一种溢油回收预测方法和装置

1.本发明涉及海上溢油应急处理技术领域，尤其涉及一种溢油回收预测方法和装置。


背景技术：

2.随着经济的蓬勃发展及船舶大型化的发展趋势，区域海上事故溢油频发，对人类活动与社会经济造成的重大的威胁。
3.国内学者在溢油风险评价方面做了大量工作，如采用故障树等概率统计理论进行溢油事故风险评估；又如采用模糊综合评价法进行溢油风险分析；还如采用溢油动力学模型为风险评估及应急响应提供理论与技术支持。但在实际应急处理工作中仍存在着大量难题；如敏感区保护、清污效果评估、溢油量估算等；有学者也提出溢油评估与实际清污工作评估的脱节现象。
4.现阶段大量关于清污能力的研究集中在针对溢油量判断溢油应急响应等级和优化应急处理能力，较少考虑到溢油应急响应时间对应急处理能力的影响。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种溢油回收预测方法和装置，用以解决现有技术中较少考虑到溢油响应时间与处理能力的关系，而导致溢油回收预测不准确的问题。
6.为了解决上述问题，本发明提供一种溢油回收预测方法，包括：
7.基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；
8.通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；
9.获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；
10.获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，并根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；
11.根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；
12.基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；
13.根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。
14.在一些可能的实现方式中，所述溢油漂移扩散模型的表达式为：
[0015][0016]
式中，d
t
表示t时刻油膜的直径；d0表示油膜初始时刻的直径；rw表示油的比重；o表示水的比重；k表示常数；v0表示溢油量。
[0017]
在一些可能的实现方式中，根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长，包括：
[0018]
将目标溢油事故油膜的溢油量和时间代入所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的直径；
[0019]
根据所述目标溢油事故油膜的直径得到目标溢油事故油膜的面积和周长；
[0020]
根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度。
[0021]
在一些可能的实现方式中，在根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度的步骤中，所述目标溢油事故油膜的面积公式为：
[0022][0023]
式中，s表示目标溢油事故油膜的面积；t表示溢油时刻；d
t
表示t时刻目标溢油事故油膜的直径；
[0024]
所述目标溢油事故油膜的厚度的计算公式为：
[0025][0026]
ρo＝ρ
o，t
＝ρ
o，20
+(13.1561-0.191x1)
×
10-3-(63.9-0.87x1)
×
10-5
t
1.02
[0027]
x1＝int[100(ρ
o，20-0.8001)]
[0028]
式中：s表示目标溢油事故油膜的面积，单位为m2；w表示风速，单位为m/s；h表示油膜厚度，单位为m，ρ0表示原油密度，单位为g/m3，ρw表示海水密度，单位为g/m3；ρ
o，r
表示对应温度t(℃)时的原油密度，单位为g/m3；x1表示与密度有关的模数；int表示取整函数。
[0029]
在一些可能的实现方式中，在所述通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型的步骤中，
[0030]
所述二维连续方程采用右旋直角坐标系，所述二维连续方程表达式为：
[0031][0032]
所述二维垂向动量方程采用右旋直角坐标系，所述二维垂向动量方程表达式为：
[0033][0034]
其中，oxy面与平均海平面重叠，z轴向上为正；u、v分别表示x方向和y方向的垂向平均流速；￡表示相对于oxy面的水位；h表示瞬时水深，h＝h+￡；h表示相对于oxy平面的水深绝对值；f表示柯氏参数；r表示底摩擦系数；g表示重力加速度。初始条件为：t＝0时，u＝v＝￡＝0。边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；＝￡＝0。边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；和为导数。
[0035]
在一些可能的实现方式中，根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油
膜的粒子速度，包括：
[0036]
将所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速代入到所述二维潮流模型中，，基于半隐式有限差分数值算法对所述二维潮流模型求解得到目标溢油事故的潮流速度；
[0037]
根据所述目标溢油事故的潮流速度计算得到目标溢油事故的粒子速度。
[0038]
在一些可能的实现方式中，所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹的表达式为:
[0039][0040]
式中表示目标溢油事故油膜的粒子位移，uq、vq表示欧拉速度；u、v分别表示粒子在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的粒子速度；i表示方向向量；j表示方向向量；k表示常数；δt表示时间间隔；δ表示各个变量求导数。
[0041]
在一些可能的实现方式中，所述溢油应急响应时间包括报警时间、接警后响应时间、出动时间、装载物资时间、航行时间和现场组织时间。
[0042]
在一些可能的实现方式中，所述根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据，包括：
[0043]
根据目标溢油事故油膜的周长预测围油栏的长度；
[0044]
根据目标溢油事故油膜的面积和目标油膜的厚度预测污油回收量。
[0045]
另一方面，本发明还提供了一种溢油回收预测装置，包括：
[0046]
溢油漂移扩散模型构建单元，用于基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；
[0047]
二维潮流模型构建单元，用于通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；
[0048]
溢油事故油膜数据获取单元，用于获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；
[0049]
溢油事故油膜粒子速度获取单元，用于获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，并根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；
[0050]
溢油事故油膜粒子轨迹获取单元，用于根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；
[0051]
溢油应急响应时间获取单元，用于基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；
[0052]
污油回收数据预测单元，用于根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。
[0053]
采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的一种溢油回收预测方法，首先构建溢油漂移扩散模型和二维潮流模型，然后根据溢油漂移扩散模型得到油膜的面积、厚度和周长，根据二维潮流模型确定油膜的离子速度，进一步确定油膜的轨迹，从而确定目标油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长，基于蚁群算法根据目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间，从而最终确定围油栏和污油回
收量。本发明通过构建溢油漂移扩散模型和二维潮流模型从而预测目标溢油事故的轨迹、面积和溢油应急响应时间，进一步预测污油回收量数据。
附图说明
[0054]
图1为本发明提供的一种溢油回收预测方法一实施例的方法流程图；
[0055]
图2为本发明提供的一种溢油回收预测装置的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0056]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
[0057]
图1为本发明提供一种溢油回收预测方法一实施例的方法流程图，如图1所示，一种溢油回收预测方法，包括：
[0058]
s101、基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；
[0059]
s102、通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；
[0060]
s103、获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；
[0061]
s104、获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，并根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；
[0062]
s105、根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；
[0063]
s106、基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；
[0064]
s107、根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。
[0065]
与现有技术相比，本实施例提供的一种溢油回收预测方法，首先构建溢油漂移扩散模型和二维潮流模型，然后根据溢油漂移扩散模型得到油膜的面积、厚度和周长，根据二维潮流模型确定油膜的离子速度，进一步确定油膜的轨迹，从而确定目标油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长，基于蚁群算法根据目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间，从而最终确定围油栏和污油回收量。本发明通过构建溢油漂移扩散模型和二维潮流模型从而预测目标溢油事故的轨迹、面积和溢油应急响应时间，进一步预测污油回收量数据。
[0066]
需要说明的是，在步骤s101中，根据《建设项目环境风险评价技术指导》(hj/t 169-2004)突发事故溢油的油膜计算采用p.c.blokker公式，该公式假设油膜在无风条件下呈圆形扩展。
[0067]
需要说明的是，为了得到油膜随时间变化的面积，首先需要得到油膜随时间变化的直径。在本发明的一些实施例中，在步骤s101中，所述溢油漂移扩散模型的表达式为：
[0068][0069]
式中，d
t
表示t时刻油膜的直径；d0表示油膜初始时刻的直径；d0表示油膜初始时刻的直径；rw表示油的比重；o表示水的比重；k表示常数；v0表示溢油量，
[0070]
在本发明的具体实施例中，rw等于1.025，ro等于0.87，k等于15000时，表示对中东原油。在本发明的一些实施例中，在步骤s103中，根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长，包括：
[0071]
将目标溢油事故油膜的溢油量和时间代入所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的直径；
[0072]
根据所述目标溢油事故油膜的直径得到目标溢油事故油膜的面积和周长；
[0073]
根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度。
[0074]
在本发明的一些实施例中，在步骤s103中，在根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度的步骤中，
[0075]
所述目标溢油事故油膜的面积公式为：
[0076][0077]
式中，s表示目标溢油事故油膜的面积；t表示溢油时刻；d
t
表示t时刻目标溢油事故油膜的直径；
[0078]
所述目标溢油事故油膜的厚度的计算公式为：
[0079][0080]
ρo＝ρ
o，t
＝ρ
o，20
+(13.1561-0.191x1)
×
10-3-(63.9-0.87x1)
×
10-5
t
1.02
[0081]
x1＝int[100(ρ
o，20-0.8001)]
[0082]
式中：s表示目标溢油事故油膜的面积，单位为m2；w表示风速，单位为m/s；h表示油膜厚度，单位为m，ρ0表示原油密度，单位为g/m3，ρw表示海水密度，单位为g/m3；ρ
0，t
表示对应温度t(℃)时的原油密度，单位为g/m3；x1表示与密度有关的模数；int表示取整函数。
[0083]
需要说明的是，二维潮流模型是一种用于模拟二维流动系统的模型，是一种依据流体力学和技术学知识来预测水流情况的工具，它可以最大限度地准确模拟出水体如何流动和分布，在半封闭型海域中，水平尺度远大于垂直尺度，可忽略运动在垂向上的变化。将油粒子视为格朗日粒子，粒子速度主要由潮流和风流决定，潮流速度由二维连续方程和二维垂向动量方程采用半隐式有限差分数值算法求得，再根据粒子速度计算出粒子轨迹。在本发明的一些实施例中，在步骤s102中，通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型中，所述二维连续方程采用右旋直角坐标系，所述二维连续方程表达式为：
[0084][0085]
所述二维垂向动量方程采用右旋直角坐标系，所述二维垂向动量方程表达式为：
[0086][0087]
其中，oxy面与平均海平面重叠，z轴向上为正；u、v分别表示x方向和y方向的垂向平均流速；￡表示相对于oxy面的水位；h表示瞬时水深，h＝h+￡；h表示相对于oxy平面的水深绝对值；f表示柯氏参数；r表示底摩擦系数；g表示重力加速度。初始条件为：t＝0时，u＝v＝￡＝0。边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；＝￡＝0。边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；和为导数。
[0088]
在本发明的具体实施例中，油膜粒子速度的计算公式为：
[0089]vt
＝v
水
+0.035
风
[0090]
式中，v
t
表示t时刻油膜的速度；v
水
表示潮流速度；v
水
表示风的速度，通过二维潮流模型可得到潮流速度，然后通过油膜粒子速度的计算公式得到t时刻油膜的速度。
[0091]
在本发明的一些实施例中，在步骤s104中，根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度，包括：
[0092]
将所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速代入到所述二维潮流模型中，，基于半隐式有限差分数值算法对所述二维潮流模型求解得到目标溢油事故的潮流速度；
[0093]
根据所述目标溢油事故的潮流速度计算得到目标溢油事故的粒子速度。
[0094]
在本发明的一些实施例中，根据粒子速度可计算得到粒子轨迹，在步骤s105中，所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹的表达式为:
[0095][0096]
式中表示目标溢油事故油膜的粒子位移，uq、vq表示欧拉速度；u、v分别表示粒子在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的粒子速度；i表示方向向量；j表示方向向量；k表示常数；δt表示时间间隔；δ表示各个变量求导数。
[0097]
在本发明的一些实施例中，在步骤s106中，所述溢油应急响应时间包括报警时间、接警后响应时间、出动时间、装载物资时间、航行时间和现场组织时间。
[0098]
在本发明的具体实施例中，首先结合目标溢油事故油膜轨迹，进行物资储备点的布局，然后根据目标溢油事故发生的具体位置、油膜扩散随时间的变化及船舶航行时间，分析对目标溢油事故点的抢险路线，保证能最快到达抢险位置又不干扰抢险工作，与陆上交通运输不同，海上可航行面积广阔，有足够的空间避开障碍物，存在可以直接绕过障碍物的可能性。本技术方案基于蚁群算法确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径。然后预测溢油应急响应时间，溢油应急响应时间＝报警时间+接警后响应时间+出动时间+装载物资时间+航行时间+现场组织时间。
[0099]
需要说明的是，随着应急响应时间的增长，溢油面积增大，溢油厚度变薄，回收污油的含水率上升。为提高溢油应急现场处理能力，需增加围油栏数量以及污油回收量在本
发明的一些实施例中，在步骤s107中，所述根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据，包括：
[0100]
根据目标溢油事故油膜的周长预测围油栏的长度；
[0101]
根据目标溢油事故油膜的面积和目标油膜的厚度预测污油回收量。
[0102]
在本发明的具体实施例中，根据实际操作经验，围油栏使用长度为目标溢油事故油膜的周长的一半，污油回收量＝目标溢油事故油膜的厚度*目标溢油事故油膜的面积*回收系数。
[0103]
为了更好实施本发明实施例中的一种溢油回收预测方法，在一种溢油回收预测方法基础之上，对应的，如图2所示，本发明实施例还提供了一种溢油回收预测装置，一种溢油回收预测装置200，包括：
[0104]
溢油漂移扩散模型构建单元201，用于基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；
[0105]
二维潮流模型构建单元202，用于通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；
[0106]
溢油事故油膜数据获取单元203，用于获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；
[0107]
溢油事故油膜粒子速度获取单元204，用于获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；
[0108]
溢油事故油膜粒子轨迹获取单元205，用于根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；
[0109]
溢油应急响应时间获取单元206，用于基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；
[0110]
污油回收数据预测单元207，用于根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。
[0111]
上述实施例提供的一种溢油回收预测装置200可实现上述自一种溢油回收预测方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述一种溢油回收预测方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
[0112]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0113]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种溢油回收预测方法，其特征在于，包括：基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，并根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。2.根据权利要求1所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，所述溢油漂移扩散模型的表达式为：式中，d
t
表示t时刻油膜的直径；d0表示初始时刻油膜的直径；r
w
表示油的比重，r
o
表示水的比重；k为常数；v0表示溢油量。3.根据权利要求1所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长，包括：将目标溢油事故油膜的溢油量和时间代入所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的直径；根据所述目标溢油事故油膜的直径得到目标溢油事故油膜的面积和周长；根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度。4.根据权利要求3所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，在根据所述目标溢油事故油膜的面积计算得到所述目标溢油事故油膜的厚度的步骤中，所述目标溢油事故油膜的面积公式为：式中，s表示目标溢油事故油膜的面积；t表示溢油时刻，d
t
表示t时刻目标溢油事故油膜的直径；所述目标溢油事故油膜的厚度的计算公式为：ρ
o
＝ρ
o，t
＝ρ
o，20
+(13.1561-0.191x1)
×
10-3-(63.9-0.87x1)
×
10-5
t
1.02
x1＝int[100(ρ
o，20-0.8001）]
式中：s表示目标溢油事故油膜的面积，单位为m2；w表示风速，单位为m/s；h表示油膜厚度，单位为m，ρ0表示原油密度，单位为g/m3，ρ
w
表示海水密度，单位为g/m3；ρ
0,t
表示对应温度t(℃)时的原油密度，单位为g/m3；xx1表示与密度有关的模数；int表示取整函数。5.根据权利要求4所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，在所述通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型的步骤中，所述二维连续方程采用右旋直角坐标系，所述二维连续方程表达式为：所述二维垂向动量方程采用右旋直角坐标系，所述二维垂向动量方程表达式为：其中，oxy面与平均海平面重叠，z轴向上为正；u、v分别表示x方向和y方向的垂向平均流速；￡表示相对于oxy面的水位，h表示瞬时水深，h＝h+￡；h表示相对于oxy平面的水深绝对值；f表示柯氏参数；r表示底摩擦系数；g表示重力加速度，初始条件为：t＝0时，u＝v＝￡＝0，边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；＝0，边界条件为：对于开边界水位取大小潮期间的水位；和为导数。6.根据权利要求5所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度，包括：将所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速代入到所述二维潮流模型中，，基于半隐式有限差分数值算法对所述二维潮流模型求解得到目标溢油事故的潮流速度；根据所述目标溢油事故的潮流速度计算得到目标溢油事故的粒子速度。7.根据权利要求1所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹的表达式为:式中表示目标溢油事故油膜的粒子位移，u
q
、v
q
表示欧拉速度；u、v分别表示粒子在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的粒子速度；i表示方向向量；j表示方向向量；k表示常数；δt表示时间间隔；δ表示各个变量求导数。8.根据权利要求1所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，所述溢油应急响应时间包括报警时间、接警后响应时间、出动时间、装载物资时间、航行时间和现场组织时间。9.根据权利要求1所述的一种溢油回收预测方法，其特征在于，所述根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据，包括：根据目标溢油事故油膜的周长预测围油栏的长度；根据目标溢油事故油膜的面积和目标油膜的厚度预测污油回收量。
10.一种溢油回收预测装置，其特征在于，包括：溢油漂移扩散模型构建单元，用于基于p.c.blokker公式建立溢油漂移扩散模型；二维潮流模型构建单元，用于通过二维连续方程和二维垂向动量方程构建二维潮流模型；溢油事故油膜数据获取单元，用于获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，并根据所述目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量以及所述溢油漂移扩散模型得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；溢油事故油膜粒子速度获取单元，用于获取目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速，并根据所述目标溢油事故的水深、在右旋直角坐标系下z轴向上时x方向和y方向的垂向平均流速以及所述二维潮流模型确定所述目标溢油事故油膜的粒子速度；溢油事故油膜粒子轨迹获取单元，用于根据所述目标溢油事故油膜的粒子速度确定所述目标溢油事故油膜的粒子轨迹；溢油应急响应时间获取单元，用于基于蚁群算法根据所述目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；污油回收数据预测单元，用于根据所述目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。

技术总结
本发明提供了一种溢油回收预测方法和装置，其方法包括：基于P.C.Blokker公式建立溢油漂移扩散模型；构建二维潮流模型；获取目标溢油事故的发生位置、时间和泄油量，得到目标溢油事故油膜的面积、厚度和周长；获取目标溢油事故的水深、X方向和Y方向的垂向平均流速，根据二维潮流模型确定目标溢油事故油膜的粒子速度，进一步确定目标溢油事故油膜的粒子轨迹；基于蚁群算法根据目标溢油事故油膜的面积和粒子轨迹确定到达目标溢油事故油膜的最佳路径和溢油应急响应时间；根据目标溢油事故油膜的面积、粒子轨迹、厚度和周长预测污油回收数据。本发明通过模型预测目标溢油事故的轨迹、面积和溢油应急响应时间，从而确定污油回收量数据。收量数据。收量数据。


技术研发人员：马全党 夏禹 陈思远 叶芸 刘杨
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/12