一、項目概述
1.1項目介紹與設計思路
本系統遵循“無人值守”核心理念搭建一體化水文智能感知體系，整體分為上位機軟件平臺、現場設備兩層架構。上位機平臺匯總氣象、水面環境、設備電量等數據，自動判定無人船測流作業時段并下發指令，同時完成對外數據交互；現地層實時采集各測點信息統一上傳，極端工況、通信中斷時可獨立閉環運行。
整套無人船自動測量系統集成自動泊船、自主充電、全自動出航、水文數據自動采集、成果自動輸出、返航回收全流程自動化能力，全程無需人工現場干預。
1.2建設目標
打造全自動無人值守智慧水文站點，搭建流域水文信息共享平臺。平臺整合現場氣象、水環境、船塢控制數據，設備自檢正常后上傳工況與實時監測數據，支持遠程手動操控模式。系統具備故障兜底能力，通信異常、惡劣環境下現場控制器可獨立完成完整測驗流程，全部水文采集、數據處理工作依托信息化手段自動落地。
1.3主要建設內容
站點由智慧控制系統、無人船測量系統、視頻監控系統、氣象監測系統多子系統組成，整體岸邊布設，可按預設周期或平臺指令自主出航測量，作業過程實時回傳監測數據，任務完成自動返航停靠。核心無人船自動測量系統覆蓋六大自動化功能：無人船自動固定鎖緊、自動補電、自主出航作業、水文數據自動采集、測量成果自動生成、作業完成自動回收。
1.4部署方式
船塢固定分為打樁、下錨兩種方案：水深淺、水位波動小區域采用打樁固定；水位變化大區域選用下錨方案，配套船塢定位設備保障穩定停泊，部署方案根據現場水域環境調整。設備供電要求外接220V交流電，總供電功率不低于3500W。
二、技術方案介紹
2.1技術總體方案組成
智慧水文站整體包含智慧控制中樞、無人船測量單元、視頻監視設備、氣象監測站、船塢固定充電裝置、4G/數傳通信模塊、無人船載體七大核心部分，各模塊協同完成環境感知、任務調度、水上測量、數據傳輸全鏈路工作。
2.2無人船自動測量子系統方案
云軟件平臺為站點總控制核心，統籌調度無人船測量、視頻監控全部設備并下發作業指令。自動船塢接收平臺任務，負責無人船解鎖出航、測流作業調度、返航回收、船體固定與自動充電；無人船搭載測深、水質傳感器，接收船塢指令完成水上巡航測量，任務結束自主返航停靠。
2.3子系統數據交互邏輯
船塢控制軟件與云端平臺雙向數據互通，接收平臺定時/遠程人工下發作業指令，分別驅動無人船、測深儀、水質檢測設備開展采集工作，完成測量后將水文監測數據、設備運行狀態統一回傳至軟件平臺，形成完整閉環數據鏈路。
2.4系統標準化作業流程
1）云端平臺下發測量作業指令；
2）船塢接收指令，全設備自檢，確認船體、傳感器、通信、電量狀態正常；
3）解鎖無人船，船只駛出船塢抵達測量起始點位；
4）啟動測深儀、水質傳感器，逐點位開展水文采集；
5）實時校驗測量數據并同步上傳云端，完成點位后自動航行至下一測點；
6）全部測點采集完畢，無人船自動規劃航線返航；
7）船只駛入船塢完成自動鎖緊固定，啟動自動充電；
8）設備上傳本次作業完整報告，單次測量任務結束。
三、無人船系統集成方案
方案提供兩種標準化集成模式，客戶可按需單獨選用或組合使用，實現自有第三方平臺與無人船監控系統深度融合。
（一）數據接口集成（API+MQTT）
適合需深度整合自有數據分析、業務流程的場景，提供兩種主流數據交互協議：
1.RESTful API（HTTP/HTTPS）
第三方平臺主動調用接口按需拉取數據，格式標準化JSON/XML，采用API Key、JWT等加密認證保障數據安全。可查詢船舶實時位置、航速、設備電量、GPS工況，以及水深、水溫、pH、溶解氧、濁度等水質水深數據，支持歷史數據、單船/多船篩選查詢，多用于地圖點位展示、數據看板、閾值告警工單觸發。
2.MQTT發布訂閱協議
低延遲、輕量化推送模式，傳感器數據、船舶狀態實時秒級推送，帶寬占用低，適配水上不穩定通信環境。客戶按需訂閱全部船舶或單船、單一類型監測數據，適合大屏實時軌跡展示、水質參數瞬時預警等高實時性需求場景。
（二）界面嵌入集成
快速復用整套監控前端功能，無需重復開發，依托單點登錄實現無感使用。采用SAML2.0、OIDC身份協議完成跨平臺免登跳轉，支持定制化界面白標改造，隱藏無關功能菜單，僅展示客戶業務所需船舶與監測數據，統一身份管理，操作體驗連貫、數據訪問安全性高。
