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引言
目前，水文监测面临传统水文站数量多、人工方式控制测流工作效率低、洪水期测流安全威胁大、高洪时流量测验时效性差等问题，另外，山溪性河流暴涨暴落、水文测验还存在易受漂浮物、滚石影响等难题。因此，设计研发一套无人值守条件下适合高流速测验的自动测流系统意义非凡，有望将测验人员从繁琐的流量测验工作中解放出来，极大地促进了传统水文技术的进步，具有广阔的市场前景和社会价值。
1雷达波流速仪的类型及其原理
（1）无线遥控雷达波数字化测流系统。此系统也称为是水文缆道测流机器人，主要是将雷达波定位测验流速仪悬挂在钢丝绳缆道上，通过无线遥控、测流软件配合应用。（2）在线遥控多探头雷达波数字化测流系统。此系统与公路雷达超速监测类似，主要是利用电缆将多个雷达波测速传感器探头连接在一起，设置在测验河道断面不同位置，由PLC、集成线路板、太阳能电池组成数据信号处理器，经由无线传输测验河道断面多条垂线水面流速，但是其对测验环境的要求相对较高。（3）缆道雷达波测流设备。此测流方式主要是利用水文站已有铅鱼缆道设施和多普勒雷达波测速传感器，对每条垂线水面流速进行测量，并通过测流软件计算断面流量。此设备可应用于高洪测验、常规性和低流速测流以及大量漂浮物条件下的流量测验。（4）手持电（雷达）波流速仪。此种仪器设备种类多，如：电波流速仪、手持雷达枪、微波流速仪等，可用于桥测、断面较窄河道测量，但是要求测验人员手持仪器时必须要保持平稳，设置雷达波流速仪和水面流向之间的准确角度值。
2系统详细设计
2.1系统工作流程设计
系统以雷达波测速仪为水面流速的测量仪器，由简易双轨缆道吊挂仪器箱，测流计算机定时给缆道控制箱通电，控制缆道系统移动悬吊仪器箱到代表垂线处;然后，测流计算机无线控制雷达波测速仪测量并接收测验数据同时采集水位，根据借用断面资料与率定的流量计算模型计算流量。一次流量测验完成后，将原始流量测验数据和流量计算结果存贮在本地数据库中，同时通过GPＲS模块将测流信息发送至省在线测流中心。系统同时支持单根、多根代表垂线测流模式。
2.2系统功能设计
系统软件采用开发，运行于嵌入式工控机上，是整个自动测流系统的重要枢纽软件，连接系统各部分，是集图形、曲线、表格、通信等多种技术的综合软件。软件需提供完备的安全保护机制，从而保证系统的安全稳定运行。主要设计功能如下。(1)能根据河道水流变化，自动精确定位测流装置进行测流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)具有完善的保护和预警机制，可详实记录过程，方便事件还原分析。(3)软件界面美观，操作、参数配置简便，具有较大的灵活性和良好适应性:①支持任意时间段的自动测流设置;②支持任意水位变幅的自动测流设置;③支持多根垂线的测流设置;④支持雷达波的远程参数设置;⑤支持无市电状况下的手动流量测验。(4)数据查询方便，可随时查询、打印实测流量成果表。(5)可为事后数据重算和水文资料整编提供准确而完整的历史数据信息。为了便于开发、调试，充分提高软件模块的可重用度，系统软件采用模块化结构，各模块主要按功能进行开发，各模块既具有一定的独立性，彼此之间又通过接口紧密联系着。通过统一规划和设计，系统实现各模块/子系统之间的无缝集成，可协调一致地实现无人值守、全自动测流。
2.3自动测流系统软件设计
测流计算机上的软件在无人值守水文站自动测流过程中担负值班任务，测流全过程实行自动控制，测流完成后自动将数据上传至集控中心，值守时接受集控中心远程控制。自动测流全过程中，软件应具备较强的差错控制能力和良好系统辅助管理能力，能实现故障自动诊断、异常自动告警。为了便于开发、调试，充分提高软件模块的可重用度，系统软件采用模块化结构。各模块主要按功能进行划分，每个模块既有一定的独立性，彼此之间又通过接口紧密联系。主要功能包括测流过程控制、通信监测、实时信息接收、数据解码、流量计算、数据查询、数据编辑、成果输出、数据上传、实时告警及事件记录、集控中心控制命令接收等。本软件采用Windows风格菜单操作，操作设备以鼠标为主、键盘为辅。
结语
稳定可靠、故障率低，采用全自动无人值守方式自动测流，解决了受水利工程影响水文测站、偏远山区性河道陡涨陡落水文测站以及常规水文测站高洪测验难题，实现了水文测站"无人值守、有人看管"功能，将测验人员从繁琐的流量测验工作中解放出来，极大地促进了传统水文技术的进步和水利信息化的发展，使资源得到合理配置，达到优化管理模式、降低劳动强度、提高工作效率的目的。
参考文献
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论文作者:1赵瑞海 2崔晓飞 3康建国
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第12期
论文发表时间:2019/7/18
标签：测验论文; 系统论文; 水文论文; 流速论文; 流量论文; 软件论文; 垂线论文; 《科技尚品》2018年第12期论文;