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水文传感器网络部署优化研究

闭启礼

   水文信息一般通过水文站网来采集,及时准确的水文信息采集和分析是各项水利工作的基础。传感器网络能够及时获取监测对象的多种客观信息,在水文信息采集中具有十分广阔的应用前景。将水文传感器网络应用到水文站网进行优化部署,或对现有部署方案进行进一步调整优化,在解决水文信息采集自动化、水情实时监测、提高站网监测精度及时效性等问题方面,具有重要的理论和现实意义。 本文针对水文信息采集存在的问题,深入分析了传感器网络在物理拓扑、密度分析等方面的优点,研究了水文传感器网络的水文分区问题,提出了节点的规划部署及部署优化的方案,并应用在淮河淮南支流信阳市地区。 论文主要内容如下: (1)回顾并分析了水文分区、水文站网规划、传感器网络等相关理论,探讨了水文站网规划与传感器网络的研究前沿问题,并结合水文传感器网络在水文信息采集方面的应用,提出本文研究的主要问题。 (2)深入研究了聚类分析方法,并将其应用于水文传感器网络分区。为了研究水文分区的特征,以多种水文参数为指标,考虑传感器节点的分层、节点可靠度及数据的汇总方式,根据河流上下游水文特征差异及行政区划,进行水文传感器网络分区研究,获得了较为满意的分区效果。 (3)根据流域特征,采用面平均雨量降雨模型,结合流量监测节点部署的直线原则,初步设计出部署方案,并对研究区域内的雨量、流量、水位、蒸发等不同类型的传感器节点进行了部署,采用对比分析法,对该方案进行论证,结果表明,该方案在一定程度上满足水文监测要求。 (4)分析了影响水文传感器网络部署优化的水文、网络、通讯、传感器节点等主要因素,确定出传感器网络的物理拓扑、密度分析的优化标准,根据GAF优化算法,对网络节点初步部署方案进行了优化处理,在提高站网监测精度和信息采集时效性方面获得了较为满意的效果。……   
[关键词]:聚类分析;水文传感器网络(HSN);部署优化;水文信息
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年