[发明专利]一种挖泥船疏浚的土壤类型分析方法及控制方法

摘要

本发明公开了一种挖泥船疏浚的土壤类型分析方法及控制方法，所述土壤类型分析方法包括：1)实时采集挖泥船的疏浚数据；2)根据所述疏浚数据和泥舱模型，计算疏浚的土壤的未受扰动沉降速度；3)根据所述未受扰动沉降速度计算出所述土壤的颗粒直径；4)结合已知的不同土壤类型粒径分布范围和所述土壤的颗粒直径，确定所述土壤的类型。所述土壤类型分析方法能够实时确定出土壤类型，避免离线勘探土壤类型带来的工程量，进而减少疏浚时间，提高疏浚效率，降低疏浚成本；本发明的挖泥船疏浚的控制方法，利用所述土壤类型分析方法实时分析出土壤类型，并根据分析出的土壤类型及时调整相关的控制参数，减少疏浚时间，提高疏浚效率。

主权项

1.一种挖泥船疏浚的土壤类型分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集挖泥船的疏浚数据；2)根据所述疏浚数据和泥舱模型，计算疏浚的土壤的未受扰动沉降速度；3)根据所述未受扰动沉降速度计算出所述土壤的颗粒直径；4)结合已知的不同土壤类型粒径分布范围和所述土壤的颗粒直径，确定所述土壤的类型；其中，步骤1)中，所述的疏浚数据包括：混合物进舱流量，混合物溢流流量，混合物进舱密度；使用挖泥船的可编程逻辑控制器结合安装在挖泥船上的传感器采集所述疏浚数据，同时使用以太网连接所述可编程逻辑控制器和以太网服务器，完成所述疏浚数据的实时传输；步骤2)包括以下过程：2.1)根据所述疏浚数据和泥舱模型计算装舱质量；2.2)在溢流阶段，根据所述疏浚数据和泥舱模型计算溢流流量中的清水流量；2.3)根据所述疏浚数据和泥舱模型计算混合物的溢流密度；2.4)采用误差最小化的方法计算土壤的未受扰动沉降速度，当误差不满足要求时，进行下一次未受扰动沉降速度的计算；其中，步骤2.1)中的装舱质量的计算公式为：步骤2.2)中的清水流量的计算公式为：步骤2.3)中的混合物的溢流密度的计算公式为：步骤2.4)中的误差计算公式为：其中，m_t为混合物总重量，其单位为t；Q_i为进舱流量，其单位为m³/s；ρ_i为进舱密度，其单位为t/m³；Q_o为混合物溢流流量，其单位为m³/s；ρ_o为混合物溢流密度，其单位为t/m³；Q_w溢流流量中的清水流量，其单位为m³/s；S为泥舱底面积，其单位为m²；μ为混合物冲刷系数；v_s为未受扰动沉降速度，其单位为mm/s；V_t为装舱体积，其单位为m³；ρ_w为疏浚区域水的密度，其单位为t/m³；ρ_q为天然沙的密度，其单位为t/m³；J为装舱质量的方差，为k时刻的计算的装舱质量，m_t(k)为k时刻的实测的装舱质量，M为数据的总个数；步骤3)中土壤的颗粒直径由下式确定：式中，d为土壤粒径，其单位为mm；v_s为未受扰动沉降速度，其单位为mm/sρ_w为疏浚区域水的密度，其单位为t/m³；ρ_q为天然沙的密度，其单位为t/m³。