通信方式在水情自动测报系统中的选择

徐啸天

摘 要：水情自动测报系统通信方式的选择，对于系统的建设和维护具有重要的影响，此外，合理的选择水情自动测报系统的通信方式能够提高该系统的可靠性和稳定性，本文对当前我国的水情自动测报系统中的常用通信方式进行了简单的介绍，并对各种通信方式的优缺点和使用环境进行了简单的说明，对于我国今后水情自动测报系统的发展具有重要的意义。

关键词：水情自动测报系统;通信方式;分析和应用

水情自动测报系统是集合了通信和计算机等先进技术于一体的现代水文处理系统，能够将水文数据经过自动的采集和传输等步骤对水灾进行预防。我国是一个遭受水灾较为严重的地区，为了能够更好的保护国家和人民的财产，我国在上世纪70年代就开始建设水情自动测报系统，同时为了保证该系统的准确度，提高洪水的预见日期，从而为防汛工作提供科学的数据依据，我国不断加大对水情自动测报系统的研究。

一、常用的通信方式介绍

1.短波通信

所谓的短波，指的是波长在10到100nm之间的波长，这一波长段的波频率为3MHz到30MHz。短波通信包括两种传输方式，分别是电离层反射和地面传播，其中的地波传播在传播的过程中，随着距离的增加无线波逐渐衰减，因此，只能适用于短距离的通信，且中间的障碍物较少。而对于水情自动测报系统来说，其一般需要进行较长距离的传播，且在传输的过程中需要跨越复杂的地形，因此，在水情自动测报系统中，一般选择的是天波模式。

短波通信的优点：第一，对于短波来说，其工作频率较高，因此，能够实现远距离的无线通信;第二，该系统的组网较为简单，且短波在传输的过程中不需要中继站，而是通过短波电离层对短波进行反射;第三，该系统的运行不需要建设专门的铁塔等设备，因此，在建设过程中的成本较低，且在运行时不易遭到雷击等自然灾害的损坏。上述是短波通信的优点，其缺点也非常明显：首先，短波在进行传输时，需要对工作频率进行预测，如果不能选择合适的短波，很容易造成通信无法实现，然后，针对不同的季节和每天中的不同时间，电离层的高度和电特性都会发生相应的改变，因此，需要对一天中的工作频率进行相应的调整，才能保证系统的正常工作。

2.超短波通信

超短波指的是波长在1到10nm范围内的无线波，这种波的频率在30MHz到300MHz，由于其工作的优点，目前是在水情自动测报系统中运用最为广泛的一种通信方式，且由于其运行的成本低和故障处理简单等特点，使其在其他领域内具有很高的参考价值。

优点介绍：首先，该系统在技术方面较为成熟，使用可靠性较高，且价格相对于其他设备而言较低;然后，在使用过程中，该系统对于天气没有较大的依赖，因此能够适用在多种天气环境中，一般只要保证初期的通道测试信道余量，就可以保证其通信质量;最后，该系统独立于其他设备之外，其使用的稳定性仅仅取决于自身在日常使用中的维护水平和管理水平。

相对于众多优点，其缺点也非常明显：首先，在传播过程中，传输的距离较短，且受环境的影响较大，尽管其本身具有一定的绕物能力，但是随着传输距离的不断增加，其包含的能量逐渐减小，从而導致其无法满足通信的功能，因此，需要架设一些专门的中继站，使其能够对信号进行正常的传输。然后是该系统由于自身传输特性的影响，导致其在传输的过程中对中继站的依赖非常强，而当中继站出现特殊情况时，很可能导致整个通信系统的崩溃，而对于一些大型的系统，其需要的中继站数量非常多，而中继站一般都是在高山等较高的位置处，这些地方的建筑物易遭受雷击，因此，对该系统的影响非常大。

3.有线通信

目前，有线通信的使用主要是通过电信部门的功用电话网进行组网，下面将其优缺点进行简单的介绍：优点：第一，该通信方式对于传输距离没有相应的限制，因此，能够进行足够距离的数据传输，只要有电话的地方，就可以进行通信;第二，对于该系统的维护，全部由电信公司承担，不需要进行专门的维护，因此，减少了该系统的管理人员的工作量;第三，传输过程中使用有线进行数据的传输，不会受到同频的干扰等问题，且传输效率较高;第四，在系统运行过程中，能够更加容易的实现自报等功能，不需要进行专门的通道测试等。有线通信的优点非常多，且能够克服无线波通信方式中的大部分缺点，但是其缺点也有一些，那就是：首先，该通信方式需要有传输的媒介，也就是电话等设备，对于一些偏远的山区，无法实现测站的建立，从而导致无法对这些地区的数据传输;然后是其抗击自然灾害的能力相对较弱，对于目前我国的大多数农村来说，其有线网络是非常脆弱的，很容易受到大风等自然灾害的损坏，从而导致通信系统的中断。

二、实例比较和选择

在选择水情自动测报系统的通信方式时，不需要严格的按照规定进行，可以根据当地的实际情况选择合适的通信方式。

1.短波通信的使用

采用短波进行通信的水情自动测报系统中比较典型的是甘肃碧口水电厂和广西麻石水电厂，在这两个水电厂中，其周围的流域环境较为复杂，假如使用超短波需要建立一系列的中继站对信号进行反射，这样会大大增加投资成本，且由于环境的影响，在日常的维护中较为困难，因此，选择了短波和超短波结合的通信方式。在碧口水电厂中，其水情自动测报系统的规模为1：8，其中有6个是短波通信组网，只有两个是超短波通信组网。而在麻石水电厂中，其系统的规模是1：16，在坝上和坝下采用的是有线的传输方式，较为高效，且节约成本，而其他地方则是短波方式传输信号，能够减少维护困难。

2.超短波通信的使用

对于超短波通信方式，比较典型的是浙江紧水滩的水情自动测报系统，其规模为15：2：2，该系统的通信方式对于六角尖中继站的依赖非常强。六角尖中继站的主要作用是对凤阳山中继站和其他的一些测站传输的信号进行转发，但是，当其中心站出现问题时，将不能对任何数据进行接收和转发，因此，在建设过程中设计了双中继和热备用等方式，从而大大增加了系统的可靠性。

3.卫星通信的使用

卫星通信是最近兴起的新型水情自动测报系统，其频率范围大约在300MHz到300GHz内，通过多个地面站将人造地球卫星的信号进行反射，实现信息的传递，比较常用的有以下几个系统：首先是VSAT系统，这是上世纪80年代兴起的，目前使用已经很少，比较典型的是西藏尼洋河水情自动测报系统，其规模为3：9，然后通过计算机局域网进行联网。然后是海事卫星，这是一种全球性的系统，其最早的目的是为了进行海事救援，但是随着系统的功能不断增加，其逐渐在水情自动测报系统中应用，比较典型的是贵州乌江流域水情自动测报系统，其共建立了49个卫星遥测站和4个中心站，然后通过VAST系统进行组网。最后一种是我国自主研制的北斗卫星通信系统，是一种区域性的系统，典型的系统是大渡河流域水情测报系统，其共建立了80个遥测站和1个中心站，该系统能够减少测量中的中间环节，从而合理利用已有资源。

三、结语

综合上述所说，水情自动测报系统的通信方式有很多种，且每一种通信方式具有不同的特点，在实际工程中，需要根据当地的实际情况，选择合适的通信方式，只有这样才能即节约成本，又保证通信的质量。

参考文献：

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