水动力通航安全预警方法、系统、计算机设备及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及水动力通航安全预警方法、系统、计算机设备及存储介质，其技术方案要点是：包括：收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离适航区域，则发出通航安全警报；本申请具有保证船舶行驶时的稳定性和安全性的优点。

Early warning method, system, computer equipment and storage medium of hydrodynamic navigation safety

【技术实现步骤摘要】
水动力通航安全预警方法、系统、计算机设备及存储介质
本专利技术涉及船舶航行
，更具体地说，它涉及水动力通航安全预警方法、系统、计算机设备及存储介质。
技术介绍
航运作为国家战略性基础产业，是综合运输体系的重要组成部分，也是实现经济社会可持续发展的重要战略资源。而航道数字化是航运信息化的重要组成部分与发展趋势，对内河航运的安全与高效管理有着举足轻重的作用。天然河道是指能进行水上运输的天然河流，而内河水道是指天然河道、运河、湖泊、水库等的统称。在水道中，具有一定的深度、宽度、净空尺度、弯曲半径，并且可以给船舶提供一个安全航行环境的水域称之为航道。标准不同，航道的分类也不一样，根据航道的管理属性可划分为国家航道、地方航道与专用航道；根据航道形成原因可划分为天然航道、人工航道与渠化航道；根据航道所处地域可划分为内河航道与沿海航道；根据所处航段特点可划分为桥区航道、港区航道、坝区航道等。而由于航道信息复杂，水深、流速、水面比降、回流度等难以直接观测到的水面情况对于船舶航运的影响尤为严重，而桥区、船闸对航道流态的影响，以及水温、含盐量、冰化程度等对航道流态的改变都对航道通航安全造成不同程度的影响，故研发一种能够直观了解航道的水流情况并对使船舶航运更加安全的系统已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供水动力通航安全预警方法、系统、计算机设备及存储介质，具有保证船舶行驶时的稳定性和安全性的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：水动力通航安全预警方法，其特征在于，包括：收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离适航区域，则发出通航安全警报。可选的，所述根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据包括：根据所述预定水域航道数据得到预定水域的通航数据，所述通航数据包括航道规划数据、航道等级数据、航道水深、航道宽度、航道曲率半径、净高值和净跨值；根据所述水流数据和通航数据计算得到预定水域的水面比降、流速、流向和流态；根据所述预定水域的水面比降、流速、流向和流态得到预定水域的水动力数据。可选的，所述根据所述预定水域的航道数据和所述水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型，包括：根据预定水域的航道数据建立预定水域的航道三维模型；根据所述预定水域的水动力数据建立预定水域的水流模型；将预定水域的水流模型与预定水域的航道三维模型叠加得到预定水域的水动力模型。可选的，所述预定水域的水动力数据包括预定水域的水面比降、流速、流向和流态；所述根据所述预定水域的水动力数据得到预定水域的水流模型，包括：根据所述预定水域的流向对矢量场进行运动变形得到扭曲网格；根据所述预定水域的流速对扭曲网格进行渲染得到流速渲染模型；根据所述预定水域的水面比降对流速渲染模型进行渲染得到水面比降渲染模型；根据所述预定水域的流态对水面比降渲染模型进行渲染得到预定水域的水流模型。可选的，所述根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离所述适航区域，则发出通航安全警报，包括：根据所述水动力模型得到所述预定水域中的风险分布区；基于所述船舶信息在所述水动力模型筛选出满足船舶吃水量且避开所述风险分布区的适航区域；在所述适航区域和所述风险分布区的边界处设置电子航标，若船舶从所述适航区域内驶入所述风险分布区，则所述电子航标发出通航安全警报。可选的，所述根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离所述适航区域，则发出通航安全警报，还包括：根据所述预定水域的水动力数据设置水动力阈值；将所述预定水域的实时水动力数据与所述水动力阈值进行比对，若所述预定水域的实时水动力数据超过所述水动力阈值，则发出所述预定水域的水动力数据异常的水动力报警信息。可选的，所述根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离所述适航区域，则发出通航安全警报，还包括：根据所述水动力模型设置若干分航通道；在若干所述分航通道的边界均设置有虚拟航标；根据所述船舶信息对船舶规划对应的规划航道，若所述船舶偏离对应规划航道，则所述虚拟航标发出船舶偏航预警。水动力通航安全预警系统，其特征在于，包括：数据收集模块，用于收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；数据处理模块，用于根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；数据建模模块，用于根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；通航预警模块，用于根据所述船舶信息和水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶脱离所述适航区域，则发出通航安全警报。一种计算机设备,包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过建立对应水域的水动力模型，并结合船舶信息对船舶的航行轨迹进行规划，使船舶避开风险分布区，保证船舶行驶时的稳定性和安全性；并且在船舶偏离航线时及时发送安全预警，并在同时向航道管理系统发送该船舶的船舶编号，达到对船舶的监控，提高管理效率和管理能力。附图说明图1为本专利技术提供的水动力通航安全预警方法的流程示意图；图2为图1中步骤200的流程示意图；图3为图1中步骤300的流程示意图；图4为本专利技术提供的水动力通航安全预警系统的结构框图；图5为图4中数据处理模块的结构框图；图6为图4中数据建模模块的结构框图；图7为本专利技术实施例中计算机设备的内部结构图；图8为本专利技术水流模型的处理示意图；图9为本专利技术水动力模型的示意图；图10为本专利技术对船舶航迹线规划的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了水动力通航安全预警方法,如图1所示，包括：步骤100、收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；步骤200、根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；步骤300、根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；步骤400、根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离适航区域，则发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水动力通航安全预警方法，其特征在于，包括：/n收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；/n根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；/n根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；/n根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离适航区域，则发出通航安全警报。/n

【技术特征摘要】
1.水动力通航安全预警方法，其特征在于，包括：
收集船舶信息、预定水域的航道数据和预定水域的水流数据；
根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据；
根据所述预定水域的航道数据和预定水域的水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型；
根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离适航区域，则发出通航安全警报。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预定水域的航道数据和水流数据得到所述预定水域的水动力数据包括：
根据所述预定水域航道数据得到预定水域的通航数据，所述通航数据包括航道规划数据、航道等级数据、航道水深、航道宽度、航道曲率半径、净高值和净跨值；
根据所述水流数据和通航数据计算得到预定水域的水面比降、流速、流向和流态；
根据所述预定水域的水面比降、流速、流向和流态得到预定水域的水动力数据。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预定水域的航道数据和所述水动力数据建立所述预定水域对应的水动力模型，包括：
根据预定水域的航道数据建立预定水域的航道三维模型；
根据所述预定水域的水动力数据建立预定水域的水流模型；
将预定水域的水流模型与预定水域的航道三维模型叠加得到预定水域的水动力模型。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定水域的水动力数据包括预定水域的水面比降、流速、流向和流态；
所述根据所述预定水域的水动力数据得到预定水域的水流模型，包括：
根据所述预定水域的流向对矢量场进行运动变形得到扭曲网格；
根据所述预定水域的流速对扭曲网格进行渲染得到流速渲染模型；
根据所述预定水域的水面比降对流速渲染模型进行渲染得到水面比降渲染模型；
根据所述预定水域的流态对水面比降渲染模型进行渲染得到预定水域的水流模型。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述船舶信息和所述水动力模型得到所述预定水域的适航区域，若船舶偏离所述适航区域，则发出通航安全警报，包括：
根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文峰，陈敬普，龚鑫鹏，韩斌，范嵩，范晓月，王峰，文小波，文明忠，胡华锋，刘士军，魏操，杨茁，凌文豪，
申请(专利权)人：广州海事科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44