1.項(xiàng)目背景
太湖位于長(zhǎng)江三角洲的南部，正常水位3公尺時(shí)湖面積2,250平方公里，平均水深1.94公尺，蓄水27.2億立方公尺，屬于大型碟狀淺水湖泊。近年來(lái)，太湖地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，太湖長(zhǎng)期沉積的富營(yíng)養(yǎng)底泥與人類活動(dòng)排放入湖的營(yíng)養(yǎng)物相疊加，導(dǎo)致湖泊營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重。然而太湖環(huán)境保護(hù)和治理措施相對(duì)滯后，自上世紀(jì)90年代初以來(lái)，太湖幾乎年年都暴發(fā)不同程度的藍(lán)藻水華，尤其是2007年，太湖出現(xiàn)了大面積藍(lán)藻水華，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。
“十五”期間環(huán)太湖地區(qū)各級(jí)政府雖然在點(diǎn)源、面源控制開(kāi)展了大量工作，但是由于流域的人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，從太湖西北部進(jìn)入太湖的污染物總量仍然逐年升高，太湖水質(zhì)尚未得到根本改善。針對(duì)太湖水質(zhì)情況，北京金控自動(dòng)化技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)了一套水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)以及水華預(yù)測(cè)的系統(tǒng)，搭建在太湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)船只上，實(shí)時(shí)監(jiān)控水質(zhì)參數(shù)信息，評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)水華發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前預(yù)報(bào)水華的爆發(fā)，有效地監(jiān)控全湖的水質(zhì)情況。
2.項(xiàng)目概述
水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)以及水華預(yù)測(cè)系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面：現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、3G無(wú)線信道傳輸、上位監(jiān)測(cè)中心，其總體框架見(jiàn)鏈接。
現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集
本系統(tǒng)是以防治太湖水華爆發(fā)為目的搭建的，因此水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋了總磷(TP)、總氮(TN)、pH、溶解氧（DO）、葉綠素a(Chla)、透明度(SD)、水溫、水色、地理位置等水華預(yù)警中的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，傳感器類型各不相同，監(jiān)測(cè)方式各異，根據(jù)其特點(diǎn)將傳感器布置到優(yōu)化設(shè)計(jì)的方位，以使監(jiān)測(cè)更加有效可靠。各類儀表和傳感器通過(guò)電纜連接到數(shù)據(jù)采集處理終端，經(jīng)過(guò)分析和處理獲得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的數(shù)據(jù)。
3G無(wú)線信道傳輸
3G網(wǎng)絡(luò)采用寬帶射頻信道，支持高速率業(yè)務(wù)，采用自適應(yīng)天線及軟件無(wú)線電技術(shù)，可以進(jìn)行發(fā)信波束賦形，自適應(yīng)地調(diào)整功率，減小系統(tǒng)自干擾，提高接收靈敏度，增大系統(tǒng)容量，其軟件無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用在基站及終端產(chǎn)品中，對(duì)提高系統(tǒng)靈活性、降低成本具有至關(guān)重要的作用。現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)信息終端儀表通過(guò)3G無(wú)線信道傳輸，解決了儀表安放位置和布線的限制問(wèn)題，能夠?qū)⒋罅康默F(xiàn)場(chǎng)信息高速傳輸?shù)缴衔粰z測(cè)中心，具有高度的先進(jìn)性和環(huán)境適應(yīng)性。
上位監(jiān)測(cè)中心
通過(guò)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸上來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)信息數(shù)據(jù)，按照時(shí)間以傳感器儀表的編號(hào)名稱依次存儲(chǔ)到SQL數(shù)據(jù)庫(kù)里。系統(tǒng)結(jié)合GPS定位，以GIS地理信息技術(shù)為主體，對(duì)船只的實(shí)時(shí)狀態(tài)和跟蹤狀態(tài)進(jìn)行顯示。通過(guò)歷史路徑查詢可以將船只所走的路線按天的形式在GIS圖上顯示，雙擊即可獲得該移動(dòng)點(diǎn)處水質(zhì)信息的情況，對(duì)不同移動(dòng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息以折線圖的形式比較顯示。除了實(shí)時(shí)狀態(tài)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢外，系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)水體的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)和水華預(yù)測(cè)，對(duì)太湖水華進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。
3.項(xiàng)目運(yùn)行界面展示
系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面
歷史數(shù)據(jù)查詢界面 歷史站點(diǎn)對(duì)比數(shù)據(jù) 水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)界面水華預(yù)測(cè)界面
4.應(yīng)用效果
該系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確的完成太湖水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集和無(wú)線傳輸，使檢測(cè)人員能夠?qū)崟r(shí)查看船體行駛航線以及相應(yīng)航路上的水質(zhì)信息，還能夠查詢歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行后期的處理。提供美觀友好的監(jiān)控畫(huà)面，方便有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)檢查和監(jiān)視；對(duì)水體進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常即自動(dòng)報(bào)警。該系統(tǒng)集流動(dòng)監(jiān)測(cè)、水上預(yù)測(cè)和快速預(yù)警等功能于一體，擴(kuò)寬了太湖水域水質(zhì)監(jiān)測(cè)的范圍，能夠在船只巡邏的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的監(jiān)控，觀測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化的變化狀態(tài)，具有相當(dāng)完善的水華監(jiān)控預(yù)警體系，自動(dòng)化程度達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。
