一、業(yè)務(wù)軟件產(chǎn)品及河湖生態(tài)監(jiān)測與修復(fù)方案背景

水資源是人類生存的最重要的自然資源，我國水資源分布不均，人均水資源短缺。多年來粗放型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使水資源受污染嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查，我國有三分之一的河段不能滿足灌溉水質(zhì)的要求。近年來，政府對水質(zhì)治理的力度不斷加大，綠水青山就是金山銀山的觀念逐漸被越來越多的人意識到。水資源監(jiān)測為河長制建設(shè)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

江河湖泊具有重要的資源功能、生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能，近年來，各地積極采取措施，加強(qiáng)河湖治理、管理和保護(hù)，在防洪、供水、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖等方面取得了顯著的綜合效益。但是隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，我國在河湖管理保護(hù)出現(xiàn)了一些新問題，例如，一些地區(qū)入河湖污染物排放量居高不下，一些地方侵占河道、圍墾湖泊、非法采砂現(xiàn)象時有發(fā)生。

水資源是人類生存的最重要的自然資源，我國水資源分布不均，人均水資源短缺。多年來粗放型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使水資源受污染嚴(yán)重，水域的水位、漂浮物、水岸垃圾進(jìn)行監(jiān)測，對于異常出現(xiàn)的大量漂浮物、動物尸體等情況，實(shí)現(xiàn)責(zé)任溯源、強(qiáng)化河湖長制管理。同時需要對水位、降雨量、警戒預(yù)警、漂浮物、水岸垃圾、盜采河砂、閘門啟閉的行為監(jiān)測，保證河湖流域內(nèi)的安全與有效監(jiān)管。據(jù)調(diào)查，我國有三分之一的河段不能滿足灌溉水質(zhì)的要求。近年來，政府對水質(zhì)治理的力度不斷加大，綠水青山就是金山銀山的觀念逐漸被越來越多的人意識到。水資源監(jiān)測為河長制建設(shè)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

二、系統(tǒng)概述

業(yè)務(wù)軟件產(chǎn)品及河湖生態(tài)監(jiān)測與修復(fù)是為打造智慧水利信息化平臺而建設(shè)的自動化監(jiān)測能力，基于云端一體化設(shè)計，既可以立在岸邊，也可以漂浮在水面，安裝方便，太陽能供電，4G物聯(lián)網(wǎng)通訊，可進(jìn)行智能自診斷。有視頻監(jiān)控覆蓋整個河湖重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域，遠(yuǎn)程查看監(jiān)控，減少人工巡檢的頻率，實(shí)時監(jiān)測水質(zhì)情況，及時報警。

三、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由監(jiān)控中心、傳輸單元、智能站點(diǎn)、站房等組成，具備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、視頻流量監(jiān)測系統(tǒng)、站房狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程操作等功能。

根據(jù)客戶需求的不同，可選擇集成固定站、集裝箱站、浮標(biāo)站等形式。前端智能設(shè)備不可少，通過部署全光譜水利球，可實(shí)現(xiàn)智能水位監(jiān)測、閘門啟閉識別、漂浮物監(jiān)測、在不需要人為干預(yù)的情況下對監(jiān)控場景進(jìn)行自動分析，及時做出反應(yīng)。通過在重點(diǎn)部位部署視頻監(jiān)控設(shè)備，對河湖水面、河湖岸線、站房、水閘以及重要設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)視，設(shè)置監(jiān)測預(yù)警站，通過LED屏顯示降雨量、水位等信息，并配合一鍵報警喊話，對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，進(jìn)行滿足基本視頻監(jiān)視的同時通過采用先進(jìn)的智能分析、報警聯(lián)動等技術(shù)，為汛情預(yù)警、水岸線生態(tài)保護(hù)提供視頻保障。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)克服了常規(guī)水質(zhì)分析儀器的缺點(diǎn)，使用無線數(shù)傳設(shè)備能夠?qū)崟r、連續(xù)、穩(wěn)定、可靠得提供準(zhǔn)備、快速的監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)測因子涵蓋水質(zhì)監(jiān)測的常規(guī)五參數(shù)、葉綠素、藍(lán)綠藻、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、TOC、總磷、總氮、磷酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、硅酸鹽、重金屬（Fe、Mn、Pb、Cd、Cr6+）等。

前端監(jiān)測設(shè)備：智能識別的水利自動監(jiān)測（水位監(jiān)測、閘門狀態(tài)監(jiān)測、漂浮物與垃圾監(jiān)測、盜采河砂預(yù)防、廣域全景監(jiān)控、氣象及其他數(shù)據(jù)采集） 、水質(zhì)/污染源監(jiān)測終端。

通信網(wǎng)絡(luò)：2G/3G/4G通迅方式為主，短信備份為輔(北斗衛(wèi)星可定制)。

監(jiān)測中心：由服務(wù)器、公網(wǎng)專線(或移動專線)、水質(zhì)水文監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。

測量設(shè)備：雨量傳感器、水質(zhì)傳感器、水位計、攝像頭或其它儀表變送器。

四、系統(tǒng)功能：

該系統(tǒng)適用于各江、河、湖、泊、港、塘、庫等現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，其中監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括實(shí)現(xiàn)水位監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、閘門狀態(tài)監(jiān)測、河道漂浮物監(jiān)測、水岸垃圾檢測、盜采河砂、AI影像識別水位、流速等功能以及視頻畫面。通過物聯(lián)網(wǎng)以及AI云計算，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時遠(yuǎn)程現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，且具備自動功能，可以隨時掌控發(fā)生的變化，進(jìn)而告知有關(guān)部分進(jìn)行整頓，具備聯(lián)動信息輸出，可以外接多功能預(yù)警設(shè)備，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。

數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測：通過與現(xiàn)場安裝的無線采集設(shè)備相連的水質(zhì)水位傳感器，實(shí)時采集現(xiàn)場各類水質(zhì)水位，并即時經(jīng)由智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)測中心，保證數(shù)據(jù)的時效性。

遠(yuǎn)程集中管理：能夠根據(jù)無線設(shè)備和傳感器安裝的位置對整個系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備分區(qū)域顯示，對不同地點(diǎn)、不同場景的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行區(qū)別管理，同時也能對多區(qū)域進(jìn)行集中監(jiān)測。

原始數(shù)據(jù)處理：對上傳到服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，能夠在平臺上實(shí)現(xiàn)時間性的數(shù)據(jù)圖形或是到處數(shù)據(jù)報表，以達(dá)到對現(xiàn)場河湖生態(tài)進(jìn)行分析的作用。

數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)存：在該解決方案當(dāng)中，當(dāng)遇到上傳服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)斷開時，使用的智能網(wǎng)關(guān)能夠自動存儲下方連接設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)。待傳輸網(wǎng)絡(luò)連接成功后，會將緩存的數(shù)據(jù)第一時間上傳到服務(wù)器，防止數(shù)據(jù)因網(wǎng)絡(luò)問題出現(xiàn)丟失。

智能短信報警功能：當(dāng)監(jiān)測到的氣體濃度高于客戶現(xiàn)場的限制濃度時，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺端、設(shè)備現(xiàn)場以及用戶手機(jī)短信等多個場景的報警提醒功能，便于客戶對現(xiàn)場環(huán)境的了解。

主動故障提醒：一旦現(xiàn)場使用的監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)異常，會主動上報異常狀態(tài)，便于客戶及時發(fā)現(xiàn)問題，并有針對性的找到故障設(shè)備。

設(shè)備遠(yuǎn)程控制:客戶可以在監(jiān)控中心對監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動、設(shè)定工作時間等遠(yuǎn)程操作，并可對設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行查詢。

五、方案優(yōu)點(diǎn)

★ 數(shù)傳終端：實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面廣、靈活性好的環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸;

★ 多重網(wǎng)絡(luò)：LoRa/NB-IoT/2G/3G/4G/5G無線傳輸為環(huán)境監(jiān)測提供了很好的聯(lián)網(wǎng)解決方案;

★ 接口兼容：標(biāo)準(zhǔn)RS232/485 接口，支持Modbus 通信協(xié)議及非標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的開發(fā);

★ 監(jiān)控功能：在監(jiān)控中心可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測各站點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù);

★ 報警功能：任何現(xiàn)場的異常報警信號能在通過設(shè)備上傳進(jìn)行報警;

★ 數(shù)據(jù)儲存：按規(guī)定的數(shù)據(jù)庫格式保存現(xiàn)場原始數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)和操作記錄的數(shù)據(jù);

★ 數(shù)據(jù)發(fā)布：中心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對其它系統(tǒng)具有開放性。

六、系統(tǒng)意義

江河湖泊生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)解決方案可以有效對湖泊水庫進(jìn)行全天候?qū)崟r監(jiān)測，實(shí)時掌握湖泊水庫水流水質(zhì)情況，如有預(yù)警險情，第一時間采取應(yīng)對措施，同時可以利用江河湖泊大數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)對汛期湖泊水庫水位進(jìn)行預(yù)測，提前做好相關(guān)部署，對當(dāng)?shù)睾此畮焖|(zhì)監(jiān)測防洪減災(zāi)應(yīng)急工作的有序進(jìn)行具有重大的意義。