【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海缆维护，具体为基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统及方法。
技术介绍
1、海缆是一种掩埋于海底环境中的线缆，主要用于传输电能和信号。海缆在海上风电领域尤为重要，用于将风力发电装置产生的电力输送到陆上。一旦海缆出现故障或损坏，将对电力网络和经济活动产生严重影响。因此，对海缆的状态进行预测和及时维护显得尤为重要，可以提高海缆的可靠性和稳定性。
2、现阶段，通常采用各种算法对海缆状态或环境稳定性进行预测，从而实现提前加固。这种方法存在一定的弊端，例如：1、在针对海缆状态预测时，现有算法通常将所有海缆视为相同的影响共同体，并未考虑海缆在海底所处位置和掩埋深度，以及附近洋流速度和方向的不同而区别分析。2、在针对环境稳定性预测时，现有算法同样趋向于只针对较为普遍的泥沙进行抗冲刷影响分析，并未考虑海底地质中各种其他物质的综合抗冲刷能力，以及各种物质伴随着洋流高速移动对海缆造成的除冲刷以外的冲击影响。所以，现阶段需要一种更加智能高效的海缆维护技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，该方法包括以下步骤：
3、s100、采集抗冲刷系数对照表以及指定区域内的遥感数据，使用探测设备扫描指定区域的海底从而获取环境数据，云计算端根据环境数据建立
4、s200、在三维地质图上按照海缆的铺设位置划分不同的影响区，根据抗冲刷系数对照表分析每个影响区的稳定指数集合，以及每条海缆的状态指数。
5、s300、综合分析遥感数据和三维地质图，预测洋流对每个影响区以及每条海缆的影响程度，从而计算各影响区的抗干扰指数，根据抗干扰指数规划重点关注区。
6、s400、巡检船针对重点关注区依次巡检，实时监测每个影响区的抗干扰指数变化情况，以动态图像的形式在指挥中心可视化大屏上进行显示。
7、在s100中，抗冲刷系数对照表包括不同物质的抗冲刷系数，抗冲刷系数是衡量物质抵御洋流冲刷能力的指标。指定区域是指海上风电项目所在区域。遥感数据是指未来一段时间指定区域内的洋流信息，洋流信息包括速度和方向。探测设备包括多波束测深系统和浅地层剖面仪。环境数据包括海底表面地形特征数据和海底剖面地质结构数据。三维地质图的构建步骤如下：
8、s101、巡检船按照预先设定的轨迹进行匀速移动，同时使用多波束测深系统实时获取海底表面地形特征数据，通过浅地层剖面仪实时获取海底剖面地质结构数据；采集的数据实时传递到云计算端。
9、浅地层剖面仪用于获取海底的剖面数据，连续收集多个不同位置或方向的剖面数据并将它们整合在一起，构建出三维地质图。浅地层剖面仪通过声纳技术来测量海底的地形特征，包括水深、地形起伏和地下物质分布。根据不同的声波反射情况，获取海底不同物质的声波反射特性，将剖面数据中显示的反射信号与已知采样数据进行对比分析，判断海底的物质种类以及这些物质的体积占比。
10、多波束测深系统用于获取海底的地形数据，通过同时发射多个声波束并接收回波，可以获取更为精确和高分辨率的地形数据与底质信息。根据获取的信息优化三维地质图使其更加精准可靠。
11、s102、云计算端分别对海底表面地形特征数据和海底剖面地质结构数据进行处理，生成海底的地形水平分布图和地质剖面图；再采用地质建模软件将海底的地形水平分布图和地质剖面图进行数据融合，基于融合后的数据生成三维地质图。
12、抗冲刷系数通过计算质量损失量与冲刷动能的比值来得出，等同于物质在冲刷过程中损失的质量除以其所受冲击力产生的动能。抗冲刷系数的数值越大，表明物质的抗冲刷能力越强。不同物质的抗冲刷系数会因其结构、密度和硬度的物理特性而有所不同。因此，为了标准化物质的抗冲刷能力，通常需要根据实际采样进行现场测试和评估。
13、三维地质图根据每次巡检采集的数据定期更新，而云计算端则根据实时获取的遥感数据与三维地质图结合，预测可能出现的问题。
14、在s200中，具体步骤如下：
15、s201、分析三维地质图中每条海缆的铺设位置，设置影响距离，以海缆所在位置为圆心，影响距离为半径，建立一个半圆柱体作为影响区，每条海缆对应一个影响区，海缆长度与对应影响区的半圆柱体的高相同。
16、影响距离由工作人员事先设定，具体取值参考海底洋流涌动对掩埋状态海缆可能造成损伤的距离，影响距离取值越大则影响区体积越大。影响区是一个直径与水平线平行的半圆柱体空间，该半圆柱体空间表示掩埋状态海缆容易受到损伤的空间，损伤方向包括上方和两侧方，上方损伤来源于海缆覆盖物质被洋流冲刷所造成的海缆裸露，两侧方损伤来源于海缆贴合物质被洋流冲刷所造成的海缆挤压。
17、当洋流速度较大时，上方裸露的海缆容易受到洋流的拖曳力，这种拖曳力会使海缆产生振动和摆动，对海缆造成一定程度的应力和变形。而两侧方挤压的海缆则容易受到侧方具有较强的抗冲刷能力的物质挤压，当侧方物质是碎石般坚硬物质时，洋流方向与海缆方向相交，碎石可能会对海缆施加局部挤压力，这种局部挤压力可能导致海缆在碎石表面产生摩擦或阻力，使海缆更容易发生偏移或扭曲，且由于体积因素和抗冲刷能力影响，侧方物质容易受到更大的水流推动力，进一步施加到海缆上造成更大损伤。
18、s202、设置冲刷角度，在每个影响区内以海缆所在位置为圆心，划分出一个角度为的扇形柱体作为冲刷区，将影响区内除冲刷区外其他区作为冲击区。
19、s203、获取影响区对应海缆的长度，设置评估长度，将海缆的长度除以评估长度并向上取整后得到，影响区纵向截取个体积相同的半圆柱体作为子影响区，每个子影响区包括一个子冲刷区和两个子冲击区；在三维地质图中分析每个影响区中各种物质的体积数据和海缆形态数据，从而得到每个影响区的稳定指数集合，以及每条海缆的状态指数。
20、冲刷区表示海缆上方受到洋流冲刷的影响空间，冲击区表示海缆两侧受到洋流冲击的影响空间。由于每条海缆长度不同故子影响区数量不同，不同影响区的子影响区的体积不一定相同，同影响区下所有子影响区体积必然相同。
21、每个影响区对应半圆柱体的圆弧中间点和圆心连接的线段垂直于水平线，每个冲刷区对应扇形柱体的圆弧中间点和圆心连接的线段同样垂直于水平线。每个子影响区内两个子冲击区的体积相同。
22、在s203中，影响区的稳定指数集合和海缆的状态指数计算步骤如下：
23、s203-1、在抗冲刷系数对照表中检索每个影响区中各种物质所对应的抗冲刷系数，在三维地质图中分析每个子冲刷区和子冲击区中各种物质的体积，代入公式计算得到每个子冲刷区或子冲击区的稳定指数，公式如下：
24、；
25、式中，为子冲刷区或子冲击区内物质种类数量，为第种物质在子冲刷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在S100中，抗冲刷系数对照表包括不同物质的抗冲刷系数，抗冲刷系数是衡量物质抵御洋流冲刷能力的指标；指定区域是指海上风电项目所在区域；遥感数据是指未来一段时间指定区域内的洋流信息，洋流信息包括速度和方向；探测设备包括多波束测深系统和浅地层剖面仪；环境数据包括海底表面地形特征数据和海底剖面地质结构数据；三维地质图的构建步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在S200中，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在S203中，影响区的稳定指数集合和海缆的状态指数计算步骤如下：
5.根据权利要求3所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在S300中，具体步骤如下：
6.基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统，其特征在于：系统
7.根据权利要求6所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统，其特征在于：数据采集模块包括环境数据采集单元、遥感数据采集单元和表格记录采集单元；
8.根据权利要求7所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统，其特征在于：环境分析模块包括区域分析单元和海缆分析单元；
9.根据权利要求8所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统，其特征在于：规划管理模块包括冲刷预测单元和巡检规划单元；
10.根据权利要求9所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理系统，其特征在于：可视化模块根据获取的遥感数据实时更新每个影响区的抗干扰指数，监测抗干扰指数变化情况，并以动态图像的形式在指挥中心可视化大屏上显示。
...【技术特征摘要】
1.基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在s100中，抗冲刷系数对照表包括不同物质的抗冲刷系数，抗冲刷系数是衡量物质抵御洋流冲刷能力的指标；指定区域是指海上风电项目所在区域；遥感数据是指未来一段时间指定区域内的洋流信息，洋流信息包括速度和方向；探测设备包括多波束测深系统和浅地层剖面仪；环境数据包括海底表面地形特征数据和海底剖面地质结构数据；三维地质图的构建步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在s200中，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据管理方法，其特征在于：在s203中，影响区的稳定指数集合和海缆的状态指数计算步骤如下：
5.根据权利要求3所述的基于云计算的巡检船用海缆三维测绘数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李延超，石群，闫允瑞，毕清雪，王洋，房体品，王琴，蔺国勇，张智，邹明颖，
申请(专利权)人：百脉英华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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