一、项目概述
1.1项目介绍与设计思路
本系统遵循“无人值守”核心理念搭建一体化水文智能感知体系，整体分为上位机软件平台、现场设备两层架构。上位机平台汇总气象、水面环境、设备电量等数据，自动判定无人船测流作业时段并下发指令，同时完成对外数据交互；现地层实时采集各测点信息统一上传，极端工况、通信中断时可独立闭环运行。
整套无人船自动测量系统集成自动泊船、自主充电、全自动出航、水文数据自动采集、成果自动输出、返航回收全流程自动化能力，全程无需人工现场干预。
1.2建设目标
打造全自动无人值守智慧水文站点，搭建流域水文信息共享平台。平台整合现场气象、水环境、船坞控制数据，设备自检正常后上传工况与实时监测数据，支持远程手动操控模式。系统具备故障兜底能力，通信异常、恶劣环境下现场控制器可独立完成完整测验流程，全部水文采集、数据处理工作依托信息化手段自动落地。
1.3主要建设内容
站点由智慧控制系统、无人船测量系统、视频监控系统、气象监测系统多子系统组成，整体岸边布设，可按预设周期或平台指令自主出航测量，作业过程实时回传监测数据，任务完成自动返航停靠。核心无人船自动测量系统覆盖六大自动化功能：无人船自动固定锁紧、自动补电、自主出航作业、水文数据自动采集、测量成果自动生成、作业完成自动回收。
1.4部署方式
船坞固定分为打桩、下锚两种方案：水深浅、水位波动小区域采用打桩固定；水位变化大区域选用下锚方案，配套船坞定位设备保障稳定停泊，部署方案根据现场水域环境调整。设备供电要求外接220V交流电，总供电功率不低于3500W。
二、技术方案介绍
2.1技术总体方案组成
智慧水文站整体包含智慧控制中枢、无人船测量单元、视频监视设备、气象监测站、船坞固定充电装置、4G/数传通信模块、无人船载体七大核心部分，各模块协同完成环境感知、任务调度、水上测量、数据传输全链路工作。
2.2无人船自动测量子系统方案
云软件平台为站点总控制核心，统筹调度无人船测量、视频监控全部设备并下发作业指令。自动船坞接收平台任务，负责无人船解锁出航、测流作业调度、返航回收、船体固定与自动充电；无人船搭载测深、水质传感器，接收船坞指令完成水上巡航测量，任务结束自主返航停靠。
2.3子系统数据交互逻辑
船坞控制软件与云端平台双向数据互通，接收平台定时/远程人工下发作业指令，分别驱动无人船、测深仪、水质检测设备开展采集工作，完成测量后将水文监测数据、设备运行状态统一回传至软件平台，形成完整闭环数据链路。
2.4系统标准化作业流程
1）云端平台下发测量作业指令；
2）船坞接收指令，全设备自检，确认船体、传感器、通信、电量状态正常；
3）解锁无人船，船只驶出船坞抵达测量起始点位；
4）启动测深仪、水质传感器，逐点位开展水文采集；
5）实时校验测量数据并同步上传云端，完成点位后自动航行至下一测点；
6）全部测点采集完毕，无人船自动规划航线返航；
7）船只驶入船坞完成自动锁紧固定，启动自动充电；
8）设备上传本次作业完整报告，单次测量任务结束。
三、无人船系统集成方案
方案提供两种标准化集成模式，客户可按需单独选用或组合使用，实现自有第三方平台与无人船监控系统深度融合。
（一）数据接口集成（API+MQTT）
适合需深度整合自有数据分析、业务流程的场景，提供两种主流数据交互协议：
1.RESTful API（HTTP/HTTPS）
第三方平台主动调用接口按需拉取数据，格式标准化JSON/XML，采用API Key、JWT等加密认证保障数据安全。可查询船舶实时位置、航速、设备电量、GPS工况，以及水深、水温、pH、溶解氧、浊度等水质水深数据，支持历史数据、单船/多船筛选查询，多用于地图点位展示、数据看板、阈值告警工单触发。
2.MQTT发布订阅协议
低延迟、轻量化推送模式，传感器数据、船舶状态实时秒级推送，带宽占用低，适配水上不稳定通信环境。客户按需订阅全部船舶或单船、单一类型监测数据，适合大屏实时轨迹展示、水质参数瞬时预警等高实时性需求场景。
（二）界面嵌入集成
快速复用整套监控前端功能，无需重复开发，依托单点登录实现无感使用。采用SAML2.0、OIDC身份协议完成跨平台免登跳转，支持定制化界面白标改造，隐藏无关功能菜单，仅展示客户业务所需船舶与监测数据，统一身份管理，操作体验连贯、数据访问安全性高。
