[发明专利]基于云模型的水力式升船机输水系统风险评估方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种水力式升船机输水系统风险评估方法及其装置，该方法包括：获取水力式升船机输水系统的竖井水位差监测数据；根据竖井水位差监测数据,调用云模型逆向云发生器，取得竖井水位差监测数据的数字特征值Ex、En、He，其中，Ex为期望值，En为熵值，He为超熵值；根据数字特征值Ex、En、He，调用云模型正向云发生器，生成竖井水位差数据云滴群；基于竖井水位差数据云滴群，确定任意区间的竖井水位差的值对竖井水位差风险的贡献率，并根据贡献率确认多个竖井水位差风险区间；根据竖井水位差风险区间，确定竖井水位差风险预警阈值。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及基于云模型的水力式升船机输水系统风险评估方法和装置。

背景技术

升船机作为通航运输中不可缺少的水工建筑物，是水电站建设中重要的配套设施，应用于帮助船舶过坝，其安全状况直接关系着乘客的人身财产安全及通航效率。水力式升船机是一种以水力作为驱动方式的新型水工建筑物，较传统的电力驱动式升船机，不仅能够彻底解决因船厢漏水产生的平衡体系破坏而引发“飞车”的事故风险，也可以适应因河道水位快速、大幅变化引起的船厢对接困难。采用水能作为提升动力和安全保障措施，水力式升船机实现了升船机发展史上真正意义的自适应“全平衡”。水力式升船机显著的优越性要归功于其驱动核心输水系统。然而，水力式升船机长期地在复杂水动力条件下运行，增加了发生事故的风险，特别是其驱动核心输水系统存在竖井水位不同步风险现象。因此，有必要对水力式升船机输水系统运行安全进行风险分析。

长期以来，国内外应用于水利工程领域的风险分析方法主要集中在大坝安全风险评估或洪水风险预警方面，对升船机领域的安全风险研究极少。为确保水力式升船机安全运行，针对其驱动核心输水系统仍然缺少可行的风险评估方法。输水系统运行风险的产生是由竖井水位不同步现象的不确定性引起，输水系统竖井水位不同步引起机械系统同步轴扭矩增大，同步轴扭矩超标将带来同步轴断裂的风险隐患，威胁升船机的运行安全(如图3所示)。近年来，对升船机的运行风险状态评估多数是基于模糊综合评价理论，在评估过程中，采用专家打分的策略求取风险指标对评估状态的隶属度来确定评价矩阵，很难排除人为因素的影响，存在片面性。

基于以上考虑，针对水力式升船机输水系统存在的竖井水位不同步风险，提供一种能够定量描述输水系统运行风险的评估方法是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种水力式升船机输水系统风险评估方法及其装置,在正态分布的普适性基础上，基于云模型和竖井水位差监测数据，处理输水系统竖井中一定范围内变化的具有随机性和模糊性的各竖井之间水位差现象，通过该方法可实现竖井水位不同步风险的定性到定量分析，减少不确定性对风险评估结果的影响，得到的风险状态指标结果更符合实际情况。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为，一方面提供一种水力式升船机输水系统风险评估方法，所述方法包括：

获取水力式升船机输水系统的竖井水位差监测数据；

根据竖井水位差监测数据,调用云模型逆向云发生器，取得竖井水位差监测数据的数字特征值Ex、En、He，其中，Ex为期望值，En为熵值，He为超熵值；

根据数字特征值Ex、En、He，调用云模型正向云发生器，生成竖井水位差数据云滴群；

基于竖井水位差数据云滴群，确定任意区间的竖井水位差的值对竖井水位差风险的贡献率，并根据所述贡献率确认多个竖井水位差风险区间；

根据所述竖井水位差风险区间，确定竖井水位差风险预警阈值。

优选地，所述方法还包括，根据竖井提升高度级别，确定竖井水位差风险预警阈值。

优选地，所述方法还包括，，当监测到的竖井水位差的数值处于竖井水位差风险预警阈值之内，进行竖井水位差风险预警。