[關鍵詞]航道 計算機 航標 遙測
[中圖分類號]F2[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0029-02
1 引言
湖州位於浙江省北部,杭嘉湖平原西側,北瀕太湖,西接安徽省,東臨江蘇,南與杭州相鄰,是連接江、浙、皖、滬的重要交通樞紐。湖州西部屬丘嶺半山區,非金屬礦產資源非常豐富,東部為平原,航道縱橫交錯,港口密布,具有十分優越的水運條件,航道網絡十分發達。
湖州航區現有定級航道116條,總裏程1163公裏,設有各類標誌標牌510座,其中發光標誌69座。長期以來,在航標維護管理方面均采用傳統的以航標艇巡查方式進行日常維護工作,而轄區航標設置線長、點多,最遠的航標距航標管理部門約50余公裏,采用傳統方法維護航標不僅維護成本高、勞動強度大,而且不能及時發現航標失常。加之專職航標維護工作人員編制有限,維護力量明顯不足。針對這壹現狀,我們必須開展技術創新和技術開發,探索設計航標遙測監控系統來提高航標巡查效率,減輕工作人員的勞動強度、減少日常維護費用開支,確保航標發光正常有效。
2 系統設計
2.1 設計概述
傳統的數據采集系統由單片機和PC機串行口組成,這些系統大多采用RS232和RS485或有線Modem的通信方式,雖然經濟實用,但是其有線數據傳輸方式在很大程度上限制了應用環境的拓展。
移動通訊業務經過多年的發展,目前技術已經相當成熟,利用現有的GSM網絡資源,發揮網絡覆蓋率高、傳輸特性好等優勢,為現有數據采集系統提供壹種便捷的無線數據傳輸方式,這種方式已成為工業控制和現場監測等領域新的發展趨勢。該系統主要結合移動通信網絡和單位局域網,成功解決了航標技術參數的實況采集和傳輸,通過手機短信進行控制和了解航標運行情況,實現受控航標的實時監測。
2.2 系統架構
系統主要由三部分組成,即航標前端數據采集系統、通信系統和後臺監控管理系統組成。結構如圖1所示。
2.3 通信設計
系統通信設計主要包括以下內容:
(1)主控計算機通過串口與外置GSM-Modem相連接,讀取GSM接收到的短消息從而獲得現場傳來的測量數據,並可直接下發指令要求遠端設備發數據。(2)如發生故障,則可通過GSM―Modem向航標管理人員的手機發送報警信號。(3)現場信號經采集器采集後轉換成數據信號,發送給現場的GSM-Modem,通過GSM網絡發送給主控計算機。(4)發送時間間隔可由航標管理人員定時設置,也可直接接收數據。(5)航標管理人員也可直接通過手機下發指令給遠端GSM-Modem,遠端設備收到指令後向該手機發送現場數據。
2.4 測控對象
該系統的測控對象為航標燈及其相關輔助設施,主要為以下設備。
(1)主燈:綠光,175W,AC110V供電,無換泡機和閃光器,壹臺AC220V交流日光開關。(2)副燈:白光,8秒4閃,DC12V20W,2節6V/50AH蓄電池供電。(3)充電:AC220V交流轉直流給蓄電池充電。
2.5 測控設備
(1)主測控站:電腦,打印機壹套,通信控制箱壹臺。(2)通信控制箱:通信控制箱內設置SIEMENS TC-35 GSM-MODEM壹臺。(3)測控設備箱:測控設備箱內設置壹套電量變送器,壹套Z-WORLD公司生產的LP3500 FOX低功耗RTU及相關器件。
2.6 測控平臺軟件設計要求
(1)總體要求:操作簡單、明了,界面簡潔、美觀,以圖表表示為主、文字為輔;系統容量為200個子站。(2)數據庫要求:數據庫需要設計原始數據庫、故障數據庫、運行數據庫和歷史數據庫,其中原始數據庫數據信息要能反映被測點的原始數據,如編號、名稱、描述、照片等。(3)軟件主要功能:實現向子站信息查詢,接收子站信息功能;對報警信息,在屏幕上醒目顯示;能查詢各子站原始數據,增加、刪除、修改數據(對後三項設置操作權限);能以圖、表形式查詢子站的信息(原始、歷史、運行等);能以表格形式打印數據並對相關功能進行加密和密碼控制。
3 系統功能
航標遙測監控系統由測控主站和測控子站組成。測控主站由計算機和通訊控制箱組成,設在航標站內。用戶管理平臺由系統完成,該系統能實時輸入和修改航標基本信息和技術參數,具有記錄運行參數和數據存儲查詢功能,包括以下基本功能:信號查詢、招測數據、用戶管理、系統設定、整理數據庫、數據查詢等,並設置完善的口令系統,保證系統的安全性。在此基礎上還可以根據需要增加功能,使得系統更適用,升級換代和維護保養方便。測控子站由測控設備箱和通訊設備箱組成,測控設備箱擔負檢測和控制功能的完成,通訊設備箱擔負通訊功能的完成。測控設備箱和通訊設備箱均為三防水密機箱。其主要測控功能為:
(1)監控中心可隨時向測控子站查詢信息。(2)子站定時向主站發送信息,間隔時間可根據需要設置。(3)子站的航標設備壹旦失常或故障,能及時向主站報告。(4)用手機能與子站建立聯系,得到子站的工作信息。(5)當主燈故障時,向主站和手機報告。
4 技術指標及參數
4.1 測量參數(子站)
交流供電:電流、電壓。
主燈:動態電流、動態電壓、靜態電流、靜態電壓。
副燈:動態電流、動態電壓、靜態電流、靜態電壓、閃光燈質。
蓄電池:電流、電壓。
充電控制器:充電電壓、充電電流。
斷電時間:停電時間、恢復時間。
4.2 測控技術指標
閃光采集精度:≤±1%。
交流:電流傳感器精度0.5級,電壓傳感器精度0.2級。
直流:電流傳感器精度≤±2.5%,電壓傳感器精度≤±0.5%。
4.3 監控設備指標
(1)測控設備箱要求:威圖三防水密機箱。連線有標識,走線規範。工作電壓:DC10V～15V。
整機工作電流:≤60mA.整機靜態電流:≤30mA.工作溫度:-25℃～+55℃。
(2)通信設備箱要求:威圖三防水密機箱。連線要標識,走線規範。工作電壓:DC10V～15V。
整機靜態電流:整機不工作時,處於待機狀態。工作溫度:-25℃～+55℃。
5 結語
內河航道航標遙測監管系統的成功開發,重點解決了野外航標設施技術參數的實況采集和傳輸,對內河航標的管理和維護將起到積極的作用,具有壹定的技術創新性,可以實現航標的實時監測控制。該系統在浙江湖州內河航區推廣應用後,可使航標管理和維護由傳統的管理手段向科學化、自動化過渡,可以降低管理成本,提高工作效率和管理水平。
[參考文獻]
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[4] 浙江省港航管理局.中華人民***和國航標條例,1995.
[作者簡介]
馮玉如,(1976-),女,浙江湖州人,講師,本科。1999年7月畢業於浙江大學電機系應用電子技術專業。主要研究方向為電子應用技術、電力系統自動。
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