1、基于 MOSCADM 的雨量自动测报终端应用分析第 32 卷第 3 期2005 年 9 月黑龙江水专JournalofHeilongjiangHydraulicEngineeringCollegeVo1.32,No.3Sep.,2005文章编号:10009833(2005)03 009703基于 MOSCADM 的雨量自动测报终端应用分析冯昊,王昱(黑龙江省齐齐哈尔水文局,齐齐哈尔 161000)摘要:论述了基于 MOf:AD-M 的雨量自动测报终端的结构,特点,并通过对其功能的分析和在雨量测验上的实际应用分析,说明该终端是一种稳定可靠,高性能,智能化的自动测报设备.具有应用推广价值.关键词:
2、MOfAD-M 自动测报终端;雨量测验;运行分析中图分类号:P332 文献标识码:AAutoforecastingofprecipitattonwithMOSCADMFENGHao,WANGYu(QiqiharHydrologyBureauofHeilongjiangProv.,Qiqihar161000,China)Abstract:Thispaperpresentsthestructureandcharacterofprecipitationauto-forecastterminalofMOSCAIM.Accordingtotheanalysisofitsfunctionandtheact
3、ualapplicationofprecipitaliontest,terminalisanautoforecasteqiupmcntofstabilityreliability,goodqualityandintelligenceandcapabilityandhasanapplicationextendingvalue.Keywords:MOSCAD-Moutoforecastterminal;precipitationtest;operatinganalysis雨量测验是水文测验中最基础的工作,雨量数据是水文预报,防汛抗旱的第一手资料,其准确性,时效性直接关系到水文预报的精度和防汛抗旱决
4、策.目前,黑龙江省雨量测验的方式是人工观测和虹吸式雨量计相结合的测验方式,也有的站采用JDZ-1 型雨量数据采集仪,人工观测,仪器等因素直接影响了雨量资料的精度和测报自动化的实现.为实现雨量自动测报,简化降水整编程序,实现水文测报现代化,齐齐哈尔国家防汛示范区引进了基于MoSCA【)_M 的雨量信息自动测报终端,并进行了运行分析工作1MOSGAD-M 自动测报终端结构和技术特点1.1M0SCAD-M 自动测报终端结构MOSCAD-M 自动测报终端由雨量传感器,远程终端单元 RTU(MOSCAD-MRTU)和避雷系统组成.Mo 二 A【)_MRTU 是该终端的核心,采用模块化结构,由 32 位微
5、处理器,存储器,各种 I/o 模板,电台,电源,电池和机箱/机架组成,能够连接各类传感器.MOSCAD-MRTU 对来自雨量传感器的输入信号进行自动采集,数模转换和自动存储传收稿日期:20050710作者简介:冯吴(1970 一), 男 ,黑龙江齐齐哈尔人,工程师.输,接收现场输入和响应中心站指令,是集信息采集,传输,存储于一体的智能化设备.1.2MoSCAI)-M 自动测报终端技术特点(1)技术先进, 适用性强.MosCAI)-MRTU核心是 32 位 CPU 和 32 位数字协处理器,具有极强的运算处理能力.集完备的本地测控功能和完善的网络通信功能于一体,每个 RTU 可作力一个独立的设备
6、工作,或与其它单元交换信息.其独特的广域网通信协议(MDLC)支持不同的通信链路,使MOSCAD-M 可以通过各种通信介质实现高效,可靠,高性能的远程测控功能,具备多信道备份和信道自动热切换,能保证在极其恶劣的电磁环境中十分可靠地通信.(2)结构紧凑, 质量可靠.MOSGAIMRTU体积小巧,适合于室内外安装.其工作温度为一 30+60, 外壳防护满足 IP65 标准,功耗极低,所有端口和 I/0 接口均具有光电隔离装置,适合恶劣环境.从其实际使用情况看,该终端运行稳定,测报数据准确,无 1 台出现故障.(3)现场控制功能强大,维护方便.可在现场设置各种参数和修改参数,可人工加入报文,可根据降
7、雨过程变化自动增加数据报送频率,可现场管理和检索历史数据.所有模板的自诊断信息和错误可通98 黑龙江水专第 32 卷过 CPU 模板前面板上的发光二极管显示,帮助维护人员在最短时间内排除故障.支持远程维护和诊断功能.(4)高性能,可扩展性强 .MOSCAD-MRTU存储能力较强,可以至少存储 1a 的雨量原始数据.具有自动测报,存储转发功能.支持所有的通信方式,其通信链路传输率较高.可支持各种供电方式,具备低功耗设计及降低功耗的解决方法.MoSCAI)-MRTU 采用模块化结构,除 CPU模块外,还有各种数字量输入/输出,模拟量输入/输出及混合型输入/输出模块及其它特殊功能模块版,并可根据需要
8、扩充其它模块或扩展测控对象,支持中心站触发的通信方式和 RTU 触发的通信方式.2MOSCAD-M 自动测报终端功能分析(1)数据采集处理和控制.MOSCAD-MRTU采集传感器测量的雨情数据,并将这些参数转换成数字信号,按照时间顺序存储记录所记录的参数数据.数据存储容量能够存储降雨量每变化 0.2mill的实时雨量 800mm(相当于雨量站 12a 的降雨量).(2)历史数据现场存储管理.能够长期存储现场雨情数据,并支持对历史数据读,写,检索和管理,支持对历史数据的远程或本地下载.(3)传输制式和传输控制.传输制式为兼有自报式和查询一应答式的混合式.RTU 将处理后的数据根据系统传输体制要求
9、(自报,遥测等),对数据进行调制并通过远程数据通信网,发送到中心站或集合转发站或相关测控站.RTU 也可通过解调还原来自中心站的程序或设置参数,启动测站控制功能修改 RTU 中应用程序,甚至操作系统及修改原固定型参数.传输控制还包括对机箱中人工置数器的管理,包括接收置数器键盘的输入,进行调制并发送到远程数据通信网上;或将编码后的现场采集的实时数据及测控工况(如电池电压,测控设备等)显示到置数器显示屏上.(4)测站控制.MOSCAD-MRTU 根据当前需求调度和管理测控站所有功能模块有序合理地工作,对数据的发送和接收全过程进行时序和路径控制,包括对测控站的电源管理(如根据测控站休眠唤醒策略,控制
10、测控站电源管理,甚至根据当前测控要求,仅对 RTU 相关电路供电,以尽量减少设备功耗).响应中心站的远程控制指令,如对 CPU,通信端口,1/O 模块进行测试和校准,从而在线了解相应RTU 的运行是否正常.其现场测控功能和流程是通过对 RTU 编程实现的.(5)MOSCAD-MRTU 软件及其功能实现.MOSCADRTU 内的软件分 3 个部分:操作系统软件:包括资源管理,多任务调度,函数运算,网络协议等;系统配置软件:包括 I/O 定义,网络结构定义,通信方式定义等;应用软件:根据 RTU 的测控及通信功能,由用户开发,存于 FLASH 之中,可采用组态方式或 C 语言进行编程,程序可做相应
11、调整.以下为雨量数据数据本地存储功能程序片段:原始数据存储模块voidhistory-datas-save(short*His-datas-ptr)if(His-data-ind:History-datas-length)His-data-ind:0:if(His-oomind=0)His-oom-ind:l:(His-Va1P 廿+His-dataind)一ID-andCharacter=*(His-datas-ptr);(His-ValP 廿+His-dataind)一MonthDate:(His-datas-ptr+1);(His-ValP 廿+His-dataind)一HourMinu
12、te=*(His-datas-ptr+2);(His-ValPtr+His-data-ind)一HistoryData=*(His-datas-ptr+3);if(His-oomindHis-data-ind):=1)His-dataind+:His-00mind+:if(His-mind:I-fistory-datas-length)His-eomind=0;elseHis-data-ind+:雨量原始数据存储模块voidhistory-of-rainsave(shortcurrentRainfallva1)if(His-R-dataind=His-Rain-datas-length)HiS
13、-Rdata-ind=0:if(i-HRV=:O)i-HRV=1;(HRV+His-R-dataind)一ralrlfalltime-1=*(currentRainfallva1);(HRV+His-R-dataind)一rainfalltime-2=*(CurrentRainfallval+1);(HRV+His-Rdata-ind)一rainfallvalue:*(cur rent-Rainfallval+2);第 3 期冯昊.等.基于 MOSCAD-M 的雨量自动测报终端应用分析 99if(i-HRVHis-Rdataind)=1)HiS-Rdata-ind+:iHRV+:if(i-HR
14、V=His-Rain.datas-length)iHRV=0:elseHRdataind+:3MOSCAD-M 自动测报终端运行分析3.1 极端气候条件试验在雨量自动测报终端运行期间,出现的最高温度为 37,终端运行良好;对雨量自动测报终端进行了室外低温运行试验,当极端气温为一 21时,仍能稳定工作(人工置数器在低于一 1O时显示模糊),说明该终端也适合北方高寒地区使用.3.2 可靠性MOSCAD-MRTU 平均无故障时间 MTBF 为225000h 从其 1a 来的实际使用情况看 ,该终端运行稳定,无 1 台出现硬件故障.MOSCAD-MRTU 所具有的自动查错检错等基于硬件的差错控制功能,
15、以及自诊断,远程监控功能,较好的保证了数据采集传输的可靠程度.3.3 传输数据畅通率在实际运行过程中,各种信道运行良好,主,备信道能够按要求自动切换.2004 年嫩江人汛以来(6 月 11511O 月 1151),对雨量定时自报信息进行了统计,各雨量自动测报终端主备信道定时自报信息 19536 组,分中心接收到了全部信息,信息传输畅通率为 100%.3.4 雨量数据对比分析基于 MOSCAIM 的雨量自动测报终端自2004 年 6 月 1 日1O 月 1151 在齐齐哈尔水文局正式运行,将终端采集的日降水量数据与人工观测进行了对比(表 1),在 16 站 495d 降雨中,合格 151 数达4
16、75d,合格率达 96%.不合格 151 降雨超差都能控制在 10%之内,均能满足相关要求.同时也将其采集的 2004 年 6 月时段降水过程资料(6 站 37 场次)与 JDZ 一 1 型雨量数据采集仪的资料进行了对比分析,各站两种设备均接在同一雨量传感器上,信号符合率 100%;因 MOSCAD-M 自动测报终端支持时钟同步(与移动短信中心时钟同步),计时误差可忽略,比 JDZ 一 1 型雨量数据采集仪计时更准确.表 1 日降水量数据采集合格率统计表/%站名合格率站名合格率站名合格率站名合格率宝泉 97 旧三 94 廿棵树 100 团结 93长吉岗 100 克山 100 三间房 96 文固
17、达 92丰产 97 龙安桥 98 三兴 100 新启 94富海 94 龙河 94 通南 9l 烟筒屯 1004 结语基于 MoSCI)-M 的雨量自动测报终端经过 1a 的正式运行 ,为水文预报 ,防汛抗旱提供了及时准确,完整的雨量信息,数据精度优良,更加贴近水文规范和应用要求,今年的自动采集数据已开始正式应用于水文资料整编.终端运行稳定,备和应用软件没有发生故障,其功能,时效性,稳定性,高扩展性较之 DT 系列固态存储更具优势,是当前水文自动测报系统的优选终端.参考文献:1SL6194.水文自动测报系统规范s,2SL2190,降水量观测规范s,3冯吴,何春梅 ,李范秋,齐齐哈尔水情自动测报系统站网布设和系统设计J.黑龙江水专,2005,32(2):116117
