CN115290057B - 一种航道软体排状态监测***及监测方法 - Google Patents

一种航道软体排状态监测***及监测方法 Download PDF

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CN115290057B CN202211205277.9A CN202211205277A CN115290057B CN 115290057 B CN115290057 B CN 115290057B CN 202211205277 A CN202211205277 A CN 202211205277A CN 115290057 B CN115290057 B CN 115290057B
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Abstract

本发明属于软体排监测技术领域，本发明公开了一种航道软体排状态监测方法；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，并据此数据统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；方便巡检重点对高、中风险冲刷区域进行巡检，及时发现高、中风险冲刷区域的冲刷坑和软体排损坏情况，提升巡检效率，有效阻止冲刷坑变大和提升软体排的使用寿命。

Description

一种航道软体排状态监测***及监测方法
技术领域
本发明涉及软体排监测领域，具体而言，涉及一种航道软体排状态监测***及监测方法。
背景技术
软体排是航道整治工程中防止水流冲刷的保护结构中最常用的一种，由于其对底床变形有一定的适应性、兼具不影响行洪、造价低廉等诸多优点，已广泛应用于航道整治工程及部分防洪水利工程中。
航道上形成冲刷坑是影响软体排使用寿命和防护效果主要原因，在汛期来临之前如不能及时发现冲刷坑，随着汛期来临雨水增多，水流速度加快，会在原有的冲刷坑基础上形成更大冲刷坑，对航道床破坏较大，其次会造成软体排悬空，随着冲刷坑的增大，导致软体排撕裂，最终失去防护效果。
为避免这一情况出现，在枯水期对航道软体排进行巡查，若巡查时间过早，距离汛期时间较长，该段时间若有再有冲刷坑则无法知晓，因此工作人员，在枯水期即将结束与汛期即将来临前对航道软体排进行巡查，最大程度对汛期之前形成的冲刷坑进行修补，由于该段时间较短，工作人员缺乏准确的航道水文数据，只能沿航道上游往下游依次巡查，效率低，一旦汛期提前到来，由于水位的上升，给工作人员巡查带来不便，也会导致原本高风险冲刷区域的的冲刷坑变得难以发现。
鉴于此，本申请发明人发明了一种航道软体排状态监测***及监测方法。
发明内容
本本发明针对现有技术的不足，提供了一种航道软体排状态监测***及监测方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种航道软体排状态监测方法，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，并据此数据统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。
优选的，在上述中，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。
优选的，在上述中，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
Figure 991255DEST_PATH_IMAGE001
；
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
Figure 483416DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 990621DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，当水文系数
Figure 813214DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 253423DEST_PATH_IMAGE001
小于梯度参考值Th2且水文系数
Figure 119748DEST_PATH_IMAGE001
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。
优选的，在上述中，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
Figure 629095DEST_PATH_IMAGE002
和离散程度ps；
根据各个区域的平均值
Figure 239068DEST_PATH_IMAGE002
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。
优选的，在上述中，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。
一种航道软体排状态监测***，包括：
数据采集模块，采集航道水文环境数据；
水文数据分析模块，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，记录航道水文环境数据，形成历史航道水文环境数据，并据此数据统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，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。
优选的，在上述中，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。
优选的，在上述中，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
Figure 533783DEST_PATH_IMAGE001
；
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
Figure 305430DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 69118DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，当水文系数
Figure 748361DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 632003DEST_PATH_IMAGE001
小于梯度参考值Th2且水文系数
Figure 354978DEST_PATH_IMAGE001
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。
优选的，在上述中，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
Figure 324071DEST_PATH_IMAGE002
和离散程度ps；
根据各个区域的平均值
Figure 275846DEST_PATH_IMAGE002
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。
优选的，在上述中，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。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种航道软体排状态监测***及监测方法，具有以下有益效果：
本发明航道软体排状态监测方法，先根据采集的水文环境数据对多个出现概率较大的冲刷坑的区域进行初步筛选，根据历史水文数据计算并标记出更精准的高中低风险冲刷区域，并在电子地图上标记出来，再由巡逻人员根据电子地图上的标记风险等级，依次对高中低冲刷区域进行巡检，在有限的巡检时间内。方便巡检重点对高、中风险冲刷区域进行巡检，及时发现高、中风险冲刷区域的冲刷坑和软体排损坏情况，保障汛期来临之间，优先完成高、中风险冲刷区域软体和冲刷坑的排维护工作，提升巡检效率，有效阻止冲刷坑变大和提升软体排的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1 附图为本发明的监测***示意图；
图2 附图为本发明的监测方法流程示意图。
图中；1、水文数据采集模块；2、数据分析模块；3、水文数据历史分析模块；4、综合数据分析模块；5、电子地图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示，本发明实施例公开了一种航道软体排状态监测***，包括水文数据采集模块1、数据分析模块2、水文数据历史分析模块3、综合数据分析模块4、电子地图5。
数据采集模块1采集航道水文环境数据，将水文环境数据发送水文数据分析模块2，水文环境数据包括水流速度值、砂土质量值、航道水深值，其中水流速度值为航道最底部水流速度值，即软体排附近水流速度值，水流速度越快，航道床冲刷坑越易形成；砂土质量值，由工作人员取样测量得到，砂土为航道床与软体排接触区域的砂土单位体积的重量，其重量越大，需要的水流速度越大，才能将其移动，反之，水流速度较小即可；航道水深值由超声波水位监测设备或投入式监测设备等相关设备监测获取，水深值越大，航道底部水流速度越小。
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。
分析过程如下：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，依据公式：
Figure 279574DEST_PATH_IMAGE003
求得n个监控区域的水文系数
Figure 393024DEST_PATH_IMAGE001
，其中e1、e2以及e3分别与水流速度值、砂土质量值、航道水深值的权重因子系数，且e1＞e3＞e2＞0，e1+e3+e2=7.0308，上述
Figure 600145DEST_PATH_IMAGE004
，i表示监控区域的个数。
需要说明的是，水文系数
Figure 355612DEST_PATH_IMAGE001
的表现值越大，则该监控区域的产生的冲刷坑的概率越大，式中权重因子系数用于均衡各项数据在公式中的占比比重，从而促进计算结果的准确性。
获取n个监控区域内所有航道坡度值pdzi与航道宽度值kdzi，并将其进行归一化处理分析，依据公式
Figure 213846DEST_PATH_IMAGE005
，得到各个监控区域航道系数hdzi，其中α1与α2分别为航道坡度值和航道宽度值的的比例系数，且α1＞α2＞0，α1+α2=1.5267。
需要说明的是航道系数hdzi越大产生的冲刷坑的概率越大，水文环境数据还包括航道坡度值与航道宽度值，其中，航道坡度值为航道底部坡度，坡度值越大，该区域的水流速度越快；航道宽度值为航道底部宽度，同一航道总流量不变，宽度越小的地方，相应的水流速度越快。
将各个监控区域的水文系数
Figure 763776DEST_PATH_IMAGE006
与航道系数hdzi分别进行整合处理，过程如下：
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，水文系数
Figure 956729DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，生成第一风险等级标记；当水文系数
Figure 250307DEST_PATH_IMAGE001
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。
需要说明的是，第三高风险标记等级高于第一高风险标记与第二高风险标记等级，即第三高风险标记对应监控区域的出现冲刷坑的概率要大于第一高风险标记与第二高风险标记的区域，其次出现的冲刷坑面积也更大；第三中风险标记等级解释同上。
水文数据历史分析模块3记录历史航道水文环境数据，形成历史航道水文环境数据，并据此数据统分析得出当前时刻高强度冲刷标记与低强度冲刷标记，并发往综合数据分析模块4，高强度冲刷标记与低强度冲刷标记分析逻辑如下：
首先设置水流速阈值SY阈，水流速阈值由工作人员对航道底部沙土取样，然后进行冲刷实验，测试得到取样沙土的移动时水流速度，将该水流速度设置为该区域的水流速阈值。
首先获取各个区域内的大于水流速阈值SY阈的超流速度值y，其次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，即每次出现超流速度时持续时间多次累计得到超流速度时间累计值k，累计时间越长，出现冲刷坑的概率越大；计算各个区域的超流速度值y的平均值
Figure 697469DEST_PATH_IMAGE002
和离散程度ps，通过公式计算
Figure 683880DEST_PATH_IMAGE007
式中，
Figure 849282DEST_PATH_IMAGE008
，m表示该监控区域内超过SY阈的超流速度值数量,
Figure 697283DEST_PATH_IMAGE002
为m个超流速度值y的均值,
Figure 998952DEST_PATH_IMAGE002
越大，离散程度ps越小，表示出现冲刷坑的概率越大，反之则小。
再根据各个区域的平均值
Figure 156263DEST_PATH_IMAGE002
和离散系数ps，通过公式计算各个监控区域的冲刷系数
Figure 74541DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 444342DEST_PATH_IMAGE010
分别为平均值
Figure 380943DEST_PATH_IMAGE002
、离散程度ps与超流速度时间累计值k比例系数，且
Figure 443577DEST_PATH_IMAGE011
，px的数值越大，该监控区域出现的冲刷坑的概率越大。
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，将冲刷系数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。
综合数据分析模块4接收第三高风险标记、第三中风险标记、高强度冲刷标记与低强度冲刷标记，并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；分析输出逻辑如下：
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；其他情形均生成低风险冲刷区域。
本发明航道软体排状态监测***，先根据采集的水文环境数据对多个出现概率较大的冲刷坑的区域进行初步筛选，根据历史水文数据计算并标记出更精准的高中低风险冲刷区域，并在电子地图5上标记出来，再由巡逻人员根据电子地图5上的标记风险等级，依次对高中低冲刷区域进行巡检，在有限的巡检时间内。方便巡检重点对高、中风险冲刷区域进行巡检，及时发现高、中风险冲刷区域的冲刷坑和软体排损坏情况，保障汛期来临之间，优先完成高、中风险冲刷区域软体和冲刷坑的排维护工作，提升巡检效率，有效阻止冲刷坑变大和提升软体排的使用寿命。
实施例二
请参阅图2所示，本实施例未详细叙述部分见实施例一描述内容，一种航道软体排状态监测方法，所述方法包括：步骤一：采集航道水文环境数据；步骤二：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；步骤三：记录航道水文环境数据，形成历史航道水文环境数据，并据此数据统分析得出当前时刻高强度冲刷标记与低强度冲刷标记；步骤四：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
Figure 583571DEST_PATH_IMAGE001
；
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
Figure 22643DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 564483DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，当水文系数
Figure 798018DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 176041DEST_PATH_IMAGE001
小于梯度参考值Th2且水文系数
Figure 153224DEST_PATH_IMAGE001
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。
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
Figure 549571DEST_PATH_IMAGE002
和离散程度ps；根据各个区域的平均值
Figure 219586DEST_PATH_IMAGE002
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。
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。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式
Figure 68594DEST_PATH_IMAGE009
；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的比例系数；将设定的恢复系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到
Figure 98735DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 349588DEST_PATH_IMAGE013
与ρ3的取值分别为2 .54、1 .23、1.05。
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的比例系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

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
Figure 74457DEST_PATH_IMAGE001
；
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
Figure 281447DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 988372DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，当水文系数
Figure 648024DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 465807DEST_PATH_IMAGE001
小于梯度参考值Th2且水文系数
Figure 996145DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 20919DEST_PATH_IMAGE003
和离散程度ps；
根据各个区域的平均值
Figure 517760DEST_PATH_IMAGE003
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***，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
Figure 292818DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 951332DEST_PATH_IMAGE001
代入梯度参考值Th1和Th2进行比对分析，当水文系数
Figure 444630DEST_PATH_IMAGE001
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
Figure 745162DEST_PATH_IMAGE001
小于梯度参考值Th2且水文系数
Figure 640305DEST_PATH_IMAGE001
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***，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
Figure 735300DEST_PATH_IMAGE003
和离散程度ps；
根据各个区域的平均值
Figure 591261DEST_PATH_IMAGE003
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***，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。
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河口整治工程建筑物局部冲刷试验研究;赵晓冬等;《海洋工程》;20050228;第23卷(第1期);47-52 *

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