本發(fā)明屬于水聲學(xué)探測領(lǐng)域，涉及數(shù)據(jù)分析技術(shù)，具體是基于數(shù)據(jù)分析的水聲學(xué)探測用測流儀器運行預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、針對復(fù)雜的海洋環(huán)境和多樣的目標(biāo)類型，現(xiàn)有水面水下單平臺單傳感器探測能力有限、穩(wěn)定性差，很難滿足未來對水聲目標(biāo)的準(zhǔn)確探測和識別需求，為適應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境和獲得更豐富、更準(zhǔn)確的目標(biāo)信息，越來越多的各種樣式的水下探測裝備和傳感器被研發(fā)出來，并投入測試和應(yīng)用。

2、水聲學(xué)探測中廣泛應(yīng)用的超聲波流量計適用于非接觸式測量，且不干擾流體流動；擁有適用范圍廣、測量精度高、起始量度低等優(yōu)勢，由于超聲波流量計的非接觸式工作特性，其一般不會出現(xiàn)被腐蝕、堵塞等嚴(yán)重影響測量精度的故障，因此，傳統(tǒng)根據(jù)儀器輸出的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行精度評估的方式通常無法監(jiān)測超聲波流量計的實際測量精度缺陷。

3、針對上述技術(shù)問題，本技術(shù)提出一種解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于數(shù)據(jù)分析的水聲學(xué)探測用測流儀器運行預(yù)警系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法監(jiān)測超聲波流量計的實際測量精度缺陷的問題；

2、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：如何提供一種可以監(jiān)測超聲波流量計的實際測量精度缺陷的基于數(shù)據(jù)分析的水聲學(xué)探測用測流儀器運行預(yù)警系統(tǒng)。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、基于數(shù)據(jù)分析的水聲學(xué)探測用測流儀器運行預(yù)警系統(tǒng)，包括運行預(yù)警平臺，所述運行預(yù)警平臺通信連接有精度測試模塊、精度預(yù)警模塊、穩(wěn)定評估模塊以及數(shù)據(jù)庫；

5、所述精度測試模塊用于對水聲學(xué)探測用測流儀器進行精度測試分析：將水聲學(xué)探測用超聲波流量計標(biāo)記為測試對象，對測試對象進行若干次測試分析并獲取測試對象在每個測試分析過程的渾濁臨界值；由所有測試分析過程的渾濁臨界值構(gòu)成臨界集合，對臨界集合進行數(shù)據(jù)清洗處理得到測試對象的渾濁界定值；通過渾濁界定值對測試對象是否通過精度測試分析進行判定；將所有通過精度測試分析的測試對象的渾濁界定值通過運行預(yù)警平臺發(fā)送至數(shù)據(jù)庫中進行存儲；

6、所述精度預(yù)警模塊用于對水聲學(xué)探測用測流儀器進行精度監(jiān)測預(yù)警分析：在測試對象通過精度測試分析并執(zhí)行測流任務(wù)時，將測試對象標(biāo)記為監(jiān)測對象，在監(jiān)測對象執(zhí)行測流任務(wù)過程中生成若干個監(jiān)測時間點，在監(jiān)測時間點獲取任務(wù)流體的渾濁預(yù)警系數(shù)，通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取監(jiān)測對象的渾濁界定值，將渾濁預(yù)警系數(shù)與渾濁界定值進行比較并通過比較結(jié)果對任務(wù)流體的渾濁度是否滿足監(jiān)測對象的測試精度要求進行判定；

7、所述穩(wěn)定評估模塊用于對水聲學(xué)探測用測流儀器的運行穩(wěn)定性進行評估分析。

8、進一步地，測試對象在測試分析過程的渾濁臨界值的獲取過程包括：每個測試分析過程均包含有若干個測試時間點，將測試對象搭載在無人機上，通過多普勒雷達采集測試流體的流量值并標(biāo)記為流量測試值，在測試時間點獲取測試對象的測試誤差值與渾濁系數(shù)；通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取渾濁灰度閾值與測試誤差閾值，將測試分析過程中測試誤差值不大于測試誤差閾值的測試時間點的渾濁系數(shù)最小值標(biāo)記為測試分析過程的渾濁臨界值。

9、進一步地，測試對象在測試時間點的測試誤差值與渾濁系數(shù)的獲取過程包括：通過校驗后的接觸式流量測試儀獲取測試流體的流量值并標(biāo)記為流量校驗值，將測試時間點的流量校驗值與流量測試值差值的絕對值標(biāo)記為測試時間點的測試誤差值，在測試時間點通過無人機搭載的高清攝像頭對測試流體進行圖像拍攝得到測試圖像，將測試圖像放大為像素格圖像并進行灰度變換，將測試圖像中灰度值小于渾濁灰度閾值的像素格標(biāo)記為渾濁格，將測試圖像中渾濁格的數(shù)量與像素格總數(shù)量的比值標(biāo)記為測試圖像的渾濁系數(shù)。

10、進一步地，對臨界集合進行數(shù)據(jù)清洗處理的具體過程包括：對臨界集合內(nèi)的所有元素進行方差計算得到集中系數(shù)，通過數(shù)據(jù)庫獲取集中閾值，將集中系數(shù)與集中閾值進行比較：若集中系數(shù)小于集中閾值，則判定數(shù)據(jù)清洗處理完成，將臨界集合中的最小元素標(biāo)記為測試對象的渾濁界定值；若集中系數(shù)大于等于集中閾值，則將臨界集合中的最大元素與最小元素剔除，然后重新計算臨界集合的集中系數(shù)，以此類推，直至集中系數(shù)小于集中閾值。

11、進一步地，對測試對象是否通過精度測試分析進行判定的具體過程包括：通過數(shù)據(jù)庫獲取渾濁界定閾值，將測試對象的渾濁界定值與渾濁界定閾值進行比較：若渾濁界定值小于渾濁界定閾值，則判定測試對象通過精度測試分析；若渾濁界定值大于等于渾濁界定閾值，則判定測試對象不通過精度測試分析，生成預(yù)處理信號并將預(yù)處理信號通過運行預(yù)警平臺發(fā)送至管理人員的手機終端。

12、進一步地，任務(wù)流體在監(jiān)測時間點的渾濁預(yù)警系數(shù)的獲取過程包括：通過無人機搭載的高清攝像頭對任務(wù)流體進行圖像拍攝，將拍攝得到的圖像標(biāo)記為監(jiān)測圖像，將監(jiān)測圖像放大為像素格圖像并進行灰度變換，將監(jiān)測圖像中灰度值小于渾濁灰度閾值的像素格標(biāo)記為預(yù)警格，將監(jiān)測圖像中預(yù)警格的數(shù)量與所有像素格數(shù)量的比值標(biāo)記為監(jiān)測圖像的渾濁預(yù)警系數(shù)。

13、進一步地，對任務(wù)流體的渾濁度是否滿足監(jiān)測對象的測試精度要求進行判定的具體過程包括：若渾濁預(yù)警系數(shù)小于渾濁界定值，則判定任務(wù)流體的渾濁度不滿足監(jiān)測對象的測試精度要求，生成精度預(yù)警信號并將精度預(yù)警信號通過運行預(yù)警平臺發(fā)送至管理人員的手機終端；若渾濁預(yù)警系數(shù)大于等于渾濁界定值，則判定任務(wù)流體的渾濁度滿足監(jiān)測對象的測試精度要求。

14、進一步地，穩(wěn)定評估模塊對水聲學(xué)探測用測流儀器的運行穩(wěn)定性進行評估分析的具體過程包括：在監(jiān)測對象執(zhí)行測流任務(wù)過程中實時獲取任務(wù)流體的流量值并標(biāo)記為流量監(jiān)測值，由相鄰兩個監(jiān)測時間點構(gòu)成一個監(jiān)測時段，在監(jiān)測時段的結(jié)束時刻獲取量差數(shù)據(jù)lc、間隔數(shù)據(jù)jg以及浮動數(shù)據(jù)fd并進行數(shù)值計算得到監(jiān)測對象在監(jiān)測時段內(nèi)的穩(wěn)定系數(shù)wd，通過穩(wěn)定系數(shù)wd對監(jiān)測對象在監(jiān)測時段內(nèi)的運行穩(wěn)定性是否滿足要求進行判定。

15、進一步地，量差數(shù)據(jù)lc的獲取過程包括：將流量監(jiān)測值在監(jiān)測時段內(nèi)的最大值與最小值分別標(biāo)記為量高值與量低值，將量高值與量低值的差值標(biāo)記為量差數(shù)據(jù)lc；間隔數(shù)據(jù)jg為量高值與量低值在監(jiān)測時段內(nèi)對應(yīng)時間點的時間間隔，浮動數(shù)據(jù)fd的獲取過程包括：將流量監(jiān)測值在監(jiān)測時段內(nèi)的平均值標(biāo)記為流均值，由流量監(jiān)測值大于流均值的連續(xù)時長構(gòu)成一個上浮子時段，由流量監(jiān)測值小于流均值的連續(xù)時長構(gòu)成一個下浮子時段，將監(jiān)測時段內(nèi)上浮子時段的數(shù)量與下浮子時段的數(shù)量之和標(biāo)記為浮動數(shù)據(jù)fd。

16、進一步地，對監(jiān)測對象在監(jiān)測時段內(nèi)的運行穩(wěn)定性是否滿足要求進行判定的具體過程包括：通過數(shù)據(jù)庫獲取穩(wěn)定閾值wdmax，將監(jiān)測時段的穩(wěn)定系數(shù)wd與穩(wěn)定閾值wdmax進行比較：若穩(wěn)定系數(shù)wd小于穩(wěn)定閾值wdmax，則判定監(jiān)測對象在監(jiān)測時段內(nèi)的運行穩(wěn)定性滿足要求；若穩(wěn)定系數(shù)wd大于等于穩(wěn)定閾值wdmax，則判定監(jiān)測對象在監(jiān)測時段內(nèi)的運行穩(wěn)定性不滿足要求，生成穩(wěn)定異常信號并將穩(wěn)定異常信號通過運行預(yù)警平臺發(fā)送至管理人員的手機終端。

17、本發(fā)明具備下述有益效果：

18、1、通過精度測試模塊可以對水聲學(xué)探測用測流儀器進行精度測試分析，鑒于超聲波流量計對流體中的懸浮顆?；驓馀轁舛扔幸欢ㄒ?，不適用于透明或無懸浮顆粒的流體的應(yīng)用特性，結(jié)合校驗測流誤差與流體渾濁度進行綜合分析得到保證測試對象測試精度下的渾濁度臨界值，為精度預(yù)警分析提供數(shù)據(jù)支撐?；

19、2、通過精度預(yù)警模塊可以對水聲學(xué)探測用測流儀器進行精度監(jiān)測預(yù)警分析，通過定時監(jiān)測被測流體的渾濁預(yù)警系數(shù)來判斷是否符合監(jiān)測對象的精度保證范圍，監(jiān)測對象的測量精度受到外部影響程度較低，但是與被測流體的清澈程度息息相關(guān)，在定期進行精度測試分析的前提下，進行被測流體渾濁度監(jiān)測可以保障監(jiān)測對象的測量精度；

20、3、通過穩(wěn)定評估模塊可以對水聲學(xué)探測用測流儀器的運行穩(wěn)定性進行評估分析，對監(jiān)測對象的輸出數(shù)值進行處理得到多項運行穩(wěn)定參數(shù)，對多項運行穩(wěn)定參數(shù)進行綜合分析與計算得到穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)穩(wěn)定系數(shù)對監(jiān)測對象的運行平穩(wěn)程度進行反饋，進而在出現(xiàn)穩(wěn)定性異常時及時進行反饋與預(yù)警。