一种港口作业指数预测方法技术

本发明专利技术公开了一种港口作业指数预测方法，包括作业场景划分、船舶参数获取、船舶类型划分、货物类型划分、确定影响作业的气象海洋要素、气象海洋预报数据的获取及处理、影响要素的阈值设置、作业指数计算、作业窗口期统计确定等步骤，利用精细化气象海洋预报数据，针对港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储四类场景对气象海洋条件的不同需求，结合船舶抗风抗浪能力等状态参数以及货物类型，利用风速、降水、海浪、涌浪、能见度等要素，综合判断未来7天任意时刻、不同作业场景下的作业风险等级，有助于港口调度工作人员提前制定合理的装卸、船舶泊位计划，为航道运输提供安全运输日历，为港口作业降本增效、生产安全保障提供服务支撑。务支撑。务支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种港口作业指数预测方法


[0001]本专利技术涉及智慧港口与气象海洋预报服务领域，尤其涉及一种港口作业指数预测方法，为港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储四种场景提供服务支撑。

技术介绍

[0002]港口作业受气象海洋环境影响较大，如因大雾、大风等极端天气导致的长时间等泊可造成重大经济损失，再如雷电、强对流等灾害天气对作业安全也造成严重威胁。
[0003]因此，智慧港口迫切需要专业气象海洋服务产品，精准的窗口期预测对港口作业可产生较大收益，有利于合理制定港口装卸、航道运输计划，降低船舶靠离泊位风险，为港口作业降本增效、生产安全保障提供支撑。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种港口作业指数预测方法，针对四个场景(港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储)、三种船型、七类货物、考虑8种气象海洋影响因子，构建指数模型，可提供未来7天内不同货物在港口装卸、不同类型船舶靠离泊位、不同类型船舶航道运输、不同种类货物存储的风险预测等级，包括“无风险”、“中等风险”、“重大风险”三个等级，有助于港口调度工作人员提前制定合理的装卸、船舶泊位计划，为航道运输提供安全运输日历，提升作业效率，保障作业安全，为港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储四种场景提供服务支撑。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种港口作业指数预测方法，包括以下步骤：
[0007]S1：港口作业场景划分：根据港口主营业务与作业种类，将港口作业场景划分为四大类，分别为港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储；
[0008]S2：船舶参数获取：获取船舶的参数信息，参数信息包括船只类型、抗风等级、抗浪等级、吃水深度、长度、宽度、吨位；
[0009]S3：船舶类型划分：根据船舶的参数信息，将船舶划分为三大类，分别为小型船、中型船、大型船；
[0010]S4：货物类型划分：结合港口装卸以及货物存储实际业务需求，考虑到不同种类货物对气象海洋要素的敏感度不同，进行港口货物装卸时，将货物分为化工、煤炭、液化气、油品、集装箱、矿石、散货共七大类；进行货物存储时，将货物划分为干散货与危险品两大类；
[0011]S5：确定不同作业场景的高影响气象海洋要素：结合气象海洋预报要素对不同类型货物装卸或存储、不同类型船舶靠离泊位及航线运输的影响程度，确定不同作业场景的高影响气象海洋预报要素，包括风速WS、降水TP、海浪有效波高SWH、涌浪有效波高SWELL、能见度VIS、雷电及台风；
[0012]S6、气象海洋预报数据的获取及处理：获取未来7天不同作业场景指数计算所需要的气象海洋格点预报数据，利用双线性降尺度方法，将气象海洋格点预报数据处理成适用
于作业指数模型的输入数据格式；
[0013]S7、影响要素的阈值设置：考虑到不同种类货物装卸货存储、不同种类船舶运输或靠离泊位时对气象海洋要素的要求有所不同，面向不同作业场景设置影响要素的风险阈值，将影响要素因子分为两大类：开关要素和数值要素，开关要素包括能见度、台风、雷电要素；数值要素包括风速、降水、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高；
[0014]S8、作业指数计算：结合不同作业场景的影响要素阈值，进行作业风险等级预测；
[0015]S9、作业窗口期统计确定：根据未来7天任意时刻的作业风险预测等级，统计确定给出未来7天合适的作业窗口期时间。
[0016]进一步地，步骤S6所述的数据处理方法为：对气象海洋格点预报数据进行空间降尺度处理，将气象海洋格点预报数据插值到港口关注点位上，结合作业指数预测模型的输入数据格式要求，对降尺度后的预报数据进行格式处理，得到指数模型可输入的港口关注点位未来7天逐小时气象海洋要素预报数据。
[0017]进一步地，步骤S7中，开关要素不需要设置不同风险等级的阈值，当港口区域触发台风预警、有雷电活动或能见度小于要求阈值，则不进行港口作业，即作业指数预测等级为重大风险，否则进行数值要素判断。
[0018]进一步地，步骤S7中，数值要素设置不同作业场景下每个高影响气象海洋要素的阈值，结合划分的三种风险等级：无风险、中等风险、重大风险，设置了两种阈值：无风险阈值和重大风险阈值，其中降水量TP≥TP1、风速WS≥WS1、气温TEM≥TEM1、海浪有效波高SWH≥SWH1、涌浪有效波高SWELL≥SWELL1，TP1、WS1、TEM1、SWH1、SWELL1分别为降水量、风速、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高的重大风险阈值，降水量TP≤TP2、风速WS≤WS2、气温TEM≤TEM2、海浪有效波高SWH≤SWH2、涌浪有效波高SWELL≤SWELL2，TP2、WS2、TEM2、SWH2、SWELL2分别为降水量、风速、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高的无风险阈值；其余阈值范围则属于中等风险。
[0019]进一步地，步骤S8作业风险等级预测流程为依次进行开关要素条件判断、数值要素阈值判断，具体为：
[0020]S81、开关要素判断，如果港口区域触发台风预警、有雷电活动或能见度VIS小于要求阈值VIS1，则不进行港口作业，即作业指数预测等级为重大风险；如果港口没有触发台风预警、无雷电活动且能见度VIS≥要求阈值VIS1，则需进行下一步数值要素判断；
[0021]S82、数值要素判断：首先对预测的风速WS、降水TP、气温TEM、海浪有效波高SWH、涌浪有效波高SWELL进行重大风险阈值判断，WS1、TP1、TEM1、SWH1、SWELL1分别为针对风速、降水、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高的作业重大风险阈值，如果WS≥WS1或TP≥TP1或TEM≥TEM1或SWH≥SWH1或SWELL≥SWELL1，则作业危险，即作业风险等级为重大风险；其次，对风速WS、降水TP、气温TEM、海浪有效波高SWH、涌浪有效波高SWELL进行作业安全阈值判断，WS2、TP2、TEM2、SWH2、SWELL2分别为针对风速、降水、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高的作业安全阈值，如果WS>WS2、TP>TP2、TEM>TEM2、SWH>SWH2、SWELL>SWELL2五个判断条件中有3个或超过3个同时满足，则作业危险，即作业风险等级为重大风险；如果五个判断条件中有1个或2个同时满足条件，则作业有风险，即作业风险等级为中等风险；如果五个判断条件均不满足，则作业安全，即作业风险等级为无风险。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]本专利技术的港口作业指数预测方法，包括作业场景划分、船舶参数获取、船舶类型划分、货物类型划分、确定影响作业的气象海洋要素、气象海洋预报数据的获取及处理、影响要素的阈值设置、作业指数计算、作业窗口期统计确定等步骤，利用精细化气象海洋预报数据，针对港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储四类场景对气象海洋条件的不同需求，结合船舶抗风抗浪能力等状态参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种港口作业指数预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：港口作业场景划分：根据港口主营业务与作业种类，将港口作业场景划分为四大类，分别为港口装卸、船舶靠离泊位、航道运输、货物存储；S2：船舶参数获取：获取船舶的参数信息，参数信息包括船只类型、抗风等级、抗浪等级、吃水深度、长度、宽度、吨位；S3：船舶类型划分：根据船舶的参数信息，将船舶划分为三大类，分别为小型船、中型船、大型船；S4：货物类型划分：结合港口装卸以及货物存储实际业务需求，考虑到不同种类货物对气象海洋要素的敏感度不同，进行港口货物装卸时，将货物分为化工、煤炭、液化气、油品、集装箱、矿石、散货共七大类；进行货物存储时，将货物划分为干散货与危险品两大类；S5：确定不同作业场景的高影响气象海洋要素：结合气象海洋预报要素对不同类型货物装卸或存储、不同类型船舶靠离泊位及航线运输的影响程度，确定不同作业场景的高影响气象海洋预报要素，包括风速WS、降水TP、海浪有效波高SWH、涌浪有效波高SWELL、能见度VIS、雷电及台风；S6、气象海洋预报数据的获取及处理：获取未来7天不同作业场景指数计算所需要的气象海洋格点预报数据，利用双线性降尺度方法，将气象海洋格点预报数据处理成适用于作业指数模型的输入数据格式；S7、影响要素的阈值设置：考虑到不同种类货物装卸货存储、不同种类船舶运输或靠离泊位时对气象海洋要素的要求有所不同，面向不同作业场景设置影响要素的风险阈值，将影响要素因子分为两大类：开关要素和数值要素，开关要素包括能见度、台风、雷电要素；数值要素包括风速、降水、气温、海浪有效波高、涌浪有效波高；S8、作业指数计算：结合不同作业场景的影响要素阈值，进行作业风险等级预测；S9、作业窗口期统计确定：根据未来7天任意时刻的作业风险预测等级，统计确定给出未来7天合适的作业窗口期时间。2.根据权利要求1所述的港口作业指数预测方法，其特征在于，步骤S6所述的数据处理方法为：对气象海洋格点预报数据进行空间降尺度处理，将气象海洋格点预报数据插值到港口关注点位上，结合作业指数预测模型的输入数据格式要求，对降尺度后的预报数据进行格式处理，得到指数模型可输入的港口关注点位未来7天逐小时气象海洋要素预报数据。3.根据权利要求1所述的港口作业指数预测方法，其特征在于，步骤S7中，开关要素不需要设置不同风险等级的阈值，当港口区域触发台风预警、有雷电活动或能见度小于要求阈值，则不进行港口作业，即作业指数预测等级为重大风险，否则进行数值要素判断。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，肖擎曜，赵东，宋丽莉，王洁，沈璐炜，王晓峰，武正天，卫晓莉，王晗晓昕，吕瑞，何朱琳，
申请(专利权)人：北京玖天气象科技有限公司，
类型：发明
国别省市：