水庫泄洪預警系統設計及建設

針對未建設泄洪預警體系的中大型水庫水電站，新建一套泄洪預警系統；在水庫中控室設置1個中央控制站，在下游沿江河道和居民點設置多個泄洪預警無線廣播設備，以500米的預警范圍分別布置在沿江倆側區域（根據實際環境確定人數，可以考慮全覆蓋）。以便泄洪前能及時有效地對沿江民眾進行預警，從而保證沿江民眾的生命和財產安全。

整個系統由控制中心、預警站點、對講機等部分組成；預警信息發布時，由控制主機發送預警指令及預警信息，預警站點收到預警信息后根據預警指令要求進行預警播報，在緊急情況下時，可用緊急對講機對具體的預警站點進行喊話預警，通信方式考慮采用ISM+GPRS雙通道方式，同時使用，進一步提高可靠性。

控制中心設在水庫水電站調度中心，一旦下泄可能導致較大影響的洪水時，提前1個小時發布預警，提醒沿河居民注意洪水風險和影響。預警廣播站點沿下游河道布設，重點建在旅游區沿河易受淹沒景點以及貢布城區沿河易受淹沒的居民區，具體建設范圍依據泄洪洪水風險分析結果確定。

技術要求

泄洪預警系統性能及要求

設計要求

系統總體要求2處中型水庫建設泄洪預警系統，每套系統由1套中央控制站、15套泄洪預警終端設備(包括喇叭、太陽能板、安裝在控制箱內的蓄電池、電源裝置、控制主機等)及相關中繼設備組成。中央控制站設置在水庫水電站的中控室；下游沿河居民點安裝不少于15套泄洪廣播設備（最好做全覆蓋）對其進行預警。中央控制站具有一鍵預警按鈕，可以直接控制泄洪預警終端預警，同時向縣級平臺上傳預警信息，也可接受縣級監控平臺發送的預警信息并報警。泄洪預警終端設備采用無線傳播（4GLTE）方式進行預警廣播和報警，接收中央控制站和縣級監控平臺的預計信息，并具有自檢和自診斷功能，能及時將故障信息通過無線傳輸方式反饋到縣級監控平臺。泄洪廣播設備等應具有防盜報警功能，由于沿江無交流電源提供，泄洪廣播設備電源應采用新能源（太陽能）自供電方式。

中央控制站

中央控制站具有一鍵預警按鈕，可以直接控制泄洪預警終端預警，同時向縣級平臺上傳預警信息，也可接受縣級監控平臺發送的預警信息并報警。

通訊要求

(1)須具有七模全網通模塊，具有4GLTE通信功能。

(2)具有文字轉語音功能（字數不少于500 字, 語音播報流暢、支持常用多音字），播報短信重復播放次數可配置1～99 遍，播報短信內容可監控（向平臺或指定號碼回執短信內容）。

(3)具有一鍵報警按鈕和預警時間設置功能，使用運營商專用物聯網sim卡，sim卡不要語音功能；預警數據全部采用加密傳輸，防止發生信息安全問題。

性能要求

(1)預警范圍：中央控制主站單點覆蓋范圍為半徑500米（空曠）。

(2)中央控制器能實現對各預警站點進行廣播，現地操作進行廣播或報警，以及系統可以根據設定延時進行依次預警廣播，

(3)系統具有監視、預警和控制反饋功能，能及時報送系統故障和動作情況。

(4)設備機箱應具有防水、避雷功能，防護等級應滿足國際標準要求, 外殼堅固、密閉，并有良好的接地。防護等級：不低于IP55。

(5)具有防雷、短路保護電路；接地端口；具有防潮、防霉、防蟲、防塵等工藝處理。

(6)可支持SIM卡鎖定。

(7)支持實時報告設備的工況，支持平安報，異常報，支持管理平臺遠程設置和查詢參數，支持管理平臺實時發布預警信息。

(8)設備設計應維護方便，太陽能板和警報器應選擇為免維護產品。

供電要求

(1)供電方式：設備采用新能源（如太陽能、蓄電池）的供電方式，條件滿足的地方可以增加對交流電的支持。

(2)設備平時處于低功耗值守狀態，值守功耗不大于0.2W，當收到主機授權控制信號后自動開啟功放電路。

(3)設備電源回路應具有自動充放電功能，并對蓄電池運行情況進行監視。

(4)新能源供電和無線控制方式的系統，須考慮蓄電池電源容量和無線抗干擾問題。從而保證系統正常、穩定的運行。

外部接口

(1)揚聲器：全向型，聲音傳播均勻，外型美觀。

(2)電源：蓄電池接口，太陽能電池板接口。

(3)天線：LTE天線接口。

設備電源

(1)太陽能電池板:開路電壓:21.5V，工作電壓：18V

(2)蓄電池輸入：12V；

(3)蓄電池充放電次數500次以上；

(4)電池至少可待機3天，連續播放60分鐘以上。

音頻功放

(1)功放輸出功率：100W；

(2)輸出阻抗：4～16Ω；

(3)音頻響應：300～6000 Hz；

(4)失真度：≤1%（f=1kHZ）；

(5)信噪比：≥60dB。

通信模塊（設備內置）

考慮到三大運營商網絡覆蓋分布的不均勻性，要求必須選用7模全網通模塊，同時支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等網絡通信方式，根據現場通信環境選用中國移動、中國電信、中國聯通一家運營商的物聯網卡，所選用通信模塊須具有中國工信部核發的《電信設備進網許可證》。

防雷保護

(1)外部設計安裝應有接地端子；

(2)AC 防雷保護電流：10kA；

(3)功放輸出浪涌保護電流：5kA；

(4)響應時間：≤25mS。

工作環境

(1)工作溫度：-10℃～50℃；

(2)儲存溫度：-30～60℃；

(3)工作濕度：不大于95%RH(40℃凝露)。

(4)預警終端站點

泄洪預警終端設備采用無線傳播（4GLTE）方式進行預警廣播和報警，接收中央控制站和縣級監控平臺的預計信息，并具有自檢和自診斷功能，能及時將故障信息通過無線傳輸方式反饋到縣級監控平臺。泄洪廣播設備等應具有防盜報警功能，由于沿江無交流電源提供，泄洪廣播設備電源應采用新能源（太陽能）自供電方式。

通訊要求

(4)須具有七模全網通模塊，具有4GLTE通信功能。

(5)具有文字轉語音功能（字數不少于500 字, 語音播報流暢、支持常用多音字），播報短信重復播放次數可配置1～99 遍，播報短信內容可監控（向平臺或指定號碼回執短信內容）。

(6)支持使用運營商專用物聯網sim卡（13位號卡），sim卡不要語音功能；

(7)支持接收中央控制站和縣級管理平臺發送過來的預警信息并播報。

供電要求

(5)供電方式：設備采用新能源（如太陽能、蓄電池）的供電方式。

(6)設備平時處于低功耗值守狀態，值守功耗不大于0.2W，當收到主機授權控制信號后自動開啟功放電路。

(7)設備電源回路應具有自動充放電功能，并對蓄電池運行情況進行監視。

(8)新能源供電和無線控制方式的系統，須考慮蓄電池電源容量和無線抗干擾問題。從而保證系統正常、穩定的運行。

性能要求

(9)預警范圍：中央控制主站單點覆蓋范圍為半徑200米（空曠）。

(10)系統具有監視、預警和控制反饋功能，能及時報送系統故障和動作情況。

(11)設備機箱應具有防水、避雷功能，防護等級應滿足國際標準要求, 外殼堅固、密閉，并有良好的接地。防護等級：不低于IP55。

(12)具有防雷、短路保護電路；接地端口；具有防潮、防霉、防蟲、防塵等工藝處理。

(13)可支持SIM卡鎖定。

(14)支持實時報告設備的工況，支持平安報，異常報，支持管理平臺遠程設置和查詢參數，支持管理平臺實時發布預警信息。

(15)設備設計應維護方便，太陽能板和警報器應選擇為免維護產品。

外部接口

(5)揚聲器：全向型，聲音傳播均勻，外型美觀。

(6)電源：蓄電池接口，太陽能電池板接口。

(7)天線：LTE天線接口。

設備電源

(5)太陽能電池板:開路電壓:21.5V，工作電壓：18V

(6)蓄電池輸入：12V；

(7)蓄電池充放電次數500次以上；

(8)電池至少可待機3天，連續播放60分鐘以上。

音頻功放

(6)功放輸出功率：100W；

(7)輸出阻抗：4～16Ω；

(8)音頻響應：300～6000 Hz；

(9)失真度：≤1%（f=1kHZ）；

(10)信噪比：≥60dB。

通信模塊（設備內置）

考慮到三大運營商網絡覆蓋分布的不均勻性，要求必須選用7模全網通模塊，同時支持FDD LTE、TDD LTE、WCDMA、CDMA1X、EVDO、GPRS等網絡通信方式，根據現場通信環境選用中國移動、中國電信、中國聯通一家運營商的物聯網卡，所選用通信模塊須具有中國工信部核發的《電信設備進網許可證》。

4、安裝方式

由于現地環境復雜，為了設備更好的運行，采用兩種安裝方式。在居民集中點采用單桿安裝方式；在環境比較惡劣的沿路段采取雙桿式更為牢靠的安裝。

下列為現地工程實例圖片（單桿）：

所有的工作應用成熟的方法來完成，并且符合電站輔助系統控制設備的設計和制造上具有最現代化的實踐經驗。所有的工作應由對有關的專業和職業熟練的工人完成。所有元件應精確地加工到標準規格，以便容易替換和維修。所有的螺栓、螺母、螺釘、鉚釘、螺紋、計量單位或尺寸都應與實用標準一致。為了設備的正確安裝，承包人應提供所有必要的緊固設備和支持裝置。

安裝方式

無線預警廣播站點全部采用單桿安裝方式，主機、電池放在機箱內，采用抱箍方式安裝在立桿上，太陽能板用支架安裝在鍍鋅剛管上面，朝正南方向；無線預警廣播支架使用Φ167mm*4500mm熱鍍鋅鋼管焊接，制作使用2000*2000*1000mm的砼底坐，使用Φ16mm的膨脹螺栓將廣播站支架主體支架固定在基座上面；無線預警廣播安裝需滿足以下要求：

可立桿或利用現有建筑物，高于周圍建筑物不少于1.5米；

固定基座抗風10級；

安裝要符合《水文儀器安全要求》（GB 18523-2001）和《水文儀器基本參數及通用技術條件》（GBT 15966-2007）的相關要求；

布線應規范，符合現行相關標準；

支架材料：熱鍍鋅管；

設備嚴格按照防雷標準安裝；

安裝示意圖如下，

應用案列：

成都眾山科技泄洪預警在四川某村莊設備應用

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