科皓-雷达波在线自动测流系统

一、雷达波在线自动测流系统概述

科皓双轨移动式雷达波自动测流系统采用雷达流速探头作为水面流速自动测验传感器,利用缆道系统自动将雷达流速探头移动到设定垂线水面上方实测垂线的水面流速,同时实时采集水位数据,采用流速面积法原理,求得流量。

主要包括智能测流运行车、太阳能充电系统、岸基立柱及双轨道系统、水文流量自动监测软件平台等,监测要素有:水位、流速、地形、温度、风速等。实时视频或图像可以直观反映测验现场情况,为实现河流的自动监测和预测预警,逐步提高河流的洪水灾害防御能力。为保障人民生命财产安全和国民经济建设提供高效可靠的水文技术服务。

雷达波在线自动测流系统拓扑图

二、雷达波在线自动测流系统主要功能

(1)非接触式测量流速、水位,不受污水腐蚀,维护成本极低雷达波测流系统利用雷达流速仪、雷达水位计、供电系统、通讯模块等高度集成为一个完整的整体设备,可自动实现水位、流速和流量的测验,可实现水面以上地形的自动测量,可自动别河道的断流情况,可满足从低枯水到漫滩各类条件下的水文测验;

(2)支持在测站现场可利用手机APP软件查询、设置雷达波测流系统的各类工作参数,能操作系统实现加测、召回、地形测验等功能;

(3)支持在测站现场利用手机APP/电脑pc软件查询、显示任意测次流量成果 ;

(4)能根据水位变化自行调整测流垂线数(垂线布设方案一般不超过3个)。水位测验采用独立的雷达水位计;

(5)能存贮至少20次流量测验过程数据(存满后可自前向后覆盖前面的数据)。若出现信道中断,信道恢复通讯后,能自动将漏报的测验数据及时补发给系统中心软件;

(6)系统自带水位值守功能:按小时间隔发送实测水位数据,若水位涨幅超过阈值,自动启动测流; 

(7)采用车顶安装的太阳能电池板对车内锂电池浮充供电。同时在测流断面的岸边构建大容量的岸基辅助充电系统。雷达波测流系统智能监控车内锂电池容量,一旦发现车顶太阳能电池板无法满足车内锂电池的充电需求时,自动将雷达运行车开到岸基充电桩处充电,充满电后再开回到水位测验位置。整个系统的蓄电池容量必须保证连续45天阴雨天系统能正常运行,配置的太阳能板应能保证5个太阳天内充满蓄电池

(8)具有通过GSM模块短信报警功能,如“雷达流速测验异常”、“雷达水位测验异常”、蓄电池缺电等短信报警;

(9)自动校时功能(系统时间应严格与北京时间同步);

(10)支持现场取数:可通过手机或电脑PC在通过无线电台现场取数,并支持在无GPRS信道情况下,现场遥控、召测、现场实时流量测验,可应用于现场做比测的场景。

(11)具有以下测流模式:

1)定时施测模式,每天根据设定时间(可现场或远程修改)施测流量;

2)在非测流时间,现场能人工控制增加测次;

3)加密施测模式;与前次测流水位相比,水位变幅(可现场或远程修改)超过±0.5m时,增测一次流量;

4)低水位停测模式:当水位低于设定的停测水位值时,系统控制器停止雷达测流系统运行;

5)低温停测模式:当工作环境温度低于设定的停测温度(如零度)时,系统控制器停止雷达测流系统运行

(12)具有以下水位测验模式:

1)河道中间测验模式,非测流阶段,雷达波测流系统将雷达水位计布设到河道中间按5分钟测验间隔进行水位测验,确保低枯水能测验到最低水位;

2)测流阶段测验模式,当处于测流阶段时,雷达波测流系统每完成1条测速垂线处的水面流速测验后,自动对该处的水位进行相应测验;

3)断流停测模式,雷达波测流系统能自动识别河道是否处于断流状态,当断流后,能自动停止流速和水位测验,当识别有水流后,自动恢复水位、流速测验;

三、系统组成

1.监控中心

数据采集软件、测流业务平台

2.现场测流软件

根据从前端传感器收到的实时水位、流速数据,a根据用户使用的大断面实测成果表、测速垂线起点距位置、水面流速系数等数据,实时计算流量。

3.水位流量测验(比测率定)

通过专业人员、专业设备对相同测流断面进行一个洪水期的比测,以得出雷达波在线测流设备的率定系数。从而更准确地得出测量成果

4.通信网络

雷达车自带GPRS/4G传输功能,可实时上传/控制雷达车测流数据/运动,无需在岸边独立搭建控制和数据发送单元。同时具备本地无线传输功能,便于雷达车运动过程中本地数据的传输与调试。

5.监测传感器

5.1雷达波流速仪

测量模式可以选择和设定,备多种输出方式,功耗非常低,水平角度自动补偿。

5.2直流电机

直流电机负责带动雷达测流车或固定式雷达探头。

5.3系统控制器

1)   控制直流电器工作(加速减速电机正转反转);

2)   计算行车距离;

3)   采集水位;

4)   外接无线电台远程通讯;

5)   控制固定式雷达测流。

5.4雷达测速控制器

最多可具有8种测流模型(传统的只有高、中、低水位模型),可根据水位的高定自己定义测流模型;

1、      具有快速测流模式,在汛期可人工快速选定需要测流的垂线,实现快速测流;

2、      具有测试静默与补报模式,为了适应部分测流现场在雷达车运动至河面中间GRPS/4G信号不稳定的情况,可选择雷达车在运动测流过程不实时上报数据,待雷达车回到起点时再上报/补报数据;

5.5气温监测

温度传感器 

5.6倾斜度监测

倾斜计

5.7雷达运行车(缆道式测流)

四、目标客户

主管部门:水文局、水务局、水利局、水电公司、水电站、灌区、环保局等。

管理单位:水文站、水库管理处、水管总站、灌区水利管理处、水资源管理局、水务局、水力发电厂、水电工程建设管理局、环保局等。

五、成功案例

湖南省中小河流水文监测系统雷达波在线测流系统

山东漳卫河雷达波在线测流系统

重庆石柱县回龙场流量测验站

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