フロリダ: リアルタイム水資源監視 水資源の監視を支援するリアルタイムツール

資源管理局の目標は、セントジョンズ川水管理地区 (SJRWMD) とフロリダ州の人々の利益のために、水資源の持続可能な利用と保護を確保することです。同局には、地下水プログラム、水文データ サービス (HDS)、許可データ サービス (PDS)、資源管理サポートと環境管理、給水計画、水利用規制の 6 つの部門があります。

HDS は、水利用計画と管理、環境保護と修復、洪水制御の目的で使用される水文学的データと気象学的データを収集、処理、管理、配布しています。この部門は、地区全体で 1,000 を超える監視ステーションを運用および管理しています。また、相互合意に基づいて郡および市当局が収集したデータ、または地区との契約に基づいて米国地質調査所が収集した約 200 の追加サイトからのデータも処理しています。

毎年、HDS スタッフによって 700 万件を超える測定データが収集、検証、処理、保存されています。データは、要求に応じて地区スタッフおよび一般の人々に配布されます。HDS は、地区の水文状況レポートもまとめており、毎月地区の Web サイトに掲載されます。

SJRWMD は、ベースライン データ、水管理、洪水制御の対応と警告のために降雨量と水位を監視するために、Campbell Scientific の機器を使用してデータ収集ネットワークを構築しました。このネットワークでは、中央 Hydstra データベースにデータを取得する 4 つのベース ステーションによって照会される 370 台を超える Campbell Scientific データロガーを使用しています。

この地区には 3 つの UHF 認可周波数があります。パラトカ地区本部には 2 つの RF 基地局があります。各基地局は独自の周波数を使用しており、合計 208 の局をポーリングしています。残りの局をポーリングするために、アポプカ (68 か所) とパーム ベイ (98 か所) にリモート基地局があります。

Campbell Scientific は、1990 年代初頭から、高データ スループットを必要とするネットワーク向けに、ブロードキャスト TDMA (Time Domain Multiple Access) 技術を採用してきました。RF 帯域幅は厳密に制御され、多数のデータロガーからデータをできるだけ効率的に移動できるように最適化されています。この方法により、スタンドアロン リピーターが実現できるほか、データロガー測定サイトがリピーターとして機能することも可能になります。

このテクノロジーは、正確なタイムスタンプ付きデータの測定、保存、および送信に重点を置いています。LoggerNet ソフトウェアは、最優先事項としてリアルタイム データを迅速に収集しますが、非アクティブ期間中は、未処理のタイムスタンプ付き履歴データを収集して、データの「穴」を埋めることができます。さらに、新しいプログラムのダウンロード、データロガーへのオペレーティング システムのダウンロード、クロックの同期、設定の変更などのメンテナンス機能は、非アクティブ期間中に実行されます。 

データはクライアント/サーバー構成で転送されます。各ポーリング間隔で、RF ベース ステーション (クライアント無線) は、リピーターを使用せずにアクセスできるすべてのデータ ロガー (サーバー) にメッセージをブロードキャストします。ブロードキャストを受信すると、各データ ロガーは事前に定義された時間にデータを送信します。時間枠は 1 秒未満にすることができます。サイトがリピーター経由でアクセスされると、リピーターはリモートにブロードキャストを送信し、リモートは事前に定義された時間にデータで応答します。データはパケットに格納され、RF ベース ステーションのサーバーに送信されます。リピーターの数は任意です。セント ジョンズのサイトは、ネットワーク内で最大 4 階層まで存在します。

SJRWMD は、2004 年の夏のハリケーン シーズン中のネットワーク パフォーマンスに満足しています。RF システムは完璧に動作しました。イントラネット プロバイダーに問題があり、2 つのリモート LoggerNet-RF ベース ステーションへのリンクが失われました。CR510 とデジタル携帯電話を使用して、最も重要な 16 のサイトに冗長性が設計され、データへの冗長アクセスが提供されています。

当初の契約では、Campbell Scientific が最初の 20 のサイトを設置して技術を実証する必要がありました。トレーニングの後、地区は残りのサイトを設置しました。2006 年には、さらに 100 の RF テレメトリ サイトが計画されています。