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专利号: 2022112052779
申请人: 江苏航运职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种航道软体排状态监测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

采集航道水文环境数据;

对水文环境数据进行分析生成第三高风险标记与第三中风险标记;

记录航道水文环境数据,形成历史航道水文环境数据,并据历史航道水文环境数据分析得出当前时刻高强度冲刷标记与低强度冲刷标记;

根据第三高风险标记、第三中风险标记、高强度冲刷标记与低强度冲刷标记,据此分析输出高风险冲刷区域、中风险冲刷区域与低风险冲刷区域,并在航道电子地图上相应监控区域进行标记;

所述水文环境数据包括水流速度值、砂土质量值、航道水深值、航道坡度值与航道宽度值,所述航道坡度值为航道底部坡度,所述航道宽度值为航道底部宽度,所述水流速度值为航道底部水流速度值;

分析生成第三高风险标记与第三中风险标记过程如下:将航道分为n个监控区域,n为大于1的整数,分别获取n个区域内的水流速度值sdzi、砂土质量值stzi、航道水深值sszi,并将其进行公式化分析,求得n个监控区域的水文系数 ;

获取n个监控区域内航道坡度值pdzi与航道宽度值kdzi,并将其进行归一化处理分析,并将其进行公式化分析,得到各个监控区域航道系数hdzi;

将各个监控区域的水文系数 与航道系数hdzi分别进行整合处理,分析生成第三高风险标记与第三中风险标记;

整合处理包括:设置水文系数梯度参考值Th1和Th2,设置航道系数Th3和Th4,其中Th1<Th2,Th3<Th4,当水文系数 代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析,当水文系数大于或等于梯度参考值Th2时,则将该监控区域标记为第一高风险标记;当水文系数小于梯度参考值Th2且水文系数 大于或等于梯度参考值Th1时,将该监控区域标记为第一中风险标记;当水文系数小于梯度参考值Th1时,则不对该监控区域进行风险等级标记;

将航道系数hdzi代入梯度参考值Th3和Th4进行比对分析,当航道系数hdzi大于或等于梯度参考值Th4时,则将该监控区域标记为第二高风险标记;当航道系数hdzi小于梯度参考值Th4且航道系数hdzi大于或等于梯度参考值Th3时,则将该监控区域标记为第二中风险标记;当航道系数hdzi小于梯度参考值Th3时,则不对该监控区域进行风险等级标记;

获取n个监控区域的第一风险等级标记与第二风险等级标记,若任一个监控区域同时具有第一高风险标记与第二高风险标记时,将该监控区域设置为第三高风险标记;若任一个监控区域具有第一高风险标记与第二中风险标记、第一中风险标记与第二中风险标记、第一中风险标记与第二高风险标记时,将该监控区域设置为第三中风险标记。

2.根据权利要求1所述的一种航道软体排状态监测方法,其特征在于:高强度冲刷标记与低强度冲刷标记分析逻辑如下:设置水流速阈值SY阈;获取各个区域内的大于水流速阈值SY阈的超流速度值y;

获取各个监控区域内的大于水流速阈值SY阈的超流速度持续时间累计值k,计算各个区域的超流速度值y的平均值 和离散程度ps;

根据各个区域的平均值 和离散系数ps,通过公式化分析计算各个监控区域的冲刷系数px;

设置冲刷系数阈值TH5,将冲刷系数px代入冲刷系数阈值TH5比对分析,当冲刷系数px大于冲刷系数阈值TH5时,生成高强度冲刷标记;冲刷系数px小于或等于冲刷系数阈值TH5时,生成低强度冲刷标记。

3.根据权利要求2所述的一种航道软体排状态监测方法,其特征在于:分析输出高风险冲刷区域、中风险冲刷区域与低风险冲刷区域逻辑如下:获取n个监控区域的第三高风险标记、第三中风险标记、高强度冲刷标记与低强度冲刷标记,若任一个监控区域同时具有第三高风险标记与高强度冲刷标记时,将该监控区域设置为高风险冲刷区域;若任一个监控区域具有第三高风险标记与低强度冲刷标记、第三中风险标记与低强度冲刷标记、第三中风险标记与高强度冲刷标记时,将该监控区域设置为中风险冲刷区域;其他情形均设置为低风险冲刷区域。

4.一种航道软体排状态监测系统,其特征在于,包括:

数据采集模块(1),采集航道水文环境数据;

水文数据分析模块(2),对水文环境数据进行分析生成第三高风险标记与第三中风险标记;

水文数据分析模块(2),记录航道水文环境数据,形成历史航道水文环境数据,并据历史航道水文环境数据分析得出当前时刻高强度冲刷标记与低强度冲刷标记;

综合数据分析模块(4),根据第三高风险标记、第三中风险标记、高强度冲刷标记与低强度冲刷标记,据此分析输出高风险冲刷区域、中风险冲刷区域与低风险冲刷区域,并在航道电子地图(5)上相应监控区域进行标记;

所述水文环境数据包括水流速度值、砂土质量值、航道水深值、航道坡度值与航道宽度值,所述航道坡度值为航道底部坡度,所述航道宽度值为航道底部宽度,所述水流速度值为航道底部水流速度值;

分析生成第三高风险标记与第三中风险标记过程如下:将航道分为n个监控区域,n为大于1的整数,分别获取n个区域内的水流速度值sdzi、砂土质量值stzi、航道水深值sszi,并将其进行公式化分析,求得n个监控区域的水文系数;

获取n个监控区域内航道坡度值pdzi与航道宽度值kdzi,并将其进行归一化处理分析,并将其进行公式化分析,得到各个监控区域航道系数hdzi;

将各个监控区域的水文系数 与航道系数hdzi分别进行整合处理,分析生成第三高风险标记与第三中风险标记;

整合处理包括:设置水文系数梯度参考值Th1和Th2,设置航道系数Th3和Th4,其中Th1<Th2,Th3<Th4,当水文系数 代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析,当水文系数大于或等于梯度参考值Th2时,则将该监控区域标记为第一高风险标记;当水文系数小于梯度参考值Th2且水文系数 大于或等于梯度参考值Th1时,将该监控区域标记为第一中风险标记;当水文系数小于梯度参考值Th1时,则不对该监控区域进行风险等级标记;

将航道系数hdzi代入梯度参考值Th3和Th4进行比对分析,当航道系数hdzi大于或等于梯度参考值Th4时,则将该监控区域标记为第二高风险标记;当航道系数hdzi小于梯度参考值Th4且航道系数hdzi大于或等于梯度参考值Th3时,则将该监控区域标记为第二中风险标记;当航道系数hdzi小于梯度参考值Th3时,则不对该监控区域进行风险等级标记;

获取n个监控区域的第一风险等级标记与第二风险等级标记,若任一个监控区域同时具有第一高风险标记与第二高风险标记时,将该监控区域设置为第三高风险标记;若任一个监控区域具有第一高风险标记与第二中风险标记、第一中风险标记与第二中风险标记、第一中风险标记与第二高风险标记时,将该监控区域设置为第三中风险标记。

5.根据权利要求4所述的一种航道软体排状态监测系统,其特征在于:高强度冲刷标记与低强度冲刷标记分析逻辑如下:设置水流速阈值SY阈;获取各个区域内的大于水流速阈值SY阈的超流速度值y;

获取各个监控区域内的大于水流速阈值SY阈的超流速度持续时间累计值k,计算各个区域的超流速度值y的平均值 和离散程度ps;

根据各个区域的平均值 和离散系数ps,通过公式化分析计算各个监控区域的冲刷系数px;

设置冲刷系数阈值TH5,将冲刷系数px代入冲刷系数阈值TH5比对分析,当冲刷系数px大于冲刷系数阈值TH5时,生成高强度冲刷标记;冲刷系数px小于或等于冲刷系数阈值TH5时,生成低强度冲刷标记。

6.根据权利要求5所述的一种航道软体排状态监测系统,其特征在于:分析输出高风险冲刷区域、中风险冲刷区域与低风险冲刷区域逻辑如下:获取n个监控区域的第三高风险标记、第三中风险标记、高强度冲刷标记与低强度冲刷标记,若任一个监控区域同时具有第三高风险标记与高强度冲刷标记时,将该监控区域设置为高风险冲刷区域;若任一个监控区域具有第三高风险标记与低强度冲刷标记、第三中风险标记与低强度冲刷标记、第三中风险标记与高强度冲刷标记时,将该监控区域设置为中风险冲刷区域;其他情形均设置为低风险冲刷区域。