[发明专利]一种水母伤人风险的估算方法

权利要求书

1.一种水母伤人风险的估算方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(1)根据研究区域的位置资料，将研究区域离散化为二维方形网格，网格分辨率为研究区域水母的平均直径diameter，游客位置为游客的中心位置所在网格，其余被游客占据的网格按照局部规则处理，用状态矩阵hp存储游客的空间位置，游客的中心位置(i,j)处，hp(i,j)＝1，其余位置为hp＝0；

(2)根据研究区域内水母的丰度abum以及研究区域的水平面积S计算研究区域内的水母预期数量为abum×S；

(3)根据预期的水母数量，将水母的空间分布按照二维均匀分布离散化，用状态矩阵fp存储水母的空间位置，水母出现的网格(i，j)，则fp(i，j)＝1；水母不出现的网格(i，j)，则fp(i，j)＝0；

(4)定义局部半径为1米，局部规则定义为：若游客1米的范围内有水母出现，游客被蜇伤，反之则游客安全；因此在每次状态矩阵被更新后，搜索游客的局部半径内是否有水母；

(5)确定研究区域水流和风速方向为指向岸边；

(6)确定游客活动区域为观测区域H，确定离岸方向游客活动范围外水母可能随着水流进入观测区域的区域L2，观测区域H和观测区域L2外围的区域为水母可能游入观测区域H的区域L1，则：

L2＝tsum·vflow

L1＝tsum·vjelly

H＝tsum·vpeo

其中，tsum为观测时间，vflow为风速和流速的最大值，vjelly为水母浮游速度，vpeo为游客游动速度；

(7)确定更新时间：水母运动方向平行于流向和风向的更新时间为rt1，水母运动方向垂直于流向和风向的更新时间为rt2，人的更新时间为rt3，水母的平均直径diameter，则：

rt1＝diameter/vflow

rt2＝diameter/vjelly

rt3＝diameter/vpeo；

(8)确定异步更新：

a.水母运动方向垂直于流向和风向的运动达到更新时间时，产生一个区间[0,1]的服从均匀分布的随机数rand，更新如下：

①如果rand∈[0,0.5)

②如果rand∈[0.5,1]

b.水母运动方向平行于流向和风向的运动达到更新时间时，更新如下：

fp^t+1(i,j-1)＝fp^t(i,j)

fp^t(i,j)＝0

c.游客的状态矩阵达到更新时间时，产生一个区间[0,1]的服从均匀分布的随机数rand，更新如下：

①如果rand∈[0,0.25)

②如果rand∈[0.25,0.5)

③如果rand∈[0.5,0.75)

④如果rand∈[0.75,1]

(9)基于MATLAB或Fortran实现(1)-(8)中的算法，重复模拟计算水母伤人的频率，当重复实验次数足够大时，水母伤人频率趋近于水母伤人的概率；

(10)将水母伤人的概率作为水母伤人风险的评估标准，并根据预警标准给予浴场预警指示。

2.根据权利要求1所述的水母伤人风险的估算方法，其特征在于：所述矩阵fp和hp转为稀疏矩阵以提高运算效率。

3.根据权利要求1所述的水母伤人风险的估算方法，其特征在于：所述的预警标准分为三级，具体如下：

①5％≤probability≤10％，浴场达到警告标准，警告浴场内的所有游客；

②10％＜probability≤15％，浴场达到危险标准，警告浴场内的所有游客并采取防护措施；

③probability＞15％，浴场达到疏散标准，应立刻疏散游客并关闭浴场；

其中，probability表示浴场水母伤人概率。