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欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在塔里木河流域水情主动测报系统中数据跳变阐发及解决办法

作者: 来源: 发布时间:2018-11-13 11:05:25

     摘要: 欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在实际不雅观测中因受风浪、漂浮物及冬季结冰等外部环境干扰,会呈现监测数据跳变现象,影响数据采集精度。文章结合欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在塔里木河流域水情主动测报系统中的应用实际,针对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计数据跳变产生的原因进行了系统阐发,并提出了相应的解决方案,研究成果为欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在塔里木河流域的推广应用提供了主要参考。

 
    2012 年最先,塔里木河流域治理局先后实施了塔里木河流域水量长途监控系统项目及信息化整合项目,在塔里木河流域“四源一干”安装使用了316 个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计用于水闸及灌区渠道测水断面的水位不雅观测。但在使用过程中发现水位计遍及存在大量数据跳变的现象,即欧冠赛程2020赛程表-首页液位计采的数据呈现超出设计水位量程范围、水位数值明显不合理或相邻两次采集的水位之差大于正常范围等现象,导致测量的水位数据无法使用。
    针对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在灌区渠道测水中存在的问题,塔管局信息中心组织设计、施工及设备出产商共同对数据跳变产生的原因进行阐发,认为通过对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计和RTU 的供电模式进行优化、提高欧冠赛程2020赛程表-首页液位计发射功率、完善系统数据计算方式等几方面进行改进,可以解决上述问题。经过多次现场试验,改造后欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的测流运行不变、数据可靠,证实改造方案合理可行,改造后的系统在实际应用中效果显著。
    欧冠赛程2020赛程表-首页液位计现场不雅观测数据跳变问题的解决,不仅提高了塔管局水情主动化监测数据质量及其适用性,也对其它流域灌区量测水相关问题的解决提供参考借鉴,对提升流域水资源治理的信息化建设与治理程度具有主要意义。
    欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量水位布局原理如图1所示。
 
欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量水位布局图
图1 欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量水位布局图
 
1 数据跳变及原因阐发
    1. 1 数据跳变情况介绍
    通过对塔里木河流域水量长途监控系统项目建设的135 个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的水位不雅观测数据进行阐发,每个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计zui大采样间隔为1h /次,采样时间zui早为2014 年4 月1 日,采样时间zui晚为2016 年2 月18 日,总阐发数量为2355518 条,采用sqlite数据库存储数据,Jquery EasyUI + Hicharts 作为前端,php 作为后台提供数据进行数据阐发。
    按1h 内两次采集的水位差大于0. 5m 为跳变进行阐发,135 个水位计,无跳变数据的仅有6 个,发生跳变的水位计占总数的95. 6%,数据跳变情况详如图2—图4 所示。
    由于欧冠赛程2020赛程表-首页液位计水位不雅观测数据频繁呈现跳变,导致水位不雅观测数据缺失或数据不成信,水位计不雅观测可用性大大降低,严重影响塔里木河流域水资源监控系统的业务功能应用。
 
局部放大图1
图2   局部放大图1
 局部放大图2
图3    局部放大图2
局部放大图3
图4    局部放大图3
 
    1. 2 数据跳变原因阐发
    针对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计大量数据跳变的实际情况,塔里木河流域治理局信息中心多次组织项目承建单位和设备厂家进行座谈,逐一阐发数据跳变的原因,同时拔取部门水位监测点在不同时段进行现场测试,经过大量的现场测试,初步确定了数据跳变的原因。
    1. 2. 1 仪器本身原因
    欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量水位的原理是发射单元发出以光速运行的脉冲欧冠赛程2020赛程表-首页波,当脉冲碰到液位表面时反射回来被仪表内的接收器单元接收,通过将距离信号转化为液位信号,即欧冠赛程2020赛程表-首页液位计发射欧冠赛程2020赛程表-首页波———水面反射欧冠赛程2020赛程表-首页波———欧冠赛程2020赛程表-首页液位计接收欧冠赛程2020赛程表-首页波,从而计算出液位高度。在实际测流过程中,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测流指标与发射、接收过程的信号质量有直接关系,特殊是测流面对欧冠赛程2020赛程表-首页波的反射信号强度有主要影响。在测流过程中由于水面波浪及树木杂草等漂浮物会影响水位计反射波信号,造成欧冠赛程2020赛程表-首页液位计接收不到信号或者接收到的反射波信号太弱,致使水位计测流数据跳变或数据失效。
    1. 2. 2 RTU 设置原因
    目前水利行业使用欧冠赛程2020赛程表-首页液位计大部门都安装在野外,主要采用太阳能板供电。由于供电设备
容量限制,常规方式是通过RTU 对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计实行按时供电。规范要求水位数据采集频次设置一
般为6 ~ 10min /次,因此在设备采集数据发射的间隔期,系统设置RTU 对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计住手供电,同时RTU 自身也会进入休眠状况以降低功耗,不才一个数据采集时间RTU 主动清醒并给欧冠赛程2020赛程表-首页液位计供电。
    实际测量中,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在测流前需经过20s摆布的加电预热,但外界气温的凹凸对设备预热的时长影响较大,夏季高温( 45℃ 以上) 时设备预热需28s 摆布,冬季低温( - 10℃ 以下) 时会增长到45s 摆布,由于RTU 设置预热时间一般在20s,如在设置时间内欧冠赛程2020赛程表-首页液位计没有适时返回数据,则RTU 显示值为预置数据9999. 99,注解该数据无效,这也是不雅观测跳变数据产生的原因之一。
 
2 解决方案
    2. 1 增加欧冠赛程2020赛程表-首页液位计发射功率,增强欧冠赛程2020赛程表-首页波信号反射强度
    阐发得出测流面各种干扰物对欧冠赛程2020赛程表-首页波的反射信号强度有主要影响,而水位计欧冠赛程2020赛程表-首页波信号反射强度决定了水位测量的成功与否[5-6]。为具体准确地阐发测流面不同干扰对水位计不雅观测数据的影响,信息中心与承建单位安排技术人员,选择不同条件的监测点,对渠道流态平稳的水面和急流下的大波浪水面、洪水期呈现杂草等漂浮物水面、停水或低水位期呈现干滩等各种不同情况,首先对现有的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计( 30m 量程) 统一在10m 高度进行测试。经过近3 个多月试验,成果注解: 在平稳的水面环境下水位计基本能够正常反射信号; 在急流段或大风时节大波浪水面时水位计不雅观测数据发生波动,在有大量漂浮堆积物的水面及干滩情况下也呈现数据跳变。随后我们将欧冠赛程2020赛程表-首页液位计发射功率增加到70m量程,统一在10m 高度进行测试,以保证测试条件一致。经过长时间测试,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计基本没有呈现数据跳变的现象,试验证实保证水位计适当强度的发射功率可有效解决测流数据跳变问题。
 
    2. 2 改变RTU 和欧冠赛程2020赛程表-首页液位计供电模式,保证工作状况不变
    目前RTU 和欧冠赛程2020赛程表-首页液位计使用的元器件均采用低功耗设备,安装配置的太阳能板和蓄电池的容量完全满足RTU 和欧冠赛程2020赛程表-首页液位计长时间工作需要。但厂家在RTU 设备出厂时进行的初始设置是对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计进行供电控制,该设置方式在应用过程中呈现欧冠赛程2020赛程表-首页液位计工作不不变等问题[7]。为增强水位计的工作不变性,设备安装过程中将RTU 设置变换为采用常供电的模式,即RTU 设置为欧冠赛程2020赛程表-首页液位计持续供电,保证水位计一直处于有电的工作状况。供电方式改变后,通过对测流数据整理后发现低温时常供电工作方式对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计数据测量效果突出,数据跳变的几率大幅降低( 平均在60% 以上) ,设备工作的不变性得到了较大提高。
 
     2. 3 对测流数据进行过滤、多次均值计算
    目前使用的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计软件对采集数据处理的程序一般将接收到的数据适时回送给RTU,RTU无法判别接收数据是否准确,因此易将跳变数据作为正常数据来处理[8-9]。为了能够更好地解决跳变数据的过滤问题,我们对塔里木河流域治理局水资源监控系统全部316 个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计内置程序进行改造优化。改造后欧冠赛程2020赛程表-首页液位计每6s 钟采集一次数据并将数据进行存储,持续采集20 组数据后,去掉其中4 组zui大值和4 组zui小值后,取平均值作为可用数据测量值返回给RTU,以此方式有效过滤跳变数据的呈现。
 
    2. 4 接收数据判别过滤
    由于欧冠赛程2020赛程表-首页液位计均安装在按水工尺度建设的尺度断面上,除了由于上游提闸或下游落闸导致短时间的水位呈现剧烈变化外,正常情况下渠道水位不会在短时间内呈现大幅度变化[10]。因此,在数据接收端数据入库前,与上一条数据进行对比,若接收间隔时间小于6min,水位变幅大于30cm,则予以告警; 若水位变幅大于50cm,报警的同时将该条数据舍弃,接收端倡议主动召测,召测的数据对比后若处于正常范围则入库,不然住手召测并告警。
 
    2.5 加密采集频率,提高测量数据精度
    在塔里木河长途监控系统的水情监测系统中,RTU 设置里采样时间多为30min 或60min /次,整合项目实施后统一将两个项目的RTU 的采样频率改为6min /次,通过加密采集频率提高数据质量。
    通过这些调整和优化并经过不同条件下的持久不雅观测,改造后的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测流数据跳变现象基本解决。塔里木河流域治理局信息中心对改造后的316 个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计进行数据阐发,每个欧冠赛程2020赛程表-首页液位计采样间隔为6min /次,采样时间zui早为2016 年8 月1 日,采样时间zui晚为2016 年12 月1 日,总阐发数量为5874729 条,按前后两次采集的水位值差大于0. 5m 为跳变进行阐发,316 个水位计无一例发生跳变,如图5 与图6 所示。
    由图5 与图6 可知,经过改造后的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计水位过程线非常平滑,基本没有水位跳变情况发生,测流数据可以正式用于塔里木河流域治理局水资源治理系统数据采集平台。
 
某欧冠赛程2020赛程表-首页液位计2016年11月1日—2016年11月20日水位过程线
图5 某欧冠赛程2020赛程表-首页液位计2016年11月1日—2016年11月20日水位过程线
 
局部放大图4
图6  局部放大图4
 
3 结语
    随着科学技术的不竭进步,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计因具有成本低、灵活性和可靠性高、功耗低等特点,在水情主动测报系统中应用日趋广泛。然而,如何排除日常工作中呈现的故障即采集数据发生跳变问题,成为基层水管工作的一个难题。本文结合欧冠赛程2020赛程表-首页液位计在塔里木河流域水情主动测报系统中的应用实践,针对灌区不同渠道及不同运行工况,提出通过提高欧冠赛程2020赛程表-首页液位计发射功率、优化供电方式及对数据筛选计算等方式可有效降低各种干扰因素对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计不雅观测数据的影响,保证其不变可靠运行及采集数据的有效性。
 

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