)或人工操作等等這一切都可對(duì)報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聲音、圖像等進(jìn)行復(fù)核,從而確定報(bào)警的性質(zhì)(非法入侵、火災(zāi)、故障等),以采取有效措施。
2.2.2防盜報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成
智能建筑的防盜報(bào)警系統(tǒng),負(fù)責(zé)建筑內(nèi)各個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)、面和區(qū)域的偵測(cè)任務(wù)。它一般由探測(cè)器、區(qū)域控制器和報(bào)警控制中心三部分組成。(1)探測(cè)器
探測(cè)器負(fù)責(zé)探測(cè)人員的非法入侵,有異常情況發(fā)出聲光報(bào)警,同時(shí)向區(qū)域報(bào)警器發(fā)送信息。
開(kāi)關(guān):開(kāi)關(guān)是基本、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而有效的探測(cè)器。常用的有:微動(dòng)開(kāi)關(guān)、磁簧開(kāi)關(guān)兩種。線(xiàn)路連接分常開(kāi)、常閉二種。開(kāi)關(guān)的閉合或開(kāi)斷,使電路導(dǎo)通啟動(dòng)警報(bào)。
光束遮斷式探測(cè)器:目前用得較多得是紅外對(duì)射式,它由紅外線(xiàn)發(fā)射器和接收器組成。當(dāng)罪犯跨越門(mén)窗或其它防護(hù)區(qū)時(shí),遮斷紅外光而弓|發(fā)報(bào)警。為確保此類(lèi)探測(cè)器的準(zhǔn)確需配置頻率和相位鑒別電路。
熱感式紅外探測(cè)器:也稱(chēng)被動(dòng)式立體紅外線(xiàn)探測(cè)器。它是利用人體溫度來(lái)進(jìn)行探測(cè)的。眾所周知,任何物體,因表面溫度不同,會(huì)發(fā)出強(qiáng)弱不等的紅外線(xiàn),即輻射出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)不同。人體所輻射波長(zhǎng)約10μm,這一特性被用來(lái)制造熱感式紅外探測(cè)器。其中焦電式具有最佳的靈敏度和響應(yīng)速度。故目前用得較普遍。其上設(shè)有7～15問(wèn)n波長(zhǎng)的帶通濾波器。以屏蔽非人體紅外波,確保報(bào)警準(zhǔn)確。
微波物體移動(dòng)探測(cè)器:利用微波設(shè)備對(duì)移動(dòng)物體(含人)發(fā)射和反射頻差的多譜勒效應(yīng),即可探測(cè)出人的入侵。
超聲波物體移動(dòng)探測(cè)器:與微波移動(dòng)探測(cè)器類(lèi)似,但波長(zhǎng)有差別,超聲波頻率常在20KHz以上。
偵光式移動(dòng)探測(cè)器:必須在有光線(xiàn)的環(huán)境中才能使用,其原理是利用二個(gè)光電池組成差動(dòng)探測(cè)裝置,能探測(cè)出周?chē)饩€(xiàn)的微量變化。
玻璃破碎探測(cè)器:它是利用壓電式拾音器,裝在面對(duì)玻璃面的位置,它對(duì)玻璃高頻聲有效檢測(cè)、報(bào)警,已廣泛用于門(mén)窗防護(hù)上。
還有其它一些類(lèi)型探測(cè)器,此處從略。
(2)區(qū)域報(bào)警器
通常一臺(tái)區(qū)域報(bào)警器能容納8個(gè)回路的輸入信號(hào),經(jīng)處理,信號(hào)送往電視監(jiān)控系統(tǒng)的視頻矩陣切換控制器,以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。在一般的系統(tǒng)中,區(qū)域報(bào)警器≤8臺(tái),即≤64個(gè)回路,當(dāng)多于64個(gè)回路時(shí),需改用微機(jī)控制的報(bào)警系統(tǒng)。
(3)報(bào)警控制中心
報(bào)警控制中心,通常和電視監(jiān)控中心合設(shè)。其功能是通過(guò)控制鍵盤(pán)查看系統(tǒng)工作情況,突發(fā)事件的報(bào)警可在監(jiān)視屏上自動(dòng)彈出報(bào)警部位,并記錄時(shí)間和地址。目前,部份產(chǎn)品在中心設(shè)報(bào)警輸入卡,容量為128路/塊,根據(jù)需要可增高至2048個(gè)點(diǎn)。報(bào)警插入卡與CCTV控制器的連接是RS232口。
2.3閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)
在保安系統(tǒng)中越來(lái)越多的應(yīng)用電視監(jiān)控系統(tǒng)。它使管理人員在控制室便能看到大廈內(nèi)外重要地點(diǎn)情況,給保安系統(tǒng)提供視覺(jué)效果,為消防、樓內(nèi)各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行及人員活動(dòng)提供了監(jiān)視手段。
2.3.1閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
依功能基本結(jié)構(gòu)可分為:攝像、傳輸、控制和顯示與記錄四部分。
(1)攝像機(jī)
攝像機(jī)是監(jiān)視系統(tǒng)的重要部件。而大量采用電荷稠合式CCD(charge一cowpleddevice)攝像機(jī)。攝像機(jī)色彩有黑白與彩色之分。根據(jù)用途和經(jīng)濟(jì)狀況選取其一。攝像機(jī)的靶面大小用1/3、1/2、2/3寸來(lái)表示。在選鏡頭時(shí)要注意配合二者的尺寸。
攝像機(jī)有PAL、NTSCK和SECAM三大制式,中國(guó)選用PAL制式。選取攝像機(jī)時(shí),還需考慮照度要求,如需要可選取紅外燈飾。
(2)鏡頭
設(shè)計(jì)中鏡頭的選擇同攝像機(jī)的選擇是同等重要的。選擇鏡頭的依據(jù)是觀(guān)察的視野和亮度變化的范圍,同時(shí)兼顧C(jī)CD攝像機(jī)的尺寸,它們之間的關(guān)系是:視野決定用定焦距還是變焦距的鏡頭,定焦距取多大焦距,變焦距選擇什么范圍,亮度的變化決定是否使用自動(dòng)光圈鏡頭。
清晰度:是鏡頭的重要指標(biāo)。想成像清晰,則分辯率要高,即在單位長(zhǎng)度上能分辨的黑白條紋數(shù)大,一般用公式求得:
N=180/h
N----鏡頭分辨率(對(duì)線(xiàn)/厘米)
h----畫(huà)幅格式的高度(厘米)
通常1/2"畫(huà)幅4.8x6.4(mm2)N=38對(duì)線(xiàn)/mmh=4.8mm
1/3"畫(huà)幅3.6x4.8(mm2)N=50對(duì)線(xiàn)/mmh=3.6mm
鏡頭的尺寸:目前有1、2/3、1/2、1/3和1/4寸等。一般鏡頭與攝像機(jī)同尺寸或鏡頭尺寸大于攝像機(jī)尺寸。
焦距:鏡頭的焦距和攝像機(jī)靶面大小決定了視角。靶面(攝像機(jī)靶面)一定,焦距短,則視野大,焦距大,則視野小。用w·h分別表示CCD靶面的寬度、高度,f為鏡頭的焦距,那么可求得視角值。
Qh=2tan-l(w/2f)(0)水平視角
Qv=2tan-l(h/2f)(0)垂直視角
光通量F:光通量指示光線(xiàn)入鏡頭的多少,是焦距與通光孔徑的比值F=f/φF光通量(無(wú)量綱);f一焦距(mm);φ----通光孔徑(mm),鏡頭規(guī)格中常標(biāo)注最大F值,如6mm/F1.4,此鏡頭通光孔徑為4.29mm。光線(xiàn)變化較大場(chǎng)合(如室外)需自動(dòng)光圈鏡頭。
總之影響攝像效果的有六大因素:被攝物尺寸、被攝物細(xì)尺寸、被攝物與攝像機(jī)鏡頭的距離、攝像鏡頭的焦距、光學(xué)接收器的尺寸(靶尺寸)、鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率。設(shè)計(jì)中要綜合考慮。
(3)信號(hào)傳輸
視頻信號(hào)的傳輸:傳輸方式有一般同軸電纜、平衡對(duì)電纜、電纜電視同軸電纜、光纜、電話(huà)線(xiàn)等,國(guó)產(chǎn)SYV-75-2～75一33-2的波阻抗為750,電容不大于76PF/m,30MHz時(shí)的衰減不大于0.86dB/m。
控制信號(hào)的傳輸:控制中心要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制,一般都通過(guò)設(shè)備解調(diào)器進(jìn)行。常用的控制方式有:通信編碼的控制方式和同軸視控。前者是把控制信號(hào)串行編碼:用單根線(xiàn)路傳送多路控制信號(hào)。其控制距離可達(dá)1km,如中間加放大處理,可達(dá)10km以上,如利用光纜,則距離會(huì)更遠(yuǎn)。后種方式即同軸視頻控制方式,這種方式是視頻和控制信號(hào)復(fù)用一條同軸電纜。此種方式也有二種辦法,其一,是把控制信號(hào)調(diào)制在與視頻信號(hào)(50Hz～4MHz)不同的主頁(yè)率范圍,然后與視頻信號(hào)復(fù)合在一起傳輸,到現(xiàn)場(chǎng)再把它們分解開(kāi)(解調(diào))。其二,是利用視頻信號(hào)場(chǎng)消隱期間傳送控制信號(hào)。目前使用第一種。
(4)顯示與記錄
此類(lèi)設(shè)備包括監(jiān)視器、錄像機(jī)及視頻處理設(shè)備,這些設(shè)備都安裝于控制室內(nèi)。目前監(jiān)視系統(tǒng)專(zhuān)用錄像機(jī)用普通帶l80分鐘可錄如,最長(zhǎng)可達(dá)960h。除了長(zhǎng)時(shí)外,錄像機(jī)還需遙控功能,能用控制信號(hào)操作錄像機(jī)。
(5)視頻切換器
視頻切換器的使用,可用少量監(jiān)視器看多個(gè)監(jiān)視點(diǎn),目前設(shè)備有幾路輸入,1路輸出,還有幾路輸入,m路輸出,這極大地提高了監(jiān)視器的效率。
還有多畫(huà)面分割器二在一臺(tái)監(jiān)視器上同時(shí)可觀(guān)看多路監(jiān)視信號(hào),此技術(shù)在控制中心也被普遍采用。
2.4停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的保安功能
一般的智能大廈地下室均設(shè)有停車(chē)場(chǎng),對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)化管理是必要的,停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的功能大致有:出、人口控制、泊車(chē)位導(dǎo)向、攝錄車(chē)輛外形、特征、牌號(hào)、記時(shí)收費(fèi)。其中車(chē)牌影像識(shí)別系統(tǒng)具有保安功能,它可防止偷車(chē)事件發(fā)生。當(dāng)用戶(hù)人場(chǎng)取票或使用月票、儲(chǔ)值票時(shí),電腦會(huì)通過(guò)人口處的攝像機(jī),將車(chē)型、車(chē)牌號(hào)碼的彩像記錄,同時(shí)也記錄下該入場(chǎng)票或月票、儲(chǔ)值票的編號(hào)。當(dāng)用戶(hù)離場(chǎng)付費(fèi)或驗(yàn)票時(shí),電腦會(huì)自動(dòng)將該車(chē)編號(hào)票證持有者擁有的車(chē)輛的車(chē)牌、車(chē)型等與在入場(chǎng)時(shí)留下的錄像的車(chē)牌、車(chē)型等同時(shí)顯示在顯示屏和閉路電視監(jiān)視器上,工作人員確認(rèn)后,自動(dòng)開(kāi)啟閘門(mén)放行,同時(shí)這些圖像存入計(jì)算機(jī)硬盤(pán)備查。
2.5電梯控制系統(tǒng)的保安功能
對(duì)于高層或超高層,電梯控制系統(tǒng)的保安管理顯得重要。某種程度上涉及到全大廈的安全。
保安功能:電梯樓層控制系統(tǒng)。大廈的電梯根據(jù)需要設(shè)置時(shí)段管理,如下班后某些電梯停止運(yùn)行,而另一些電梯按需要運(yùn)行。在運(yùn)行的電梯中并非各層都停,而是根據(jù)持有有效卡所前往的樓層停,這部分電梯設(shè)有智慧卡讀卡器,經(jīng)讀卡器識(shí)別有效卡,電梯送達(dá)相關(guān)樓層。無(wú)有效卡者,電梯不予開(kāi)門(mén),這便有效的控制了樓層人員的活動(dòng)空間。從而確保大廈安全。
2.6巡更管理系統(tǒng)
智能大廈根據(jù)需要設(shè)置巡更管理系統(tǒng)。其作用是保安人員定點(diǎn)定時(shí)前往巡視,把“巡視到位"信號(hào)送回保安中心,以示巡更路途平安無(wú)事,若“巡視到位,,信號(hào)未按時(shí)按點(diǎn)返回,則巡視途中即有突發(fā)事件發(fā)生,保安中心將據(jù)此采取措施。
巡更系統(tǒng)就是將巡更開(kāi)關(guān)安裝在指定的巡更點(diǎn)上。通常設(shè)置門(mén)禁機(jī)來(lái)滿(mǎn)足巡更的要求。
3智能大廈保安系統(tǒng)的具體實(shí)施
保安系統(tǒng)的實(shí)施,首先應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范及大廈功能要求確定安全防范等級(jí),在此基礎(chǔ)上,布置安防系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施,確定規(guī)模、選型、安裝調(diào)試、15f丁。
3.1門(mén)禁系統(tǒng)
3.1.1門(mén)禁機(jī)(讀卡器)的設(shè)置
根據(jù)需要在門(mén)外設(shè)置(含房間、樓梯間、通道等)距地1.2～1.3m選型一般為感應(yīng)卡式,根據(jù)重要性可選指紋型或瞌孔型門(mén)禁機(jī),可雙面門(mén)禁,也可單面門(mén)禁(室內(nèi)設(shè)出門(mén)按鈕)。
3.12從控制器
門(mén)禁機(jī)和門(mén)禁主機(jī)的連接設(shè)備,根據(jù)需要從控制器可連一、二、四、八個(gè)門(mén)禁機(jī)。從控制器電源設(shè)備選定:AC220V50Hz/DC12V,l-5A。
3.1.3主控制器
主控制器由計(jì)算機(jī)硬件和軟件組成,安裝于中央控制室。其中包含各種控制擴(kuò)展板,遙控程序設(shè)置器,機(jī)上顯示板,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移模塊等。
3.1.4巡更系統(tǒng)讀卡器
讀卡器(讀頭)就是門(mén)禁機(jī)(巡更開(kāi)關(guān))。此部分可納入門(mén)禁系統(tǒng)一并設(shè)置。
3.1.5電梯門(mén)禁系統(tǒng)
前已述及,在部分電梯設(shè)置讀卡器,持有效卡可前往相關(guān)樓層。
3.1.6特別說(shuō)明
(1)智能大廈可實(shí)行-卡通門(mén)禁管理,還可進(jìn)入-卡通消費(fèi)系統(tǒng)。
(2)門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)能在火災(zāi)時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟相應(yīng)的門(mén)。可利用火災(zāi)聯(lián)控裝置來(lái)完成此功能。
3.2防盜報(bào)警系統(tǒng)
3.2.1各種探測(cè)器的設(shè)置
根據(jù)需要把防盜雙鑒探測(cè)器、被動(dòng)紅外束射探測(cè)器、玻璃破碎探測(cè)器、各種開(kāi)關(guān)等布置于大廈出入口、樓梯間、電梯廳、需要防護(hù)的門(mén)窗、重要辦公室、重要機(jī)房等場(chǎng)所。按照不同的布設(shè)環(huán)境選擇不同報(bào)警器和安裝方式(如壁掛、吸頂)。
3.2.2聲音復(fù)核裝置的設(shè)置
在需要聲音復(fù)核的場(chǎng)所設(shè)置微型監(jiān)聽(tīng)器(電子監(jiān)聽(tīng)器),一般采取壁掛方式距地2m左右,監(jiān)聽(tīng)器與音頻矩陣箱間線(xiàn)路多為二芯屏蔽對(duì)絞線(xiàn),如RVVP2×0.5mm2。在控制中心設(shè)有音頻矩陣箱,該箱與視頻切換/控制主機(jī)間采用RS485接口,采用對(duì)絞線(xiàn)RVVP2×0.5mm2連接。
3.2.3報(bào)警控制中心設(shè)置
在小容量系統(tǒng)(路數(shù)≤64):通常按分區(qū)設(shè)置八路報(bào)警接口箱,八臺(tái)箱使回路可達(dá)64個(gè)。報(bào)警頭與報(bào)警接口箱間,通常為3芯屏蔽線(xiàn),RVVP3×0.5mm2。報(bào)警接口箱與視頻切換/控制主機(jī)間采用RS-485串行接口,對(duì)絞線(xiàn)RVVP2×0.5mm2。
當(dāng)系統(tǒng)≥64回路時(shí),有兩種解決方案:
其一:選擇大容量系統(tǒng),該系統(tǒng)配置128路報(bào)警輸入卡,系統(tǒng)容納8～16臺(tái)報(bào)警輸入卡,則容量可達(dá)2048路報(bào)警。如還不夠,可多系統(tǒng)組合。
其二:采用門(mén)禁/報(bào)警管理系統(tǒng)。系統(tǒng)參數(shù):持卡人數(shù)65000;門(mén)禁機(jī)16320;報(bào)警防區(qū)(路數(shù))130560;報(bào)警輸出130560;本地打印機(jī)225臺(tái);報(bào)警狀態(tài)屏1020個(gè);且支持計(jì)算機(jī)間加密傳輸技術(shù)……。各設(shè)備間連接方式為RS-232/RS一485接口,對(duì)絞屏蔽線(xiàn)RVVP2×0.5mm2。
3.3閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)置
3.3.1攝像機(jī)的設(shè)置
根據(jù)不同環(huán)境選定不同攝像機(jī)以及不同的安裝方式,如攝像機(jī)是黑白的還是彩色的,鏡頭配置的選擇,焦距多大范圍,自動(dòng)調(diào)焦、光圈、聚焦是手動(dòng)調(diào)節(jié),固定焦距,攝像和鏡頭尺寸的配合,是否設(shè)置云臺(tái),安裝方式的確定,是否選擇球型、半球型攝像機(jī)(尺寸的確定),在大廳和電梯轎廂內(nèi)選擇廣角鏡頭,攝像機(jī)防護(hù)罩的選取、照明燈具的選取等都隨功能的不同而異。
攝像機(jī)(含鏡頭)的控制:由控制器解碼器完成。解碼器因功能不同而種類(lèi)很多,但都是在接收矩陣主機(jī)傳來(lái)的信號(hào)后去遙控云臺(tái),鏡頭和輔助設(shè)備的動(dòng)作。解碼器與矩陣/控制主機(jī)間的連接有二種方式:“C'''',型(同軸控制)和“D型"(對(duì)絞線(xiàn)控制)。前面已述及,同軸控制“C?quot;因設(shè)備造價(jià)高昂而應(yīng)用較少。對(duì)絞線(xiàn)控制“D型",即RS485方式可控距離達(dá)3km。且這種方式可用于光纖、微波以及其它傳送方式。
特別提示:保安監(jiān)控系統(tǒng)的線(xiàn)路因現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝位置一般是在走廊、大廳和房間的上部,有的緊貼吊頂,而且同軸電纜和對(duì)絞線(xiàn)也較便宜L運(yùn)行管理獨(dú)立,所以一般不宜與大廈綜合布線(xiàn)電纜合用。當(dāng)然其它數(shù)據(jù)、圖像的傳輸就另當(dāng)別論了。
3.3.2中央控制室的設(shè)置
為了保安工作的方便,一般中央控制室隨保衛(wèi)部門(mén)設(shè)于大廈首層。其設(shè)備主要包括:視頻矩陣切換/控制主機(jī),報(bào)警接口箱,音頻矩陣箱,字符發(fā)生器,錄像機(jī),主控鍵盤(pán),副控鍵盤(pán),音視頻監(jiān)視設(shè)備,多媒體終端以及電源設(shè)備等。
視頻矩陣切換/控制主機(jī),目前有各種輸入/輸出規(guī)格,如8×2,8×4,16×6,96×8,還有視頻96人/8出,音頻96入/8出一64路報(bào)警8控制鍵盤(pán)等。特大型系統(tǒng)有視頻4096入/4096出一報(bào)警2048路,32臺(tái)鍵盤(pán)的切換/控制主機(jī)。在設(shè)計(jì)和安裝實(shí)施中,根據(jù)需要留有余量,設(shè)置規(guī)模,選定設(shè)備。
