[發明專利]一種裂流風險評價方法及預警系統

在審

• 申請號: 202210491687.8
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114863262A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李志強;朱道恒;胡鵬鵬;劉潤;蘇倩欣
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G06V20/05
• 分類號: G06V20/05;G06V20/40;G06V10/82;G06N3/02;G08B21/10;G01C13/00
• 代理公司: 濟南北昌專利代理事務所(普通合伙) 37380
• 代理人: 劉昕

本發明公開了一種裂流風險評價方法及預警系統，包括以下步驟：S1：通過三維激光雷達掃描監測區域，獲取三維地形坐標和流速點云數據；S2：通過建模軟件重建監測區的地形模型，并判斷該區域屬于哪種地形，并將結果傳到綜合判斷模塊中；S3：基于多普勒效應，計算監測區內各點的流速值，獲得監測區的平面流場分布；S4：根據流速點云數據計算出的監測區域內各點的流速值，根據流速分布，初步判斷是否存在裂流。本發明根據地形特征、有效波高、波周期、風速、風向、壓力擾動、流速分布和沉積物羽流的產生情況等多種因素，來綜合判斷裂流發生的風險等級，為裂流的監測、風險評價和預警提供了一種全新的方法，可以大大降低溺水事故的發生率。

技術領域

本發明涉及海洋預報技術領域，尤其涉及一種裂流風險評價方法及預警系統。

背景技術

裂流，俗稱離岸流，是世界各地廣泛分布的一種海灘自然災害，它被定義為一種從海灘流向大海的強勁水流。當海浪破碎時，它們會形成一個“近岸環流”，即平均水位的上升。這種近岸環流可以沿著海岸線變化，它們取決于海浪的高度和海底的地形。當水流趨向于沿海岸從高浪區流向低浪區時，在那里水流會聚積成向跨岸方向流動的離岸流。有多種因素共同決定裂流發生的位置和強度，如水深、波浪高度和方向、潮汐和海灘地形等。裂流在空間和時間上可以是瞬變的，也可以是持久的。經常在同一地點發現的裂流通常表明那里存在一個相當穩定的水深特征，如沙洲或礁，或硬結構，如裸露的巖石、碼頭等。裂流的流速最快可超過2m/s，能將游泳者迅速拽入深水區而引發安全事故。

據不完全統計，60％-80％的溺水事故都與裂流有直接關系。例如，裂流是美國和澳大利亞的主要海岸災害。而在英國，每年約有67％的救援活動都是因裂流引發的溺水事故。日本、韓國和中國也是受到裂流危害最嚴重的地區之一。當前，迫切需要一種高效精確的裂流風險評價方法及預警系統，通過實時監測海灘裂流的發生并判定裂流的風險等級，生成預警警報來提醒海灘管理人員和游客，從而降低溺水事故的發生率。

發明內容

本發明提供了一種裂流風險評價方法及預警系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種裂流風險評價方法，包括以下步驟：

S1：通過三維激光雷達掃描監測區域，獲取三維地形坐標和流速點云數據；

S2：通過建模軟件重建監測區的地形模型，并判斷該區域屬于哪種地形，并將結果傳到綜合判斷模塊中；

S3：基于多普勒效應，計算監測區內各點的流速值，獲得監測區的平面流場分布；

S4：根據流速點云數據計算出的監測區域內各點的流速值，根據流速分布，初步判斷是否存在裂流，如果存在，則將裂流最大流速傳到綜合判斷模塊中，如果不存在，則僅將地形判斷結果傳到綜合判斷模塊中；

S5：通過氣象站獲取監測區氣象數據，并傳到綜合判斷模塊中；

S6：獲取監測區的波高和波周期數據，并傳到綜合判斷模塊中；

S7：通過攝像機獲取監測區的實時影像數據，輸入到訓練好的神經網絡模型，識別影像中是否存在沉積物羽流結構，并將識別結果傳到綜合判斷模塊中；

S8：在綜合判斷模塊中，根據各指標對應的傳入數據，計算出綜合分數，同時判定裂流風險等級，將結果輸入到預警模塊；

S9：在預警模塊中，根據裂流風險等級生成預警，并發布到網絡終端。

作為本技術方案的進一步改進方案：所述S2中的建模軟件為Smart3D軟件。

作為本技術方案的進一步改進方案：所述S5中氣象數據包括實時風速、風向和壓力擾動。

作為本技術方案的進一步改進方案：所述S6中通過聲波和海流剖面儀獲取監測區的波高和波周期數據。