桥梁通航净高信息采集系统方案

项目背景

1.1建设目标
以物联网技术为支撑，通过系统建设达到桥梁通航净高监测自动化监测，减少由于桥梁净高问题、水深问题导致的事故，动态及时准确了解通航净高信息、以及是否符合当前航道等级，保证航道通航安全畅通，为异常情况的决策提供依据。切实加强对航道通航能力，确保通航安全。

1.2建设基本内容
在选定的桥梁通航桥上安设承载有雷达液位计、LED屏、智能遥测终端、供电系统一体化站点，在通航桥梁上安设雷达液位传感器，敷设通信线缆和供电线缆，并将续建监测系统接入既有桥梁净高监测系统以满足整体系统运行需求。

方案设计
1.1系统组成

桥梁通航净高监测系统由监测站、监测平台软件、移动监测平台三个部分组成。如下图所示:
功能架构图

1.2系统流程
1.2.1 站点监测预警流程
监测站点数据采集设备7×24小时不间断采集桥梁净高数据，定时/实时推送到LED屏上，并将数据通过无线网络向云计算中心回传采集到的数据，系统汇集多个监测站点回传的数据，将其存储到数据库和文件系统中。
按照预置的判断规则，平台智能判断各类监测数据是否超出设定的阀值，一旦超出阀值，平台自动生成预警信息，通过手机短信、软件自动弹窗等形式向值班人员发出提示。本地LED屏实时显示通航净高高度。
1.2.2 监测预警系统流程
监测预警系统流程图

1.2.3 应急处置
桥梁通航净高监测中心综合应用平台，已具备应急调度、指挥、处置等能力。桥梁监控中心综合应用平台与桥梁净高监测系统已完成对接，实现超出净高预警机制。
1.2.4 网络通信
桥梁净高监测系统应依靠无线网络实现数据可靠传输，净高数据通过无线网络或传回云计算中心。

1.3系统软件平台
1.3.1 系统总体架构
桥梁净高监测系统的架构基于物联网感知体系，采用“五横两纵”架构，五横指基础设施层、感知层、网络层、数据层和应用层，两纵指运行管理体系和安全保障体系.

1.3.2 网络架构
桥梁通航净高监测系统主要依靠无线网络实现数据可靠传输，桥梁通航净高数据通过无线网络传回云计算中心，可使用无线网络传输。现阶段移动网络的传输速率，完全满足桥梁通航净高数据的传输。
网络架构图

1.3.3 数据采集子系统
数据采集子系统支持分布式集群部署，可以横向扩展，支持毫秒级实时数据采集和海量数据存储。
前端传感器采集到桥梁通航净高后，通过无线网络或有线网络传数据中心，由监测数据接收模块完成各类监测数据的接收，并保存到数据库中。

1.3.4 数据处理子系统
数据处理子系统实现安全的数据查询、数据统计、数据分析功能。平台采用分布式架构。数据的计算和交互在计算节点之间独立完成，提供较高的安全性。

统计：统计模块提供参与计算的各方进行分布式安全查询/统计的能力，同时也满足数据分析人员针对敏感数据进行查询和统计的诉求。

查询：查询支持对数据查询和搜索条件的保护，避免查询和搜索请求造成的数据泄露。

服务监控：监控数据源的数据质量以及数据稳定性，监控数据安全运算结果，帮助用户时刻了解服务状态并确保数据安全。

设备管理：对监测站基础信息进行管理，包括站点编号、站点名称、站点地址、SIM卡号、站点设备、站点经纬度、站点设立日期、周边社区等数据的维护和更新。
对监测站点所处航道净高基本信息进行管理，如历史最高净高、历史最低净高、历史平均最高净高、历史平均最低净高、警戒净高等。
对监测站点所处桥梁发生的历史灾害信息进行管理，包括危急险情总体情况、各监测站点所处桥梁历史上危急情况的发生时间、情况描述等。

预警管理：通过预置的判断规则，平台智能判断桥梁净高、梁底河道流速是否超出设定的阀值，一旦超出阀值自动生成预警信息。