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申请/专利权人：中国海洋大学

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。

主权项：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；其中，所述S20具体包括：步骤1：分别提取所述加速度信号xt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emaxt和极小值包络线emint，通过式1计算得到极值包络线均值m1； 步骤2：将输入信号xt减去包络线均值m1得到固有模态函数IMF分量形式y1t：y1t＝x1t-m12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y1t满足上述条件，记y1t＝c1t，c1t为信号xt的第一个IMF分量；若不满足，将y1t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r1t＝y1t-c1t作为初始信号，按照步骤2原理分解k次得到k阶IMF，余量rnt，当rnt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rnt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EMD分解后，再对IMF分量进行Hilbert变换得到各自的瞬时频率；对各阶IMF分量进行Hilbert变换： 其中，PV为柯西主值,利用式4将原始信号xt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： Hω,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。

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