一、業務軟件產品及河湖生態監測與修復方案背景

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展使水資源受污染嚴重，據調查，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。水資源監測為河長制建設提供科學數據支撐。

江河湖泊具有重要的資源功能、生態功能和經濟功能，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、發電、航運、養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展，我國在河湖管理保護出現了一些新問題，例如，一些地區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、非法采砂現象時有發生。

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、水岸垃圾進行監測，對于異常出現的大量漂浮物、動物尸體等情況，實現責任溯源、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、閘門啟閉的行為監測，保證河湖流域內的安全與有效監管。據調查，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。水資源監測為河長制建設提供科學數據支撐。

二、系統概述

業務軟件產品及河湖生態監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物聯網通訊，可進行智能自診斷。有視頻監控覆蓋整個河湖重點監測區域，遠程查看監控，減少人工巡檢的頻率，實時監測水質情況，及時報警。

三、系統組成

系統由監控中心、傳輸單元、智能站點、站房等組成，具備系統運行狀態監控、視頻監控、視頻流量監測系統、站房狀態監控、遠程控制、遠程操作等功能。

根據客戶需求的不同，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，可實現智能水位監測、閘門啟閉識別、漂浮物監測、在不需要人為干預的情況下對監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視，設置監測預警站，通過LED屏顯示降雨量、水位等信息，并配合一鍵報警喊話，對重點區域進行監測預警，進行滿足基本視頻監視的同時通過采用先進的智能分析、報警聯動等技術，為汛情預警、水岸線生態保護提供視頻保障。

水質在線監測系統克服了常規水質分析儀器的缺點，使用無線數傳設備能夠實時、連續、穩定、可靠得提供準備、快速的監測傳輸數據。監測因子涵蓋水質監測的常規五參數、葉綠素、藍綠藻、氨氮、高錳酸鹽指數、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。

前端監測設備：智能識別的水利自動監測（水位監測、閘門狀態監測、漂浮物與垃圾監測、盜采河砂預防、廣域全景監控、氣象及其他數據采集） 、水質/污染源監測終端。

通信網絡：2G/3G/4G通迅方式為主，短信備份為輔(北斗衛星可定制)。

監測中心：由服務器、公網專線(或移動專線)、水質水文監測系統軟件組成。

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、系統功能：

該系統適用于各江、河、湖、泊、港、塘、庫等現場實時數據的在線監測，其中監測的數據包括實現水位監測、水質監測、閘門狀態監測、河道漂浮物監測、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。通過物聯網以及AI云計算，實現了實時遠程現場數據通過網絡傳輸，且具備自動功能，可以隨時掌控發生的變化，進而告知有關部分進行整頓，具備聯動信息輸出，可以外接多功能預警設備，實現聯動。

數據實時監測：通過與現場安裝的無線采集設備相連的水質水位傳感器，實時采集現場各類水質水位，并即時經由智能網關上傳到監測中心，保證數據的時效性。

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

原始數據處理：對上傳到服務器中的數據進行預處理，能夠在平臺上實現時間性的數據圖形或是到處數據報表，以達到對現場河湖生態進行分析的作用。

數據斷點續存：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據。待傳輸網絡連接成功后，會將緩存的數據第一時間上傳到服務器，防止數據因網絡問題出現丟失。

智能短信報警功能：當監測到的氣體濃度高于客戶現場的限制濃度時，能夠實現平臺端、設備現場以及用戶手機短信等多個場景的報警提醒功能，便于客戶對現場環境的了解。

主動故障提醒：一旦現場使用的監測設備出現異常，會主動上報異常狀態，便于客戶及時發現問題，并有針對性的找到故障設備。

設備遠程控制:客戶可以在監控中心對監測現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進行查詢。

五、方案優點

★ 數傳終端：實用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環保數據采集傳輸;

★ 多重網絡：LoRa/NB-IoT/2G/3G/4G/5G無線傳輸為環境監測提供了很好的聯網解決方案;

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

★ 監控功能：在監控中心可以通過網絡實時監測各站點的實時數據;

★ 報警功能：任何現場的異常報警信號能在通過設備上傳進行報警;

★ 數據儲存：按規定的數據庫格式保存現場原始數據、報警數據和操作記錄的數據;

★ 數據發布：中心數據庫數據能實現數據共享，對其它系統具有開放性。

六、系統意義

江河湖泊生態監測系統解決方案可以有效對湖泊水庫進行全天候實時監測，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據、氣象數據對汛期湖泊水庫水位進行預測，提前做好相關部署，對當地湖泊水庫水質監測防洪減災應急工作的有序進行具有重大的意義。