(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211212395.2 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 中国海洋大学 地址 266000 山东省青岛市崂山区松岭路 238号 (72)发明人 于通顺　赵学文　郭畅　董霄峰　 丁韶涵　 (74)专利代理 机构 武汉聚信汇智知识产权代理 有限公司 42 258 专利代理师 刘丹 (51)Int.Cl. G01B 21/08(2006.01) G01H 17/00(2006.01) G01P 15/00(2006.01) G06F 30/23(2020.01)G06K 9/00(2022.01) (54)发明名称 一种高桩码头泥沙淤积高度的实时监测方 法、 介质及系统 (57)摘要 本发明提供了一种高桩码头泥沙淤积高度 的实时监测方法、 介质及系统， 属于泥沙淤积监 测技术领域， 其中， 该高桩码头泥沙淤积高度的 实时监测方法具体包括： 获取安装在监测桩顶部 的加速度传感器的加速度信号； 采用模态参数识 别法将加速度信号转换成监测桩的振动频率； 建 立高桩码头、 岸坡、 监测桩的耦合动力分析有限 元模型， 测得不同岸坡淤积高度下监测桩的固有 频率， 绘制固有频率与岸坡淤积高度的一一对应 关系曲线； 将所述振动频率与所述固有频率与岸 坡淤积高度的一一对应关系曲线进行对应， 得到 码头泥沙淤积高度。 该方法把泥沙淤积高度的测 量问题转化为监测桩受迫振动的模态识别问题， 避免了传统监测方法的弊端， 实现了岸坡淤积高 度的实时监测。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115507798 A 2022.12.23 CN 115507798 A 1.一种高桩码头泥沙淤积高度的实时监测方法， 其特 征在于， 包括 S10： 获取安装在监测桩顶部的加速度传感器的加速度信号； S20： 采用模态参数识别法将加速度信号 转换成监测桩的振动频率； S30： 建立 高桩码头、 岸 坡、 监测桩的耦合动力分析有限元模型， 测得不同岸 坡淤积高度 下监测桩的固有频率， 绘制固有频率与岸坡淤积高度的一 一对应关系曲线； S40： 将所述振动频率与所述固有频率与岸坡淤积高度的一一对应关系曲线进行对应， 得到码头泥沙淤积高度。 2.根据权利要求1所述的一种高桩码头泥沙淤积高度的实时监测方法， 其特征在于， 所 述S10中的加速度信号是时序加速度信号。 3.根据权利要求2所述的一种高桩码头泥沙淤积高度的实时监测方法， 其特征在于， 所 述S20具体包括： 步骤1： 分别提取所述加速度信号x(t)的局部极大值点和极小值点， 利用三次样条插值 法分别拟合局部极大值点与局部极小值点， 得到极大值包络线emax(t)和极小值包络线emin (t)， 通过式(1)计算得到极值包络线均值m1； 步骤2： 将输入信号x(t)减去包络线均值m1得到固有模态函数IMF分量形式y1(t)。 y1(t)＝x1(t)‑m1        (2) 其中， IMF分量需要满足两个条件： ①分解后的时间序列极值 点数量与过0点数量差值 不大于1； ②极值包络线在分析时间序列内的均值为0； 若y1(t)满足上述条件， 记y1(t)＝c1(t)， c1 (t)为信号x(t)的第一个IMF分量； 若不满足， 将y1(t)作为原始 数据， 重复上述步骤， 不断筛 选， 直至满足IMF 条件； 步骤3： 将剩余信号r1(t)＝y1(t)‑c1(t)作为初始信号， 按照步骤(2)原理分解k次得到k 阶IMF， 余量rn(t)， 当rn(t)为一个单调信号或足够小时， EMD 分解结束。 将各阶IMF分量与余 量rn(t)重构获得原 始信号： 对于每一个信号， 每 个时刻都会 存在一个瞬时频率， 式(4)为瞬时频率计算公式： 对原始信号进行E MD分解后， 再对IMF分量进行Hi lbert变换得到各自的瞬时频率； 对各阶IMF分量进行Hi lbert变换： 其中， PV为柯西主值,利用式(4)将原 始信号x(t)表示 为： 频率和振幅都是时间的函数， 且具有时域的特 征， 将上式展开：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115507798 A 2H(ω,t)为时间— 频率—能量的联合谱； 从中可以得到不同时间段的频率变化情况。 4.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序指令； 所述计算机程序指 令被处理器执行时实现如权利要求 1～3中任一项 所述的一种 高桩码头泥沙淤积高度的实时监测方法。 5.一种高桩码头泥沙淤积高度的实时监测系统， 其特征在于， 包括监测桩与数据处理 系统， 所述监测桩的顶部安装有加速度传感器， 所述监测桩下端埋入岸坡中， 所述数据处理 系统内含如权利要求 4所述的计算机可读存 储介质的代码。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115507798 A 3