一、業(yè)務軟件產品及河湖生態(tài)監(jiān)測與修復方案背景

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。多年來粗放型經濟的發(fā)展使水資源受污染嚴重，據(jù)調查，我國有三分之一的河段不能滿足灌溉水質的要求。近年來，政府對水質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)測為河長制建設提供科學數(shù)據(jù)支撐。

江河湖泊具有重要的資源功能、生態(tài)功能和經濟功能，近年來，各地積極采取措施，加強河湖治理、管理和保護，在防洪、供水、發(fā)電、航運、養(yǎng)殖等方面取得了顯著的綜合效益。但是隨著經濟社會快速發(fā)展，我國在河湖管理保護出現(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。多年來粗放型經濟的發(fā)展使水資源受污染嚴重，水域的水位、漂浮物、水岸垃圾進行監(jiān)測，對于異常出現(xiàn)的大量漂浮物、動物尸體等情況，實現(xiàn)責任溯源、強化河湖長制管理。同時需要對水位、降雨量、警戒預警、漂浮物、水岸垃圾、盜采河砂、閘門啟閉的行為監(jiān)測，保證河湖流域內的安全與有效監(jiān)管。據(jù)調查，我國有三分之一的河段不能滿足灌溉水質的要求。近年來，政府對水質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)測為河長制建設提供科學數(shù)據(jù)支撐。

二、系統(tǒng)概述

業(yè)務軟件產品及河湖生態(tài)監(jiān)測與修復是為打造智慧水利信息化平臺而建設的自動化監(jiān)測能力，基于云端一體化設計，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)網通訊，可進行智能自診斷。有視頻監(jiān)控覆蓋整個河湖重點監(jiān)測區(qū)域，遠程查看監(jiān)控，減少人工巡檢的頻率，實時監(jiān)測水質情況，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、站房等組成，具備系統(tǒng)運行狀態(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、遠程控制、遠程操作等功能。

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

水質在線監(jiān)測系統(tǒng)克服了常規(guī)水質分析儀器的缺點，使用無線數(shù)傳設備能夠實時、連續(xù)、穩(wěn)定、可靠得提供準備、快速的監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)測因子涵蓋水質監(jiān)測的常規(guī)五參數(shù)、葉綠素、藍綠藻、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、盜采河砂預防、廣域全景監(jiān)控、氣象及其他數(shù)據(jù)采集） 、水質/污染源監(jiān)測終端。

通信網絡：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：由服務器、公網專線(或移動專線)、水質水文監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。

測量設備：雨量傳感器、水質傳感器、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)場實時數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測，其中監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括實現(xiàn)水位監(jiān)測、水質監(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)網以及AI云計算，實現(xiàn)了實時遠程現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網絡傳輸，且具備自動功能，可以隨時掌控發(fā)生的變化，進而告知有關部分進行整頓，具備聯(lián)動信息輸出，可以外接多功能預警設備，實現(xiàn)聯(lián)動。

數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：通過與現(xiàn)場安裝的無線采集設備相連的水質水位傳感器，實時采集現(xiàn)場各類水質水位，并即時經由智能網關上傳到監(jiān)測中心，保證數(shù)據(jù)的時效性。

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

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

數(shù)據(jù)斷點續(xù)存：在該解決方案當中，當遇到上傳服務器的網絡斷開時，使用的智能網關能夠自動存儲下方連接設備上傳的數(shù)據(jù)。待傳輸網絡連接成功后，會將緩存的數(shù)據(jù)第一時間上傳到服務器，防止數(shù)據(jù)因網絡問題出現(xiàn)丟失。

智能短信報警功能：當監(jiān)測到的氣體濃度高于客戶現(xiàn)場的限制濃度時，能夠實現(xiàn)平臺端、設備現(xiàn)場以及用戶手機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備。

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

五、方案優(yōu)點

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

★ 多重網絡：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)網解決方案;

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

★ 監(jiān)控功能：在監(jiān)控中心可以通過網絡實時監(jiān)測各站點的實時數(shù)據(jù);

★ 報警功能：任何現(xiàn)場的異常報警信號能在通過設備上傳進行報警;

★ 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行全天候實時監(jiān)測，實時掌握湖泊水庫水流水質情況，如有預警險情，第一時間采取應對措施，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行預測，提前做好相關部署，對當?shù)睾此畮焖|監(jiān)測防洪減災應急工作的有序進行具有重大的意義。