基于Kalman-BP融合的南水北调高填方渠道渗漏监测模型研究

作     者：刘明堂 田壮壮 齐慧勤 耿宏印 刘雪梅 LIU Mingtang;TIAN Zhangzhang;QI Huiqin;GENG Hongyin;LIU Xuemei

作者机构：华北水利水电大学信息工程学院郑州450045 

基　　金：河南省高等学校重点科研项目计划(15A510003) 河南省科技攻关计划(172102210050) 水利部黄河泥沙重点实验室开放课题基金(2017001) 国家科技重大专项课题(2014ZX03005001) 河南省高等学校重点科研项目计划(14B170012)~~ 

出 版 物：《南水北调与水利科技》 (South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology)

年 卷 期：2018年第16卷第5期

页      码：179-185页

摘      要：针对目前南水北调中线工程高填方渠道渗漏监测设备综合误差大、不能监测渠道断面间渗漏等问题,设计了可用于高填方渠道渗漏的可移动无损监测系统,建立了高填方渠道渗漏状态监测的Kalman-BP融合模型。首先构建一种基于无线传感网的多区域渗漏信息检测平台,将传感器设计成便携式可移动的锥形设备,对渗漏区域的温湿度、土壤含水率、GPS位置信息以及渗流等信息进行实时采集,再通过ZigBee和GPRS将多传感器信息进行无线传输;并结合流场渗漏检测方法,通过试验模型筛选出与高填方渠道渗流相关的特征变量;使用卡尔曼(kalman)算法对关联的物理变量进行滤波和估值;最后将多传感器数据通过BP神经网络进行渗漏状态模式识别,实现渗漏的状态预测,确定坡面渗漏安全级别。试验结果表明,基于Kalman-BP融合模型的高填方渠道渗漏监测模型识别误差较小,达到能在整体上实时监测高填方渠段的渗流状态,可实现南水北调中线工程高填方渠道断面间的坡面渗流非破坏性在线监测功能。

主 题 词：南水北调中线工程 高填方渠道 渗漏监测 卡尔曼滤波 BP神经网络 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.13476/j.cnki.nsbdqk.2018.0141

馆 藏 号：203387906...