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水文测验中智能测控技术的应用研究蔡奇

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：蔡奇

[导读] 摘要：水利水电工程建设容易使水文性质发生变化和水文观测设备受损，不能保证观测数据的精准性，进而增加水文检测工作的难度，也不能确保水文测验工作顺利开展。

        天津市水文水资源管理中心天津 300060
        摘要：水利水电工程建设容易使水文性质发生变化和水文观测设备受损，不能保证观测数据的精准性，进而增加水文检测工作的难度，也不能确保水文测验工作顺利开展。水文测验工作在防汛抗旱、水利工程建设管理、水利规划等方面发挥了重要的积极作用。而科学技术的不断发展推动了智能测控技术的发展和应用，一定程度上解决了当下水文检测过程中所遇到的难题，从而提高了水文检测数据的准确性。本文对此展开了分析。
        关键词：智能测控技术；水文测验；水利工程
        1智能测控技术概述
        这主要分为泥沙测定系统和缆道流量测量系统，具有较高的智能化，并通过结合监控、变频、网络传输等技术来对流域水流量的速度进行有效的检测。对于智能测控技术而言，其主要是利用计算机、网络、无线通信、GPS测量等当代先进的高科技设备来进行测量辅助工作。需要在精确的时间段内对整个待检测流域的资料和状况进行监测，从而使得相关人员对流域的水文状况有更加精确的了解。对于这种技术而言，其一般分为手动和自动两种方式，但是在进行自动方式的同时一般都需要采取手动的方式来进行管理控制，以此来弥补自动监控中存在的问题。自动测量手段是利用智能化设备和系统来观察流域的水文情况。
        2水利水电工程建设对水文测验工作的影响
        2.1影响水文测验数据信息
        水文测验工作要求数据必须与自然地区原始状态相符，保证原始信息的精准性，这样才可以保证水文测验信息质量。然而在水利水电工程建设中为了可以获得显著效果，人们人为地使河道流量发生变化，在该情况下水文测验获得的数据就不具备原始性，进而导致水文监测质量受到不利影响。水利水电工程建设容易影响流量及水位，造成水文测验工作人员难以找到最佳的检测时间，降低检测工作水平。同时，水利水电工程建设难免有各种水文工程，很有可能导致水文站区域有更多的含沙量，造成水文站获取的含沙量数据不能为水文测验提供重要的参考依据，检测机构也难以将此区域的实际水文情况客观全面地反映出来。
        2.2影响水利工程径流
        水利工程建设会导致河流和径流在时间和空间分布上出现改变。水利工程的根本任务是对供水水流进行调节，起着调节蓄水的重要作用。但是在同样的水文条件下，如果水文数据无变化或者出现很小的变化，受到水利工程蓄水功能的影响，上游水域容易因为回水而有所改变，造成水位上升。如果遇到枯季，水利工程的作用是以提升水流量为主，将河流分布进行分化，这样可以提高水流量的稳定性。水利工程可以减少不稳定脉冲次数，延长中型水量的时间，减少低水流量的持续时间，使河流自然状态发生变化，或多或少地影响水文资料，造成水文资料虚假。
        3智能测控系统硬件设计分析
        3.1水下硬件部分
        对于系统的水下硬件部分设计而言，其是利用微电脑来实现控制的，通过利用微电脑能够对系统的水下硬件部分中存在的各个传感器的信号进行有效的控制，从而确保每个传感器在传递信号时不会发生错乱。另一方面，微电脑的使用还可以通过自身所具备的软件编码来削弱不同信号之间产生的干扰，传统的信号传播主要是通过短波的方式来进行通讯并实现信息的传递，对于智能测控技术而言，通过对微电脑的使用能够编码不同传感器收集到的数据信息，并使用高频发射电路来将信息数据及时传送到主机中[1]。通过采用智能控制技术能够在确保数据完整传输的前提下，提高传播的速度。此外，对于设计人员而言，要将短波和高频通讯应用在相关的通信硬件当中并能够将二者相互结合，才能更好地实现信息数据的收集和传输，从而有效地提高了信息数据的准确完整，进而提高了水下水文测控工作效率。

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        3.2岸上硬件部分
        ①对岸上硬件设计而言，其最重要的核心环节为模块化的设计。由于岸上硬件存在多种单元，这就使得在具体构造时需要各种各样的模块，并要在整个硬件构造时将各个模块进行明确的标注，这样才能满足后期检查的需要。同时，如果在使用时产生问题，相关人员还能够及时找出产生问题的模块根源。②相关操作人员要使用计算机来对岸上硬件系统的运行进行全面的控制，因此，这就需要更加先进的操控系统才能符合实际的使用需求。③由于岸上系统存在一定的稳定性以及较强的抗干扰能力，从而有效地提高了整个测控系统的运行速度，使得整个测控系统变得更加完善，进而推动了测控系统的研究和发展[2]。④岸上硬件系统中的所有单元都在同时运行，并对河流的泥沙含量和水流速度进行实时的监控以及数据的记录和传输，即使在运行过程中可能会产生一些小问题，但是整个测控系统能够对产生的问题进行精准的判断和解决，从而提高了后期对河流流域信息数据采集的完整性和准确性。
        4系统软件设计
        4.1硬件控制程序的具体分析
        系统运行过程中界面上图形的实时显示状况是否良好能够直接反映系统的运行状态。硬件控制程序的功能菜单主要是由运行参数、实时监控、系统参数等不同的方面组成的，当技术人员在对硬件控制程序进行编程时，要考虑一线操作人员对系统的操作习惯，从而才能给相关人员的操作带来便捷。硬件控制程序主要分为手动和自动两种不同的模式，相关操作人员必须实际考察断面的情况，将仪表的文字进行动态且准确的显示，才能绘制出最精准的断面图[3]。此外，相关工作人员在设置信号指示时，也要在考察过实际情况的基础上，以实际的考察结果在河流区域设计好流速信号指示灯、河底信号指示灯、水面信号指示灯，并确保不同的指示灯在收到信号指示时就会通过闪烁的方式来警醒操作人员，从而才能确保相关人员及时掌握信号的动态。在进行实际的软件设计时，程序员要提高系统的自动化水平，以此来提高操作人员操作的简便性，从而才能在提高操作效率的基础上获得更加精准的测量信息数据，为操作人员减轻负担。在整个系统运行时，操作人员首先要判断信号灯是否存在故障，只有在进行测量前将所有的问题和故障进行排除，才能在最大限度上保障测量结果的精确性。
        4.2报表程序的设计分析
        在对报表程序进行设计时，设计人员不仅要遵守相关行业的硬性规范，还要充分考虑不同的计算机报表特征和类型存在的差异性，从而才能确保在报表程序设计完成后能够被操作人员便捷操作并获得更加精准的信息数据[4]。此外，报表程序还应该具有流量测验、计算历次测量数据、查询流速横向分布图、数据输出等先进的功能，才能满足当下的使用需求。
        结束语：
        综上所述，在水文测验当中使用先进的智能测控技术能够有效解决水文作业中存在的安全隐患，同时还能够提高测量数据的准确完整，确保智能测控技术在实际需求中可以发挥其强大的功能优势，从而使得水文测报工作在新技术的带领下不断的发展和完善。智能测控技术在实际应用过程中需要硬件和软件系统之间的相互配合，只有设计人员设计出符合需求的硬件和软件，才能使得整个系统在水文测验中发挥全部优势，进而有利于提高系统的稳定性以及测量信息数据的准确性和完整性，从而使得水文测验工作能够更好地服务社会，为社会带来更大的经济效益。
        参考文献：
        [1]杜忠国.水文监测中智能测控技术的应用[J].科学技术创新,2019(05):182-183.
        [2]曹月明,齐万明.水文测验中智能测控技术的应用研究[J].农民致富之友,2017(17):51.
        [3]法立鹏.水文测验技术创新性提升与现代化技术的应用[J].河南水利与南水北调,2017(03):30-31.
        [4]黄铁英.辽宁省水文测验面临问题及解决对策[J].河南水利与南水北调,2017(01):39-40.