CN110470819B - 一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统及方法，集降雨模拟、滑坡体在线监测、数据传输可靠性测试、监测数据校核测试多种功能为一体，设计降雨模拟装置，设定不同强度等级降雨，完成降雨过程模拟；布置滑坡监测传感器，完成滑坡位移、地下水位及雨量监测；搭建无线通信网络系统，采集监测数据并通过北斗卫星传输数据信号，通过计算数据传输成功率、传输延时及匹配概率，完成监测数据传输系统可靠性测试；通过对比滑坡监测点光纤光栅传感器监测数据，完成滑坡位移和地下水位监测数据校核测试；建立数据库，记录不同强度降雨下滑坡体监测数据，分析降雨对滑坡位移的影响规律。

Description

一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统及方法
技术领域
本发明涉及一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统及方法，属于滑坡灾害防治领域。
背景技术
滑坡是指在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体在重力等因素的作用下，沿斜坡内部一定的软弱面发生剪切而产生的整体下滑破坏。当管道铺设在滑坡易发地带时，滑坡的变形作用对管道产生了巨大威胁，严重时会导致管道断裂泄漏，产生灾难性后果。
滑坡监测一般采用无人值守的自动采集方式，并通过无线网络进行传输。卫星通信具有数据传输距离长、覆盖范围广、无缝覆盖、通信容量大、传输安全性高的特点，被运用于滑坡灾害监测，但是由于其通信容量小，当滑坡灾害监测的监测数据量较大时其数据传输受到制约，且由于卫星移动通信传播距离远、星上处理能力受限，导致信号传播延时大。
在滑坡灾害变形发展的漫长过程中，降雨是影响其快速发生变形的主要诱发因素之一，滑坡灾害的发生数量在每年雨季之后总会有所增长。在研究降雨量与滑坡灾害的关系时，想要利用降雨量为滑坡预报提供更为精确标准的依据，必须模拟不同强度等级降雨作用下监测传感器的动态响应情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统及方法，模拟不同强度等级降雨条件下滑坡体变形，测试滑坡监测传感器响应情况，综合分析监测数据传输系统可靠性，校核监测数据的精度，完成不同强度等级降雨条件下滑坡体响应规律分析。
本发明主要解决以下问题：
(1)设计降雨模拟装置，通过控制器参数设置，给供水泵提供水量，通过调压阀及电磁阀的协同作用，实现不同强度等级降雨模拟。
(2)统计北斗通信终端发送与接收的有效数据，计算数据传输成功概率和数据传输延时，计算滑坡监测点现场监测数据与监控中心数据的匹配概率，完成北斗通信系统数据传输可靠性测试。
(3)在滑坡监测点布置光纤光栅测斜仪、光纤光栅水位计与全自动全站仪，实现滑坡体位移、地下水位监测，完成滑坡监测点监测数据的校核测试。
(4)在监控中心建立数据库，监测数据通过无线网络传输数据信号至数据库保存，完成监测数据统计及降雨与滑坡位移的规律性分析。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，包括数据接收机1、北斗监测站21、北斗基准站22、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、光纤光栅测斜管5、第一水位计61、第二水位计62、光纤光栅水位计7、全自动全站仪8、拉线式位移计9、光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104、地面控制中心105、第二北斗通信终端106、第三北斗通信终端107、监控中心108、计算机109、第一钻孔201、第二钻孔202、第一振动装置210、第二振动装置211、滑坡体221、电脑231、降雨模拟装置300、通信网络400。
所述数据接收机1通过电缆连接北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9、全自动全站仪8，所述光开关101通过光缆连接光纤光栅水位计7、光纤光栅测斜管5，所述光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104依次连接，所述第三北斗通信终端107与监控中心108连接，所述数据接收机1连接第二北斗通信终端106与电脑231，所述监控中心108通过通信网络400连接第一北斗通信终端104、第二北斗通信终端106。
进一步的，所述的降雨模拟装置300包括蓄水箱301、供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、控制器306、流量计307、固定架308、支管309、桁架310、转动法兰311、旋转支管312、喷嘴313、支架314、第一控制电缆321、第二控制电缆322、第三控制电缆323、第四控制电缆324、第五控制电缆325。
所述供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、流量计307依次连接，所述控制器306通过第一控制电缆321与供水泵302连接，通过第二控制电缆322与调压阀303连接，通过第三控制电缆323与压力表304连接，通过第四控制电缆324与电磁阀305连接，通过第五控制电缆325与流量计307连接，所述支管309通过转动法兰311连接旋转支管312，所述支管309通过固定架308与桁架310连接，所述桁架310与支架314连接。
进一步的，所述的固定式测斜仪4包括保护套管41、探测器42、测斜管43、传输电缆44。
所述探测器42与传输电缆44连接，所述测斜管43内衬于保护套管41内壁，所述探测器42通过滚轮与测斜管43内壁点触式连接。
进一步的，所述的光纤光栅测斜管5包括PVC管51、柔性护管52、光纤光栅53、光纤54、连接光缆55。
所述光纤54与连接光缆55连接，所述光纤光栅53与光纤54连接，所述PVC管51内衬于柔性护管52内壁。
进一步的，所述的通信网络400包括现场网络401、网关402、监测站403、局域无线网络404、北斗卫星405、数据库406、广域无线网络407。
所述现场网络401、网关402、局域无线网络404、北斗卫星405、广域无线网络407依次连接。
一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试方法，具体步骤包括：
a1、大量清水充满蓄水箱301，由控制器306设定不同强度等级降雨的压力、流量参数，启动给水泵302，通过雨量强度调节方法调节不同强度等级下的降雨量，装置开始工作；
a2、启动第一振动装置210和第二振动装置211开始工作，在降雨的共同作用下为滑坡表层位移和深部位移提供原始数据；
a3、数据接收机1接收来自北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、全自动全站仪8、拉线式位移计9的监测数据；
a4、监测数据从数据接收机1传输至第二北斗通信终端106，在第二北斗通信终端106完成压缩打包，若压缩数据包超过北斗短报文最高容量，则进行分包处理，否则整包保留；
a5、第二北斗通信终端106将压缩打包及分包处理后的数据重新组包后通过北斗卫星405发送到地面控制中心105；
a6、地面控制中心105将接收的数据包通过北斗传输协议发送至第三北斗通信终端107，记录起止时间、第二北斗通信终端106在当前时刻已发送报文总条数和第三北斗通信终端107已接收报文总条数；
a7、监控中心108的计算机109读取第三北斗通信终端107接收的报文并保存至数据库406，计算数据传输成功概率，长度为N个北斗数据包的长报文一次传输成功率PN的理论计算值如下式：
式中，表示北斗数据包的传输成功率，定义如下：
式中，Seff表示发送的有效北斗数据包总数，Reff表示接收的有效北斗数据包总数；
a8、计算数据传输延时，北斗短报文通信平均传输延时由下式计算：
式中，n表示集中收发北斗数据包的总个数，T1 i表示第i个北斗数据包的发送时间，表示第i个北斗数据包的接收时间；
a9、数据接收机1传输至电脑231监测数据记做数据A，第二北斗通信终端106传输至监控中心108监测数据记做数据B，计算数据A与B的匹配概率；
a10、通过步骤a7、a8、a9中的传输成功率PN、传输延时匹配概率完成数据传输可靠性测试；
a11、光纤光栅测斜管5和光纤光栅水位计7监测数据传输至上位计算机103，通过第一北斗通信终端104传输至第三北斗通信终端107，监控中心108的计算机109读取第三北斗通信终端107传输数据保存至数据库406；
a12、使用光纤光栅测斜管5监测数据校核固定式测斜仪4测试数据，使用光纤光栅水位计7监测数据校核第一水位计61和第二水位计62测试数据，使用全自动全站仪8监测数据校核拉线式位移计9和北斗监测站21测试数据，完成滑坡体深部位移、地下水位、表层位移监测数据的校核测试；
a13、监控中心108记录不同强度降雨下滑坡位移、地下水位监测数据，绘制降雨-地下水位-滑坡位移曲线，用R确定降雨与滑坡位移之间的关系，R是降雨量曲线与滑坡位移的局部相关性系数，R定义如下：
式中，ωt+1-ωt为t到t+1时刻降的雨量，st+1-st为t到t+1时刻的滑坡位移，max(Δω)、max(Δs)为一个时间周期内的降雨和滑坡位移因子单位时间的最大变幅，R越趋近于1表明降雨量与滑坡位移相关性越强，完成降雨规律性分析。
进一步的，步骤a1中所述的雨量强度调节方法，具体步骤包括：
b1、雨量强度调节方法包括6个降雨等级，24h降雨量小于10mm为小雨，24h降雨量10～25mm为中雨，24h降雨量25～50mm为大雨，24h降雨量50～100mm为暴雨，24h降雨量100～200mm为大暴雨，24h降雨量在200mm以上为特大暴雨；
b2、测量滑坡区域的降雨面积，记录流量计流量，通过降雨面积、降雨时间、水流流量计算降雨量，降雨量计算公式如下：
式中，q表示降雨量，Q表示水流流量，S表示降雨面积，t表示降雨时间；
b3、给水泵302作为动力设备，抽取蓄水箱301清水提供降雨水源，水流经过支管309从喷嘴313喷出，完成降雨模拟；
b4、控制器306设置流量Q、水压P参数，流量计307和压力表304分别监测水流流量和压力并反馈至控制器306，当流量和压力波动变化时，控制器306调节调压阀303和电磁阀305开度，实现水流流量及压力调节，完成不同强度降雨模拟。
该发明的有益效果在于：
(1)本发明集降雨模拟、滑坡体在线监测、数据传输可靠性测试、监测数据校核测试多种功能为一体，实现不同强度等级降雨条件下滑坡体动态监测。
(2)设计降雨模拟装置，通过给水泵、调压阀及电磁阀的协同工作，实现不同强度等级降雨的动态调节，在滑坡监测点布置光纤光栅传感器，动态监测降雨条件下滑坡体位移、地下水位响应数据，为滑坡监测点监测设备数据校核提供基础数据。
(3)计算北斗通信系统的数据传输成功概率及数据传输延时，结合滑坡监测点现场采集数据与监控中心接收数据的匹配概率，实现数据传输系统可靠性测试。
(4)统计滑坡监测信息，分析滑坡位移的核心影响因素降雨对滑坡位移的影响，实现降雨与滑坡位移的规律性分析。
附图说明
图1是本发明实施例中滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统结构示意图。
图2是本发明实施例中降雨模拟装置结构示意图。
图3是本发明实施例中滑坡体深部位移监测示意图。
图4是本发明实施例中通信网络连接滑坡监测传感器示意图。
图5是本发明实施例中喷嘴结构示意图。
图6是本发明实施例中支管结构示意图。
图7是本发明实施例中雨量强度调节流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
本实施例中，图1为滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统结构示意图，包括数据接收机1、北斗监测站21、北斗基准站22、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、光纤光栅测斜管5、第一水位计61、第二水位计62、光纤光栅水位计7、全自动全站仪8、拉线式位移计9、光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104、地面控制中心105、第二北斗通信终端106、第三北斗通信终端107、监控中心108、计算机109、第一钻孔201、第二钻孔202、第一振动装置210、第二振动装置211、滑坡体221、电脑231、降雨模拟装置300、通信网络400。
所述数据接收机1通过电缆连接北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9、全自动全站仪8，所述光开关101通过光缆连接光纤光栅水位计7、光纤光栅测斜管5，所述光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104依次连接，所述第三北斗通信终端107与监控中心108连接，所述数据接收机1连接第二北斗通信终端106与电脑231，所述监控中心108通过通信网络400连接第一北斗通信终端104、第二北斗通信终端106。
所述第一雨量计31被布置在容易发生滑坡的坡体顶部，所述第二雨量计32被布置在滑坡中央附近，所述第三雨量计33被布置在坡脚附近。所述固定式测斜仪4和光纤光栅测斜管5布置在第一钻孔201，所述第一水位计61、第二水位计62及光纤光栅水位计7布置在第二钻孔202。所述第一振动装置210埋设在距离第一钻孔201边缘0.2～0.4m的位置，所述第二振动装置211埋设在距离第二钻孔202边缘0.2～0.4m的位置。
图2为降雨模拟装置结构示意图，降雨模拟装置300包括蓄水箱301、供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、控制器306、流量计307、固定架308、支管309、桁架310、转动法兰311、旋转支管312、喷嘴313、支架314、第一控制电缆321、第二控制电缆322、第三控制电缆323、第四控制电缆324、第五控制电缆325。
所述供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、流量计307依次连接，所述控制器306通过第一控制电缆321与供水泵302连接，通过第二控制电缆322与调压阀303连接，通过第三控制电缆323与压力表304连接，通过第四控制电缆324与电磁阀305连接，通过第五控制电缆325与流量计307连接，所述支管309通过转动法兰311与旋转支管312连接，所述支管309通过固定架308与桁架310连接，所述桁架310与支架314连接。所述控制器306可控制供水泵302、调压阀303、电磁阀305运行参数，所述压力表304及流量计307监测水流压力及流量并反馈至控制器306。
一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试方法具体包括以下步骤；
a1、大量清水充满蓄水箱301，由控制器306设定不同强度等级降雨的压力、流量参数，启动给水泵302，通过雨量强度调节方法调节不同强度等级下的降雨量，装置开始工作；
a2、启动第一振动装置210和第二振动装置211开始工作，在降雨的共同作用下为滑坡表层位移和深部位移提供原始数据；
a3、数据接收机1接收来自北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、全自动全站仪8、拉线式位移计9的监测数据；
a4、监测数据从数据接收机1传输至第二北斗通信终端106，在第二北斗通信终端106完成压缩打包，若压缩数据包超过北斗短报文最高容量，则进行分包处理，否则整包保留；
a5、第二北斗通信终端106将压缩打包及分包处理后的数据重新组包后通过北斗卫星405发送到地面控制中心105；
a6、地面控制中心105将接收的数据包通过北斗传输协议发送至第三北斗通信终端107，记录起止时间、第二北斗通信终端106在当前时刻已发送报文总条数和第三北斗通信终端107已接收报文总条数；
a7、监控中心108的计算机109读取第三北斗通信终端107接收的报文并保存至数据库406，计算数据传输成功概率，长度为N个北斗数据包的长报文一次传输成功率PN的理论计算值如下式：
式中，表示北斗数据包的传输成功率，定义如下：
式中，Seff表示发送的有效北斗数据包总数，Reff表示接收的有效北斗数据包总数；
a8、计算数据传输延时，北斗短报文通信平均传输延时由下式计算：
式中，n表示集中收发北斗数据包的总个数，T1 i表示第i个北斗数据包的发送时间，表示第i个北斗数据包的接收时间；
a9、数据接收机1传输至电脑231监测数据记做数据A，第二北斗通信终端106传输至监控中心108监测数据记做数据B，计算数据A与B的匹配概率；
a10、分析步骤a7、a8、a9中的传输成功率PN、传输延时匹配概率，完成数据传输可靠性测试；
a11、光纤光栅测斜管5和光纤光栅水位计7监测数据传输至上位计算机103，通过第一北斗通信终端104传输至第三北斗通信终端107，监控中心108的计算机109读取第三北斗通信终端107传输数据保存至数据库406；
a12、使用光纤光栅测斜管5监测数据校核固定式测斜仪4测试数据，使用光纤光栅水位计7监测数据校核第一水位计61和第二水位计62测试数据，使用全自动全站仪8监测数据校核拉线式位移计9和北斗监测站21测试数据，完成滑坡体深部位移、地下水位、表层位移监测数据的校核测试；
a13、监控中心108记录不同强度降雨下滑坡位移、地下水位监测数据，绘制降雨-地下水位-滑坡位移曲线，用R确定降雨与滑坡位移之间的关系，R是降雨量曲线与滑坡位移的局部相关性系数，R定义如下：
式中，ωt+1-ωt为t到t+1时刻降的雨量，st+1-st为t到t+1时刻的滑坡位移，max(Δω)、max(Δs)为一个时间周期内的降雨和滑坡位移因子单位时间的最大变幅，R越趋近于1表明降雨量与滑坡位移相关性越强，完成降雨规律性分析。
雨量强度调节方法具体包括以下步骤；
b1、雨量强度调节方法包括6个降雨等级，24h降雨量小于10mm为小雨，24h降雨量10～25mm为中雨，24h降雨量25～50mm为大雨，24h降雨量50～100mm为暴雨，24h降雨量100～200mm为大暴雨，24h降雨量在200mm以上为特大暴雨；
b2、测量滑坡区域的降雨面积，记录流量计流量，通过降雨面积、降雨时间、水流流量计算降雨量，降雨量计算公式如下：
式中，q表示降雨量，Q表示水流流量，S表示降雨面积，t表示降雨时间；
b3、给水泵302作为动力设备，抽取蓄水箱301清水提供降雨水源，水流经过支管309从喷嘴313喷出，完成降雨模拟；
b4、控制器306设置流量Q、水压P参数，流量计307和压力表304分别监测水流流量和压力并反馈至控制器306，当流量和压力波动变化时，控制器306调节调压阀303和电磁阀305开度，实现水流流量及压力调节，完成不同强度降雨模拟。
图3为滑坡体深部位移监测示意图，固定式测斜仪4和光纤光栅测斜管5布置在第一钻孔201内部，用混凝土浇筑空余空间。固定式测斜仪4包括保护套管41、探测器42、测斜管43、传输电缆44，所述探测器42与传输电缆44连接，光纤光栅测斜管5包括PVC管51、柔性护管52、光纤光栅53、光纤54、连接光缆55，所述光纤54与连接光缆55连接。
图4为通信网络连接滑坡监测传感器示意图，固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9可以获取来自第一雨量计31、第二雨量计32及第三雨量计33的监测数据，网关402连接现场网络401，网关402和监测站403之间建立WiFi网络，网关402采集监测数据通过WiFi网络将数据信号传输至监测站403，借助北斗卫星405，数据信号从局域无线网络404传输至广域无线网络407。在网关402和监测站404之间布置有网络控制器，网络控制器支持WiFi协议。
图5为喷嘴结构示意图，喷嘴为楔形锥台状，在锥台底部部有以锥台中心为圆心的一系列呈放散状分布的同心圆出水口。
图6为支管结构示意图，支管309和旋转支管312通过转动法兰311连接，旋转支管312上有喷嘴313安装口，旋转支管可沿水平面左右调节30°。
图7为雨量强度调节流程框图，设置不同强度等级降雨的雨量阈值，设定雨量等级，流量计监测支管流量，判断流量是否高于阈值，是的话调节电磁阀开度，压力表监测水流压力，判断水压是否波动，是的话调节调压阀开度，程序结束。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试方法，其特征在于：具体步骤包括：
a1、大量清水充满蓄水箱(301)，由控制器(306)设定不同强度等级降雨的压力、流量参数，启动给水泵(302)，通过雨量强度调节方法调节不同强度等级下的降雨量，装置开始工作；
a2、启动第一振动装置(210)和第二振动装置(211)开始工作，在降雨的共同作用下为滑坡表层位移和深部位移提供原始数据；
a3、数据接收机(1)接收来自北斗监测站(21)、第一雨量计(31)、第二雨量计(32)、第三雨量计(33)、固定式测斜仪(4)、第一水位计(61)、第二水位计(62)、全自动全站仪(8)、拉线式位移计(9)的监测数据；
a4、监测数据从数据接收机(1)传输至第二北斗通信终端(106)，在第二北斗通信终端(106)完成压缩打包，若压缩数据包超过北斗短报文最高容量，则进行分包处理，否则整包保留；
a5、第二北斗通信终端(106)将压缩打包及分包处理后的数据重新组包后通过北斗卫星(405)发送到地面控制中心(105)；
a6、地面控制中心(105)将接收的数据包通过北斗传输协议发送至第三北斗通信终端(107)，记录起止时间、第二北斗通信终端(106)在当前时刻已发送报文总条数和第三北斗通信终端(107)已接收报文总条数；
a7、监控中心(108)的计算机(109)读取第三北斗通信终端(107)接收的报文并保存至数据库(406)，计算数据传输成功概率，长度为N个北斗数据包的长报文一次传输成功率PN的理论计算值如下式：
式中，表示北斗数据包的传输成功率，定义如下：
式中，Seff表示发送的有效北斗数据包总数，Reff表示接收的有效北斗数据包总数；
a8、计算数据传输延时，北斗短报文通信平均传输延时由下式计算：
式中，n表示集中收发北斗数据包的总个数，T1 i表示第i个北斗数据包的发送时间，表示第i个北斗数据包的接收时间；
a9、数据接收机(1)传输至电脑(231)监测数据记做数据A，第二北斗通信终端(106)传输至监控中心(108)监测数据记做数据B，计算数据A与B的匹配概率；
a10、分析步骤a7、a8、a9中的传输成功率PN、传输延时匹配概率，完成数据传输可靠性测试；
a11、光纤光栅测斜管(5)和光纤光栅水位计(7)监测数据传输至上位计算机(103)，通过第一北斗通信终端(104)传输至第三北斗通信终端(107)，监控中心(108)的计算机(109)读取第三北斗通信终端(107)传输数据保存至数据库(406)；
a12、使用光纤光栅测斜管(5)监测数据校核固定式测斜仪(4)测试数据，使用光纤光栅水位计(7)监测数据校核第一水位计(61)和第二水位计(62)测试数据，使用全自动全站仪(8)监测数据校核拉线式位移计(9)和北斗监测站(21)测试数据，完成滑坡体深部位移、地下水位、表层位移监测数据的校核测试；
a13、监控中心(108)记录不同强度降雨下滑坡位移、地下水位监测数据，绘制降雨-地下水位-滑坡位移曲线，用R确定降雨与滑坡位移之间的关系，R是降雨量曲线与滑坡位移的局部相关性系数，R定义如下：
式中，ωt+1-ωt为t到t+1时刻降的雨量，st+1-st为t到t+1时刻的滑坡位移，max(Δω)、max(Δs)为一个时间周期内的降雨和滑坡位移因子单位时间的最大变幅，R越趋近于1表明降雨量与滑坡位移相关性越强，完成降雨规律性分析。
2.根据权利要求1所述的滑坡体监测数据传输系统可靠性测试方法，其特征在于：步骤a1中所述的雨量强度调节方法具体步骤包括：
b1、雨量强度调节方法包括6个降雨等级，24h降雨量小于10mm为小雨，24h降雨量10～25mm为中雨，24h降雨量25～50mm为大雨，24h降雨量50～100mm为暴雨，24h降雨量100～200mm为大暴雨，24h降雨量在200mm以上为特大暴雨；
b2、测量滑坡区域的降雨面积，记录流量计流量，通过降雨面积、降雨时间、水流流量计算降雨量，降雨量计算公式如下：
式中，q表示降雨量，Q表示水流流量，S表示降雨面积，t表示降雨时间；
b3、给水泵(302)作为动力设备，抽取蓄水箱(301)清水提供降雨水源，水流经过支管(309)从喷嘴(313)喷出，完成降雨模拟；
b4、控制器(306)设置流量Q、水压P参数，流量计(307)和压力表(304)分别监测水流流量和压力并反馈至控制器(306)，当流量和压力波动变化时，控制器(306)调节调压阀(303)和电磁阀(305)开度，实现水流流量及压力调节，完成不同强度降雨模拟。
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