本发明涉及管道泄露应急抢险，具体涉及一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测方法及系统。
背景技术：
1、随着输油管道网络的不断扩张，输油管道已布置在不同的自然环境中。受到自然环境中地形、水压等影响，输油管道的泄漏风险以及对环境的影响也越来越大。例如，在输油管道穿越河流等水域的情况下，输油管道发生泄漏事件可能性会增大，并且输油管道泄漏油品(即溢油)会对水环境和生态系统造成严重影响。因此，快速预测输油管道溢油在水域的扩散范围，能够为应急抢险提供极大的指导，从而降低事故造成的后果。
2、现有的溢油扩散范围预测方法，通常需要根据泄漏场景提取泄漏水域的边界信息以及水域水文信息并在此基础上建立数值计算模型，再通过计算流体力学方法进行计算得到溢油扩散范围。
3、但是，上述现有的预测技术从建模计算到得到溢油分布范围，需要耗费较长时间，效率低下，从而导致无法应对突发事故。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是现有的溢油扩散范围预测方法耗时长、效率低的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测方法及系统，具体采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测方法，包括：首先，获取输油管道的水域边界数据、泄漏源的位置数据以及泄漏油品的初始运动参数。然后，每隔第一预设间隔时间，在第一区域内生成预设数量的初始油品粒子，初始油品粒子以初始运动参数移动，第一区域根据泄漏源的位置数据确定得到。每隔第二预设间隔时间，获取每个初始油品粒子对应的位置数据。接下来，根据初始油品粒子对应的位置数据，通过sph光滑粒子流体动力学算法确定目标油品粒子的受力参数，目标油品粒子位于第二区域内，第二区域根据水域边界数据确定得到。根据目标油品粒子的受力参数，确定目标油品粒子的运动参数。最后，根据目标油品粒子的运动参数确定溢油扩散范围。
4、该方法中，能够结合输油管道泄漏油品运动过程中的影响因素进行分析，保证了溢油扩散范围预测的精度。并且，还能够通过对每个油品粒子的受力分析、运动追踪来实现对输油管道的溢油扩散范围的预测，无需建立数值计算模型，从而能够提高预测计算的速度，进而提高了水域中输油管道的溢油扩散范围预测的效率。
5、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述根据初始油品粒子对应的位置数据，通过sph光滑粒子流体动力学算法确定目标油品粒子的受力参数，包括：首先，根据初始油品粒子对应的位置数据，确定目标油品粒子。然后，根据预设的sph算法中的光滑核函数，确定目标油品粒子的受力参数。
6、在本实现方式中，作为确定目标油品粒子的受力参数的一种实现方式，首先确定目标油品粒子，然后在确定目标油品粒子的受力参数。这样，仅对位于第二区域内的目标油品粒子，即位于水域内的油品粒子进行受力分析，确定其受力参数。从而，可以防止移动到水域外的噪声油品粒子对溢油扩散范围预测的干扰，提高溢油扩散范围预测的准确性。
7、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述目标油品粒子的受力参数包括：压力、粘性力、重力以及剪切力。则根据预设的sph算法中的光滑核函数，确定目标油品粒子的受力参数，包括：根据预设的sph算法中的光滑核函数，确定目标油品粒子对应的压力、粘性力、重力以及剪切力的表达式为：
8、
9、其中，j∈[1,n]，用于表征目标油品粒子的受力参数，h用于表征光滑核半径，w用于表征光滑核函数，aj用于表征目标油品粒子在光滑核半径h范围内的n个其他油品粒子对目标油品粒子的受力累加，用于表征目标油品粒子的位置向量，mj用于表征其他油品粒子的质量，ρj用于表征其他油品粒子密度，用于表征其他油品粒子的位置向量。
10、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述目标油品粒子的运动参数包括：加速度、速度和位移。则根据目标油品粒子的运动参数确定溢油扩散范围，包括：根据加速度、速度和位移确定目标油品粒子的运移状态展示图；根据目标油品粒子的运移状态展示图确定溢油扩散范围。
11、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述初始油品粒子在第一区域内随机分布。这样，可以更加真实地模拟输油管线泄漏油品的分布情况，以进一步提高溢油扩散范围预测的准确性。
12、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述初始油品粒子以初始运动参数移动，包括：在初始油品粒子移动至第二区域的预设边界的情况下，将初始油品粒子返回至第二区域。这样，可以反映输油管道溢油的真实运动情况，从而提高溢油扩散范围预测的准确性。
13、第二方面，本发明提供一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测系统，包括：第一获取模块、生成模块、第二获取模块、处理模块和预测模块。其中，第一获取模块，用于获取输油管道的水域边界数据、泄漏源的位置数据以及泄漏油品的初始运动参数。生成模块，用于每隔第一预设间隔时间，在第一区域内生成预设数量的初始油品粒子，初始油品粒子以初始运动参数移动，第一区域根据泄漏源的位置数据确定得到。第二获取模块，用于每隔第二预设间隔时间，获取每个初始油品粒子对应的位置数据。处理模块，用于根据初始油品粒子对应的位置数据，通过sph光滑粒子流体动力学算法确定目标油品粒子的受力参数，目标油品粒子位于第二区域内，第二区域根据水域边界数据确定得到。处理模块，还用于根据目标油品粒子的受力参数，确定目标油品粒子的运动参数。预测模块，用于根据目标油品粒子的运动参数确定溢油扩散范围。
14、结合第二方面，在一种可选择的实现方式中，上述处理模块，具体用于：根据初始油品粒子对应的位置数据，确定目标油品粒子。根据预设的sph算法中的光滑核函数，确定目标油品粒子的受力参数。
15、第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器、一个或多个处理器；存储器与处理器耦合；其中，存储器中存储有计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，使得电子设备执行如上述第一方面及其任一种可选择的方法。
16、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如上述第一方面及其任一种可选择的方法。
17、可以理解地，上述第二方面提供的水域中输油管道的溢油扩散范围预测系统、第三方面的电子设备，第四方面的计算机可读存储介质所能达到的有益效果，可参考第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果，此处不再赘述。
1.一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述初始油品粒子对应的位置数据，通过sph光滑粒子流体动力学算法确定目标油品粒子的受力参数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标油品粒子的受力参数包括：压力、粘性力、重力以及剪切力；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标油品粒子的运动参数包括：加速度、速度和位移；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始油品粒子在所述第一区域内随机分布。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始油品粒子以所述初始运动参数移动，包括：
7.一种水域中输油管道的溢油扩散范围预测系统，其特征在于，包括：第一获取模块、生成模块、第二获取模块、处理模块和预测模块；其中，
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、一个或多个处理器；所述存储器与所述处理器耦合；其中，所述存储器中存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
