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专利号: 2022112436139
申请人: 江苏筑升土木工程科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:包括如下步骤:沿着航道的前进方向,设置多个监测站点,对航道的潮位进行数据监测;

以固定时间间隔,获取河道上各个位置上的潮位变化,对数据进行分析,绘制变化曲线,并通过数学分析软件对曲线进行拟合,确定拟合函数;

对拟合函数进行K‑S检验,判断拟合函数是否适用,如果不适用,则重新拟合,直至通过K‑S检验;

获取拟合函数,获取若干周期乘潮水位的历史数据,对拟合函数进行修正,确定修正后的典型潮位曲线,依据典型潮位曲线,计算乘潮水位的实时值;

获取多组依次相连接的潮位值,依据线性回归法,预测下一时刻的预测潮位值A,并以典型潮位变化曲线获取到下一时刻的预测潮位值B;

获取预测潮位值A及预测潮位值B,将两个预测值进行关联,获取潮位预测值;

确定修正因子,以修正因子对潮位预测值进行修正,获取到当前船舶相适应的预期乘潮水位;

修正方法如下:

以其中,Cw为最终的乘潮水位的预测值,F为修正因子; 为综合预测值;

多个站点沿航道的延伸方向做非等距设置,沿着航道的驶入方向,监测站点密度逐渐增加;

预测潮位值A及预测潮位值B的关联方法如下:获取到乘潮水位的相邻的两个曲线值 、 及相邻的预测值 、 ,将两者相关联并进行关联,形成乘潮水位预测值 ,其关联方法符合如下公式:其中, , ,且 1,以 对乘潮水位进行表征,表征方式如下:

其中, 为权重,其具体值可由用户调整设置。

2.根据权利要求1所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:确定修正因子F的获取方式包括:

获取到船的吃水深度Ss、航行速度Hs及航行密度数据Hm,生成船舶系数Cb;

获取当前水道的平均深度Js、水流速度Ls、及水流向的值Lx,生成水流系数Sl;

获取水流系数Sl及船舶系数Cb,将船舶系数Cb,与水流系数Sl相关联,生成修正因子F,用于对乘潮水位进行修正。

3.根据权利要求2所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:获取即将进入航道的船舶信息,确定船舶的吃水深度Ss;获取即将进入航道的船舶信息,确定船舶的航行速度Hs,航行速度Hs取平均值;

确定船舶驶入航道的预计时间,获取该时间上的航行密度Hm。

4.根据权利要求3所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:获取到船的吃水深度Ss、航行速度Hs及航行密度数据Hm,生成船舶系数Cb;船舶系数Cb的生成方法如下:将吃水深度Ss、航行速度Hs及航行密度数据Hm进行归一化处理,船舶系数Cb计算方式如下:其中, , ,且 , 为权重,其具体值可由用户调整设置。

5.根据权利要求3所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:通过回声测深仪对航道内的多个位置的水深,确定航道位置的平均深度Js;

沿着船舶在航道内的驶入方向,设置多个测速仪器,确定水流速度均值,形成水流速度Ls;

沿着船舶在航道内的驶入方向,设置多个测速仪器,确定水流向度Lx。

6.根据权利要求5所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:数Sl的生成方法如下:将平均深度Js、水流速度Ls、及水流向度Lx进行归一化处理,水流系数Sl计算方式如下:其中, , ,且 , 为权重,为常数修正系数,其具体值可由用户调整设置,或者由分析函数拟合生成。

7.根据权利要求6所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:沿着时间轴,生成多组船舶系数Cb,将若干组的船舶系数Cb上传至服务器中;

沿着时间轴,生成多组水流系数Sl,将若干组的水流系数Sl上传至服务器中;

从服务器中获取若干组的水流系数Sl、及多组的船舶系数Cb,以线性回归的方式,对水流系数Sl、及船舶系数Cb分别进行预测,获取下一时刻的值。

8.根据权利要求7所述的一种智慧航道设计乘潮水位实时计算方法,其特征在于:修正因子F的计算方法如下:

其中,所述 为相关性权重,其为航行速度Hs与水流速度Ls之间的相关性系数,通过获取多组航行速度Hs与水流速度Ls,通过相关性分析得出。