水庫泄洪預警系統(tǒng)設計及建設

針對未建設泄洪預警體系的中大型水庫水電站，新建一套泄洪預警系統(tǒng)；在水庫中控室設置1個中央控制站，在下游沿江河道和居民點設置多個泄洪預警無線廣播設備，以500米的預警范圍分別布置在沿江倆側區(qū)域（根據(jù)實際環(huán)境確定人數(shù)，可以考慮全覆蓋）。以便泄洪前能及時有效地對沿江民眾進行預警，從而保證沿江民眾的生命和財產(chǎn)安全。

整個系統(tǒng)由控制中心、預警站點、對講機等部分組成；預警信息發(fā)布時，由控制主機發(fā)送預警指令及預警信息，預警站點收到預警信息后根據(jù)預警指令要求進行預警播報，在緊急情況下時，可用緊急對講機對具體的預警站點進行喊話預警，通信方式考慮采用ISM+GPRS雙通道方式，同時使用，進一步提高可靠性。

控制中心設在水庫水電站調度中心，一旦下泄可能導致較大影響的洪水時，提前1個小時發(fā)布預警，提醒沿河居民注意洪水風險和影響。預警廣播站點沿下游河道布設，重點建在旅游區(qū)沿河易受淹沒景點以及貢布城區(qū)沿河易受淹沒的居民區(qū)，具體建設范圍依據(jù)泄洪洪水風險分析結果確定。

技術要求

泄洪預警系統(tǒng)性能及要求

設計要求

系統(tǒng)總體要求2處中型水庫建設泄洪預警系統(tǒng)，每套系統(tǒng)由1套中央控制站、15套泄洪預警終端設備(包括喇叭、太陽能板、安裝在控制箱內的蓄電池、電源裝置、控制主機等)及相關中繼設備組成。中央控制站設置在水庫水電站的中控室；下游沿河居民點安裝不少于15套泄洪廣播設備（最好做全覆蓋）對其進行預警。中央控制站具有一鍵預警按鈕，可以直接控制泄洪預警終端預警，同時向縣級平臺上傳預警信息，也可接受縣級監(jiān)控平臺發(fā)送的預警信息并報警。泄洪預警終端設備采用無線傳播（4GLTE）方式進行預警廣播和報警，接收中央控制站和縣級監(jiān)控平臺的預計信息，并具有自檢和自診斷功能，能及時將故障信息通過無線傳輸方式反饋到縣級監(jiān)控平臺。泄洪廣播設備等應具有防盜報警功能，由于沿江無交流電源提供，泄洪廣播設備電源應采用新能源（太陽能）自供電方式。

中央控制站

中央控制站具有一鍵預警按鈕，可以直接控制泄洪預警終端預警，同時向縣級平臺上傳預警信息，也可接受縣級監(jiān)控平臺發(fā)送的預警信息并報警。

通訊要求

(1)須具有七模全網(wǎng)通模塊，具有4GLTE通信功能。

(2)具有文字轉語音功能（字數(shù)不少于500 字, 語音播報流暢、支持常用多音字），播報短信重復播放次數(shù)可配置1～99 遍，播報短信內容可監(jiān)控（向平臺或指定號碼回執(zhí)短信內容）。

(3)具有一鍵報警按鈕和預警時間設置功能，使用運營商專用物聯(lián)網(wǎng)sim卡，sim卡不要語音功能；預警數(shù)據(jù)全部采用加密傳輸，防止發(fā)生信息安全問題。

性能要求

(1)預警范圍：中央控制主站單點覆蓋范圍為半徑500米（空曠）。

(2)中央控制器能實現(xiàn)對各預警站點進行廣播，現(xiàn)地操作進行廣播或報警，以及系統(tǒng)可以根據(jù)設定延時進行依次預警廣播，

(3)系統(tǒng)具有監(jiān)視、預警和控制反饋功能，能及時報送系統(tǒng)故障和動作情況。

(4)設備機箱應具有防水、避雷功能，防護等級應滿足國際標準要求, 外殼堅固、密閉，并有良好的接地。防護等級：不低于IP55。

(5)具有防雷、短路保護電路；接地端口；具有防潮、防霉、防蟲、防塵等工藝處理。

(6)可支持SIM卡鎖定。

(7)支持實時報告設備的工況，支持平安報，異常報，支持管理平臺遠程設置和查詢參數(shù)，支持管理平臺實時發(fā)布預警信息。

(8)設備設計應維護方便，太陽能板和警報器應選擇為免維護產(chǎn)品。

供電要求

(1)供電方式：設備采用新能源（如太陽能、蓄電池）的供電方式，條件滿足的地方可以增加對交流電的支持。

(2)設備平時處于低功耗值守狀態(tài)，值守功耗不大于0.2W，當收到主機授權控制信號后自動開啟功放電路。

(3)設備電源回路應具有自動充放電功能，并對蓄電池運行情況進行監(jiān)視。

(4)新能源供電和無線控制方式的系統(tǒng)，須考慮蓄電池電源容量和無線抗干擾問題。從而保證系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的運行。

外部接口

(1)揚聲器：全向型，聲音傳播均勻，外型美觀。

(2)電源：蓄電池接口，太陽能電池板接口。

(3)天線：LTE天線接口。

設備電源

(1)太陽能電池板:開路電壓:21.5V，工作電壓：18V

(2)蓄電池輸入：12V；

(3)蓄電池充放電次數(shù)500次以上；

(4)電池至少可待機3天，連續(xù)播放60分鐘以上。

音頻功放

(1)功放輸出功率：100W；

(2)輸出阻抗：4～16Ω；

(3)音頻響應：300～6000 Hz；

(4)失真度：≤1%（f=1kHZ）；

(5)信噪比：≥60dB。

通信模塊（設備內置）

考慮到三大運營商網(wǎng)絡覆蓋分布的不均勻性，要求必須選用7模全網(wǎng)通模塊，同時支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等網(wǎng)絡通信方式，根據(jù)現(xiàn)場通信環(huán)境選用中國移動、中國電信、中國聯(lián)通一家運營商的物聯(lián)網(wǎng)卡，所選用通信模塊須具有中國工信部核發(fā)的《電信設備進網(wǎng)許可證》。

防雷保護

(1)外部設計安裝應有接地端子；

(2)AC 防雷保護電流：10kA；

(3)功放輸出浪涌保護電流：5kA；

(4)響應時間：≤25mS。

工作環(huán)境

(1)工作溫度：-10℃～50℃；

(2)儲存溫度：-30～60℃；

(3)工作濕度：不大于95%RH(40℃凝露)。

(4)預警終端站點

泄洪預警終端設備采用無線傳播（4GLTE）方式進行預警廣播和報警，接收中央控制站和縣級監(jiān)控平臺的預計信息，并具有自檢和自診斷功能，能及時將故障信息通過無線傳輸方式反饋到縣級監(jiān)控平臺。泄洪廣播設備等應具有防盜報警功能，由于沿江無交流電源提供，泄洪廣播設備電源應采用新能源（太陽能）自供電方式。

通訊要求

(4)須具有七模全網(wǎng)通模塊，具有4GLTE通信功能。

(5)具有文字轉語音功能（字數(shù)不少于500 字, 語音播報流暢、支持常用多音字），播報短信重復播放次數(shù)可配置1～99 遍，播報短信內容可監(jiān)控（向平臺或指定號碼回執(zhí)短信內容）。

(6)支持使用運營商專用物聯(lián)網(wǎng)sim卡（13位號卡），sim卡不要語音功能；

(7)支持接收中央控制站和縣級管理平臺發(fā)送過來的預警信息并播報。

供電要求

(5)供電方式：設備采用新能源（如太陽能、蓄電池）的供電方式。

(6)設備平時處于低功耗值守狀態(tài)，值守功耗不大于0.2W，當收到主機授權控制信號后自動開啟功放電路。

(7)設備電源回路應具有自動充放電功能，并對蓄電池運行情況進行監(jiān)視。

(8)新能源供電和無線控制方式的系統(tǒng)，須考慮蓄電池電源容量和無線抗干擾問題。從而保證系統(tǒng)正常、穩(wěn)定的運行。

性能要求

(9)預警范圍：中央控制主站單點覆蓋范圍為半徑200米（空曠）。

(10)系統(tǒng)具有監(jiān)視、預警和控制反饋功能，能及時報送系統(tǒng)故障和動作情況。

(11)設備機箱應具有防水、避雷功能，防護等級應滿足國際標準要求, 外殼堅固、密閉，并有良好的接地。防護等級：不低于IP55。

(12)具有防雷、短路保護電路；接地端口；具有防潮、防霉、防蟲、防塵等工藝處理。

(13)可支持SIM卡鎖定。

(14)支持實時報告設備的工況，支持平安報，異常報，支持管理平臺遠程設置和查詢參數(shù)，支持管理平臺實時發(fā)布預警信息。

(15)設備設計應維護方便，太陽能板和警報器應選擇為免維護產(chǎn)品。

外部接口

(5)揚聲器：全向型，聲音傳播均勻，外型美觀。

(6)電源：蓄電池接口，太陽能電池板接口。

(7)天線：LTE天線接口。

設備電源

(5)太陽能電池板:開路電壓:21.5V，工作電壓：18V

(6)蓄電池輸入：12V；

(7)蓄電池充放電次數(shù)500次以上；

(8)電池至少可待機3天，連續(xù)播放60分鐘以上。

音頻功放

(6)功放輸出功率：100W；

(7)輸出阻抗：4～16Ω；

(8)音頻響應：300～6000 Hz；

(9)失真度：≤1%（f=1kHZ）；

(10)信噪比：≥60dB。

通信模塊（設備內置）

考慮到三大運營商網(wǎng)絡覆蓋分布的不均勻性，要求必須選用7模全網(wǎng)通模塊，同時支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等網(wǎng)絡通信方式，根據(jù)現(xiàn)場通信環(huán)境選用中國移動、中國電信、中國聯(lián)通一家運營商的物聯(lián)網(wǎng)卡，所選用通信模塊須具有中國工信部核發(fā)的《電信設備進網(wǎng)許可證》。

4、安裝方式

由于現(xiàn)地環(huán)境復雜，為了設備更好的運行，采用兩種安裝方式。在居民集中點采用單桿安裝方式；在環(huán)境比較惡劣的沿路段采取雙桿式更為牢靠的安裝。

下列為現(xiàn)地工程實例圖片（單桿）：

所有的工作應用成熟的方法來完成，并且符合電站輔助系統(tǒng)控制設備的設計和制造上具有最現(xiàn)代化的實踐經(jīng)驗。所有的工作應由對有關的專業(yè)和職業(yè)熟練的工人完成。所有元件應精確地加工到標準規(guī)格，以便容易替換和維修。所有的螺栓、螺母、螺釘、鉚釘、螺紋、計量單位或尺寸都應與實用標準一致。為了設備的正確安裝，承包人應提供所有必要的緊固設備和支持裝置。

安裝方式

無線預警廣播站點全部采用單桿安裝方式，主機、電池放在機箱內，采用抱箍方式安裝在立桿上，太陽能板用支架安裝在鍍鋅剛管上面，朝正南方向；無線預警廣播支架使用Φ167mm*4500mm熱鍍鋅鋼管焊接，制作使用2000*2000*1000mm的砼底坐，使用Φ16mm的膨脹螺栓將廣播站支架主體支架固定在基座上面；無線預警廣播安裝需滿足以下要求：

可立桿或利用現(xiàn)有建筑物，高于周圍建筑物不少于1.5米；

固定基座抗風10級；

安裝要符合《水文儀器安全要求》（GB 18523-2001）和《水文儀器基本參數(shù)及通用技術條件》（GBT 15966-2007）的相關要求；

布線應規(guī)范，符合現(xiàn)行相關標準；

支架材料：熱鍍鋅管；

設備嚴格按照防雷標準安裝；

安裝示意圖如下，

應用案列：

成都眾山科技泄洪預警在四川某村莊設備應用

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