论文题目: 水文信息系统现代化研究——水文信息采集、传输、处理及应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 水文学及水资源
作者: 舒大兴
导师: 周之豪
关键词: 水文信息系统,信息采集,信息传输,数据处理,现代化
文献来源: 河海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以江、河、湖、库的水文要素为监测对象,研究水文信息系统中各种水文信息的监测、采集、传输和处理技术,为国家水利信息系统现代化建设服务。主要研究内容有: 在众多的水文信息中,水位要素非常重要。本文分析了现有水位传感器的现状和存在问题,利用光电技术、磁簧技术、省电技术、编码技术和误差修正技术,研制出具有毫米级精度的浮子式水位传感器。阐述了该仪器研制的理论基础,并阐明其智能化、大量程、高精度、低功耗、无磨损的显著技术特点。 水文信息遥测控制终端的智能化水平决定水文测报系统的先进性和稳定可靠性。在前人研究基础上,我们结合国内应用要求和通信状况,使用总线技术、通信技术、测控技术、存储技术、防雷技术等,研制出YDZ-YL300型通用遥测控制终端,广泛用于水情、水环境、气象和大坝安全等自动化监测系统中。 通信事业发展迅速,水文信息传输方法很多。本文分析了各种通信方式的特点,认为超短波通信在测报系统中还具有生命力,GPRS是发展方向。针对超短波通信,提出WDTP协议,可减小数据通信误码率。 本人独立研制的水文信息实时处理软件使用了硬件接口技术、检错技术、数据库技术和网络技术。在无人干预的条件下,能实现水文信息实时接收、直观显示、准确存储、越限报警功能,并通过网络及时传送到上级部门。研究了水文资料计算机整编软件,将零星的水文信息按规范整编成系统的资料,解决整编定线技术难点。通过对河道水力特性分析,提出了受洪水和回水混合影响的水位流量关系整编方法,并应用到资料整编工作中。 实时洪水预报是实时水文信息的具体应用,研制洪水预报组件,使洪水预报模型灵活应用;本文分析了洪水预报误差来源,提出应该先对预报模型的初始值进行校正,再对预报结果进行实时校正的思路,以提高实时预报成果的精度;由水箱模型结构的启发,建立了水箱结构的四层人工神经网络模型,模型的级数与雨量站数量和分布有关,在输入层加入流量因素,能明显提高预测精度。
论文目录:
前言
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1．1 水资源现状
1．1．1 世界水资源
1．1．2 中国水资源
1．2 水问题困惑与思考
1．2．1 洪水问题
1．2．2 干旱问题
1．2．3 水污染问题
1．2．4 水侵蚀问题
1．2．5 水文科学的发展
1．3 水文信息系统现代化内涵
1．3．1 水文信息监测系统
1．3．2 信息传输系统
1．3．3 水文信息处理系统
1．3．4 水文信息服务系统
1．3．5 保障体系
1．4 国际水文信息系统现代化研究进展
1．5 我国水文信息系统现代化研究进展
1．5．1 水文信息现代化历程
1．5．2 水文信息系统现代化特点
1．5．3 水文信息现代化存在的问题
1．5．4 水文信息现代化发展方向
1．6 水文自动测报系统
1．6．1 水文自动测报系统发展
1．6．2 水文自动测报系统技术
1．6．3 水文自动测报系统组成
1．7 本文主要研究内容
1．7．1 水文信息传感技术
1．7．2 水文信息采集控制终端
1．7．3 水文信息传输
1．7．4 水文信息处理
1．7．5 水文信息实时预报应用
第二章 水文信息传感技术
2．1 雨量传感器
2．1．1 自记雨量计
2．1．2 翻斗式雨量传感器
2．1．3 容栅式雨量传感器
2．1．4 雨量传感器误差分析
2．2 自动雨量站
2．2．1 工作原理
2．2．2 过程控制
2．2．3 固态存贮
2．2．4 报汛方式
2．2．5 误差分析
2．3 水位传感器
2．3．1 接触式水位测量仪器
2．3．2 浮子式水位计
2．3．3 压力式水位计
2．3．4 非接触式水位传感器
2．4 WZY-III型磁光编码水位计
2．4．1 问题提出
2．4．2 磁光编码水位计原理
2．4．3 磁光编码水位计设计
2．4．4 应用总结
2．5 本章小结
第三章 水文信息采集控制终端
3．1 遥测终端可靠性研究
3．1．1 可靠性理论
3．1．2 提高元件可靠性
3．1．3 提高单元可靠性
3．1．4 遥测终端可靠性设计
3．1．5 遥测终端软件可靠性设计
3．2 信息采集控制
3．2．1 传感器的适应性
3．2．2 传感器的控制
3．3 传输通信控制
3．3．1 通信设备适应性
3．3．2 通信体制兼容性
3．3．3 通信编码多样性
3．3．4 信道侦听
3．4 终端全兼容策略
3．4．1 遥测站作为中继站的热备份
3．4．2 中继站兼作遥测站
3．4．3 中心站兼作中继站和遥测站
3．4．4 远程通信设置
3．5 固态存储技术
3．5．1 存贮内容考虑
3．5．2 存储容量考虑
3．5．3 数据通信考虑
3．6 电源管理
3．6．1 终端节能设计
3．6．2 太阳能充电控制
3．6．3 遥测站电源监测
3．7 控制终端界面设计
3．7．1 按键功能
3．7．2 现场显示与报警
3．7．3 现场编程器
3．8 设备防雷保护
3．8．1 概述
3．8．2 避雷针
3．8．3 同轴电缆防雷
3．8．4 遥测终端防雷
3．8．5 综合防雷措施
3．9 本章小结
第四章 水文信息传输
4．1 无线电路质量控制
4．1．1 无线电路质量参数
4．1．2 无线电路抗干扰
4．1．3 提高无线电路质量
4．2 水文信息传输途径
4．2．1 超短波传输
4．2．2 GSM短信传输
4．2．3 GPRS实时在线传输
4．2．4 卫星传输
4．2．5 有线传输
4．3 水文信息传输协议
4．3．1 MDLC无线传输协议
4．3．2 规范中水文数据帧格式
4．3．3 WDTP无线通信数据格式
4．3．4 WDTP无线组网协议
4．4 信号碰撞概率分析
4．4．1 信号碰撞概率
4．4．2 降低碰撞概率措施
4．5 水文信息传输计算机网络
4．5．1 计算机网络组成
4．5．2 计算机网络传输
4．6 本章小结
第五章 水文信息处理
5．1 软件产品的一般性要求
5．1．1 软件功能
5．1．2 软件性能
5．1．3 软件可用性
5．1．4 界面设计原则
5．2 水情测报系统数据库
5．2．1 数据库管理系统选择
5．2．2 数据库优化设计
5．2．3 数据库安全性
5．2．4 水情测报系统数据库组成
5．3 水文信息采集软件
5．3．1 系统设置模块
5．3．2 信息采集模块
5．3．3 数据查询模块
5．4 水文资料整编系统
5．4．1 水文资料整编综述
5．4．2 水文资料整编定线
5．4．3 两因素综合校正法原理
5．4．4 两因素综合校正法应用
5．4．5 水文资料整编软件
5．5 本章小结
第六章 水文信息实时预报应用
6．1 概述
6．2 新安江水文预报模型应用
6．2．1 通用组态软件
6．2．2 模型参数优选
6．2．3 模型初始值确定方法
6．2．4 预报成果的实时校正
6．3 神经网络水文预报模型应用
6．3．1 神经网络预测模型
6．3．2 流域洪水预报神经网络模型
6．3．3 神经网络化的水箱模型
6．3．4 神经网络模型计算实例
6．4 本章小结
第七章 结论与展望
7．1 结论
7．2 展望
致谢
参考文献
作者攻博期间完成的主要工作
发布时间: 2005-07-07
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