Решения для гидрологического мониторинга

I. Обзор решения по гидрологическому мониторингу

Это решение для гидрологического мониторинга направлено на реализацию мониторинга в реальном времени и сбора данных об уровне воды, расходе, качестве воды и других гидрологических элементах рек, озер, водохранилищ и других водоемов путем интеграции современных датчиков, технологий получения, передачи и обработки данных IoT. Программа обеспечит научную основу и поддержку принятия решений для управления водными ресурсами, предотвращения наводнений и засух, планирования и проектирования проектов по охране водных ресурсов, защиты качества воды и других областей.

Оборудование и датчики гидрологического мониторинга

1. Оборудование для гидрологического мониторинга

(1) Сборщик данных : используется для сбора данных с датчиков в режиме реального времени с функциями хранения, обработки и передачи данных.

(2) Терминал телеметрии: реализует удаленную передачу данных, отправляет данные из коллектора в центр мониторинга.

(3) Солнечная панель и аккумулятор: обеспечивают стабильное питание для контрольно-измерительного оборудования.

(4) Защитный короб: используется для защиты оборудования от неблагоприятных условий окружающей среды.

2. Датчики гидрологического мониторинга

(1) Датчики уровня воды : используются для измерения изменений уровня воды в водоеме, такие как поплавковый измеритель уровня воды, ультразвуковой измеритель уровня воды и т. д. Устанавливаются в реках, озерах, водохранилищах, измерение изменений уровня воды в режиме реального времени, раннее предупреждение о риске наводнения.

(2) Расходомеры и тахометры: используются для измерения скорости и объема потока воды, включая водомеры, тахометры, расходомеры и т. д. Они используются для расчета скорости и объема потока воды и оценки состояния потока водоема.

(3) Датчики осадков : используются для измерения количества и интенсивности осадков, включая пьезоэлектрические дождемеры , дождемеры с опрокидывающимся ковшом и т. д. Эти устройства могут отслеживать количество осадков в режиме реального времени и предоставлять информацию раннего оповещения для предотвращения наводнений и засух.

(4) Датчики качества воды: мониторинг значения pH, растворенного кислорода, мутности, аммиачного азота, тяжелых металлов и т. д. для обеспечения безопасности качества воды.

(5) Метеорологические датчики: мониторинг температуры, влажности, скорости и направления ветра, количества осадков, предоставление базы метеорологических данных для прогнозирования гидрологических явлений.

Каким образом в системе гидрологического мониторинга данные передаются в центр облачной платформы в режиме реального времени?

Процесс передачи данных в режиме реального времени в центр облачной платформы обычно включает следующие этапы:

1. Сбор данных с датчиков: датчики (например, датчики уровня воды, расхода, качества воды), распределенные в каждой точке мониторинга, непрерывно собирают данные.

2. Обработка данных на месте: интеллектуальный блок управления или блок сбора данных выполняет предварительную обработку необработанных данных, которая может включать фильтрацию, калибровку и другие операции.

3. Передача данных:

   - Проводная передача: данные передаются непосредственно на облачную платформу через проводную сеть (например, Ethernet).

   - Беспроводная передача: отправка данных на облачную платформу с помощью технологии беспроводной связи (например, GPRS/3G/4G/5G, Wi-Fi, спутниковая связь).

4. Получение и обработка данных на облачной платформе: после получения данных облачная платформа сохраняет, анализирует и генерирует отчеты визуализации или запускает механизмы раннего оповещения с помощью алгоритмических моделей.

5. Отображение и анализ данных: Облачная платформа отображает данные пользователям через веб-страницы или мобильные приложения и предоставляет инструменты анализа данных, позволяющие пользователям проводить глубокий анализ.

6. Гарантия безопасной передачи: при передаче данных используется технология шифрования для обеспечения безопасности данных и защиты конфиденциальности.

Роль и значение программы гидрологического мониторинга

Улучшение управления водными ресурсами: посредством мониторинга уровня воды, расхода воды и других гидрологических элементов в режиме реального времени обеспечивается научная основа для отделов управления водными ресурсами и осуществляется рациональное распределение и планирование водных ресурсов.

Раннее оповещение для предотвращения наводнений и ликвидации последствий засухи: мониторинг уровня воды, количества осадков и других гидрологических и метеорологических элементов в режиме реального времени, своевременное понимание тенденций развития наводнений или засух, предоставление информации раннего оповещения для предотвращения наводнений и ликвидации последствий засухи с целью сокращения потерь от стихийных бедствий.

Защита качества воды: посредством мониторинга параметров качества воды, своевременного выявления проблем с качеством воды, предоставления научной основы для защиты и улучшения качества воды, а также обеспечения безопасности питьевой воды и экологического здоровья.

Планирование и разработка проектов по охране водных ресурсов: предоставление важной информационной поддержки и основы для принятия решений при планировании, проектировании, строительстве и эксплуатации проектов по охране водных ресурсов, а также повышение эффективности предотвращения наводнений и засух, орошения и водоснабжения в рамках проектов по охране водных ресурсов.

Экологические исследования и охрана: долгосрочные данные для поддержки научных исследований водных экосистем и защиты биоразнообразия.

Сценарии применения программы гидрологического мониторинга

Управление водными ресурсами: использование данных гидрологического мониторинга, распределение водных ресурсов, планирование и охрана труда для достижения устойчивого использования водных ресурсов.

Борьба с наводнениями и ликвидация последствий засухи: в работе по борьбе с наводнениями и ликвидация последствий засухи осуществляется мониторинг уровня воды, количества осадков и других гидрологических элементов в режиме реального времени для предоставления данных в поддержку принятия решений для разработки научных и обоснованных мер по борьбе с наводнениями и ликвидацией последствий засухи.

Проект по охране водных ресурсов: предоставление информационной поддержки для планирования, проектирования, строительства и эксплуатации проектов по охране водных ресурсов, а также повышение устойчивости к наводнениям и засухам, а также возможностей орошения и водоснабжения в рамках проектов по охране водных ресурсов.

Мониторинг качества воды: для проведения работ по контролю качества воды, проверки химического состава воды, содержания взвешенных веществ и других показателей в целях обеспечения безопасности питьевой воды и экологического здоровья.

Реки и озера: для мониторинга изменений уровня воды, предотвращения наводнений и обеспечения безопасности жителей прибрежных районов.

Водохранилища и плотины: обеспечивают безопасное хранение воды, рациональное распределение и защиту потребностей в орошении и выработке электроэнергии.

Цикл реализации программы гидрологического мониторинга:

На цикл реализации программы гидрологического мониторинга будут влиять различные факторы, включая масштаб и сложность программы, время закупки и установки необходимого оборудования, выбор и строительство станций мониторинга, строительство и отладку платформы данных, обучение персонала и техническую поддержку. Поэтому сложно указать конкретный цикл реализации. Однако вы можете обратиться к следующим шагам, чтобы приблизительно оценить цикл реализации:

1. Анализ спроса и разработка программы:

На этом этапе требуется глубокий анализ требований к мониторингу для уточнения целей мониторинга, элементов мониторинга, расположения станции мониторинга и т. д.

По результатам анализа спроса разработать подробную программу гидрологического мониторинга, включая выбор оборудования, методы передачи данных, методы обработки и анализа данных.

Продолжительность этого этапа обычно составляет от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от сложности запроса и степени детализации программы.

2. Закупка и монтаж оборудования:

Приобрести необходимые датчики, устройства сбора данных, оборудование передачи данных и т. д. в соответствии с проектом программы.

Монтаж и ввод в эксплуатацию оборудования на выбранных объектах мониторинга для обеспечения его корректной работы и точного сбора данных.

Продолжительность этого этапа зависит от цикла закупки оборудования, сложности монтажа и наладки, а также количества и распределения станций мониторинга.

3. Строительство и ввод в эксплуатацию платформы данных:

Создать платформу для получения, хранения, обработки и анализа данных, включая базу данных, программное обеспечение для обработки данных, инструменты анализа данных и т. д.

Протестируйте и отладьте платформу данных, чтобы убедиться, что она может точно получать и обрабатывать данные со станций мониторинга.

Длительность этого этапа зависит от сложности платформы данных, цикла разработки и хода отладки.

4. Обучение персонала и техническая поддержка:

Обучить персонал, осуществляющий мониторинг, работе с оборудованием, сбору и обработке данных.

Оказывать техническую поддержку и услуги по обслуживанию, чтобы гарантировать стабильную работу программы мониторинга в течение длительного времени.

Длительность этого этапа зависит от сложности содержания обучения и степени востребованности технической поддержки.

Подводя итог, можно сказать, что цикл внедрения программы гидрологического мониторинга обычно составляет от нескольких месяцев до года в зависимости от размера и сложности программы, а также различных факторов в процессе внедрения. В процессе внедрения необходимо уделять пристальное внимание прогрессу и качеству, чтобы гарантировать, что программа продвигается в соответствии с намеченным графиком и целями. В то же время необходимо также поддерживать тесную связь и сотрудничество с соответствующими департаментами и персоналом для совместного содействия плавному внедрению гидрологического мониторинга.

Подводя итог, можно сказать, что эта программа гидрологического мониторинга реализует мониторинг в реальном времени и сбор данных гидрологических элементов водоемов путем интеграции передовых датчиков, технологий получения, передачи и обработки данных и платформ IoT. Программа обеспечивает научную основу и поддержку принятия решений в областях управления водными ресурсами, предотвращения наводнений и засух, планирования и проектирования проектов водопользования, защиты качества воды и т. д., и имеет широкий спектр перспектив применения и важную социальную ценность. Благодаря продвижению и применению технологии гидрологического мониторинга можно усилить сбор, обработку и применение гидрологических данных, повысить эксплуатационную эффективность и уровень управления проектами водопользования, гарантировать безопасность жизни и имущества людей и социальную стабильность, а также способствовать устойчивому использованию водных ресурсов и защите водной экологической среды.