CN119479248A 一种公路桥梁水毁监测预警方法和系统 （交通运输部公路科学研究所）

利用DBSCAN算法和信息数据集合获得预报信息结合预报分析结果和四层预警结果实现公路桥影响与耦合作用为桥梁科学管理和安全性提供2依据桥梁水毁进程阶段划分信息采集时间阶段，根据所述信息采建立DBSCAN算法，利用所述DBSCAN算法和所述信息数据集合获得预基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合得到第一预警层信警层信息集合建立洪水流速预测模型和断面流量分析模型，基于所述洪水流速预测模型、所述断面流量分析模型和所述第一预警层信息集合获得第一预基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合获得第二预警层信依据桥梁水毁进程阶段将信息采集时间阶段划分为未降雨阶段根据所述DBSCAN算法对所述信息数据集合进行数据聚类处理，4.根据权利要求1所述的公路桥梁水毁监测预警方法，其特征在于，所述利用所述根据所述DBSCAN算法和所述信息数据集合筛选出预报信息集合预警层信息集合建立洪水流速预测模型和断面流量引入谢才运算模型，依据所述谢才运算模型和所述第一预警层信息集合获得U形断面根据所述U形断面水力半径和所述V形断面水力半径建立洪水流6.根据权利要求5所述的公路桥梁水毁监测预警方法3,,断面水力半径和所述V形断面水力半径建立依据所述U形断面水力半径构建U形水流断,依据所述V形断面水力半径构建V形水流断,结合所述U形水流断面流速预测函数和V形水流断面流速预测函数获得洪水流速预测预警层信息集合建立洪水流速预测模型和断面流量,4,结合所述U形断面流量分析函数和所述V形断面流量分析函数9.根据权利要求1所述的公路桥梁水毁监测预警方法，其特征在于，所述基于所述基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合筛选出第二预警层信基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合筛选出第三预警层信基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合筛选出第四预警层信执行如权利要求1_9任一项所述的公路桥梁水56警层信息集合、所述第三预警层信息集合和第四预警层信息集合分别得到第二预警结果、形断面水力半径和V形断面水力半径；根据所述U形断面水力半径和所述V形断面水力半径7依据所述V形断面水力半径构建V形水流断8[0023]可选地，所述基于所述DBSCAN算法和所述信息数据集合获得第二预警层信息集9依据桥梁水毁进程阶段将信息采集时间阶段划分为未降雨阶段、流域汇聚阶段、未降雨阶段：此阶段的信息采集主要聚焦于降雨前桥梁及其周边环境的常态监上述信息对于预测洪水的发展趋势和评估其对桥梁的潜[0038]S2.利用DBSCAN算法和信息数据集合获在一个可选地实施例中，根据DBSCAN算法和信息数据集合筛选出预报信息集合，[0040]首先利用DBSCAN算法从信息数据集合中筛选公路桥梁水S3.基于DBSCAN算法和信息数据集合得到第一预警层信息集合，依据上述第一预警层信息降雨开始到洪水形成的整个过程大约需要8个小时。为了提前进行洪峰预警实施例中利用[0046]为了更全面地展示流域汇聚阶段的信息内容，将上述信[0050]浊度仪测量水中泥沙浓度或悬浮颗粒物含量，反映了水[0055]实施例中利用谢才运算模型和第一预警层信息集合获得U形断面水力半径和V形[0056]基于谢才运算模型与第一预警层信息集合来确定U形断面测模型主要包括了U形水流断面流速预测函数和V形水流例中的洪水流速预测模型主要包括了U形水流断面流速预测函数和V形水流断面流速预测粗糙系数反映了河床表面的粗糙程度对水流速度的影[0073]同理，基于上述第一预警层信息集合以及断面示意图信息计算V形断面的水力半例中断面流量分析模型主要包括了U形断面流量分析函数和V根据第一预警层信息集合构建V形断面流量分析函数，上述V形断面流量分析函断面的流量分析函数上述信息集合和运算模型共同作用可以准确地获取水流的关键参[0090]S4.基于DBSCAN算法和信息数初步预警分析：基于第一预警层的信息对洪水发生的可能性和规模进行初步判[0118]构建DBSCAN算法对不同进程阶段的信息数据集合进行数据检测、识别和优化处[0121]实施例中，DBSCAN算法的具体运算流程请参见图4，在一个可选地实施例中，在监测预警系统中收集了一系列来自不同支流与干流位置的水位时间序列数据应的水位高度（水位值通过整合关键信息能够构建出一个全面且精确的信息数据集合，实施例中对于每个监测位置基于时间戳和水位数据构建了一个二维空间中的数一个可选地实施例中设定一个极限领域半径E,和一个极限邻居数Bano，此时可以选择E,为一个相对较小的值，例如代表水位变化的一个阈值，而Bno则设置为一个较小的正整Bno=3。在进行第二次DBSCAN聚类分析时，需要重新设定领域半径和最小邻居数Min1。为了确保聚类的精度可以设定一个更小的领域半径上限Esa，在实施例中将设为间的距离超过了的范围，或者其水位变化相较于其他点更为剧烈即水位变化梯度较大，通过异常点数目分析洪水猛烈区域，对各分段区域的异常点数目进行排序比较，