亞力坤·馬合木提

(昌吉水文水資源勘測局，新疆昌吉831100)

智能測控技術(shù)在水文測驗中的應(yīng)用

亞力坤·馬合木提

(昌吉水文水資源勘測局，新疆昌吉831100)

近年來，我國水災(zāi)頻繁發(fā)生，對我國國土資源以及部分水利設(shè)施造成了不同程度的沖擊與破壞，同時對人們的正常生活甚至是生命財產(chǎn)安全等有著極為嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，加強(qiáng)對我國水文測驗工作的開展，是當(dāng)前科技工作人員的工作重點(diǎn)。同時，智能測控技術(shù)能夠很好的解決當(dāng)前我國水文測驗中存在的難題，從而提高水文測驗工作的準(zhǔn)確性。因此，文章在探究當(dāng)前水文測驗面臨新問題的基礎(chǔ)上，探討智能測控技術(shù)與其應(yīng)用的必要性，并對智能水文系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行深入探討。

水文測驗;問題;智能測控技術(shù);必要性;應(yīng)用

0 引言

水文測驗一直是我國水文工作中的重要組成內(nèi)容，是我國重要的水利基礎(chǔ)工作在水利規(guī)劃、水利工程建設(shè)管理以及防汛抗旱等工作中都發(fā)揮著重要的作用。盡管我國水文測驗工作為水資源的開發(fā)利用、保護(hù)、管理等提供了大量準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，但當(dāng)前的水文測驗工作中仍存在一定的缺陷與不足。

特別是近年來，我國洪澇災(zāi)害頻繁、水資源短缺問題嚴(yán)重，因此當(dāng)前的水文測驗工作迫切需要得到提升與進(jìn)步，從而為社會利益提供有效的保障。

本文以當(dāng)前水文測驗面臨的新問題為切入點(diǎn)，分析智能測控技術(shù)及其應(yīng)用的必要性，并在此基礎(chǔ)上，對當(dāng)前智能水文系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行深入探究［1－3］。

1 新時期水文測驗面臨的新問題

人類活動的加劇對多種地質(zhì)檢測工作都產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，尤其是水文測驗工作，因此現(xiàn)今的水文測驗工作需要得到進(jìn)一步地提升與改進(jìn)。同時，現(xiàn)有水文測驗的基礎(chǔ)設(shè)施與測驗方式也都很難滿足新時期對水文測驗工作的需要。因此，現(xiàn)階段水文測驗工作的開展必須基于我國水文測驗工作所面臨的新問題上。

1.1 人為因素的影響，使得水文測驗傳統(tǒng)的工作模式產(chǎn)生了變化

我國社會經(jīng)濟(jì)的增長與人口數(shù)量的增加，給當(dāng)前我國的水文測驗工作帶來了一些新的問題。同時，我國許多大型水利工程等，像是南水北調(diào)工程、大規(guī)模的跨流域調(diào)水、圍湖造田以及某些國家治水方針的調(diào)整等，都會使得水文測驗工作中的水文要素產(chǎn)生某些新的變化。而這些水文要素的新變化，使得我國水文測站需要對其的進(jìn)行重新的測驗，并且還需對其的河道行洪規(guī)律進(jìn)行重新摸索，已制定相應(yīng)的測驗對策，這些都給我國水文測驗工作帶來了新的變化［4－6］。

1.2 隨著科技的不斷發(fā)展，高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對水文測驗工作提出了新的要求

固態(tài)存儲、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)科技在當(dāng)前水文工作中的廣泛應(yīng)用，使得水文工作需要相應(yīng)地使用新的測驗技術(shù)，從而保證新的科技能夠在水文測驗工作得到充分、有效地利用，這又是新時期給水文測驗工作帶來的新的挑戰(zhàn)。

1.3 水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后，缺乏快速應(yīng)變能力

當(dāng)前，我國的水文測驗工作中存在著設(shè)備、設(shè)施落后的問題，其對水文測驗工作的時效性與精準(zhǔn)度有著嚴(yán)重的負(fù)面影響。

要使得水文測驗工作更適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的要求，必須加強(qiáng)水文測驗基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化建設(shè)，尤其是其中的能力建設(shè)［7－9］。

利用新的技術(shù)來進(jìn)一步提高測洪標(biāo)準(zhǔn)、測驗精度，并提早建立水文測驗工作中的備用手段與應(yīng)急保障系統(tǒng)。全面地提高水文測驗的綜合檢測實力，從而保證水文測驗工作對新時期水資源管理的要求。

2 智能測控技術(shù)與其應(yīng)用的必要性分析

主要包括2個方面的內(nèi)容:

2.1 智能測控技術(shù)的技術(shù)理論概述

智能測控技術(shù)就是測控人員運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通信以及GPS測量設(shè)備等高科技方式為輔助，有組織地對流域內(nèi)水文情況進(jìn)行有效測驗，從而實現(xiàn)在特定時期或者指定階段內(nèi)流域水文情況的及時、全面、準(zhǔn)確的收集與整理，以實現(xiàn)對流域水文情況的精確掌握。

當(dāng)前，我國所應(yīng)用的智能測控技術(shù)主要有手動和自動兩種方式。

智能測控技術(shù)的手動方法廣泛地應(yīng)用在對自動方式的掌握與管理方面，其能夠配合自動監(jiān)控系統(tǒng)，開展其所難以實施的工作，或者是對自動方式的工作成果進(jìn)行有效地分析與整理，從而全面地、有效地推進(jìn)水文測驗工作對各方面數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確收集與有效整理。

而智能測控技術(shù)中的自動方法，則是由各類專業(yè)的智能設(shè)備以及智能系統(tǒng)，對某一流域的水文情況進(jìn)行實時地監(jiān)控與觀察，從而定時地獲取該位置的水文情況的有效資源［10－12］。

2.2 智能測控系統(tǒng)應(yīng)用的必要性

我國水文測驗工作是對指定流域內(nèi)某一特定時期或者階段的水文情況的收集與整理，這些材料將會直接作為我國水文工作部門進(jìn)行水資源規(guī)劃、防洪抗旱等工作的參考，并以此為依據(jù)對各項水利工程的建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計以及各項工作的開展，其對于我國的水資源管理有著意義。所以，測驗人員應(yīng)該維持我國水文測驗工作的高水平運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保障我國各方面工作的有效運(yùn)行。

但是，進(jìn)入新時期以來，我國的水文測驗工作受到了來著人為因素、工程建設(shè)以及工作精準(zhǔn)度要求等各方面的影響，這些影響對我國的水文測驗工作提出了新的問題與挑戰(zhàn)，我國傳統(tǒng)的人工測驗與分析工作難以滿足新時期各種影響對水文測驗工作提出的挑戰(zhàn)。

同時，其也難以控制資料的精準(zhǔn)度與全面性，這都對我國水文測驗工作的有效進(jìn)行有著明顯的限制作用，所以，利用智能測控技術(shù)輔助水文測驗工作的開展勢在必行。

3 智能測控技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計

3.1 智能測控技術(shù)的系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1.1 水下硬件部分

對于智能測控技術(shù)的系統(tǒng)硬件設(shè)計中的水下硬件部分的設(shè)計，主要是通過微型電腦對其整個系統(tǒng)進(jìn)行控制與調(diào)整。

在微型電腦的控制下，智能測控系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€傳感器的信號進(jìn)行控制與信息收集，并有效避免各個傳感器之間因信號的傳遞而造成的時序混亂問題。

同時，針對各個傳感器之間的信號干擾問題，微型電腦也可以通過軟件編碼程序，來進(jìn)一步提高傳感器的抗干擾性。

通常，在傳統(tǒng)的信號傳播過程中，各個傳感器之間的信息傳遞主要通過短波的形式來進(jìn)行，而在智能測控技術(shù)中，由于微型電腦的使用，其能夠?qū)Ω鱾€傳感器所收集的信息進(jìn)行編碼，從而其可以通過高頻發(fā)射電路來將這些被收集的數(shù)據(jù)信息傳送到主控制機(jī)房中。

另一方面，微型電腦在提高數(shù)據(jù)傳播速度的基礎(chǔ)上，還能進(jìn)一步避免數(shù)據(jù)丟失的情況出現(xiàn)［13－15］。

3.1.2 岸上硬件部分

在整個智能測控系統(tǒng)中，岸上的硬件部分主要是由計算機(jī)測控、電動動力、數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)接收解碼等多個單位所組成的。智能測控系統(tǒng)中的岸上硬件部分主要包含模塊化設(shè)計、系統(tǒng)的控制升級、系統(tǒng)的優(yōu)化和動態(tài)監(jiān)控4個方面。

3.1.2.1 模塊化設(shè)計

模塊化設(shè)計是整個岸上硬件部分設(shè)計的核心，在岸上硬件的設(shè)計中，不同的單元為不同的模塊。這樣的系統(tǒng)模式設(shè)計不僅具備一定的簡單性與清晰性，當(dāng)岸上硬件部分出現(xiàn)問題時，其還能快速及時地找到問題的根源。

3.1.2.2 系統(tǒng)的控制升級

岸上硬件部分在自身運(yùn)行的過程中，還能通過計算機(jī)的控制，進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)的更新升級。

3.1.2.3 系統(tǒng)的優(yōu)化

當(dāng)岸上硬件部分在運(yùn)行過程中，除了其所必須具備的系統(tǒng)穩(wěn)定性外，其還能具備一定的防雷與抗干擾性。

同時，其還能在自身運(yùn)行過程中，進(jìn)行自我系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.1.2.4 動態(tài)監(jiān)控

岸上硬件部分的運(yùn)行中，系統(tǒng)可以憑借各個單元所提供的信息，對流域內(nèi)的泥沙、河流速度等進(jìn)行及時的動態(tài)記錄，并對其收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析。

并且，其還能通過對數(shù)據(jù)信息的分析與判斷，對某些意外情況進(jìn)行及時地反饋，并在處理數(shù)據(jù)的同時，還能進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)的完整性。

3.2 智能測控技術(shù)的系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.2.1 硬件控制程序的設(shè)計

對于智能測控系統(tǒng)中的硬件控制程序，我們通常采用的是Visual Basic編輯語言，也就是人們通常所說的VB編程。

VB編程能夠確保自身系統(tǒng)程序界面的人機(jī)友好與便于操作性，同時，其還能保證自身圖形顯示功能的充分利用效率，從而直觀形象地反映系統(tǒng)的實時運(yùn)行動態(tài)。

而對于智能測控系統(tǒng)中的硬件控制程序設(shè)計，我們還應(yīng)注意2個方面:

3.2.1.1 對一線操作人員系統(tǒng)操作習(xí)慣的考慮

對于硬件控制程序的設(shè)計，我們應(yīng)充分考慮一線操作人員的系統(tǒng)操作習(xí)慣，以便于操作人員的實際操作與使用。同時，還需設(shè)置信息指示燈，以便于操作人員對信號接收情況的有效掌握。

3.2.1.2 增強(qiáng)自動化水平

水文測驗的操作人員一般都習(xí)慣使用鼠標(biāo)進(jìn)行簡單的點(diǎn)擊，所以，對于硬件控制程序的設(shè)計，還應(yīng)盡量增強(qiáng)其的自動化水平，以盡量使得整個系統(tǒng)能夠按照既定的參數(shù)進(jìn)行完整的測量，從而減輕操作人員的工作復(fù)雜性。

3.2.2 報表程序的設(shè)計

對于智能測控系統(tǒng)中報表程序的設(shè)計，應(yīng)嚴(yán)格按照行業(yè)的規(guī)范，綜合考慮手工計算與計算機(jī)報表的特點(diǎn)，來進(jìn)一步保證報表的精度與可操作性。

4 總結(jié)

當(dāng)前，由于我國社會環(huán)境以及政策的調(diào)整與變化，對水文測驗工作提出了新的問題與挑戰(zhàn)。這些問題與挑戰(zhàn)使得現(xiàn)階段我國水文測驗工作利用智能測控技術(shù)輔助開展的形勢勢在必行。智能測控技術(shù)在水文測驗工作中的應(yīng)用，能夠有效解決水文測驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題，同時還能保障水文測驗工作的安全性，對于我國水資源管理工作的有效開展有著積極的促進(jìn)作用。

所以，當(dāng)前應(yīng)結(jié)合新時期我國水文測驗所面臨的新挑戰(zhàn)，充分分析智能測控技術(shù)的有效應(yīng)用，從而保障我國各項工作的有效開展以及人民的生命財產(chǎn)安全。

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1007－7596(2014)07－0224－03

2013－12－17

亞力坤·馬合木提(1960－)，男，新疆和田人，高級工程師。