[发明专利]一种计算乘潮水位及其延时的条件概率方法

说明书

本发明涉及海洋科学与海洋工程技术领域，具体涉及一种计算乘潮水位及其延时的条件概率方法，包括如下步骤，S1.获得乘潮水位及其延时的最佳统计分布；S2.采用条件分布法计算乘潮水位及其延时的联合概率函数；S3.基于条件概率法计算乘潮水位及其延时累计概率。该方法采用条件分布方法和联合概率方法建立乘潮水位及其延时的随机模型，为乘潮船舶安全靠港装卸提供理论支持。

技术领域

本发明涉及海洋科学与海洋工程技术领域，具体涉及一种计算乘潮水位及其延时的条件概率方法。

背景技术

在港口航道工程中，某些作业例如船舶进出港口、工程施工等需要乘(高、低)潮进行。因此乘潮水位是航运，港口设计和施工中具有重要意义的技术参数。乘潮水位是在高、低潮前后，满足规定时间间隔的水位高度。乘潮水位分为乘高潮和乘低潮两种，他们的频率分布在航运、港口工程及其他滨海工程中具有重要用途。准确掌握乘高潮水位的频率分布，对调度需要乘潮作业船只进出港口或海上作业，避免因航道或作业区水深过浅而发生的航运事故，是必不可少的。在港口及滨海施工中，有时还需要利用低潮干出的间隙进行作业，此时需要掌握乘低潮水位的频率分布，作为制定合理施工计划的依据。

工程上现在所用的乘潮水位是指延时为t时的乘潮保证率为p的乘潮水位。现行《港口与航道水文规范》中指出其确定步骤为：“首先确定乘潮所需持续时间，在潮位的过程曲线上，量取各次潮历时等于乘潮所需持续时间的潮位值，以潮位值为潮位样本绘制累积频率潮位曲线，在乘潮潮位累积频率曲线上选取所需的累积频率潮位值”。

规范中提供的方法在实施中存在如下问题：

(1)绘制累积频率曲线的传统方法由于缺乏理论分布依据，往往采用手工方法根据观测潮位散点的趋势绘制完成累积频率曲线，因此，得到的乘潮潮位值存在主观性，计算结果因人而异。

(2)海水由于受到天体引潮力的作用会产生周期性运动，因此潮位曲线大致成正余弦规律变化。然而由于受气象因素的影响，潮位可能会突然出现短暂的异常升降现象。《港口与航道水文规范》中的读取方法，可能会漏掉这种出现短暂异常升降的潮峰或潮谷，造成统计数据不完整。

(3)乘潮水位的确定需要逐时乘潮水位和明确所需持续时间。传统方法首先需要确定所需的持续时间，再逐步得到乘潮水位，得到的结果仅对应此持续时间。如果需要计算另一个持续时间的乘潮水位，则需要重复一次所有步骤。批量操作时，较为繁琐。

准确掌握乘高潮水位和延时的频率分布，对调度需要乘潮作业船只进出港口或海上作业，避免因航道或作业区水深过浅而发生的航运事故，是必不可少的。

发明内容

为了准确掌握乘高潮水位和延时的频率分布，本发明提出一种计算乘潮水位及其延时的条件概率方法，该方法采用条件分布方法和联合概率方法建立乘潮水位及其延时的随机模型，为乘潮船舶安全靠港装卸提供理论支持。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种计算乘潮水位及其延时的条件概率方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1.获得乘潮水位及其延时的最佳统计分布；

S2.采用条件分布法计算乘潮水位及其延时的联合概率函数；

S3.基于条件概率法计算乘潮水位及其延时累计概率。

进一步地，所述步骤S1包括，

S11.收集所要研究海域的逐时潮位资料，提取其中的逐时乘潮水位数据及其延时数据，并将逐时乘潮水位数据按照每隔10cm进行分组，将其延时数据按照每隔1小时进行分组，统计落入每个区间面积内的乘潮水位及其延时的个数并绘制直方图；

S12.对逐时乘潮水位及其延时分别进行分布拟合，得到逐时乘潮水位及其延时的最佳统计分布。