利用Excel绘制PⅢ型频率曲线

艇科技推广与应用】l 利用Excel绘制PⅢ型频率曲线 在进行水文频率等相关工作的 计算中，常常需要绘制降雨、来洪等 水文资料的频率曲线。频率曲线一般 绘制在频率格纸上，但由于频率曲线 的计算工作量大且频率格纸难以绘 制。给工作人员带来了诸多不便。 Excel具有强大的数据处理和能 力，通过简单调整和设置，可以解决 实际工作中遇到的一些问题。基于 此，本文介绍利用Excel绘制PⅢ型 频率曲线的方法。 一、计算经验频率曲线的统计参数 下面介绍如何利用Excel方便、 快捷的计算统计参数。已知某雨量观 测站有24年的实测降雨资料，总体分 布曲线定为皮尔逊Ⅲ型。具体计算统 计参数的步骤如下： (1)按照图l所示，将年份、年降 雨量x(mm)、序号等项目依次输入表 格．并按照表格内容多少对表格宽度 进行相应的调整。 (2)在做好表头后，首先将A、B 栏已知年份及其相应的年降雨量输入 计算表格内，然后在D栏对B栏降雨 资料进行由大到小的排序，之后在c 栏将1—24的序号填人。为区分方便， 郭天翔刘红 可将D栏进行颜色标识。 (3)计算平均年降雨量王。在D栏排序 数据下方D27处输入“=AVERAGE(D3： D26)”，回车。即得X。 (4)计算模比系数Ki。模比系数Ki 的计算公式为鼬=÷。在E3处输入 X “=D3／$D$27”，回车。其余数据的计算，可 将光标放至E3右下角，当出现十字标识 后，可向下拖至需要计算数据行。 (5)计算“Ki一1和(Ki—1)2”。在F3处 输入“=E3—1”，回车；在G3处输入 “=F3^2”，回车。然后分别将光标移至F3 良好接地。 四、西潮河闸防雷 西潮河闸位于射阳县黄沙港镇境 内，年雷暴日为46天，属多雷区，加之 地处水陆交界处，建筑物及其内部设 备极易遭受雷击。所以本着“安全、可 靠、先进、经济、适用”的原则，根据国 家有关防雷技术规范的要求，结合工 程实际情况，西潮河闸采取了如下防 雷方案： 1．直接雷防护 利用办公楼、启闭机房屋顶的避 雷带和四周墙面内的柱钢筋作为引下 线，与梁钢筋相互焊接，组成一个完整 的接地系统，把进入建筑物的水管、金 属管道等金属构件作良好电气连接。 这样。整座水闸、办公楼就形成了一个 理想的“法拉第笼”屏蔽网，不但能使 雷电流有良好的散流途径。均压分流。 而且整座建筑物形成统一的等电位系 统，保持均压作用。 为改善接地效果，在办公楼背面 及西潮河闸南北端各增设一组接地 体，并与现有接地连成一体，以形成 共用接地装置，其接地电阻不大于 1．0n。 2．感应雷与雷电侵入波防护 在直击雷防护措施完善合格的前 提下。对雷电入侵的可能通道进行必 要的防护。 (1)在综合布线时避免将线缆靠 近避雷带或引下线布设，因为避雷带 及其引下线有雷电流通过时会在周 围的邻近导体上产生较强的感应电 动势，从而对线路上的设备造成损 害。进出户线路采用埋地缆进入，并 用金属导管屏蔽，屏蔽金属管在进入 建筑物或机房前重复接地，铠装电缆 两端金属外皮接地，其冲击接地电阻 均小于30Q。 (2)电源系统的防护 ①在总配电房配电柜安装一只电 源防雷箱，作为电源一级防护，使大部 分雷电能量在该级得到初步释放。② 在办公楼配电箱及闸控室两配电盘分别 安装一只电源防雷箱，作为电源二级防 护，以降低电源线的雷电波残压，防止其 进一步危害设备。③在各视频监控线路 分别安装一只防雷器，各电脑采用电源 防雷防雷专用插座，以进一步降低雷电 能量，保护设备。 五、结语 雷电防护不是简单的避雷设施的安 装，而是一项要求高、难度大的系统性工 程。除了要依据系统防雷的科学理论采 取相应的防护措施，进行有针对性的防 护外，还应委托有资质的专业防雷检测 机构定期检测防雷设施，设立防范雷电 灾害责任人，对新增建筑和新增设备的 防雷系统应进行重新和建设。这样， 当雷电袭击时，才能保障建筑物及其内 部人员、设备等安全，确保水利工程的正 常运行和管理● (作者单位：江苏省盐城市西潮河闸 管理所224300) (专栏编辑：周权) 万方数据 致科技推广与应用II 和C3的右下角，当出现十字标识后， 向下拖动至需要计算数据行。 (6)计算频率P。频率计算公式为 P三石詈万。在本例中，m为’c栏序号数， n为24。在H3处输入“=C3／25"10ff',回 车。然后将光标移至H3有下角，当出 现十字标识后，向下拖动至需要计算 数据行。 (7)计算cv。在F28处输入 “=$UM(G3：G26)”得窆(Ki一1)2，在 图1 某雨量站降雨频率计算过程 图2适配线计算 图3频率格纸纵线绘制 图4“选择数据源”对话框 任意一空白处输入“=(G28123)勺．5”，得 Cv--0．263，可取Cv---O．3。 =、适配线计算 已知Cv为0．3，现假定Cs=2Cv、 "Cs=2．5Cv、Cs=3Cvi种情况。相应年降雨 量频率P(％)如图2中K栏所示。在“皮 尔逊Ⅲ犁频率曲线的横比系数Kp值表” 中，查得不同cv和cs下的Kp值，分别 填入N、P、R栏内。然后用已求得的Kp 值乘以得xp，分别填人O、Q、S栏。 三、绘制频率格纸 当资料数据处理完后，就需要绘制 频率曲线了。在此之前要先绘制频率格 纸。频率格纸的横坐标是按照标准正态 频率曲线拉成一条直线的原理计算出来 的，中间较密，两端较稀；纵坐标仍是普 通分格。因此，绘制频率格纸的关键是绘 制频率格纸的横坐标。本文利用 NORMSINV函数将不同频率转化为相应 的横坐标值。 本文拟用Excel图表中的散点图来 确定频率P(％)为0．1、1、5、10、20、30、 40、50、60、70、80、90、95、99的纵线位置。 因为散点图是相邻点之间连线的组合， 为此需要将点进行如图3中T栏般排 序、组合。 绘制频率格纸横坐标步骤如下： (1)从，I'3开始，向下如罔3中T栏 所示填入拟画的横坐标刻度值。在u3处 输入“=NORMSINV(r113％)”，同样方法求 出U4至U30的数值。若以P(％)为O．1 时为横坐标原点，则在V3中输入“一$u $3+U3”，然后向下拖至V30。 (2)Xpm．m取O，x‰取三次适线中xp L ‘、 、 ● 、 ’■ ● b 奄 ■ 翼 鬯 ●● ＼ 蟪 图5频率曲线适配结果 一￡E差掌廿 万方数据 醛科技推广与应用】l 无线R5232数据采集系统的开发与应用 一个典型的数据采集系统由检测 仪、RS232通讯接口、RS232通讯总线、 Rs485一RS232转换器、上位计算机等 组成、数据采集仪通过RS232总线向 上位机传送数据。本项目研究的是将 RS232总线转换为无线传输模式，即实 现无线RS232数据采集系统。在很多 控制系统中一涉及到传统的采集必然 要投入大量的人力和物力进行布线。无 线RS232数据采集系统具有低功耗、 高可靠性、多信道、高抗干扰能力和低 误码率等优点，可实现点到点或点到多 点得数据通讯，节约了人力物力。 一、研究开发方案及技术路线 1．硬件连接 对一个具有RS232接口的检测 仪器，如果用Tx表示设备端口上数 据发送(数据离开功能块)的端子，用 RX表示设备端口上数据接收(数据 进入功能块)的端子，则设备A与设 备B之间可通过RS232串口总线连 接起来。 如果将串口连线也看成一个两 端口的设备并把这两个端口的端子做 标注，则两个设备通过方框内的连线 进行串口通讯的连接如图1所示。 如果用无线数传模块替代串口连 接线。则设备A与设备B之间的通信 连接如图2所示。 对比图l与图2可以看m如果将 两个无线模块组成的无线信道也看成 是一个两端口的设备，则对设备A与 设备B而言，串口通讯时有线连接与 无线连接的端子对应关系是一样的。 2．无线与有线连接的区别 用无线信道替代有线连接后的通 孙晶晶 信程序与有线连接下的通信程序的编制 基本相同，不同点只有如下三点。在注意 以下三点的基础上使用无线数传模块时 我们可以把两个无线模块组成的系统视 为一段连线。 ①有线连接的通讯程序中串口帧格 式、串口速率可任意设置。连接线本身对 上述两个参数无任何限制。 数传模块的串口帧格式、串口速率为 一固定值，串口帧格式可设置成(1，8，1) 或(1，9，1)。串口速率为同定的如F49P的 速率是9600biffs、D21DM模块的速率是 1200bi以。使用无线模块的通信程序在这 两个参数上应与模块一致。 ②如果是设备A发出数据，设备B 接收数据。有线连接时发端发出数据的 时刻与收端收到数据的时刻无时间|'日J隔 (间隔时间很小，可忽略不计)。 及年降雨资料中的最大值1259．488。 (3)Y值可取比xp。略大的值，不 妨取1400。 (4)在Excel内任意空白处插入 带直线的点散图。 (5)在空白点散图上右击，选择 “选择数据源”，弹出“选择数据源” 对话框，见图4。点击“添加”按钮，弹 出“编辑数据系列”对话框，在X轴 系列值(X)填入“=数据的计算!$T $3：$T$30”，在Y轴系列值(Y)填人 “=数据的计算!$Y$3：$Y$30”(“数 据的计算”为Excel左下角重命名后 的名字，并不固定)，然后点击确定， 将会返回至“选择数据源”对话框，继 续点击确定。这样便顺利绘制了频率 格纸的纵线。 (6)删除原来的横坐标刻度。 (7)选择刚画好的纵线，右击，选 择“添加数据标签”，出现数据标签后， 可选择只出现X值。然后修改标签内 容，移动标签位置，删除多余的标签， 便完成了横坐标的标注。 (8)此时的频率格纸中若还有数 据点显示，便可将其设置为不显示，这 样频率格纸便正式完成。 四、数据点及适配线的绘入 首先要计算适配线相应频率对应 的横坐标位置，其计算过程类似于频 率格纸绘制过程中v栏x值的计算 过程，将结果填入图2中M栏。然后 可以将原始年降雨量资料和适配线资 料绘制到图表中，其过程与频率格纸 的绘制过程类似。其中需要注意的事 项为：原始年降雨量绘制结果应该是 孤立点的集合，适配线绘制结果应该 是光滑曲线。 在以上工作都完成后，便可添加 横坐标轴与纵坐标轴的单位标签。若图 例项中不需要的内容，可将其删去。最终 结果见图5。 认真观察3条适配线的拟合情况， 可选择最匹配的适线为最终结果。若在 实际工作中对拟合结果不满意，可重新 进行适配，直到结果满意为止。 五、结语 Excel具有强大的计算及处理能力， 针对PⅢ型频率曲线可通过简单的设置 进行计算和绘制。利用Excel进行计算， 不但准确、可靠，在修改部分数据时，后 面的结果也会发生相应的改变，使得计 算及修改更加的便捷。在频率曲线绘制 后，还可根据自己要求对图形进行美化 等操作处理■ (作者单位：河海大学水利水电学院 210098江苏省沭阳县水务局 223600) 万方数据 利用Excel绘制PⅢ型频率曲线 作者： 郭天翔， 刘红 作者单位： 郭天翔(河海大学水利水电学院,210098)， 刘红(江苏省沭阳县水务局,223600) 刊名： 治淮 英文刊名： HARNESSING THE HUAIHE RIVER 年，卷(期)： 2010(3) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zhih201003012.aspx