CN111859293A - 一种长河段航道合理维护尺度确定方法 - Google Patents

一种长河段航道合理维护尺度确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种长河段航道合理维护尺度确定方法，从待分析的长河段航道的历史数据中，获取各航道分时间段计划维护尺度和各航道分时间段实际维护尺度，求取各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，以及各航道分时间段实际维护尺度的宽深比，宽为各航道的宽度，深为各航道的水深；计算二者的比值，并进行正态分布拟合；对正态分布拟合的结果，采用一定的上限和下限，结合已知的某一时间段计划维护尺度，确定实际维护尺度宽深比的取值范围，从而判断实际维护尺度的合理性。本发明对长河段航道的实际维护提供量化数据，为长江数字航道辅助决策提供支持。

Description

一种长河段航道合理维护尺度确定方法
技术领域
本发明属于长河段航道维护技术领域，具体涉及一种长河段航道合理维护尺度确定方法。
背景技术
随着长江航道逐步完善数字航道建设，对公益服务提出了更高的要求，合理有效地提高航道尺度对于指导航道维护生产、提高航道布置和航标配布的科学合理性、提高航道尺度预测预报的准确性、提高航道利用率和航道通过能力、更好地服务港行企业及涉水相关单位具有重要意义。
以长江干线大埠街至上巢湖715.2公里长江干线及3.5公里洞庭湖口航道为例，含63个水道，设置常年维护性航标约1300座。大部分河段为沙质河床，浅滩河段及弯道众多，枯水期航道变化剧烈，且存在诸多的桥区航道，因而航道维护工作量大。但在生产实践中，主要依赖于维护人员的经验判断，缺乏准确、有效、快速的长河段航道合理维护尺度确定方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种长河段航道合理维护尺度确定方法，对长河段航道的实际维护提供量化数据，为长江数字航道辅助决策提供支持。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种长河段航道合理维护尺度确定方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、从历年航道养护计划数据中，获取各航道分时间段计划维护尺度，求取各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，宽为各航道的计划宽度，深为各航道的计划水深；
S2、从待分析的长河段航道的历史数据中，获取各航道每日实际维护尺度，求取各航道每日实际维护尺度的宽深比，宽为各航道的实际维护宽度，深为各航道的实际维护水深；
S3、计算各航道分时间段实际维护尺度的宽深比，与，各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，的比值，并进行正态分布拟合；
S4、对正态分布拟合的结果，采用一定的区间，从而计算实际与计划维护尺度宽深比之比的上限和下限；
S5、根据上述宽深比之比的上限和下限，结合已知的某一时间段计划维护尺度，确定实际维护尺度宽深比的取值范围，从而判断实际维护尺度的合理性。
按上述方案，所述的分时间段具体为：以一个自然月为一个时间段。
按上述方案，所述的上限a为0.75-0.95。
按上述方案，所述的下限b为1-a。
本发明的有益效果为：根据对历史数据的分析，得到了航道实际与计划维护尺度宽深比之比的分布规律，从而合理确定其上下限取值，进而可以判断实际维护尺度的合理性，对长河段航道的实际维护提供量化数据，为长江数字航道辅助决策提供支持。
附图说明
图1为本发明一实施例的各航道分时间段计划维护尺度的宽深比。
图2为本发明一实施例的各航道分时间段实际维护尺度的宽深比；其中a)为河段1，b)为河段2，c)为河段3，d)为河段4。
图3为本发明一实施例的各河段实际与月计划维护尺度宽深比之比正态拟合图；其中a)为河段1，b)为河段2，c)为河段3，d)为河段4。
具体实施方式
本发明以大埠街至上巢湖长江干线航道为例。下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
S1、从历年航道养护计划数据中，获取各航道分时间段计划维护尺度，见表1。
表1 2019年航道维护分月尺度计划表
Figure BDA0002574355520000021
求取各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，宽为各航道的计划宽度，深为各航道的计划水深，见表2。
表2 2019年航道维护分月计划尺度宽深比
Figure BDA0002574355520000031
S2、从待分析的长河段航道的历史数据中，获取各航道每日实际维护尺度，求取各航道每日实际维护尺度的宽深比，宽为各航道的实际维护宽度，深为各航道的实际维护水深。
选取各河段2019年枯水期某日实际维护尺度宽深比为例，其分河段宽深比情况如图2，各河段2019年枯水期某日实际维护尺度宽深比与当月计划宽深比之间存在较大差异。一般而言，实际维护尺度宽深比大于当月计划宽深比，说明在保证水深条件情况下，航宽条件普遍优于月度计划。宽深比直接说明了该河段对航道宽度和水深的利用情况。为更好地响应航道计划维护尺度与航道实际，须合理确定航道实际维护尺度宽深比。
S3、计算各航道分时间段实际维护尺度的宽深比，与，各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，的比值，并进行正态分布拟合。
对2019年各河段实际与月计划维护尺度宽深比之比的频数分布直方图进行正态拟合，其频数分布见表3，正态分布拟合如图3，R方值均大于0.975，显著符合正态分布。
表3 2019年度各河段实际与月计划维护尺度宽深比之比
区间范围 河段1 河段2 河段3 河段4
[0,0.5) 3 10 2 5
[0.5,1.0) 182 2345 1767 2553
[1.0,1.5) 365 4568 3820 2374
[1.5,2.0) 314 1383 783 148
[2.0,2.5) 135 83 476 23
[2.5,3.0) 88 6 251 7
[3.0,3.5) 7 0 164 0
[3.5,4.0) 1 0 37 0
S4、对正态分布拟合的结果，采用一定的区间，从而计算实际与计划维护尺度宽深比之比的上限和下限。
选取上限0.85和下限0.15为例。
图3中的正态拟合公式如式(1)，带入S3正态拟合的参数均值xc与标准差w，计算可得上限0.85对应的实际与月计划维护尺度宽深比之比为1.469，下限0.15对应的实际与月计划维护尺度宽深比之比为0.739。
Figure BDA0002574355520000041
根据实际与月计划维护尺度宽深比之比的上下限，以及月计划维护尺度宽深比，计算可得实际维护尺度宽深比的上下限，见表4。
表4实际维护尺度宽深比上下限
Figure BDA0002574355520000042
Figure BDA0002574355520000051
本实施例以大埠街至上巢湖长江干线航道2019年的实际维护尺度为基础，分析了航道实际与月计划维护尺度宽深比之比的分布规律，从而合理确定其上下限取值，进而可以确定航道实际分月维护尺度。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种长河段航道合理维护尺度确定方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、从历年航道养护计划数据中，获取各航道分时间段计划维护尺度，求取各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，宽为各航道的计划宽度，深为各航道的计划水深；
S2、从待分析的长河段航道的历史数据中，获取各航道每日实际维护尺度，求取各航道每日实际维护尺度的宽深比，宽为各航道的实际维护宽度，深为各航道的实际维护水深；
S3、计算各航道分时间段实际维护尺度的宽深比，与，各航道分时间段计划维护尺度的宽深比，的比值，并进行正态分布拟合；
S4、对正态分布拟合的结果，采用一定的区间，从而计算实际与计划维护尺度宽深比之比的上限和下限；
S5、根据上述宽深比之比的上限和下限，结合已知的某一时间段计划维护尺度，确定实际维护尺度宽深比的取值范围，从而判断实际维护尺度的合理性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的分时间段具体为：以一个自然月为一个时间段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的上限a为0.75-0.95。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的下限b为1-a。
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