河道采砂实时监测系统设计与实现

《河道采砂实时监测系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、人民珠江2014年第6期·PEAＲLＲIVEＲdoi:10.3969/j.issn.1001-9235.2014.06.042河道采砂实时监测系统设计与实现高月明1，2，黄志旺1，文涛1，2(1．珠江水利科学研究院，广东广州510610;2．广东华南水电高新技术开发有限公司，广东广州510610)摘要:从河道采砂监管技术和管理业务的角度出发，以可采区和采砂船的监控管理为重点，结合采砂业务管理，设计并实现了一套集信息采集传输、存储和应用分析为一体的河道采砂实时监控系统。关键词:河道采砂;实时监测;信息;系统中图分类号:TV85;C931．6文献标识

2、码:B文章编号:1001-9235(2014)06-0146-04随着经济社会快速发展、城市化进程快速推进和水土保持工程的陆续实施，河道砂石资源的供需矛盾日益突出［1］。而河道采砂的违法收益与违法成本差距巨大，在暴利的驱使下，一些不法之徒趋之若鹜［1］。河道采砂，不仅关系河势稳定和防洪、通航安全，而且关系沿江各地的社会治安稳定［2］。目前由于河道采砂管理技术手段不足，管理人力缺乏、地方利益等问题致使采砂现场缺乏管理，采砂量和采砂范围难以控制，采砂现状管理难以满足新形势和新制度的要求。采用新的技术手段是河道采砂管理发展的必然趋势。1河道采砂实时监测

3、研究现状水上违规采砂作业具有流动性大和隐蔽性强的特点。目前对采砂监控的手段主要有以下几种:①执法船、执法车的流动监测;②位于岸上的视频监测［3］，包括可采区和禁采区的视频监测，但由于视频监测的监测范围有限，建设受网络条件限制，建设投资及运行成本较高，因此目前只用于重点河段的辅助监测;③装在船上的视频监测［4－5］，可安装在取得许可证的采砂船、执法船上，作为实时监测和执法取证的辅助手段;④激光雷达与脉冲雷达监测［6－7］，用于全天候大范围的江面监测，主要用于探测江面静止目标(或船只)，需要开发分析处理软件。虽然部分省市、流域已率先开展了各种监测手段

4、的研究及试点工作，但整体来看，采砂管理信息化程度不高，现代化的监管体系还未建立，还没有一套成熟的、较完善的系统服务于河道采砂的监测，给采砂的科学管理和决策带来了困难［8］。为了科学有效地进行河道采砂的管理，本文从河道采砂监管技术和管理业务的角度出发，以可采区和采砂船的监控管理为重点，结合采砂业务管理，提出一套集信息采集传输、存储和应用分析为一体的河道采砂实时监控系统。2监测系统的总体设计根据河道采砂实时监测系统的建设目标和业务需求，系统分为3个逻辑层:信息采集层、数据存储层及系统应用层，系统总体结构见图1。a)系统采集层:通过对禁采区的视频监控

5、、可采区采砂船的状态监控、水政执法船的移动监控以及定期水下地形探测等手段，确认禁采区无采砂船非法作业，采砂船在许可的范围内正常运营，达到限区、限时、限量等“三限”管理。b)数据存储层:主要用于存储系统应用层所需的数据，其中包括来自信息采集层的实时监管数据，也包括来自办公流程、规划计划及其他途径的采砂业务数据和采砂管理数据，还包括空间数据库。c)系统应用层:应用层是系统的核心。它提供各种信息处理、查询、分析和管理等功能，满足河道采砂实时监控系统各环节的多种信息需求和分析功能，为河道采砂管理工作提供决策支持。图1河道采砂实时监测系统总体架构收稿日期:

6、2014-07-16作者简介:高月明，女，山东德州人，主要从事水利信息化工作。3信息采集在河道采砂实时监控系统中，按照监测目的，实时信息采集可分为三大类:采砂船状态监控，违法船探测和水下地形探测。3.1采砂船状态监控通过在已取得采砂许可证的采砂船上安装采砂监控设备实现“限区、限时、限量”的监控并在超限采砂时进行警报提醒。采砂监控设备包括振动传感器、摄像头、报警器、GPS定位系统、无线传输模块、电源电路及智能主控机构成。该设备的主要功能是将采砂船现场图像、采砂船的定位位置、采砂实时状况及紧急报警等信息实时地传输到管理服务器，经过数据的分析处理反馈实

7、现采砂范围及采砂量的有效监控，具体如下:限时采砂———电子震动感应器通过GPＲS传回震动频率，当震动频率大于采砂船采砂时的工作频率，则认为是采砂船正在采砂。如果是夜晚采砂，则违反了限时采砂政策。限区采砂———GPS定位仪确定经纬度，通过GPＲS传回采砂船当前的位置，可清晰地在电子地图上看到采砂船的运行轨迹，对照可采区的地图范围，从而判断出采砂船是否越界采砂。限量采砂———通过GPＲS传回震动频率可判断出采砂船的当前采砂状态(是或否)，把采砂状态标志为“是”的记录对应的时间值累加起来，就是总采砂时间，通过“采砂时间×采砂功率”获得采砂船的总采砂量。

8、由此对照可采区限定的采砂量就可以判断出采砂船是否超量采砂。3.2违法船只探测河道采砂管理中需要监控的对象除了已经取得采砂许可证的合法船只