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申请/专利权人：上海交大日照海洋智能装备研究院;山东港口日照港集团有限公司

摘要：本发明涉及航道测量与数据分析技术领域，尤其涉及一种航道水下地形数据分析系统，包括，信息获取模块，用以获取航道的水下地形数据、航道底质数据、航道路线数据和潮汐数据，底质分析模块，用以对航道底质类型进行分析，并对航道基础参数进行分析，调整优化模块，用以对航道基础参数的分析过程进行调整，对水深变化指数进行分析，并对航道基础参数的调整过程进行优化，地形数据分析模块，用以对航道进行区域划分，并对地形障碍进行分析，对地形波动性进行分析，航道分析模块，用以对航道通行状态进行分析，航道风险评估模块，用以对航道进行风险评估。本发明有效提高了对航道水下地形数据分析的准确性。

主权项：1.一种航道水下地形数据分析系统，其特征在于，包括，信息获取模块，用以获取航道的水下地形数据、航道底质数据、航道路线数据和潮汐数据；底质分析模块，用以根据航道底质数据对航道底质类型进行分析，并根据航道底质类型的分析结果对航道基础参数进行分析；调整优化模块，用以根据航道水质参数对航道基础参数的分析过程进行调整，并根据潮汐数据对航道基础参数的调整过程进行优化；地形数据分析模块，用以根据航道基础参数分析结果和航道路线数据对航道进行区域划分，并根据划分后的各航道区域和水下地形数据对地形障碍进行分析，所述地形数据分析模块还用以根据地形障碍分析结果对各航道区域的地形波动性进行分析；航道分析模块，用以根据地形波动性分析结果对航道通行状态进行分析；航道风险评估模块，用以根据航道通行状态分析结果对航道进行风险评估，并将风险评估结果向用户进行输出；所述地形数据分析模块设有障碍分析单元，所述障碍分析单元用以根据航道地形数据和航道的区域划分结果对地形障碍进行分析；所述障碍分析单元统计航道区域内异常水深探测点的数量n1（k）；所述障碍分析单元将异常水深探测点的数量n1（k）与预设数量N进行比对，并根据比对结果对地形障碍进行分析，其中：当n1（k）＜N时，所述障碍分析单元判定该航道区域为正常区域；当n1（k）≥N时，所述障碍分析单元判定该航道区域为障碍区域；所述地形数据分析模块还设有地形起伏分析单元，所述地形起伏分析单元用以根据各航道区域的地形障碍分析结果对地形波动性进行分析；所述地形起伏分析单元根据正常区域的水下地形数据计算该正常区域的地形波动指数β（k），地形波动指数β（k）的计算公式如下：β（k）=σμ×100%；μ=[d（k，1）+d（k，1）+...d（k，Dk）]；σ={{[d（k，1）-μ]2+[d（k，2）-μ]2+...}Dk}12；其中，μ是第k个航道区域的平均水深，d（k，1）是第k个航道区域中第1个探测点的水深值，d（k，2）是第k个航道区域中第2个探测点的水深值，Dk是第k个航道区域的探测点数量，d（k，Dk）表示第k航道区域中第Dk个探测点的水深值；所述地形起伏分析单元根据正常区域的地形波动指数β（k）计算结果对各正常区域的地形波动性进行分析，其中：当航道区域为直行航道区域时，若β（k）＜B1，所述地形起伏分析单元判定该区域的地形波动性为正常；若β（k）≥B1，所述地形起伏分析单元判定该区域的地形波动性为异常；当航道区域为转弯航道区域时，若β（k）＜B2，所述地形起伏分析单元判定该区域的地形波动性为正常；若β（k）≥B2，所述地形起伏分析单元判定该区域的地形波动性为异常；其中，B1是第一预设波动指数，B2是第二预设波动指数，B1＞B2；所述地形数据分析模块还设有第二优化单元，所述第二优化单元用以根据潮汐数据对潮汐水流异常性进行分析，并根据潮汐水流异常性分析结果对地形波动性分析过程进行优化，其中：当v＜V时，所述第二优化单元判定航道的潮汐水流异常性为正常，不进行优化；当v≥V时，所述第二优化单元判定航道的潮汐水流异常性为异常，并将第一预设波动系数优化为B1’，设定B1’=B1×cos[（v-V）V]；所述第二优化单元将第二预设波动系数优化为B2’，设定B2’=B2×2π×[1-arctan（vV）]；其中，v是潮汐流速，V是潮汐流速阈值；所述航道分析模块根据地形波动性分析结果对航道通行状态进行分析；所述航道分析模块统计各航道区域地形异常性分析结果为异常的区域数量N2；所述航道分析模块根据地形异常比例η和障碍区域比例ω对航道通行状态进行分析，其中：当η＜E且ω＜T时，所述航道分析模块判定航道通行状态为正常；当η≥E且ω＜T时，所述航道分析模块判定航道通行状态为水流波动异常；当η＜E且ω≥T时，所述航道分析模块判定航道通行状态为障碍碰撞异常；当η≥E且ω≥T时，所述航道分析模块判定航道通行状态为异常；其中，E是波动异常阈值，T是障碍区域比例阈值，设定η=N2K，ω=N1K，N1是障碍区域的数量，K是直线航道区域和转弯航道区域的数量之和。

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