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龙图腾网获悉中国水利水电科学研究院;河海大学申请的专利一种多场耦合的无人船污染溯源路径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：CN121010319B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27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：202510927218.X，技术领域涉及：G06Q10/10；该发明授权一种多场耦合的无人船污染溯源路径方法是由陈学凯;刘晓波;董飞;牛丽华;李轶;王荣焕;张剑楠;刘来;王威浩;杨江南;薛登辉;夏朝一设计研发完成，并于2025-07-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多场耦合的无人船污染溯源路径方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种多场耦合的无人船污染溯源路径方法，包括小型无人船平台，所述小型无人船平台上设有环境感知组件，自动供电组件和控制通讯组件，通过搭载影像感知、水文水质感知等环境感知组件，实现立体化、多要素感知；通过中控模块与客户端交互，达成任务下达、指令分派、模块协同等全流程自动化。采用多场耦合的无人船污染溯源路径方法通过水体动力场、污染场等各场独立建模与耦合，精准刻画场景，反映污染场动态变化，实现溯源技术科学化；建立多目标算法，明确目标函数与约束条件，借多目标优化实现智能化；在传统算法基础上引入罚函数和局部搜索策略，增强适用性，实现高效化。

本发明授权一种多场耦合的无人船污染溯源路径方法在权利要求书中公布了：1.一种多场耦合的无人船污染溯源路径方法，包括无人船-机协同装备，所述无人船-机协同装备包括无人船平台11，平台上设有环境感知组件和控制通讯组件，环境感知组件检测水质、水文数据，实时查看河道污染情况并采集信息，控制通讯模块则对数据进行计算处理，并将其传输至远端客户端，保障数据有效反馈与应用，其特征在于，所述多场耦合的无人船污染溯源路径方法步骤包括： 步骤1，数据采集与初始化： 无人船平台11搭载环境感知组件，沿河道网格化采集水文水质数据，包括河道水深，河道流速和污染物浓度，构建初始水体动力场和污染场模型； 步骤2，动态建模与异构模型间的耦合： 在水体动力场方面，采用二维浅水动力学方程模拟流速分布； 在水体污染场方面，采用对流扩散方程模拟污染物浓度分布； 在无人船平台11船体自由度方面，定义无人船运动模型，计算公式为： ； 式中，xs，ys为无人船平台位置坐标m；vs为无人船平台自身航速ms；为无人船平台航向角rad；为无人船平台最大转向角速率rads；为无人船平台目标方向角，由污染浓度梯度计算；为饱和函数，限制无人船平台转向速率； 考虑水流对其轨迹的影响；采用多场耦合机制：将水体动力场的流速输入水体污染场模型，水体污染场梯度引导路径规划，无人船运动模型实时调整航向以抵消水流干扰； 所述水体污染场梯度引导路径规划，根据污染浓度梯度计算无人船平台目标方向，计算公式为： ； 步骤3，多目标优化路径规划： 以污染浓度梯度最大化和路径效率最优为目标，使用改进的PSO粒子群优化算法进行无人船污染溯源路径规划； 所述改进的PSO粒子群优化算法包括以下两方面： 改进1，引入罚函数进行多维约束处理，具体公式为： ； 式中：Joriginal为所述目标函数公式计算的目标函数，Jnew为经过罚函数改造后的目标函数； 改进2，根据污染场浓度梯度建立局部搜索策略，在全局最优解Gbest附近计算污染浓度梯度，沿梯度上升方向生成新候选解： ； 式中：Xnew表示通过梯度信息生成的新候选解，Gbest为上一步产生的全局最新解，为步长，为污染场浓度梯度； 若新候选解目标函数值更优，则更新Gbest； 步骤4，动态反馈与滚动迭代： 无人船平台11沿规划路径移动并实时更新水文水质数据，迭代优化模型参数和路径。

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