一种生态流量监测数据采集及处理方法技术

本发明专利技术公开了一种生态流量监测数据采集及处理方法，涉及流量监测技术领域，具体包括以下步骤：在采样周期T内通过校正后的所述传感器单元采集流量数据，在每个所述采样周期T采集若干次流量数据对每个所述采样周期T内的流量数据进行筛选处理之后计算平均值得到周期值；对预定的统计周期内的所有的采样周期T的所述周期值计算平均值得到最终的可信流量值；本发明专利技术通过增加采样周期内的采集次数的方式并以包含多个采样周期的统计周期进行统计得到的平均值作为可信流量值，有效消除数据采集过程中出现的误差，提高数据的准确度，解决相关技术中生态流量监测数据准确度不高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种生态流量监测数据采集及处理方法
本专利技术涉及流量监测
,更具体地说，它涉及一种生态流量监测数据采集及处理方法。
技术介绍
随着国家生态发展战略规划的落地实施，经济社会发展对生态环境的重视程度逐年提高，各种水利工程的建设都要求保持河流生态系统的稳定，电站蓄水和运行使坝下河段减脱水引发的环境问题十分突出，必须下泄一定的生态流量及采取相应的生态流量泄放保障措施，从而减缓不利影响，水电工程中引水式开发、混合式开发，以及堤坝式开发水库初期蓄水期和参与系统调峰的电站，会造成闸坝至厂房河段或坝址下游河段减水甚至断流，使河段水环境容量降低从而影响水质，使水生生态系统遭受破坏，并影响到鱼类资源。水位降低和水面积减少还会导致河谷及河岸植被退化，对河段工农业取水、航运、景观产生不利影响。为了解决上述问题，在很多水电站、河道和各种水系中都安装有下泄生态流量监测系统，便于对河流的生态流量情况进行监视和决策管理。生态流量监测系统所获得数据的准确度对生态环保部门的决策管理提供着坚实的依据，由于生态流量通道连通的是自然水体，存在着差异性和不稳定性，现有的生态流量监测数据准确度难以保证，所以采用一种能够有效消除数据采集过程中出现误差的数据处理方法，对提高数据的准确度显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种提高数据的准确度的生态流量监测数据采集及处理方法，解决相关技术中生态流量监测数据准确度不高的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种生态流量监测数据采集及处理方法，包括以下步骤：在采样周期T内采集流量数据，在每个所述采样周期T采集若干次流量数据；对每个所述采样周期T内的流量数据进行筛选处理之后计算平均值得到周期值；对预定的统计周期内的所有的采样周期T的所述周期值计算平均值得到最终的可信流量值。进一步地，所述采集流量数据是通过传感器单元采集输出的流量值，采集流量数据之前对传感器单元的流量特性函数进行校正，包括以下步骤：记录默认流量特性函数f(x)；在任一通道内多次输入预定范围的流量值Y的水流，每次输入的水流的流量值Y不同，在该通道内设置待校正的所述传感器单元，记录输入的流量值Y与对应的传感器单元的运算值x得到实际流量特性函数F(x)，传感器单元的运算值x是传感器单元的输出值w乘以灵敏度系数z得到，灵敏度系数z的值域为[0,1]，初始时灵敏度系数z设为1；对传感器单元的灵敏度系数z进行调整，对实际流量特性函数F(x)赋予调整后的灵敏度系数z得到加权实际流量特性函数G(x)，加权实际流量特性函数G(x)＝zF(x)，使加权实际流量特性函数G(x)与默认流量特性函数f(x)满足以下预定条件：传感器单元的运算值x小于预定值Z内时加权实际流量特性函数G(x)与默认流量特性函数f(x)均为一元一次函数；对默认流量特性函数f(x)赋予第一加权值n得到第一校正流量特性函数g(x)，即g(x)＝nf(x)，使运算值X小于预定值Z时第一校正流量特性函数g(x)与加权实际流量特性函数G(x)相同；对第一校正流量特性函数g(x)与校正函数r(x)相加得到最终流量特性函数h(x)，即h(r)＝g(x)+r(x)；其中，r(x)＝(x-Z)a×K1×z×(λb-K2)其中，z为修正后的灵敏度系数，Z即为预定值Z，λ为常数，K1、K2、a、b均为常数，a和b的域值为[1,4]，K1和K2为整数，域值为[1,10]。进一步地，所述在任一通道内多次输入预定范围的流量值Y的水流的预定范围为1～150m3/h。进一步地，所述λ为通过所述通道的流体密度值。进一步地，所述传感器单元连接校正系统，校正系统包括：流量记录单元，用于接收并存储传感器单元输出的运算值x、传感器单元输出的流量值y以及真实流量值Y，并将运算值x、流量值y以及真实流量值Y发送到灵敏度调整单元以及第一校正函数输出单元；传感器单元至少包括流量计、灵敏度设置单元、流量计算单元和函数存储单元，流量计设于待测流量的通道上，并将输出值W发送到灵敏度设置单元，灵敏度设置单元用于存储灵敏度系数z，并将输出值W与灵敏度系数z相乘得到运算值x并发送到流量计算单元，流量计算单元调取函数存储单元存储的函数计算流量值y；灵敏度调整单元，灵敏度调整单元，用于对灵敏度系数z进行调整，对实际流量特性函数F(x)赋予调整后的灵敏度系数z得到加权实际流量特性函数G(x)，并将调整后的灵敏度系数z发送到传感器单元的灵敏度设置单元以及修正函数输出单元，将加权实际流量特性函数G(x)发送到第一校正函数输出单元；第一校正函数输出单元，用于对默认流量特性函数f(x)赋予第一加权值n得到第一校正流量特性函数g(x)，并发送到函数合成单元；修正函数输出单元，用于生成校正函数r(x)，并发送到函数合成单元；函数合成单元，用于将第一校正流量特性函数g(x)与校正函数r(x)相加得到最终流量特性函数h(x)，并发送到传感器单元的函数存储单元。进一步地，所述传感器单元的函数存储单元初始时存储默认流量特性函数f(x)。进一步地，所述灵敏度设置单元初始时存储的灵敏度系数z＝1。进一步地，所述对每个采样周期T内的流量数据进行筛选处理包括以下步骤：设定置信水平p，p的值域为[0,1]，根据(1-(1-p)/2)的值查正态分布表获得置信值c，置信值c的值域为[0,3.9]，对应的置信区间为{±cσ}，保留置信区间内的流量数据。进一步地，所述对预定的统计周期内的所有的采样周期T的周期值计算平均值得到最终的可信流量值的计算公式如下：C＝pJ+l其中，C为可信流量值、J为所有的采样周期T的周期值计算的平均值、p为预定的偏差系数、l为预定的零点误差。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过增加采样周期内的采集次数的方式并以包含多个采样周期的统计周期进行统计得到的平均值作为可信流量值，有效消除数据采集过程中出现的误差；本专利技术还通过随机误差的消除方法对采样周期内的数据进行筛选和系统误差的消除方法消除统计周期进行统计时所产生的的误差，经过综合误差消除，以提高数据的准确度；本专利技术还通过对传感器单元的流量特性函数进行校正以使传感器单元采集的流量值更为准确，从根本上消除原始采集数据的误差，提高数据的准确度。附图说明图1是本专利技术实施例的流程图；图2是本专利技术实施例的对传感器单元的流量特性函数进行校正的流程图；图3是本专利技术实施例的校正系统的示意图；图4是本专利技术实施例的标准差与测量值的分布图。图中：校正系统100、流量记录单元101、灵敏度调整单元102、第一校正函数输出单元103、修正函数输出单元104、函数合成单元105；传感器单元200、流量计201、灵敏度设置单元202、流量计算单元203、函数存储单元204。具体实施方式现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态流量监测数据采集及处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在采样周期T内采集流量数据，在每个所述采样周期T采集若干次流量数据；/n对每个所述采样周期T内的流量数据进行筛选处理之后计算平均值得到周期值；/n对预定的统计周期内的所有的采样周期T的所述周期值计算平均值得到最终的可信流量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态流量监测数据采集及处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
在采样周期T内采集流量数据，在每个所述采样周期T采集若干次流量数据；
对每个所述采样周期T内的流量数据进行筛选处理之后计算平均值得到周期值；
对预定的统计周期内的所有的采样周期T的所述周期值计算平均值得到最终的可信流量值。


2.根据权利要求1所述的一种生态流量监测数据采集及处理方法，其特征在于，所述采集流量数据是通过传感器单元采集输出的流量值，采集流量数据之前对传感器单元的流量特性函数进行校正，包括以下步骤：
记录默认流量特性函数f(x)；
在任一通道内多次输入预定范围的流量值Y的水流，每次输入的水流的流量值Y不同，在该通道内设置待校正的所述传感器单元，记录输入的流量值Y与对应的传感器单元的运算值x得到实际流量特性函数F(x)，传感器单元的运算值x是传感器单元的输出值w乘以灵敏度系数z得到，灵敏度系数z的值域为[0,1]，初始时灵敏度系数z设为1；
对传感器单元的灵敏度系数z进行调整，对实际流量特性函数F(x)赋予调整后的灵敏度系数z得到加权实际流量特性函数G(x)，加权实际流量特性函数G(x)＝zF(x)，使加权实际流量特性函数G(x)与默认流量特性函数f(x)满足以下预定条件：
传感器单元的运算值x小于预定值Z内时加权实际流量特性函数G(x)与默认流量特性函数f(x)均为一元一次函数；
对默认流量特性函数f(x)赋予第一加权值n得到第一校正流量特性函数g(x)，即g(x)＝nf(x)，使运算值X小于预定值Z时第一校正流量特性函数g(x)与加权实际流量特性函数G(x)相同；
对第一校正流量特性函数g(x)与校正函数r(x)相加得到最终流量特性函数h(x)，即h(r)＝g(x)+r(x)；
其中，r(x)＝(x-Z)a×K1×z×(λb-K2)
其中，z为修正后的灵敏度系数，Z即为预定值Z，λ为常数，K1、K2、a、b均为常数，a和b的域值为[1,4]，K1和K2为整数，域值为[1,10]。


3.根据权利要求2所述的一种生态流量监测数据采集及处理方法，其特征在于，所述在任一通道内多次输入预定范围的流量值Y的水流的预定范围为1～150m3/h。


4.根据权利要求2所述的一种生态流量监测数据采集及处理方法，其特征在于，所述λ为通过所述通道的流体密度值。


5.根据权利要求2所述的一种生态流量监...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振山，谷晓南，
申请(专利权)人：江苏水科尚禹能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32