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龙图腾网获悉陕西省西咸新区秦汉新城城市管理中心申请的专利用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统及其方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119845387B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411927298.0，技术领域涉及：G01F23/80；该发明授权用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统及其方法是由冯兵强设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统及其方法在说明书摘要公布了：本发明公开了用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统及其方法，涉及航运通道管理技术领域，该发明基于等间距划分的子区域监测点，能够实时采集水位数据，并结合环境数据和船舶波动因子，实现水位高度的精确校正，保证水位处于安全范围内。其次，漂浮物的数量、分布及堆积情况，以及附着在桥体上的漂浮物密度与体积信息，有助于准确评估桥体受力状况，及时发现可能的结构性风险。同时，通过联动分析水位数据与桥体应力，能够提前触发相对应预警指令，迅速采取控制措施，如限制船舶通行和启用应急溢流通道，保障桥梁的安全性。整体方法提高了对水位波动与桥体安全的实时监测能力，提高了预警和应急响应的效率。

本发明授权用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统及其方法在权利要求书中公布了：1.用于监测桥下水面实时高度的水位监测预警系统，其特征在于，包括水位监测模块、环境数据采集模块、船舶动态识别模块、漂浮物影响分析模块和水位校正模块； 所述水位监测模块用于将桥下水面区域划分为若干个子区域，在每个子区域内设置一个监测点，实时监测获取水位高度，生成第一数据组； 所述环境数据采集模块用于采集水流速度、泥沙浓度、气压和水温，生成环境数据集； 所述船舶动态识别模块用于监测桥下通行船舶特性，包括船舶大小、速度及引发的水位波动情况，并通过船舶特性数据与环境数据集的联动分析，生成船舶波动因子Cbfx； 所述船舶动态识别模块包括船舶特性监测单元和第一分析单元； 所述船舶特性监测单元用于在监测点内安装激光测距传感器，实时监测船舶吃水深度、船舶速度、船舶引发的波浪高度，生成船舶特性数据集； 所述第一分析单元用于依据环境数据集以及船舶特性数据集，分析计算获得：船舶波动因子Cbfx； 所述船舶波动因子Cbfx具体计算过程如下： S11、依据船舶吃水深度和船舶速度，计算水位扰动系数： 其中，为桥梁结构的扰动修正系数，通过实验标定，模拟船舶不同速度、大小对水流扰动的影响，记录水位变化幅度，并利用回归分析获取；包括：在标准河道条件下，当船舶长度为50米，速度为5ms时，波动幅度为10cm，拟合为0.05； S12、依据船舶引发的波浪高度和水流速度，计算修正波浪影响系数： 其中，为波浪幅度的修正系数；通过统计数百次船舶经过桥下的波浪高度及引发的水位变化，拟合为1.2； S13、提取环境数据集中的浊度传感器测量的泥沙浓度，计算水体阻尼系数： 其中，为泥沙阻尼调整系数，包括：当泥沙浓度为0.5kgm³时，波动阻尼效果减少20%，拟合为2； S14、提取环境数据集中的气压和水温，无量纲处理后，通过以下公式计算修正外界环境综合影响系数： 其中，为气象调整系数，为水体参考温度，设置为25°C； S15、提取S11-S14中获取的水位扰动系数、修正波浪影响系数、水体阻尼系数和修正外界环境综合影响系数，无量纲处理后，通过以下公式计算获取船舶波动因子Cbfx： 式中，、、和分别表示水位扰动系数、修正波浪影响系数、水体阻尼系数和修正外界环境综合影响系数的权重值，，，，，且； 所述漂浮物影响分析模块用于监测子区域漂浮物的数量、分布及堆积情况，构建漂浮物遮挡因子Pfzd；并采集附着在桥体上的漂浮物密度，体积信息以及桥体信息，建立桥体受力收据集，以计算桥体基础点的受力情况，包括基础承压因子Qcya和结构变形因子Jzbx，并将基础承压因子Qcya和结构变形因子Jzbx进行相关联，以生成桥体应力评估指数Qzpg； 所述漂浮物影响分析模块包括漂浮物监测单元和第二分析单元； 所述漂浮物监测单元用于在监测点安装红外传感器，监测子区域水面漂浮物的热反射，结合摄像头拍摄子区域水面图像，结合图像识别技术进行漂浮物的分辨和跟踪，提取漂浮物的数量、分布及堆积情况，以获取漂浮物覆盖面积、漂浮物堆积高度和漂浮物漂移速度； 所述第二分析单元，用于提取漂浮物覆盖面积、漂浮物堆积高度和漂浮物漂移速度，无量纲处理后，通过以下公式计算获取漂浮物遮挡因子Pfzd： 其中，表示子区域水面总面积； 所述漂浮物影响分析模块还包括桥体监测单元、桥体分析单元和相关联单元； 所述桥体监测单元用于将桥体通过网络化划分为m个桥体基础点，m表示桥体基础点的总数量；并采集附着在桥体上的漂浮物密度，体积信息以及桥体信息，建立桥体受力收据集； 所述桥体分析单元用于根据受力数据集，计算桥体基础点的受力情况，通过以下公式计算获取基础承压因子Qcya和结构变形因子Jzbx： 其中，表示桥体第f个基础点的静态压力，单位为N，表示水体密度，g表示重力加速度，表示水位高度平均值； 表示桥体第f个基础点的有效基础面积，表示桥梁基础的总受力面积，单位为m2；为第f个点漂浮物的水面总压力；表示附着在桥体第f个基础点的漂浮物密度，表示附着在桥体第f个基础点的漂浮物体积；m表示桥体基础点的总数量； 其中，表示桥体第f个基础点的弯矩，表示水位高度变化在第f个点的偏差量，表示桥体第f个基础点的弹性模量，单位Pa； 所述相关联单元用于将基础承压因子Qcya和结构变形因子Jzbx进行相关联获取桥体应力评估指数Qzpg： 其中，表示桥体最大设计安全应力阈值； 所述水位校正模块用于提取第i个子区域的水位高度、船舶波动因子Cbfx、漂浮物干扰修正因子Pfgx，建立水位校正模型后进行校正后，以获取第i个子区域校正后的水位高度，并预设水位安全阈值Swq，当第i个子区域校正后的水位高度高于水位安全阈值Swq，触发第一预警指令； 所述水位校正模块包括校正单元和评估模块； 所述校正单元用于使用统计学方法建立水位校正模型，将第i个子区域的水位高度Hi、船舶波动因子Cbfx及漂浮物干扰修正因子Pfgx，通过以下公式计算对第i个子区域的水位高度进行校正，以获取第i个子区域校正后的水位高度： 。

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