基于乌鲁木齐河水情自动测报系统

赵 勇

(乌鲁木齐水文水资源勘测局，乌鲁木齐 830000)

基于乌鲁木齐河水情自动测报系统

赵 勇

(乌鲁木齐水文水资源勘测局，乌鲁木齐 830000)

在水情配有的综合体系内，有一个子系统为乌鲁木齐河水情自动测报系统，此系统在运行的一年多里，一直处于良好状况下，但是相关部门对遥测站的设计还不够科学合理。文章将对系统的设计内容进行分析，以便提供可为应用的思路：观测房进行标准化设计；建立相应的数学模型；实行装配制度；在观测房内进行水位传感器以及遥测仪等设备的安装，并留出相应的安装位置；在观测房内还应该设置安装太阳能板以及天线的配套装置；保证设计具有规范化、标准化、系列化以及生产商品化。将以上问题解决后，才能够使乌鲁木齐河配有的水情测报系统的真正意义完全实现，为此将对乌鲁木齐河现有的水情自动测报系统进行研究与分析。

乌鲁木齐河；水情；自动测报系统；体系框架；工作原理；遥测站设计

0 前 言

作为乌鲁木齐河综合自动化系统中的一个主要子系统来讲，水情自动测报系统设计于2003年。在此系统中，有1个中心站，有5个分中心站，有43个观测点，这些观测点分别对此地区的雨量、水位以及流量等的参数进行监测。

这样的体系内，含有自动层级很高的气象站。体系现有的南郊处，设定出了分支情形下的中心站。选用特有的管控单元，去建构体系配有的遥测终端。市区含有的偏北郊，分支站点接纳了独有的传输类体系。

水位计的根本框架，归属于压阻式的独特传感器，以及浮子这种形式。整合起了超声波、独特光纤等，供应体系必备的电能。

1 系统在对内容进行设计上存在的问题

主要包括2个方面的内容：

1.1 总括的内涵

1)首先解析了总括的体系框架。预设这种测报体系，要选用体系含有的中心站，当成主体情形下的接收站点。

乌拉泊水库、青年渠渠首、八一闸水源地、鸿雁吃水库以及多样的市区站，都把这样的站点，当成分支框架下的接收点。体系含有的分中心，在接纳到精准的水文数值以后，会选用特有的光纤网，将处理后的数据传到总中心接收站。

2)其次预设出了各类别设施含有的型号。选用的特有终端机，带有遥测属性，并涵盖着独特类别的管控单元及测量类单元。

这样的体系，预设了很灵活的总括通信路径，设备的通信功能也非常强大。耗费掉的电能偏少，这也延展了设施现有的运用范畴。供电必备的方式，归属于太阳能框架下的蓄电池，可以与时段偏长的总要求契合。

通讯的电台采用的是超短波电台，型号为ND—889；使用的水位计为压阻式水位传感器和浮子形式的水位计[1]。

3)最后对系统的软件设计进行分析。为了确保系统具有强大的生命力，规划出了新颖技术下的多样路径。

这样一来，体系就可与多层级内的要求契合，延展了原有的价值，也便利了后续时段内的二次开发。体系可分出多个层级，预设了分布架构下的处理路径，增添了总括的体系性能。

多样的数据，可经由这样的路径被归整。体系供应了偏大的容错处理，选取的是新颖的B/S架构，并对JAVA技术进行结合，使得用户在对系统进行使用时，不需要对其它系统进行安装，具有良好的可维护性与可管理性，可移植性也非常强。还对多种接入方式进行提供，可以分中心以及中心在任何情况下对遥测站的数据进行随时地获取。

此系统中采取了完善的备份机制以及数据库管理，使得数据更具有真实性、可靠性、实时性以及一致性。

1.2 存在的问题

系统含有的整体设计，带有完备属性，在其局部存留着多样问题。对数值进行归整的最前端，配有遥测站，此处的预设流程存留着缺陷，这不仅归属于系统预设中存留着的弊病，也归属于衔接水工设施与既有自动设施所面对的疑难。

对于预设出来的系统，本源层级内的设计，便是预设出遥测站含有的采集数值的端点，观测点建构的质量层级，对体系现有的质量，带有直接影响。

干渠和既有支渠，应该对观测点进行设置的位置处，有的进行了观测房的设置，而有的则没有对观测房进行设置。

对小流量数据的获取，要经由量水堰必备的经验公式，对流量偏大数值的获取，则是经由建构出来的流量模型，获取到的。搭建水情自动化这样的框架，主要依循特有的水位传感器、浮子情形下的水位计，去运送数据。将体系含有的设施，预设在观测房内，增添观测数据含有的可靠性。

对于系统设计中，具有不合理的设计方案，我国也没有与之相对应的规章制度可以依照。在对现有系统选用施工时，很多的观测点，配有混凝土结构这样的观测房，有的选用了特有铁板，焊接出可用的观测箱，有的衔接起零散布设的观测点。

安设出来的观测箱，查验的是特有的水堰测点。选用观测房搭建出来的测点，配有遥测仪和特有型号的水位计，缺失了统一的预设标准；构建观测房时，技术上也没能明晰可用的指标。

同样，对于含有流量差值的渠道，预设观测房时，也没能供应可用的标准。在多样的条件以下，如何预设各类别的观测房，归属于应被化解的疑难。那些坡度偏大、含沙量偏大的渠道，怎样预设出适宜观测房，如何化解掉安全疑难，都是要考量的侧重点。

在进行尝试运行过程中，需要采集的参数为水位，要想对渠道中的流量有所了解，必须要对水位——流量之间的关系曲线图进行建立，而且要确保曲线图的准确性与可靠性。

渠道运行路径中，已经测定出了干渠含有经验曲线，然而，由于这些渠道在不断地更替，渠道现有的边界状态也被更替。需要对预设的渠道，进行很及时的关联校正，对于获取到的多样量水堰数值，可以选用特有的经验公式。

2 重要的系统设计

根据以上提出的问题，对系统进行设计时，重要设计内容之一便是对遥测站的设计，对遥测站进行设计时，主要包括3个部分：分别是自动化部分、土建部分以及数学模型部分。

下面侧重解析这3种成分。自动化这一成分，含有水位计、特有型号的遥测仪、特有型号的太阳能板、全向属性的天线；土建这一成分，含有观测井、预设的观测房、预设的连通渠；数学模型这一成分，含有表征着流量与水位关联的曲线、特有的量水堰类公式。在这3个成分中，最为侧重的成分，便是建构出来的数学模型。

2.1 解析建构出来的模型

体系含有的遥测站，主要搜集得来水位数值。若要明晰渠道现有的流量值，就必须建构出数学模型。体系含有的支渠、关联的干渠、关联的配水渠，也应被建构模型。主要可分出两个类别的数学模型：第一个类别是对大于特有数值的支渠，及干渠含有的水位流量，建构出数学模型；第二个类别是对小于特有数值的支渠，及干渠含有的水位流量，建构出数学模型。

对现有的水位流量关联，建构出数学模型，是对支渠、现有干渠上含有的真正流量，予以获取的总括前提，也是增添自动层级的根基。

要依循常年状态下的常规流测仪，测量得来精准的实测值，以便建构出水位及关联流量含有的曲线图，依循此关系含有的稳定性，可分出稳定态势下的流量关系，以及不稳定态势下的流量关系。

这样的状态中，稳定态势下的水位流量，应指代同一框架的水位中，仅仅含有一个关联属性的流量，选用了单一情形下的曲线，予以呈现；而对不稳定态势下的水位流量，流量与既有的水位，凸显的是非单值这样的关联，关系配有的曲线，以非单一态势被建构。

在配水渠以内，选用特有的量水堰，可分出两种形式，分别归属于梯形架构的量水堰，以及矩形架构的量水堰。对这两个类别的量水堰都配有适宜的过堰流量。计算机对其进行处理后，编入到水情自动测报的软件中，便可以得出流量值，且此流量值比较准确。

2.2 对观测房的安装设计进行分析

预设必备的观测房时，要预设出二次记录用到的设备，及传感器用到的保护。土建部分，归属于对现有观测井与特有的观测房的精准设计，在体系以内，总括设计含有的规则为：对搭配着的观测井、搭配着的观测房，予以利用，把遥测仪及关联的传感器，直接设定在里面。在房屋以外，安设出太阳能板，埋设好既有的水泥干架，并在整体架构以内，做好必备的联通与衔接地表。在没能配有观测井、没能配有观测房的独特渠道边，选取出适宜方位，预设出相应的建造框架。

截面尺寸分别为：观测井为2m×1m，观测房为2m×3m，深度的确定要根据渠道的深浅而进行具体的确定，对通风口进行设置，并在墙体外部埋设水泥杆，最后将设备安装到内部即可。

对于配水渠道在Q<3m3/s时，对其进行观测箱的设置，此箱是自动化设备与量水堰为一体的。将接收设备放置到附近的房子内，若条件不允许也可以将其组合成一体。

在对其预设的过程内，应该缩减原有资金，依循因地制宜这一原则，进行总括的设计。但是预设出来的观测，在运转流程内，仍存留着凸显问题。

具体问题比如：旧有的观测房以内，若更替了惯用的连通管，以及惯用的渠道，那么也要替换掉旧有的模型；对于新构建出来的观测房，需要创设出新模型，这一模型只能获取到关联的水位数值。自动化设备与量水堰为一体的观测箱，安全性能差。

2.3 解析自动框架下的有关设施

在体系以内，遥测站搭配着的设施，主要归属于水位计、特有的遥测终端机、特有的超声波电台、同轴情形下的避雷器、预设的天馈线、太阳能状态下的电池板、预设的蓄电池、预设的控制器。在此体系以内，设备含有凸显的实用特性。

3 结 语

在体系以内，关键的设计为对观测房以及数学模型的设计，这些设计是系统设计的重要环节与基础环节。在设计过程中，对遥测站的设计还存在一定的缺陷，相信在不断地研究与试验中，一定会实现设计系列化生产、标准化生产，促进乌鲁木齐河水情现有的自动化的建设与进程，实现真正意义上的自动化。

[1]张娜，尹航.水情自动测报技术在水库防洪与调度中的应用[J].黑龙江水利科技，2012，40(12)：222-223.

1007-7596(2014)10-0054-02

2014-01-04

赵勇(1973-)，男，河南南阳人，工程师。

P338

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