CN116384950A - 一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质 - Google Patents

一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质 Download PDF

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CN116384950A CN202310658543.1A CN202310658543A CN116384950A CN 116384950 A CN116384950 A CN 116384950A CN 202310658543 A CN202310658543 A CN 202310658543A CN 116384950 A CN116384950 A CN 116384950A
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傅韬
李磊
李志珍
黄伟
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Abstract

本发明提供一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质，方法包括：划定开采区域，持续获取开采区域内的水下地形；当测试采砂船于开采区域开采时，基于水下地形获取预估开采方量；获取测试采砂船的测试采集要素，建立测试采集要素与预估开采方量之间的关联模型；于开采区域内监测是否存在待测采砂船；若存在，则获取待测采砂船的实际采集要素，通过关联模型及实际采集要素获取待测采砂船的估算采砂量。划定稳定的水下地质条件，为关联模型的建立提供了必要条件，通过实际采集要素及关联模型完成采砂量的自动化估算，无需人工参与，自动化的估算方式降低了估算误差，同时，可全天候、全时段的进行监测，提高了采砂量的获取效率。

Description

一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质。
背景技术
随着经济的飞速发展和基础建设规模的不断扩大，河道砂石的需求量也随之增大。
采砂船的开采量是监管的重要内容，对开采量进行监管的作用是避免非法采砂的现象发生，为河道安全、防洪提供保障。但船舶监管技术远不如路上的车辆监管技术成熟，由于水面与地面的物理差异性、船型的不规范性，船号的不一致性，如传统的激光雷达、视频AI船号识别、射频识别等公路上对车辆监测的方法并不适用于采砂船开采量的监测。
目前对采砂船的采砂量计量主要基于经验，以人工进行方量估算，其不能准确有效的获取采砂船的实际采砂量，估算误差较大，且监管人员的现场监管受时间、空间、气候以及人为因素的影响，难以全天候实时对采砂船的采砂量进行估算，采砂量的获取效率不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种采砂船的采砂量估算方法、系统、计算机及存储介质，以解决现有技术中通过人工对采砂船的采砂量进行方量估算，其与实际采砂量之间的误差较大，且采砂量的获取效率低的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种采砂船的采砂量估算方法，包括以下步骤：
划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
所述基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量的步骤包括：
记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量；
获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
进一步地，所述预估开采方量的计算公式为：
Figure SMS_1
，
其中，
Figure SMS_2
表示预估开采方量，Ω表示开采区域，/>
Figure SMS_3
表示第一地形图的空间曲面，
Figure SMS_4
表示第二地形图的空间曲面，x表示空间曲面于平面上投影的横坐标，y表示空间曲面于平面上投影的纵坐标。
进一步地，所述获取所述测试采砂船的测试采集要素的步骤包括：
记录所述测试采砂船的测试采集开始时间及测试采集结束时间；
基于所述测试采集开始时间及所述测试采集结束时间获取所述测试采砂船的测试采集时长；
获取所述测试采砂船于所述测试采集时长内的测试开采功率；
通过所述测试开采功率获取所述测试采砂船的测试开采能效，所述测试采集时长及所述测试采集能效形成测试采集要素。
进一步地，所述测试开采能效的计算公式为：
Figure SMS_5
，
其中，
Figure SMS_6
表示测试开采能效，/>
Figure SMS_7
表示测试采集时长，/>
Figure SMS_8
表示测试开采功率。
进一步地，所述估算采砂量的计算公式为：
Figure SMS_9
，
其中，
Figure SMS_10
表示估算采砂量，/>
Figure SMS_11
表示实际采集时长，/>
Figure SMS_12
表示实际开采能效，/>
Figure SMS_13
表示关联模型。
进一步地，在所述获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型的步骤之后，还包括：
重复获取所述测试采集要素及所述预估开采方量，以形成训练数据组，通过所述训练数据组训练所述关联模型。
第二方面，本申请实施例提供了一种采砂船的采砂量估算系统，应用于上述技术方案中的采砂船的采砂量估算方法，所述系统包括：
划分模块，用于划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
计算模块，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
所述计算模块包括：
第一单元，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
第二单元，用于记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
第三单元，用于通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量；
关联模块，用于获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
监测模块，用于于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
执行模块，用于若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的采砂船的采砂量估算方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的采砂船的采砂量估算方法。
相比于相关技术，本发明的有益效果在于：通过划定所述开采区域，在一定的区域范围内提供稳定的水下地质条件，为后续所述关联模型的建立提供了必要条件，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型，在获取所述实际采集要素后，即可通过所述关联模型完成所述待测采砂船的采砂量的自动化估算，无需人工参与，自动化的估算方式极大的降低了采砂量的估算误差，同时，可全天候、全时段的对所述开采区域内的采砂船进行监测，提供了有效的估算手段，提高了采砂量的获取效率。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
图1为本发明第一实施例中采砂船的采砂量估算方法的流程图；
图2为本发明第二实施例中采砂船的采砂量估算方法的流程图；
图3为本发明第三实施例中采砂船的采砂量估算系统的结构框图；
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的采砂船的采砂量估算方法，包括以下：
步骤S10：划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
所述开采区域决定了开采水平，在水下的地质条件稳定的区域范围内，开采船只的开采工作符合稳态条件，此为后续的数据关联性之间提供了必要的条件，因水下存在砂石，其与水下形成相应的水下地形。
步骤S20：当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
可以理解地，所述测试采砂船进行开采时，随着砂石不断被采集，所述水下地形也将相应的发生变化，而所述水下地形的变化量，与所述预估开采方量之间存在直接关联。
步骤S30：获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
所述测试采集要素指代所述测试采砂船于采砂过程中产生的与采砂相关的不同要素，即所述测试采集要素用于表述所述测试采砂船的工作效率，其与所述预估开采方量之间形成正相关。
步骤S40：于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
在完成所述关联模型的获取后，通过监测所述开采区域，即可判断是否有所述待测采砂船将于所述开采区域内进行开采作业。
步骤S50：若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
可以理解地，所述实际采集要素与所述测试采集要素为同一概率，通过所述关联模型确定所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联性，在获取所述实际采集要素后，即可通过将所述实际采集要素替代所述测试采集要素，以所述关联模型完成所述待测采砂船的采砂量的自动化估算，采砂量的获取过程无需人工参与，自动化的估算方式极大的降低了采砂量的估算误差，同时，可全天候、全时段的对所述开采区域内的采砂船进行监测，提供了有效的采砂量估算手段，且提高了采砂量的获取效率。
请参阅图2，本发明第二实施例提供的采砂船的采砂量估算方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S100：划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
步骤S101：当测试采砂船于所述开采区域开采时，记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
步骤S102：记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
步骤S103：通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量；
所述预估开采方量的计算公式为：
Figure SMS_14
，
其中，
Figure SMS_15
表示预估开采方量，Ω表示开采区域，/>
Figure SMS_16
表示第一地形图的空间曲面，
Figure SMS_17
表示第二地形图的空间曲面，x表示空间曲面于平面上投影的横坐标，y表示空间曲面于平面上投影的纵坐标。
步骤S104：记录所述测试采砂船的测试采集开始时间及测试采集结束时间；
步骤S105：基于所述测试采集开始时间及所述测试采集结束时间获取所述测试采砂船的测试采集时长；
通过将所述测试采集结束时间减去所述测试采集开始时间，即可获取所述测试采砂船的具体工作时长，而所述测试采集时长与所述预估开采方量之间正相关，即所述测试采集时长越长，采砂量越大。
步骤S106：获取所述测试采砂船于所述测试采集时长内的测试开采功率；
可以理解地，所述测试开采功率不包括空转功率，决定所述测试采砂船的采砂量的决定因素，除所述测试采集时长外，即是所述测试开采功率，所述测试开采功率与采砂量同样呈正相关，即所述测试开采功率越大，采砂量越大。
步骤S107：通过所述测试开采功率获取所述测试采砂船的测试开采能效，所述测试采集时长及所述测试采集能效形成测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
所述测试开采能效的计算公式为：
Figure SMS_18
，
其中，
Figure SMS_19
表示测试开采能效，/>
Figure SMS_20
表示测试采集时长，/>
Figure SMS_21
表示测试开采功率。
可以理解地，t表示所述测试采集时长内的时间变量。
建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型，即是建立所述测试开采能效、所述测试采集时长及所述预估开采方量之间的关联模型。
一般情况下，通过所述测试采集时长及所述测试开采功率，即可获取单次的开采值，但由于采砂船的采砂为水下作业，其在开采过程中，除砂外，还有较多的水混杂于砂中一并被开采，含水率较大将使得开采值误差较大，通过建立所述测试采集时长、所述测试采集能效与所述预估开采方量之间的关联模型，可使估算更为精确，降低误差。
步骤S108：重复获取所述测试采集要素及所述预估开采方量，以形成训练数据组，通过所述训练数据组训练所述关联模型；
在完成所述关联模型的建立后，为确保所述关联模型数据的准确性，减小估算误差，通过所述测试采砂船重复进行采砂工作，即可通过重复步骤S101至步骤S107，获取若干个所述测试采集要素及所述预估开采方量，将所述测试采集要素作为所述关联模型的输入值，将所述预估开采方量作为所述关联模型的输出值，以完成所述关联模型的训练。
步骤S109：于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
步骤S110：若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
所述实际采集要素的获取与所述测试采集要素的获取方式相同，可以理解地，所述实际采集要素与所述测试采集要素的概念相同，仅取值存在差异，即所述实际采集要素包括实际采集时长及实际开采能效，其分别与所述测试采集时长及所述测试开采能效相对应，可以理解地，所述实际采集时长及所述实际开采能效的获取方式与所述测试采集时长及所述测试开采能效的获取方式相同。
当完成所述实际采集要素的获取后，通过将所述实际采集要素作为输入值输入所述关联模型，即可通过所述关联模型的输出值获取所述估算采砂量。
具体地，所述估算采砂量的计算公式为：
Figure SMS_22
，
其中，
Figure SMS_23
表示估算采砂量，/>
Figure SMS_24
表示实际采集时长，/>
Figure SMS_25
表示实际开采能效，/>
Figure SMS_26
表示关联模型。
请参阅图3，本发明第三实施例提供了一种采砂船的采砂量估算系统，该系统应用于上述实施例中的所述采砂船的采砂量估算方法，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
所述系统包括：
划分模块10，用于划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
计算模块20，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
所述计算模块20包括：
第一单元，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
第二单元，用于记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
第三单元，用于通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量。
关联模块30，用于获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
所述关联模块30包括：
第四单元，用于记录所述测试采砂船的测试采集开始时间及测试采集结束时间；
第五单元，用于基于所述测试采集开始时间及所述测试采集结束时间获取所述测试采砂船的测试采集时长；
第六单元，用于获取所述测试采砂船于所述测试采集时长内的测试开采功率；
第七单元，用于通过所述测试开采功率获取所述测试采砂船的测试开采能效，所述测试采集时长及所述测试采集能效形成测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型。
监测模块40，用于于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
执行模块50，用于若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
优选地，所述采砂船的采砂量估算系统还包括训练模块60，所述训练模块60用于当完成所述关联模型的建立后，重复获取所述测试采集要素及所述预估开采方量，以形成训练数据组，通过所述训练数据组训练所述关联模型。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述技术方案中所述的采砂船的采砂量估算方法。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述技术方案中所述的采砂船的采砂量估算方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
所述基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量的步骤包括：
记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量；
获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
2.根据权利要求1所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，所述预估开采方量的计算公式为：
Figure QLYQS_1
，
其中，
Figure QLYQS_2
表示预估开采方量，Ω表示开采区域，/>
Figure QLYQS_3
表示第一地形图的空间曲面，/>
Figure QLYQS_4
表示第二地形图的空间曲面，x表示空间曲面于平面上投影的横坐标，y表示空间曲面于平面上投影的纵坐标。
3.根据权利要求1所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，所述获取所述测试采砂船的测试采集要素的步骤包括：
记录所述测试采砂船的测试采集开始时间及测试采集结束时间；
基于所述测试采集开始时间及所述测试采集结束时间获取所述测试采砂船的测试采集时长；
获取所述测试采砂船于所述测试采集时长内的测试开采功率；
通过所述测试开采功率获取所述测试采砂船的测试开采能效，所述测试采集时长及所述测试采集能效形成测试采集要素。
4.根据权利要求3所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，所述测试开采能效的计算公式为：
Figure QLYQS_5
，
其中，
Figure QLYQS_6
表示测试开采能效，/>
Figure QLYQS_7
表示测试采集时长，/>
Figure QLYQS_8
表示测试开采功率。
5.根据权利要求1所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，所述估算采砂量的计算公式为：
Figure QLYQS_9
，
其中，
Figure QLYQS_10
表示估算采砂量，/>
Figure QLYQS_11
表示实际采集时长，/>
Figure QLYQS_12
表示实际开采能效，
Figure QLYQS_13
表示关联模型。
6.根据权利要求1所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，在所述获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型的步骤之后，还包括：
重复获取所述测试采集要素及所述预估开采方量，以形成训练数据组，通过所述训练数据组训练所述关联模型。
7.一种采砂船的采砂量估算系统，应用于如权利要求1~6任一项所述的采砂船的采砂量估算方法，其特征在于，所述系统包括：
划分模块，用于划定水下地质条件稳定的区域为开采区域，持续获取所述开采区域内的水下地形；
计算模块，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，基于所述水下地形获取所述测试采砂船的预估开采方量；
所述计算模块包括：
第一单元，用于当测试采砂船于所述开采区域开采时，记录测试采砂船于开采前的所述水下地形，以获取第一地形图；
第二单元，用于记录所述测试采砂船于开采后的所述水下地形，以获取第二地形图；
第三单元，用于通过比对所述第一地形图及所述第二地形图，计算所述测试采砂船的预估开采方量；
关联模块，用于获取所述测试采砂船的测试采集要素，建立所述测试采集要素与所述预估开采方量之间的关联模型；
监测模块，用于于所述开采区域内监测是否存在待测采砂船；
执行模块，用于若所述开采区域内存在所述待测采砂船，则获取所述待测采砂船的实际采集要素，并基于所述实际采集要素及所述关联模型，获取所述待测采砂船的估算采砂量。
8.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的采砂船的采砂量估算方法。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的采砂船的采砂量估算方法。
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