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基于选择模型的灌区信息化水平评价指标研究

节水灌溉 2020年第4期 95-99页

作者：姜明梁中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室/河南省节水农业重点实验室河南新乡453002

针对当前我国灌区信息化发展水平评价中指标选取存在的随意性、重复性和不完整的问题,在分析我国灌区信息化建设发展现状和评价指标选取原则的基础上,以指标简洁性和完整性为目标,根据前人提出的评价方法和模型,进行灌区信息化水平评价... 详细信息

针对当前我国灌区信息化发展水平评价中指标选取存在的随意性、重复性和不完整的问题,在分析我国灌区信息化建设发展现状和评价指标选取原则的基础上,以指标简洁性和完整性为目标,根据前人提出的评价方法和模型,进行灌区信息化水平评价指标选取和优化研究,从信息基础设施建设、应用性能、效益效果三个方面构建了一套灌区信息化水平评价指标体系。以湖北漳河灌区的信息化系统建设情况为例,运用评价指标优化选择模型,将灌区信息化水平评价指标由40个优化减少到17个,指标的完整性达到85.13,满足了指标数量少且完整性高的目标。

关键词：灌区信息化评价指标优选

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灌区测控一体化闸门系统设计与试验

灌溉排水学报 2022年第S2期41卷 77-82页

作者：姜明梁中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 郑州大学水利科学与工程学院郑州450001

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运... 详细信息

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运用矩形渠道平板闸门的过流量检测方法,然后融合信息采集、自动控制等技术,使该闸门系统具备渠道水位、闸门开度、过闸流量等参数的计量功能;采用对称双齿轮齿条作为平板闸门升降的传动机构,提升了闸门启闭运行的稳定性、安全性和效率;研制了基于PLC的现地闸门终端控制装置,具有闸门终端远程通信和自动控制的功能;开发了远程监控平台软件,包含手机端和电脑端,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结果】闸门终端工作性能稳定,系统具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,闸门开度控制的最大误差为1mm,网络丢包率接近于零,自由出流的测流误差小于4.6%,淹没出流的小于8.3%。【结论】因此,该系统适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。

关键词：明渠测流平板闸门远程智能控制物联网

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我国灌区信息化建设现状与发展对策

中国农村水利水电 2019年第10期 132-133,138页

作者：姜明梁邓忠中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室

灌区信息化建设是灌区现代化发展的基础,也是建设智慧灌区的必由之路。通过阐述我国实施灌区信息化建设的历史背景,分析了灌区信息化建设中存在的技术、管理、理念和人才等方面的问题,指出当前我国灌区信息化建设现状与面临的形势,并针... 详细信息

灌区信息化建设是灌区现代化发展的基础,也是建设智慧灌区的必由之路。通过阐述我国实施灌区信息化建设的历史背景,分析了灌区信息化建设中存在的技术、管理、理念和人才等方面的问题,指出当前我国灌区信息化建设现状与面临的形势,并针对灌区实际及未来发展,探讨了相应的解决对策。

关键词：灌区信息化信息化建设现状信息化建设对策

基于物联网和PLC的灌区测控一体化闸门系统设计

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灌溉排水学报 2020年第S2期39卷 82-86页

作者：姜明梁王坤鹏中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室/河南省节水农业重点实验室河南新乡453002 新乡市新倍增自动化设备有限公司河南新乡453000

【目的】实现渠道输水的智能控制。【方法】采用自动控制、信息通信和传感器等技术,设计并研发了一套基于物联网和PLC的灌区测控闸门系统,系统主要由现地一体化测控闸门终端和物联网远程监控系统组成。【结果】运用明渠测流理论和传感... 详细信息

【目的】实现渠道输水的智能控制。【方法】采用自动控制、信息通信和传感器等技术,设计并研发了一套基于物联网和PLC的灌区测控闸门系统,系统主要由现地一体化测控闸门终端和物联网远程监控系统组成。【结果】运用明渠测流理论和传感器技术,实现了渠道水位和闸门开度的计量;采用齿轮齿条作为闸门启闭机构,提高了闸门运行效率;研发了基于PLC的闸门终端控制器,实现了现地闸门终端的自动控制和无线通信;开发了基于物联网技术的闸门远程监控系统软件,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结论】该系统实现了渠系闸门的远程智能控制,具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。

关键词：灌区物联网 PLC控制测控闸门

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基于TDR的土壤水分传感器设计与试验

农机化研究 2017年第8期 147-153页

作者：姜明梁方嫦青马道坤中国农业大学信息与电气工程学院

针对农田环境下观测作物生长所需土壤水分变化的实际需要,研制了一种基于TDR原理的新型土壤水分传感器。运用等效采样原理和窄脉冲激励来构建高速波形重建方法,同时设计开发PC上位机软件,通过蓝牙技术将TDR测量设备与上位机软件进行通信... 详细信息

针对农田环境下观测作物生长所需土壤水分变化的实际需要,研制了一种基于TDR原理的新型土壤水分传感器。运用等效采样原理和窄脉冲激励来构建高速波形重建方法,同时设计开发PC上位机软件,通过蓝牙技术将TDR测量设备与上位机软件进行通信,测量结果可实时无线传输。为验证其性能,进行了4种不同质地土壤的标定试验,并与波兰Easy Test公司的FOM/mts型TDR进行对比。试验结果表明:该传感器在土壤含水量非饱和状态下,测量结果与土壤实际含水量线性相关度达到0.97以上,且几乎不受土壤质地影响,具有一定的推广应用价值。

关键词：土壤水分时域反射等效采样 TDR

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超声波换能器安装方式对渠道水流特性的影响

节水灌溉 2023年第9期 114-119,124页

作者：刘然邓忠姜明梁王莹莹中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081

换能器安装形式的不同会导致同一声道上流速分布不均匀,从而影响超声波流量计的测流精度。为解决这一问题,基于流速—面积法,通过实测与模拟相结合的方法,在矩形渠道上设置换能器V型和Z型2种安装形式,分析换能器安装角度为30°~60°(梯... 详细信息

换能器安装形式的不同会导致同一声道上流速分布不均匀,从而影响超声波流量计的测流精度。为解决这一问题,基于流速—面积法,通过实测与模拟相结合的方法,在矩形渠道上设置换能器V型和Z型2种安装形式,分析换能器安装角度为30°~60°(梯度为5°)超声波流量计的测流精度。试验结果表明,换能器安装形式为V型,安装角度为40°~45°时,流量相对误差值为-0.06,安装形式为Z型,安装角度为40°~45°时,流量相对误差值为-0.09,换能器V型安装形式的测流精度较高。对矩形渠道建立三维模型,通过CFD模拟不同工况下渠道水流流态与速度分布情况,模拟结果表明,换能器安装角度为60°时,产生直径为5.6cm漩涡,安装角度为30°时,进水口到流速均匀分布的距离为0.5 m,安装角度为45°时,进水口到流速均匀分布的距离为0.3 m,产生直径为3 cm漩涡。换能器安装角度为45°时测流段的流速对称且分布均匀,对涡流和流速分布影响较小。

关键词：超声波流量计换能器安装方式 CFD仿真模拟

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应用EM38探测土壤冰冻深度的可行性研究

中国农村水利水电 2017年第12期 37-41页

作者：姜明梁邓忠李迎秦京涛吕谋超中国农业科学院农田灌溉研究所/河南省节水农业重点实验室

主要研究了EM38电磁感应电导率仪在冻土方面的应用,根据土壤水和冰的电导率差异,用EM38测量土壤表观电导率(ECa)来预测土壤的冰冻深度。在实验田选取6个试验点进行土壤表观电导率(ECa)和容积含水率的测量,然后通过数学方法确定冻土深度... 详细信息

主要研究了EM38电磁感应电导率仪在冻土方面的应用,根据土壤水和冰的电导率差异,用EM38测量土壤表观电导率(ECa)来预测土壤的冰冻深度。在实验田选取6个试验点进行土壤表观电导率(ECa)和容积含水率的测量,然后通过数学方法确定冻土深度,最后对表观电导率进行动态分析。测定结果证实ECa与相同点位的冻土深度数据有较显著的负相关性,而ECa与相同点位的容积含水率之间存在一定的正相关性。研究结论指出,基于EM38测量的表观电导率预测土壤冰冻深度具有良好的可行性,并且提供了一种实用、简捷的工程检测手段。

关键词：土壤冰冻深度电导率 EM38

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明渠平板闸门过闸流量特性研究

节水灌溉 2021年第12期 56-60页

作者：申祖宁张文正姜明梁吕谋超华北水利水电大学水利学院郑州450046 中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室河南新乡453002

为研究中小型矩形渠道平板闸门自由出流状态下的流量特性,利用渠道水力学测试平台,对渠道平板闸门过水性能进行试验研究。通过测试闸门开度、上游水位、流量,利用Garbrecht公式、杜屿公式、武汉水利学院公式对过闸流量进行计算,并与实... 详细信息

为研究中小型矩形渠道平板闸门自由出流状态下的流量特性,利用渠道水力学测试平台,对渠道平板闸门过水性能进行试验研究。通过测试闸门开度、上游水位、流量,利用Garbrecht公式、杜屿公式、武汉水利学院公式对过闸流量进行计算,并与实测流量等数据进行对比,结果发现三者偏差均较大。为进一步提高过闸流量计算精度,采用最小二乘法原理对实测流量系数μ_(0)与闸门相对开度e/H_(0)进行二次多项式拟合,获得了新的流量系数计算公式;比较分析该公式的计算结果与Garbrecht公式、杜屿公式、武汉水利学院公式,发现该公式的相对误差最大值、平均相对误差都减少了16.49%、17.23%以上,变差系数也位于一个较小值,且在标准的允许范围内。研究结果表明,对该类型的平板闸门,本文拟合的二次多项式公式精度更高,适用性更好,能够满足灌区量测精度要求。

关键词：明渠平板闸门自由出流流量系数过闸流量

基于模糊综合评价法的灌区信息化管理系统应用评价

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农业工程技术 2020年第33期40卷 40-43页

作者：姜明梁范习超中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室/河南省节水农业重点实验室河南新乡453002

为对灌区信息化管理系统的应用水平进行科学合理地评价,从而指导中国灌区信息化建设的有序健康发展。该文根据前人提出的灌区信息化水平评价指标体系,运用多级模糊综合评价方法,构建了灌区信息化管理系统应用水平评价模型,模型可对各灌... 详细信息

为对灌区信息化管理系统的应用水平进行科学合理地评价,从而指导中国灌区信息化建设的有序健康发展。该文根据前人提出的灌区信息化水平评价指标体系,运用多级模糊综合评价方法,构建了灌区信息化管理系统应用水平评价模型,模型可对各灌区信息化管理系统的应用水平进行整体评价以及基础建设、性能、效益等方面的评价。以漳河灌区管理信息系统为研究对象进行了实例验证,其评价结果为优,与实际情况相符,表明该评价方法和模型可行,能够为中国灌区信息化建设水平评价提供参考。

关键词：灌区信息化系统模糊评价