全部 标题 作者
关键词 摘要

OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用:99美元

查看量下载量

相关文章

更多...

扫描式视觉自动测流系统在宽河道中的应用研究
Research on the Application of Scanning Visual Automatic Flow Measurement System in Wide River Channels

DOI: 10.12677/jwrr.2025.143026, PP. 245-256

Keywords: 宽河道,流量测验,扫描式视觉自动测流,自动化监测
Wide River Channels
, Discharge Measurement, Scanning Visual Automatic Flow Measurement, Automated Monitoring

Full-Text   Cite this paper   Add to My Lib

Abstract:

针对宽河道流量自动化监测中存在的覆盖范围不足、信号衰减显著及安装维护复杂等问题,尤其是常规固定式视觉测流系统仅适用于200 m以内水面宽河道的问题,本文提出一种基于扫描式视觉自动测流技术的创新解决方案。该技术通过动态扫描机制与多画面融合,结合计算机视觉算法,实现宽河道全断面流速的非接触式自动测量。以洪水期水面宽约500 m的大藤峡水文站为应用案例,利用扫描式视觉自动测流系统与走航式ADCP同步测验数据进行率定分析,结果表明:断面流量系统误差为0.23%,随机不确定度6.38%,关系曲线检验中的符号检验、适线检验、偏离数值检验均合格,符合《水文资料整编规范》(SL/T 247-2020)的规定要求,验证了扫描式视觉自动测流技术在200 m以上宽河道监测中的高精度与可靠性,为水文现代化提供了新的技术路径。
Aiming at the challenges of insufficient coverage, significant signal attenuation, and complex installation maintenance in automated flow monitoring for wide river channels, particularly the limitation of current fixed visual flow measurement systems to river channels with water surface widths under 200 meters, this paper proposes an innovative solution based on scanning visual automatic flow measurement system. By integrating a dynamic scanning mechanism, multi-frame fusion, and computer vision algorithms, this technology enables non-contact automatic measurement of full cross-sectional flow velocity in wide river channels. Taking the Datengxia Hydrological Station (with a flood-period river width of approximately 500 meters) as a case study, the system was calibrated using synchronous measurement data from a moving-vessel ADCP. Results indicate a systematic error of 0.23% in cross-sectional flow measurement, a random uncertainty of 6.38%, and compliance with the Hydrological Data Compilation Standard (SL/T 247-2020) requirements in sign test, goodness-of-fit test, and numerical deviation test for the rating curve. This validates the high accuracy and reliability of the scanning visual automatic flow measurement technology for river channels exceeding 200 meters in width, offering a novel technical pathway for the modernization of hydrological monitoring.

References

[1]  王玉美. 水利工程流量监测问题及对策分析[J]. 四川水利, 2025, 46(1): 142-143+173.
[2]  孙培栋. 电波流速仪在七邻(二)水文站的应用分析[J]. 陕西水利, 2024(4): 41-43.
[3]  段新光, 褚旭, 许立燕, 等. 移动雷达波测流系统在张家坟水文站中的应用[J]. 海河水利, 2023(10): 98-103.
[4]  王飞, 董泽, 钱秉瑞, 等. RG-30非接触雷达流量在线监测系统比测率定成果分析[J]. 内蒙古水利, 2023(10): 15-17.
[5]  邓山, 赵昕, 张莉, 等. 南水北调工程陶岔站时差法流量计推流技术研究[J]. 人民长江, 2022, 53(4): 86-90.
[6]  黄平鑫, 杨小娟. 超声波时差法在线测流系统的应用与分析[J]. 四川水利, 2024, 45(S2): 167-170.
[7]  范晔. 超声波时差法在泗安水库测流中的应用[J]. 陕西水利, 2024(6): 8-10+14.
[8]  胡鸿儒. H-ADCP在线流量监测系统在广东仁化站的应用分析[J]. 中国防汛抗旱, 2024, 34(12): 85-89.
[9]  李昂, 黄琨, 张晨旭, 等. 草堰水文站H-ADCP流量测验比测分析[J]. 陕西水利, 2024(4): 38-40.
[10]  郑月光, 张丹凤, 吴云浩. 基于H-ADCP的天然河道流量测验分析[J]. 水利水电快报, 2022, 43(S2): 8-9+22.
[11]  吴晓楷. V-ADCP在线测流系统在穿卫枢纽水文站的推广应用[J]. 海河水利, 2020(S1): 64-67.
[12]  黄炜, 王丽, 王聪聪. 非接触式河流流量监测技术研究[J]. 江苏水利, 2022(9): 19-22.
[13]  晁智强, 盛锋, 韩寿松. 时差法超声波流量计误差分析与研究[J]. 液压与气动, 2009(6): 64-67.
[14]  舒凯, 杨金标, 张后来. H-ADCP回波强度分析算法研究与应用[J]. 水电能源科学, 2022, 40(2): 185-188+210.
[15]  谢运山, 赵德友, 张泉荣, 等. 单波束声学多普勒流速仪垂向在线测流应用研究[J]. 水利信息化, 2018(6): 44-48.
[16]  胡林涓, 晏志伟, 杨俊, 等. 视觉测流技术在中小流域的应用实践[J]. 水资源研究, 2024, 13(3): 256-264.
[17]  刘炳义, 刘维高, 游锋生, 等. 基于视频扫描河流表面流量测量方法及测量装置[P]. 中国, CN202410425606.3. 2024-06-25.
[18]  陈华, 赵浩源, 黄凯霖, 等. 基于图像智能识别的河流流量计算方法[M]. 北京: 电子工业出版社, 2022.
[19]  SL/T 247-2020水文资料整编规范[S]. 北京: 中国水利水电出版社, 2021.

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133