一種水母傷人風(fēng)險的估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及海岸管理領(lǐng)域，具體設(shè)及近岸水母模擬預(yù)警技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來水母在世界范圍海域內(nèi)大量繁殖，對近岸游客的生命安全構(gòu)成了巨大威 脅，有關(guān)水母傷人的報道屢見不鮮。而當(dāng)前近岸浴場尚無有效預(yù)警機制，關(guān)于水母預(yù)警模型 的研究極為匿乏。而一個合理的水母預(yù)警模型恰恰是浴場預(yù)警必不可少的一部分，對合理 管理近岸浴場并減少人員傷亡，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)上述不足之處，本發(fā)明提供了一種水母傷人風(fēng)險的估算方法，通過此方法可 W模擬水母傷人的概率，對水母傷人風(fēng)險作出評估，從而合理管理浴場。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于；一種水母傷人風(fēng)險的估算方法，它包括 如下步驟：
[0005] (1)根據(jù)研究區(qū)域的位置資料，將研究區(qū)域離散化為二維方形網(wǎng)格，網(wǎng)格分辨率為 研究區(qū)域水母的平均直徑diameter,游客位置為游客的中屯、位置所在網(wǎng)格，其余被游客占 據(jù)的網(wǎng)格按照局部規(guī)則處理，用狀態(tài)矩陣hp存儲游客的空間位置，游客的中屯、位置（i，j) 處，hp(i,j) = 1，其余位置為hp= 0 ;
[0006] (2)根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)水母的豐度油um化及研究區(qū)域的水平面積S計算研究區(qū)域內(nèi) 的水母預(yù)期數(shù)量為油umXS;
[0007] (3)根據(jù)預(yù)期的水母數(shù)量，將水母的空間分布按照二維均勻分布離散化，用狀態(tài)矩 陣巧存儲水母的空間位置，水母出現(xiàn)的網(wǎng)格（i，j)，則巧（i，j) = 1 ;水母不出現(xiàn)的網(wǎng)格（i， j)，則fp(i，j) = 0 ;
[000引 （4)定義局部半徑為1米，局部規(guī)則定義為；若游客1米的范圍內(nèi)有水母出現(xiàn)，游 客被蜜傷，反之則游客安全。因此在每次狀態(tài)矩陣被更新后，捜索游客的局部半徑內(nèi)是否有 水母；
[0009] (5)確定研究區(qū)域水流和風(fēng)速方向為指向岸邊；
[0010] (6)確定游客活動區(qū)域為觀測區(qū)域H，確定離岸方向游客活動范圍W外的區(qū)域為 水母可能游入觀測區(qū)域的區(qū)域L2,觀測區(qū)域H和水母可能游入觀測區(qū)域的區(qū)域L2外圍的區(qū) 域為水母可能隨著水流進(jìn)入觀測區(qū)域的區(qū)域L1，則；
[0011] L2 =tsum?vflow [001引L1 =tsum?vjelly [001 引H=tsum?vpeo
[0014] 其中，tsum為觀測時間，vflow為風(fēng)速和流速的最大值，vjelly為水母浮游速度， vpeo為游客游動速度；
[0015] (7)確定更新時間：水母運動方向平行于流向和風(fēng)向的更新時間為dl，水母運動 方向垂直于流向和風(fēng)向的更新時間為K2,人的更新時間為K3,研究區(qū)域水母的平均直徑diameter，貝Ij;
[0016]rtl=diameter/vflow
[0017]rt2 =diameter/vjelly
[0018] ;rt3 =diameter/vpeo;
[0019] (8)確定異步更新；
[0020] a.水母運動方向垂直于流向和風(fēng)向的運動達(dá)到更新時間時，產(chǎn)生一個區(qū)間[0, 1] 的服從均勻分布的隨機數(shù)rand,更新如下：
[0023] b水母運動方向平行于流向和風(fēng)向的運動達(dá)到更新時間時，更新如下；
[0024] j_i)二巧t(i,如
[002引 fptQ, j)二0
[0026]C.游客的狀態(tài)矩陣達(dá)到更新時間時，產(chǎn)生一個區(qū)間[0, 1]的服從均勻分布的隨機 數(shù)rand,更新如下；
[003U (9)基于MTLAB或化dran實現(xiàn)（1)-(7)中的算法，重復(fù)模擬計算水母傷人的頻 率，當(dāng)重復(fù)實驗次數(shù)足夠大時，水母傷人頻率趨近于水母傷人的概率；
[0032] (10)將水母傷人的概率作為水母傷人風(fēng)險的評估標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)給予浴場 預(yù)警指示。
[0033] 優(yōu)選的是；將矩陣巧和hp轉(zhuǎn)為稀疏矩陣W提高運算效率。
[0034] 優(yōu)選的是；所述的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)分為立級，具體如下：
[0035] ①5%《prob油ility《10%，浴場達(dá)到警告標(biāo)準(zhǔn)，警告浴場內(nèi)的所有游客；
[0036] ②10% <prob油ility《15%，浴場達(dá)到危險標(biāo)準(zhǔn)，警告浴場內(nèi)的所有游客并采取 防護(hù)措施；
[0037] @91~〇13油11^7〉15%，浴場達(dá)到疏散標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)立刻疏散游客并關(guān)閉浴場；
[003引其中，prob油ility表示浴場水母傷人概率。
[0039] 本發(fā)明的有益效果在于；通過本發(fā)明方法可W模擬水母傷人的概率，對水母傷人 風(fēng)險作出評估，并根據(jù)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)給予浴場預(yù)警指示，從而合理管理浴場，大大降低了水母傷 人的概率。
【附圖說明】
[0040] 圖1為本發(fā)明的步驟示意圖。
[0041] 圖2為所研究區(qū)域的位置關(guān)系圖。
[0042] 圖3為本發(fā)明所制作的GUI界面圖。 具體實施例
[0043] 一種水母傷人風(fēng)險的估算方法，如圖1所示，它包括如下步驟：
[0044] (1)根據(jù)研究區(qū)域的位置資料，將研究區(qū)域離散化為二維方形網(wǎng)格，網(wǎng)格分辨率為 研究區(qū)域水母的平均直徑diameter,游客位置為游客的中屯、位置所在網(wǎng)格，其余被游客占 據(jù)的網(wǎng)格按照局部規(guī)則處理，用狀態(tài)矩陣hp存儲游客的空間位置，游客的中屯、位置（i，j) 處，hp(i,j) = 1，其余位置為hp= 0 ;
[0045] 似根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)水母的豐度abum(單位；ind/m2)W及研究區(qū)域的水平面積 S(單位；m2)計算研究區(qū)域內(nèi)的水母預(yù)期數(shù)量為油umXS(單位；ind);
[0046] (3)根據(jù)預(yù)期的水母數(shù)量，將水母的空間分布按照二維均勻分布離散化，用狀態(tài)矩 陣巧存儲水母的空間位置，水母出現(xiàn)的網(wǎng)格（i，j)，則巧（i，j) = 1 ;水母不出現(xiàn)的網(wǎng)格（i， j)，則巧(i，j) = 0 ;將矩陣巧和hp轉(zhuǎn)為稀疏矩陣W提高運算效率；
[0047] (4)定義局部半徑為1米，局部規(guī)則定義為；若游客1米的范圍內(nèi)有水母出現(xiàn)，游 客被蜜傷，反之則游客安全。因此在每次狀態(tài)矩陣被更新后，捜索游客的局部半徑內(nèi)是否有 水母；
[0048] (5)確定研究區(qū)域水流和風(fēng)速方向為指向岸邊，在該種情況下水母傷人概率最大， W達(dá)到預(yù)警的目的；
[0049] (6)確定游客活動區(qū)域為觀測區(qū)域H，確定離岸方向游客活動范圍W外的區(qū)域為 水母可能游入觀測區(qū)域的區(qū)域L2,觀測區(qū)域H和水母可能游入觀測區(qū)域的區(qū)域L2外圍的區(qū) 域為水母可能隨著水流進(jìn)入觀測區(qū)域的區(qū)域L1，則；
[0050] L2 =tsum?vflow
[0化1] L1 =tsum?vjelly
[005引 H=tsum?vpeo
[0化引其中，tsum(單位；s)為觀測時間，vflow(單位；m/s)為風(fēng)速和流速的最大值，vjelly(單位；m/s)為水母浮游速度，vpeo(單位；m/s)為游客游動速度；
[0化4] (7)確定更新時間：水母運動方向平行于流向和風(fēng)向的更新時間為dl，水母運動 方向垂直于流向和風(fēng)向的更新時間為K2,人的更新時間為K3，則：
[0055]rtl=diameter/vflow
[0056]rt2 =diameter/vjelly
[0057]rt3 =diameter/vpeo；
[0化引 （8)確定異步更新；
[0化9]a.水母運動方向垂直于流向和風(fēng)向的運動達(dá)到更新時間時，產(chǎn)生一個區(qū)間[0, 1] 的服從均勻分布的隨機數(shù)rand,更新如下：
[0062] b水母運動方向平行于流向和風(fēng)向的運動達(dá)到更新時間時，更新如下；
[006引 fp"i Q, j-i)二fptQ,如
[0064] fptQ, j)二0
[00化]C.游客的狀態(tài)矩陣達(dá)到更新時間時，產(chǎn)生一個區(qū)間[0, 1]的服從均勻分布的隨機 數(shù)rand,更新如下；
[0070] (9)基于MTLAB或化dran實現(xiàn)（1)-(7)中的算法，重復(fù)模擬計算水母傷人的頻 率，當(dāng)重復(fù)實驗次數(shù)足夠大時，水母傷人頻率趨近于水母傷人的概率；
[0071] (10)將水