[发明专利]一种基于流速自动检测涌潮到达的优化方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及一种基于涌潮流速数据自动检测涌潮到达的优化算法，可以利用于江河涌潮监测及实时预报。

背景技术

钱塘江于杭州湾处的入海口呈喇叭口形状，入海口最宽处达100公里，自口外向口内渐狭，澉浦处收缩至20余公里，到海宁一带仅有3公里，而入海口与海宁的直线距离只有百余公里。当海潮来临时，大量潮水涌入钱塘江口，随着河道两岸的收缩，河床的快速抬升，原先的潮头破碎，潮水迅速涌积，伴之钱塘江自身江水受阻累积，更加促进了钱塘江水位的升高，最终形成了波澜壮阔的钱塘江涌潮。因此，钱塘江是历代人民领略自然风光的旅游胜地。但是，每年因潮水遇难的就有数十人。虽然有关部门已经采取大量防潮措施，如组建巡防喊潮队、设置防护栏和放置警示牌等，但人员伤亡事故依然发生。所以，江河涌潮自动检测和预报对保护人民财产和人身安全具有重大意义。

目前，已在使用的江河涌潮监测与预警技术中，根据检测设备区分有接触式和非接触式两种。在接触式涌潮检测技术中，利用水位计可直接获得江河水位高度，但由于涌潮流速大，单位撞击力度强，且潮水中含沙含盐量高，接触式设备需定期的清洗、维护，故多采用非接触式检测技术。在非接触式涌潮检测技术中，利用雷达电波流速仪直接获得涌潮流速，根据流速进行涌潮的自动检测，该方法相较于视频和音频检测具有更高适应性和准确性。但是，普通的利用雷达获得流速判断涌潮到达方法依然有其局限性。现有的技术对流速数据没有筛选性，对全部数据进行涌潮判断，并且对误差的抗干扰性差，数据冗余造成采样和传输速度的下降，在钱塘江涌潮到达流速变化迅速的情况下，影响涌潮自动检测的准确性。

发明内容

目前，雷达电波流速仪在一分钟以内会采集到高达280个以上的流速数据，每分钟如此多的数据会造成存储和传输的迟滞。其次，钱塘江沿岸各监测站每隔5分钟采集存储一次潮汐数据，每隔15分钟通过移动GPRS信道发送一次数据，采样频率过低造成检测结构的滞后。最后，由于涌潮到达时水面流速极不稳定，雷达采集数据时出现较多无效数据。针对这些不足，本发明提出一种基于流速数据的优化处理方法，滤除无效数据，缩短数据长度，提高涌潮检测效率。

本发明技术步骤：

步骤1：在江边选择合适的点，安装雷达电波流速仪，设定参数命令，将雷达与适配器连接。

步骤2：适配器接收每分钟雷达所采集到的全部数据，依次判断流速数据是否无效，即流速值是否为零。剔除无效数据，存储有效数据。

步骤3：对初步筛选过后的数据进行排序。

步骤4：经多次实验，即保证处理效率，又保证数据的准确性下，去除掉20％的大数据和20％的小数据，取中间60％的数据的有效数据求平均值。

步骤5：将这处理过后的数据发送给遥测终端机，该数据即代表这一分钟钱塘江的流速值。

本发明的有益效果是：

1、该方法能有效地解决终端机数据冗余，大大减少了数据传输的负载量以及数据库端的数据存储量，保证信道畅通，减少遥测终端机的数据处理量。

2、加强了涌潮检测技术的抗干扰性，由于雷达测量的数据中无效数据占有一定比例，首先将无效数据的剔除，能减少误判率(现阶段使用的基于流速的涌潮判别方法中，没有对无效数据的有效处理，如果出现大量连续的无效数据将造成涌潮的判别失败)。

3、对有效数据的去极值平均滤波，能提高涌潮流速测量的准确性，经过多次试验，首尾20％数据的剔除能滤除雷达测量过程中的误差干扰，而且能够保证数据处理上的高效性和结构的准确性。

4、遥测终端机接收数据的减少，能加大对钱塘江流速的检测频率，并提高与监测中心数据传输的速率，减少在信息发布上的延迟。

附图说明

图1为实施例流程图；

图2为原始流速数据图；

图3为利用本发明对原始流速数据处理后的数据图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例包括以下步骤：

步骤一：将雷达与嵌入式设备连接，通过嵌入式系统实现流速数据的初步接收和发送。

步骤二：将雷达放置在江边合适的地点，开启雷达和适配器，配置雷达命令参数，通过适配器设置雷达水平角度和垂直角度。

步骤三：雷达工作，适配器接收雷达测量数据，并保存初始的流速数据。