DB51/T 2997-2023 四川省水文数据通信传输指南

ICS07.060

CCSA40

DB51

四川省地方标准

DB51/T2997—2023

四川省水文数据通信传输指南

GuidelinesforhydrologicaldatatransmissionofSichuan

2023-02-07发布2023-04-08实施

四川省市场监督管理局发布

DB51/T2997—2023

目次

前言.................................................................................II

引言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4符号及缩略语.......................................................................2

5总体原则...........................................................................3

6通信方式...........................................................................3

7编码规则...........................................................................5

8传输规则...........................................................................7

附录A（资料性）标识符编码..........................................................10

附录B（资料性）报文帧异常类型代码..................................................15

I

DB51/T2997—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由四川省水利厅提出、归口并解释。

本文件起草单位：四川省水文水资源勘测中心、四川省水利科学研究院。

本文件主要起草人：赵国茂、蒋吉发、王正勇、常亮、刘双美、常高松、刘飞、康一彬、李道彬、

宋浩宇、陈涛、杨中凤、卢鑫。

本次为首次发布。

II

DB51/T2997—2023

引言

四川省是水资源大省，自然环境复杂多样，需要全面、及时、准确掌握全省水文特性，水文自动测

报系统已成为水文数据收集的重要技术手段，但全省水文数据的传输还未形成统一的编码，信息格式各

异，不便于信息接收中心站的数据汇集、存储和应用。

为规范我省水文自动测报系统的建设与管理，有效实现信息采集、传输、处理的规范化和标准化，

利于水文自动测报系统的运行维护、平台整合、信息共享，根据水利部和四川省水利厅相关要求，结合

我省实际制定本文件。

本文件在编写时，结合四川现有两层架构水文自动测报系统模式，重点对水文自动测报系统中信息

采集终端的技术要求，以及信息采集终端与信息接收中心平台的通讯协议等建立了相应数据通信传输指

南。

III

DB51/T2997—2023

四川省水文数据通信传输指南

1范围

本文件给出了水文自动测报系统中数据通信传输的总体原则、通信方式、编码规则、传输规则。

本文件适用于四川省范围内纳入水行政主管部门管理的各类水文、水资源自动测报系统的建设与管

理。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T7665-2005传感器通用术语

GB/T19705水文仪器信号与接口

GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T27994-2011水文自动测报系统设备通用技术条件

GB/T41368-2022水文自动测报系统技术规范

GB/T50095-2014水文基本术语和符号标准

SL/T213-2020水利对象分类与编码总则

SL330-2011水情信息编码

3术语和定义

GB/T7665-2005、GB/T41368-2022、GB/T50095-2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

水文要素hydrologicelement

构成某一地点或区域在某一时间的水文情势的主要因素，是描述水文情势的主要物理量，包括各种

水文变量和水文现象，如降水、蒸发、水位、流速、流量、含沙量、水质、水温等。

[来源：GB/T50095-2014，2.3.2]

3.2

水文数据hydrologicdata

各种水文要素的测量、调查、记录及其整理分析成果的总称。

[来源：GB/T50095-2014，5.1.1]

3.3

水文自动测报系统hydrologicdataauto-acquisitionandtransmissionsystem

应用遥测、通信、计算机和网络技术，完成水文要素的自动采集、传输、处理和应用的信息系统。

[来源：GB/T41368-2022，3.1]

3.4

测区surveyingarea

1

DB51/T2997—2023

为满足行业内涉水业务工作需要而进行水文数据采集的区域。

[来源：GB/T41368-2022，3.2]

3.5

遥测站remotetelemetrystation

为收集监测数据而在特定场所设立的，能按照预设指令或响应远程控制指令自动完成数据采集、存

储、处理及传输等功能的设备集合的总称。

[来源：GB/T41368-2022，3.3]

3.6

中心站centerstation

在水文自动测报系统中，负责实时数据收集、处理和发布，并根据需要能对遥测站进行遥控/遥调

的控制中心。

[来源：GB/T41368-2022，3.6有修改]

3.7

传感器transducer/sensor

能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组

成。

[来源：GB/T7665-20053.1.1]

3.8

遥测终端机remoteterminalunit(RTU)

能自动完成水文(水情、水资源)参数的采集、存储、传输和控制的装置，也可称为遥测数传仪、数

据采集器。

[来源：GB/T27994-2011，3.1]

3.9

标识符identifier

指编码中规定表示某种要素或现象的代码，易于计算机和人工识别处理的符号，采用大写英文字母

和数字组合而成，在本文件中具有唯一性。

[来源：SL330-2011，2.0.2有修改]

3.10

系统属主码systemaccidentalcode

用于同一遥测站具有两套以上遥测终端机采用同一站码发送数据，避免在中心站产生混乱而设置的

两位编码。

4符号及缩略语

下列符号及缩略语适用于本文件。

TCP/IP：传输控制协议/网际协议（TransmissionControl/InternetProtocol）

MODBUS：一种工业领域的串行通信协议标准

UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）

BDS：中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem）

NB-IoT：窄带物联网(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT)

3G、4G、5G：分别为第三代、第四代、第五代移动通信技术的简称

LoRa：远距离无线电(LongRangeRadio)

HTTP：超文本传输协议(HypertextTransferProtocol)

2

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HTTPS：安全超文本传输协议(SecureHypertextTransferProtocol)

FTP：文件传输协议（FileTransferProtocol）

PSTN：公用电话交换网(PublicSwitchTelephoneNetwork)

RS-485/422：一种串行通信传输接口的俗称（RecommendedStandard-485/422）

SDI-12：1200波特数字串行接口（SerialDigitalInterface-12）

RS-232C：一种串行通信传输接口的俗称（RecommendedStandard-232C）

MODBUS-RTU：应用于电子控制器上的一种通用协议和工业标准，通过它可以将不同厂商生产的控制

设备连成网络进行集中控制

MODBUS-TCP/IP：将Modbus协议运行在TCP/IP网络上的一种协议

WiFi：Wi-Fi联盟制造商的商标，是一种基于IEEE802.11标准的无线局域网技术

Bluetooth：一种便携式设备短距离、低成本的无线连接技术，使用免申请的2.4G频段，传输速率

432Kbps

ZigBee：一种用于距离短、功耗低、传输速率不高的无线通信技术

MQTT：消息队列遥测传输协议(MessageQueuingTelemetryTransport)

CoAP：受限制的应用协议（TheConstrainedApplicationProtocol），是一种应用层协议，该协

议构建于UDP协议之上

ASCII：信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）

GSM：全球移动通信系统（GlobalSystemforMobilecommunication）

5总体原则

5.1统一性

遥测站至中心站、传感器与遥测终端机之间的数据传输宜采用统一的编码规则和传输规约。

5.2安全性

有信息传输安全要求的系统，宜在统一数据传输规约基础上增加信息加密传输编码或技术措施。

5.3扩展性

本文件结合四川遥测站和中心站的两层逐级上传模式，给出建立水文数据通信传输方式、编码与规

则的指导，监测过程中根据实际情况，按照标识符编码规则扩充本文件附录A中未列出的要素标识符。

5.4可靠性

水文自动测报系统应考虑遥测站、中心站和信道的可靠性。中心站和遥测站之间宜配备传输主、备

用信道。

6通信方式

6.1信道选择

6.1.1根据测区通信资源、系统规模、信息流程、信息交换量等条件和要求，选择合理的通信组网信

道。

6.1.2根据通信信道质量检测的实际情况，宜选择移动通信和BDS。自建短距离信道宜选用超短波、

无线网桥或光纤等。

3

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——采用移动通信信道时：

组网时应分析信号覆盖情况；

传输高清图片、视频等大数据量报文时宜采用4G、5G信道，宜使用HTTP/HTTPS、FTP协

议传输，发送优先级宜低于其他类型监测数据。

——采用BDS通信信道时，根据实际情况确定下列主要指标：

BDS通信终端机的工作体制和工作频度；

工作频段的雨衰特性；

传输速率和时延；

BDS通信卡的等级和服务频度。

——采用有线通信信道时：

采用光纤通信时，应根据建设要求、网络结构、规模容量，制定合理的通信组网方案；

采用PSTN线路时，传输速率应根据实际需要和线路的质量确定。当线路质量好、信噪比高

时，可采用较高的传输速率；

采用有效的防雷、抑制浪涌等措施。

——采用超短波通信信道时，宜选用授权的专用频率，并尽量少占用频点，且需进行无线电路测

试与设计，确定系统通信组网方案。

6.2传输速率

根据不同应用场景，推荐传输速率采用以下指标：

——超短波信道的数据传输速率宜小于1200bps，接口速率选择9600bps；

——采用移动通信信道的数据传输速率(接口速率)宜选择9600bps以上，NB-IoT窄带通信信道的

数据传输速率(接口速率)选用9600bps；

——BDS和光纤通信信道的数据传输速率，宜根据系统数据传输要求以及通信资源本身的传输能力

来确定；

——有图像、视频传输要求的系统宜选用可提供较高通信速率的移动通信或光纤通信等信道，其

传输速率不低于1Mbps。

——串行数字通信的速率宜在1200bps至9600bps之间选择。

6.3通信组网层次

6.3.1遥测站与中心站通信

由信道将遥测站与中心站间联系起来，形成信息传输的星型网络结构，是水文自动测报系统的主干。

宜采用3G、4G、5G、NB-IoT和BDS等通信信道，也可采用短波、超短波、微波、LoRa等自组网方式，部

分条件较好的遥测站也可采用有线网络方式。遥测站与中心站组网示意图如图1所示。

中心站

图中线条说明：

—为有线信道

遥测站遥测站遥测站„为无线信道

图1遥测站与中心站组网示意图

4

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6.3.2传感器与遥测终端机通信

由信道将传感器与遥测终端机联系起来，形成信息传输的星型网络结构，是水文自动测报系统中联

系采集要素的枝干。遥测终端机应选用符合传感器通信方式的组网信道，可根据实际情况选用有线通信

和无线通信。传感器与遥测终端机之间的通信如图2所示：

遥测终端机

（RTU）

图中线条说明：

—为有线信道

传感器传感器传感器

„为无线信道

图2传感器与遥测终端机通信示意图

传感器宜采用RS-485/422、SDI-12等通用总线类或RS-232C通用接口标准，其他类仪器接口参照GB/T

19705。

遥测终端机应满足以下要求：

——具有输入信号接口，可选配输出信号接口；

——输入信号接口用于采集附录A标识符编码中所列要素信息；

——输出信号用于数字量、模拟量和开关量。

传感器与遥测终端机通信协议: