[发明专利]一种基于水流流速判断涌潮是否到达的方法有效

专利信息
申请号: 201310019205.X 申请日: 2013-01-17
公开(公告)号: CN103090855A 公开(公告)日: 2013-05-08
发明(设计)人: 王瑞荣;徐翠飞;孙映宏 申请(专利权)人: 杭州电子科技大学
主分类号: G01C13/00 分类号: G01C13/00
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 杜军
地址: 310018 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 水流 流速 判断 涌潮 是否 到达 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于自动化技术领域,具体是一种基于水流流速判断涌潮是否到达的方法,可用于江河涌潮监测与实时预报预警。

背景技术

钱塘江在杭州湾流入东海,河口外宽内狭,宽处达100千米,狭处只有几千米。海水刚进海口,水面宽,越往里就越受河流两岸地形的约束,海水只好涌积起来,并且越积越高,加之钱塘江流出的河水受到阻挡,又促进水位增高,好像一道直立的水墙。当后面的海水不断涌入时,就形成了后浪赶前浪,一浪叠一浪的壮观景象,汹涌澎湃,气势雄伟,成为全球最大最壮观的潮汐。与此同时,千百年来钱江潮水卷人事件几乎从未杜绝过,每年因潮水而遇难的人数就有十余人。为防止钱塘江潮水卷人,当地政府和民间人士专门组织了“喊潮队”,并在危险地区树立警告标语,告诫游客注意安全。尽管有一定作用,但钱塘江潮水“吃人事件”一直没有杜绝。因此,江河涌潮监测与预报预警对于保护游客和两岸人民的生命和财产的安全就变得非常的有意义了。

一般的,在江河涌潮监测与预报预警技术中,根据检测设备是否需要接触潮水,分为接触式检测和非接触式检测。对于接触式检测,一方面由于海水腐蚀会造成设备损失,另一方面,对于像钱塘江这样的大涌潮江河,其潮汐的冲击力使得对于设备的安装要求非常高。故目前一般采用非接触式检测,但是现有的技术在应用上都依旧存在各自的局限性。例如,对于基于音频特征识别的江河涌潮检测方法,在潮水较小的情况下,音频特征不够明显,无法达到识别涌潮的目的。而基于视频识别的江河涌潮检测方法则不适宜于夜晚或者江面有雾等情况。另外,现有的技术仅局限于判断涌潮是否到达,而无法判断涌潮的级别大小,不利于预报涌潮到达下一站点的时间,使得对江河涌潮的实时自动检测及预警不够全面。

发明内容

针对现有技术的局限性,本发明提供一种基于水流流速判断涌潮是否到达的方法。本发明利用雷达电波流速仪测得的水流流速数据,判断涌潮是否到达,同时判断涌潮的级别大小,实现江河涌潮的实时自动检测及警报。

本发明包括如下步骤:

步骤1:选择合适的地点安装雷达电波流速仪测量水流流速,在岸边安装铁架子将雷达架于江面上,使雷达正对水流方向。

步骤2:采集瞬时流速数据,设置两个变量用于记录采集到的流速数据,分别为流速数据old和流速数据new,将采集到的第1个数据赋值给流速数据old,第2个数据赋值给流速数据new。

步骤3:计算流速数据new和流速数据old的差值,比较该差值与设定的阈值threshold1的大小以判定当前状态是否由状态一转入状态二;若该差值小于等于设定的阈值threshold1,则判定当前状态为状态一,进入步骤4;若该差值大于设定的阈值threshold1,则开始判断是否已经进入状态二,则将流速数据old赋值给原始流速original,其中变量原始流速original用来记录状态一的流速,进入步骤5。

步骤4:将流速数据new赋值给流速数据old,然后读取雷达电波流速仪的新数据并赋值给流速数据new,转回步骤3。

步骤5:为最大流速max赋初值为流速数据new,其中最大流速max将用来记录涌潮到达过程中出现的最大数据;为用来记录已经有几个数据增大的整型变量increase赋值为1,表示已经有1个数据增大,其中整型变量increase的大小可以用来表征已经进入状态二的可信度,数值越大可信度越高,当增大到指定值n1时,则判定为已经进入状态二。

步骤6:读取雷达电波流速仪的新数据并赋值给流速数据new,计算流速数据new和原始流速original的差值,比较该差值与设定的阈值threshold1的大小,分为情况①和情况②:

情况①:该差值大于设定的阈值threshold1,则判断流速数据new是否大于最大流速max:若大于最大流速max,则将其赋值给最大流速max,否则最大流速max保持不变;将整型变量increase加1,然后判断整型变量increase是否已经到达指定值n1:若尚未到达指定值n1,则重新转入步骤6,若已经到达指定值n1,则判定已经进入状态二,故接下来开始判断是否进入状态三,为用来记录已经有几个数据减小的整型变量decrease赋值为0,进入步骤7;其中整型变量decrease的大小用来表征已经进入状态三的可信度,数值越大可信度越高,当增大到指定值n2时则判定为已经进入状态三。

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