
一、四要素自动气象站,六要素自动气象站采用IP65防护等X的防雨设计,各个传感器具有快速反应和长期在恶劣环境下工作的特点,测量精度高,存储容量大,可连续监测,性能稳定,可靠性高,免维护。
.多功能自动气象站软件操作简单,性能可靠,全程跟踪记录,功耗小,记录时间长,具有断电数据自动存储保护功能。
二、四要素自动气象站,六要素自动气象站详细技术要求
按照《气象X技术装备使用许可证管理办法》(中国气象局X14号局长令)的要求,气象观测装备将选用具备中国气象局气象装备使用许可证或中国气象局招标确定的设备供应商的产品,确保仪器设备性能和稳定性,保证探测资料的准确性。
1. 自动气象站的主要功能要求
(1)自动采集和预处理: 自动采集各气象要素数据,对采集数据进行预处理和相关统计,形成逐分钟的观测数据值并存储;
(2)智能化管理存储器:自动管理采集器内置存储器,具有内存自动清除、循环管理、采集时间记忆、未测和缺测标记等功能;
(3)自动上传监测数据:能自动定时(每1分钟、10分钟、30分钟或每小时)上传数据资料;
(4)设置自动上传时间间隔:可设置成每1、10、30、60分钟自动上传当前的逐分钟数据,或设置成每小时自动上传当前小时的逐分钟数据,并反馈设置结果;
(5)遗漏资料补传:可补传采集器中存储的能见度资料,按1分钟、10分钟、30分钟或小时长度上传存储的历史记录;
(6)时钟校准:由监控中心软件下传日期和时间值对监测站的采集器进行日期和时间校准,并反馈校准信息。
(7)监测站工作状态监测:实时(每分钟)或每小时上传一次监测站工作状态参数集,包括:太阳能供电状态、蓄电池工作电压、无线通讯在线状态、能见度传感器工作状态参数等,并随时接收监控中心下达的指令上传监测站当前工作状态参数集。
(8)监测站安全报警监测:实时(每分钟)或每小时上传一次监测站安全状态参数集,并随时接收监控中心下达的指令上传监测站当前安全状态参数集。
2.自动气象站的主要技术指标要求
(1)存储容量:要求可连续存储31天的X新采集的逐分钟各要素资料及逐时气象站工作状态集资料。
(2)通讯方式:GPRS或GSM
(3)通讯接口:RS232/485
(4)供电方式:太阳能供电,预留AC220V供电接入功能,配备蓄电池,一次充电完成可保障连续供电≥14天。蓄电池配置自动充放电控制管理器。
(5)采样周期:1分钟多次采样经统计得到1分钟的各气象要素值。
(6)时钟准确度:月累计误差<30秒
(7)工作环境温度:-20~+65℃
3.自动气象站传感器及探测指标要求:
要 素 | 采样频率 | 计算方法 |
能见度 | 4~6次/分钟 | 去掉1个X大值和1个X小值,以剩下的计算本分钟算术平均值。 |
气 温 | 6次/分钟 | 去掉1个X大值和1个X小值,以剩下4个计算每分钟算术平均。 |
湿 度 | ||
风 速 | 1次/秒 | 以1s为步长求3s滑动平均值;以1s为步长计算每分钟的1min、2min算术平均;以1分钟为步长(取1min平均值)计算每分钟的10min滑动平均。 每分钟内3s极值(极大风速)及对应风向。 |
风 向 | 1次/秒 | 以1s为步长求3s滑动平均值; 以1分钟为步长求2分钟滑动平均值; 以1分钟为步长计算10分钟滑动平均。 |
降水量 | 开关信号触发计数 | 触发1次,雨量0.1毫米,每分钟累计值 |
能见度传感器探测指标
采用前向散射原理,前向散射角为30°~40°,镜筒结构为向下倾斜,以防止积尘、积水。
测量范围:10~50000m;
测量精度: ±10%(≤10km);±20%(>10km);
分辨率: 1m;
可对大气能见度进行连续监测;
直流供电:12V;功耗:<12W;
能见度传感器能对自身的12V直流电源、接收器温度等进行监测;
在接收光路上具有遮光或消光结构,避免车灯、太阳光等直接和间接杂散光干扰;
RS232输出,ASCII格式。
风向传感器
测量范围 0~360°
X度 ±5°
分辨率 3°
响应灵敏度 0.5 m/s(风向标偏转30度时)
输出 7位格雷码
抗风强度 75m/s
工作电压 直流12V
使用环境 温度 -40℃~60℃
湿度 0~100% RH
重量 小于或等于1.8Kg
X大外形尺寸 550mm ×415mm
安装高度10米;
风速传感器
测量范围 0.3m/s~60m/s
分辨率 0.05m/s
启动风速 ≤0.3 m/s
测量允许误差±0.3m/s(风速≤10m/s时)
±(0.03V)m/s(风速>10m/s时)
抗风强度 75m/s
输出信号 频率 0~1254Hz
工作电压 直流 12V-15V
使用环境 温度 -40 oC~+60 ℃
湿度 0%-100% RH
重量 小于或等于1Kg
X大外形尺寸 &divpty;319mm×226mm;
遥测雨量传感器
承水口径 &divpty;200mm
测量降水强度 4mm/min以内
测量X小分度 0.1mm降水量
X大允许误差 ±0.4mm(≤10mm)
相对湿度传感器:
测量范围 0.8%~100%RH
输出 0%~100%RH,对应0~1V DC。
精度(+20℃) ±2%RH(0%~90%RH)
±3%RH(90%~100%RH)
稳定性 X于1%每年
温度特性 ±0.05%RH/℃
响应时间 (90%,+20℃): 15s
空气温度传感器:
测量范围 -40~+60 ℃
输出 四线制电阻值
元件类型 Pt100
整体:
供电 7~35VD
功耗 <4mA
输出负载 >10KΩ
4. 四要素、六要素自动气象站要求
四要素自动气象站系统组成包括:风向风速传感器、雨量传感器、温度传感器、采集器、风杆、百叶箱、供电、防雷、通讯及安装设备的场地建设,并提供接收监控软件。传感器要求参照“3. 自动气象站传感器及探测指标要求”。
六要素自动气象站系统组成包括:能见度传感器、风向风速传感器、雨量传感器、温湿度传感器、采集器、风杆、百叶箱、供电、防雷、通讯及安装设备的场地建设,并提供接收监控软件。传感器要求参照“3. 自动气象站传感器及探测指标要求”。
风杆:采用铝合金材质10米风杆。
百叶箱:采用玻璃钢材质百叶箱,需取得中国气象局装备使用许可证。
采集控制功能:自动采集和预处理:自动采集能见度、温度、湿度、雨量、风向和风速等气象要素,对采集的数据进行预处理和算法处理,对采集数据进行相关统计形成逐分钟的值并定位存储在观测站存储器内;存储器可保存31天采集到的逐分气象数据;接收中心站系统控制下达指令,对观测站的日期和时间进行校准,并反馈和验证校准信息,确保观测站的时钟的准确,要求月累计误差<30s;接收中心站指令,可补传观测站中存储的某一时间段(如1min、5min、10min、1h等)历史气象(温度、湿度、雨量、风向、风速和能见度)数据。
供电方式:自动气象站采用太阳能供电方式,太阳能供电要求在连续阴雨天至少维持系统正常工作14天。
防雷措施:四要素自动气象站,六要素自动气象站需具备良好的防雷功能,包括防护直击雷和感应雷。基础预制过程中建有防雷接地系统,防雷接地体使用的主钢筋与钢筋笼子相连接。为防止基础防雷接地体达不到防雷规范要求,在基础侧面预留防雷接地使用的接口,便于外接其它接地装置。防雷接地系统要达到X防雷规范的要求。接地系统要符合X防雷规范,接地电阻≤4Ω。
监测站同步安装有避雷针,同时要求避雷针的制作材料、直径、接闪器材料、固定连接装置、引下线和接地等都能达到相关防雷的技术规范要求。避雷针固定安装在监测站主杆上,用连接件牢固,与监测站主杆和支架之间呈绝缘状态,并通过防雷引下线方式从主杆内连接到防雷接地系统。在机箱内安装有防雷单元,主要解决机箱内部电器对感应雷的防护问题。
根据下列文件中的条款,本项目中六要素自动气象站的防雷结构如图所示。在观测站安装完毕后,在距地面高度2.5米以内不能从外部看到裸露的电源或信号线缆。防雷接地线可靠接入接地网,接地电阻一般不大于4Ω。防雷接地网为40mm热镀锌扁铁,埋入深度不少于50cm,沿围栏布设。接地桩用50*50mm,1.5m长的角铁埋入地下,并用扁铁同接地网焊接相连。接地扁铁末端需具有Ø10mm口径接线孔。
GB50057—1994 建筑物防雷设计规范(2000年版)
QX/T 1—2000 II型自动气象站
QX 3—2000 气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范
QX 30—2000 自动气象站场室防雷技术规范
QX 4-2000 气象台(站)防雷技术规范
通讯:采用GPRS或CDMA通讯方式,确保数据传输的保密性和可靠性;GPRS模块支持标准通信协议:TCP/IP(版本4.0)、PPP、UDP;用户接口为标准RS-232串口,三线(TXD、RXD、GND)连接;自动监测联网状态,掉线后1分钟内自动重拨上网;用户接口速率为1200、2400、4800、9600任选;采用防盗天线。为确保四要素、六要素、单能见度自动气象站数据传输的正常运行,无线报文传输编报格式须符合《安徽省气象气象站数据无线传输方案及通讯协议》要求。
安装设备的场地建设要求:要求按照图纸施工(具体图纸随招标文件提供),水泥标号500以上,围栏使用塑钢材质,高度1.2米,间隙10厘米,美观大方。
5. 单能见度监测站
单能见度的组成包括:能见度传感器、采集器、供电、防雷、通讯等部件并提供接收监控软件。能见度传感器探测指标参照“3. 自动气象站传感器及探测指标要求”。
设备可对大气能见度进行连续监测直流供电:12V;功耗:<12W;能见度传感器能对自身的12V直流电源、接收器温度等进行监测;在接收光路上具有遮光或消光结构,避免车灯、太阳光等直接和间接杂散光干扰;RS232输出,ASCII格式。
采集控制功能
自动采集和预处理:自动采集能见度气象要素,对采集的数据进行预处理和算法处理,对采集数据进行相关统计形成逐分钟的值并定位存储在本站存储器内;
存储器可保存31天采集到的逐分钟能见度的数据;
时钟校准:接收中心站系统控制下达指令,对本站的日期和时间进行校准,并反馈和验证校准信息,确保本站的时钟的准确,要求月累计误差<30s;
遗漏资料补传:接收中心站指令,可补传本站中存储的某一时间段(如1min、5min、10min、1h等)历史能见度数据。
太阳能供电功能,太阳能供电要求在连续阴雨天下至少维持系统正常工作14天。
具有电源、通讯防雷装置,安装时应良好接地,接地电阻小于4Ω;
立杆顶部应具有避雷针,基础底部应有接地装置。
采用GPRS/CDMA通讯方式,支持标准通信协议:TCP/IP(版本4.0)、PPP、UDP;
用户接口为标准RS-232串口,三线(TXD、RXD、GND)连接;
自动监测联网状态,掉线后1分钟内自动重拨上网;
用户接口速率为1200、2400、4800、9600任选;
采用防盗天线。
能见度安装高度为采样区距离地面3±0.2m;
避雷针安装距离地面高度4.75±0.25m;
防盗要求:观测站的结构设计必需达到野外设备的使用要求,采用常规工具不能拆除设备,因此各部件之间的连接需要达到牢固、防盗的要求。
在观测站安装完毕后,在距离地面高度2.5米以内不能从外部看到裸露的电源或信号线缆。
6.大气电场仪
探测范围:±50 KV/m
探测距离(R):0~15km
灵敏度:10V/m
线性度:<1%
测量误差:<5%
工作电源 :DC 12V
功耗:≤6W
供电方式:太阳能供电,预留市电供电接口
响应时间:<1s
预警时效:>0.5h
数据接口:RS232,默认9600波特率,可通过命令修改
数据输出:秒数据/分钟数据/分钟平均值/状态信息
电机转速稳定度:<1%
通信方式:无线GPRS/CDMA传输
传感器高度:1.5米
设备可靠性和可维护性:
连续工作时间(常年开机)≥7×24h
平均故障间隔时间(MTBF)≥8000h
平均修复时间(MTTR)≤0.5h
环境适应性:
工作环境温度:-40℃~+60℃
相对湿度:10%~100%
存储环境温度:-50℃~+60℃
抗降水:≤300mm/h,正常工作
抗风:风速≤30m/s,正常工作
防尘防水:IP65
7.监测站外观结构要求
温度、湿度传感器:安装在百叶箱或通风遮阳防护罩内。
机箱要求为不锈钢材质,配有防水及遮阳罩,具有散热、密封、防尘等功能。
进出机箱的所有电源线、信号线等必须从机箱背面直接进入立杆金属管内,接口密封良好,达到防水、防尘的要求。
机箱须装有锁定装置,配有防盗锁具,具有防盗、防破坏能力。
机箱要求悬挂在主支撑杆上,从机箱内部用紧固螺栓与立杆固定,实现安全防盗。
监测站支架由主立杆、传感器等支架组合、基座和连接件组成,材质主要为不锈钢、镀锌钢材。
太阳能板支架安装在主立杆上,方向可调节。
主杆、支架及连接件具备防拆卸、移动等安全保护要求。
主杆及支架组合整体的外部均采用喷涂处理。
三、四要素自动气象站,六要素自动气象站管理监控中心平台要求
数据采集:
平台软件可接收各监测站通过GPRS/CDMA信号上传的实时监测数据,也可下达指令请求监测站上传某时间段的监测资料、校准日期和时间等,可接收和查询各监测站的工作状态信息和安全监测信息,如机箱内环境温度、传感器工作状态、供电状态、安全报警信息等。
跨平台信息传递:
与省X气象信息平台、环保部门平台数据实现无缝对接与交换,同时能与公*安、交通、消防等部门实现数据共享和联动。
设备信息可视化管理:
管理监控中心平台软件采用GIS地图对所有的气象观测站进行可视化管理,即可设置和查询各个监测站的站名、区站号、DTU号码、经纬度、海拔高度、无线通信在线登录状态、当前工作状态、设备维护记录等,能够全面反映监测站数据上传或监控中心指令下达的工作全过程。
实时报警与报警信息发布:
对安装点位路段恶劣天气情况采用红、橙、蓝三X实时报警,并提供短信报警、声音报警等多种方式预警预报恶劣天气状况。并通过广播、电台、互联网、可变情报板进行发布。
数据存储:
采用数据库存储方式,为保证数据的可靠性,数据库要求定时备份,备份时间间隔可设定,数据保存周期一年以上。数据平台包括监测信息采集传输系统、实时资料数据库系统、预警作业与服务系统等。数据库设计时需考虑后期数据增量,方便扩充、维护。
数据交换接口:
平台软件可以按时间、设备类型、地理位置等条件,按照气象数据通用格式(如新长Z文件格式)导出各种气象数据,并可导入已有站点历史数据进入数据库。
数据管理:
能以X时间单位分段显示实时和历史观测数据曲线,包括饼图、折线图、柱形图。并可按要求显示选定数据中不同要素的极值、平均值、变化周期、变化趋势等。
设备状态异常报警:
前端设备出现网络异常、供电异常、故障、偷盗、数据到报异常等,平台软件能实时自动报警,并显示报警信息。在值班员处理后,报警方可关闭。报警信息需记录在日志中,以备查阅。
系统管理:
平台软件系统管理功能主要包括:权限管理、校时管理、用户信息管理、密码管理等。