一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了場(chǎng)存儲(chǔ)量的測(cè)量方法，包括：利用基于規(guī)則網(wǎng)格的建模方式或者基于不規(guī)則網(wǎng)格的建模方式，生成煤場(chǎng)的DEM模型；利用上述煤場(chǎng)的DEM模型，根據(jù)被測(cè)量煤場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)煤堆進(jìn)行空間網(wǎng)格劃分，然后測(cè)量出每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上煤堆的高度；通過該網(wǎng)格的長度、寬度和該網(wǎng)格點(diǎn)上的煤堆高度,利用數(shù)值積分計(jì)算出煤堆的體積；根據(jù)每個(gè)煤堆的體積以及煤堆數(shù)量計(jì)算煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量；本發(fā)明在DEM模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤堆體積及煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量，進(jìn)而為煤場(chǎng)數(shù)字化管理打好基礎(chǔ)。
【專利說明】—種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字化煤場(chǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保持正常發(fā)電，火電廠就要貯備一定的煤量。其貯備煤量要依據(jù)鍋爐機(jī)組及消費(fèi)水平、運(yùn)輸路程遠(yuǎn)近、貯煤場(chǎng)大小、季節(jié)氣候等因素來確定。煤炭在儲(chǔ)存過程中，會(huì)導(dǎo)致煤的質(zhì)量發(fā)生變化，使煤中的有機(jī)質(zhì)氧化、自燃、揮發(fā)性降低和粘結(jié)性變差，產(chǎn)生化學(xué)損耗使其使用價(jià)值降低。煤在儲(chǔ)煤場(chǎng)中儲(chǔ)存及搬運(yùn)過程中，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損耗，包括因風(fēng)雨侵蝕和沖刷，被風(fēng)和雨帶走的煤塵和煤粉及煤在搬運(yùn)過程中產(chǎn)生的途損?；鹆Πl(fā)電廠中燃料成本占發(fā)電成本的70%左右，控制燃料成本是電廠降低成本的關(guān)鍵。
[0003]未來的燃料管理必將是信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理。信息化、網(wǎng)絡(luò)化的存在可以減少電廠參數(shù)的反饋時(shí)間，可以對(duì)各種質(zhì)量的燃料統(tǒng)計(jì)、分析、摻配組合根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式反饋的問題信息作出及時(shí)的解決，找出最有利于鍋爐燃燒、熱量吸收、水和硫的產(chǎn)物危害最低的燃煤。通過煤場(chǎng)管理的數(shù)字化、規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠燃料進(jìn)、耗、存的全程過程監(jiān)控，形成統(tǒng)一化的公司級(jí)煤場(chǎng)優(yōu)化管理模式。
[0004]因此，建設(shè)數(shù)字化煤場(chǎng)，對(duì)煤炭?jī)?chǔ)存進(jìn)行科學(xué)管理是燃料管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是儲(chǔ)煤管理的發(fā)展方向。而建設(shè)數(shù)字化煤場(chǎng)過程中，難點(diǎn)又在于煤場(chǎng)存儲(chǔ)量的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量方法，用以解決現(xiàn)有中煤場(chǎng)存儲(chǔ)容量難以測(cè)量的問題。
[0006]本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供了一種煤場(chǎng)存儲(chǔ)量的測(cè)量方法，包括:
[0008]步驟A:利用基于規(guī)則網(wǎng)格的建模方式或者基于不規(guī)則網(wǎng)格的建模方式，生成煤場(chǎng)的DEM模型；
[0009]步驟B:利用上述煤場(chǎng)的DEM模型，根據(jù)被測(cè)量煤場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)煤堆進(jìn)行空間網(wǎng)格劃分，然后測(cè)量出每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上煤堆的高度；通過該網(wǎng)格的長度、寬度和該網(wǎng)格點(diǎn)上的煤堆高度，利用數(shù)值積分計(jì)算出煤堆的體積；
[0010]步驟C:根據(jù)每個(gè)煤堆的體積以及煤堆數(shù)量計(jì)算煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量。
[0011]其中，所述基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方式是將區(qū)域空間切割分成一系列的規(guī)則格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)特征值，且每個(gè)格網(wǎng)與相鄰格網(wǎng)之間的拓?fù)潢P(guān)系通過行列號(hào)反映。
[0012]所述基于不規(guī)則網(wǎng)格的建模方式是直接用原始采樣點(diǎn)相連接成不重疊的三角形構(gòu)建而成。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟B中，利用數(shù)值積分計(jì)算煤堆體積時(shí)，是依據(jù)微三棱柱體積累加的原理來進(jìn)行近似計(jì)算，即以三角形基底面積乘以對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)曲面的平均高度，然后進(jìn)行累計(jì)求和，從而求得煤堆的體積。[0014]進(jìn)一步地，所述步驟C具體包括:
[0015]如果煤以煤種進(jìn)行堆放，則根據(jù)測(cè)量出的每種煤的體積，分別乘以各自的密度，進(jìn)而計(jì)算出總儲(chǔ)煤量；如果煤被混合堆放，則測(cè)量體積后，取一個(gè)密度平均值進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算出總儲(chǔ)煤量。并且，取平均密度時(shí)，要進(jìn)行多處測(cè)定，求其平均值。
[0016]本發(fā)明有益效果如下:
[0017]本發(fā)明在DEM模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤堆體積及煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量，進(jìn)而為煤場(chǎng)數(shù)字化管理打好基礎(chǔ)。
[0018]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明在DEM (Digital Elevation Model，數(shù)字高程模型)的基礎(chǔ)上，對(duì)煤堆進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤堆體積及煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量。
[0021]為了便于理解本發(fā)明實(shí)施例所述方法，首先對(duì)DEM模型進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
[0022]建立EffiM的方法有多種。從數(shù)據(jù)源及采集方式講有:
[0023](I)直接從地面測(cè)量，例如用GPS、全站儀、野外測(cè)量等；
[0024](2)根據(jù)航空或航天影像，通過攝影測(cè)量途徑獲取，如立體坐標(biāo)儀觀測(cè)及空三加密法、解析測(cè)圖、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等等；
[0025](3)從現(xiàn)有地形圖上采集，如格網(wǎng)讀點(diǎn)法、數(shù)字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動(dòng)采集然后通過內(nèi)插生成DEM等方法。
[0026]數(shù)字高程模型DEM是按一定的結(jié)構(gòu)以數(shù)字形式組織在一起，且從離散數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)，構(gòu)建相互連接的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，描述高程特征空間分布的有序數(shù)值陣列，它的空間分布由X，Y水平坐標(biāo)來描述，垂直方向上用高程Z來描述。數(shù)學(xué)定義的表面或點(diǎn)、線、影像都可用來表不DEM。多種表達(dá)方式可用來建立DEM表面，如基于點(diǎn)的建模方式、基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方式、基于不規(guī)則三角網(wǎng)的建模方式以及將其中任意兩者結(jié)合的建模方式。其中基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方式和基于不規(guī)則三角網(wǎng)的建模方式最常用。
[0027]下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
[0028]如圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述方法的流程示意圖，具體可以包括如下步驟:
[0029]步驟101:利用規(guī)則網(wǎng)格模型或不規(guī)則網(wǎng)格模型生成煤場(chǎng)的DEM模型；
[0030]其中，基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方式是將區(qū)域空間切割分成一系列的規(guī)則格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)特征值，且每個(gè)格網(wǎng)與相鄰格網(wǎng)之間的拓?fù)潢P(guān)系可以從行列號(hào)中反映出來。規(guī)則格網(wǎng)通常是正方形，也可以是矩形、三角形等規(guī)則格網(wǎng)。規(guī)則格網(wǎng)是通過離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插得到的。內(nèi)插的方法多種多樣，比如多項(xiàng)式內(nèi)插法、按距離加權(quán)法、多面函數(shù)法、樣條函數(shù)內(nèi)插法等。無數(shù)事實(shí)證明，實(shí)際表面并不具有平穩(wěn)性的特點(diǎn)，內(nèi)插方法的差異并不會(huì)影響DEM精度，而原始采樣點(diǎn)的密度及分布情況才是決定DEM精度的關(guān)鍵因素?？梢圆捎萌缦碌木€性內(nèi)插法:
[0031]Z=aO+alX+a2Y 表示線性內(nèi)插；
[0032]Z=aO+alX+a2Y+a3XY表示雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插；
[0033]其中，X、Y為平面坐標(biāo)，Z為高程。a0、al、a2、a3為待定系數(shù)。
[0034]在線性內(nèi)插方程中代入距離插值點(diǎn)最近的三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值和高程值，在雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插方程中代入距離插值點(diǎn)最近的四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值和高程值，全部的系數(shù)便可全部求出，然后把插值點(diǎn)的坐標(biāo)代入到方程中，即可求出插值點(diǎn)的高程值。
[0035]規(guī)則格網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于計(jì)算機(jī)處理，特別是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)；另外，通過規(guī)則格網(wǎng)矩陣可以很容易的計(jì)算等高線、坡度、坡向、山坡陰影和自動(dòng)提取流域地形。
[0036]基于不規(guī)則三角網(wǎng)的建模方式是直接用原始采樣點(diǎn)相連接成不重疊的三角形構(gòu)建而成，在連接時(shí)，盡可能確保每個(gè)三角形都是銳角三角形或等邊三角形。其數(shù)學(xué)特征可以表述為三維空間的分段線性采樣點(diǎn)，可以顧及到研究區(qū)地表各種地形特征和特征線，又可以隨著地形的變化而改變采樣點(diǎn)的密度和分布，具有可變分辨率的特征，因而能避免平坦地區(qū)的數(shù)據(jù)冗余問題。
[0037]步驟102:根據(jù)上述煤場(chǎng)的DEM模型，計(jì)算煤堆體積；
[0038]具體來說就是，建立好煤堆的DEM模型后，就可以計(jì)算整個(gè)煤堆的體積了。求煤堆的體積就是要求一個(gè)以煤堆地面為底的二重積分。確定煤堆體積的測(cè)量方案:根據(jù)煤場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)煤堆進(jìn)行空間網(wǎng)格劃分，然后測(cè)量出每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上煤堆的高度，通過該網(wǎng)格的長度、寬度和該網(wǎng)格點(diǎn)上的煤堆高度，利用數(shù)值積分計(jì)算出煤堆的體積，具體可以依據(jù)微三棱柱體積累加的原理來進(jìn)行近似計(jì)算。其基本思想是以基底面積(三角形)乘以對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)曲面的平均高度，然后進(jìn)行累計(jì)求和，則可求得DEM的體積。
[0039]步驟103:根據(jù)每個(gè)煤堆的體積以及煤堆數(shù)量計(jì)算煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量；
[0040]具體來說就是，在火電廠的煤場(chǎng)中存放了大量的煤，不同種類的煤，密度不同。煤以煤種進(jìn)行堆放，則按煤堆進(jìn)行分段測(cè)量求出體積，然后分別乘以各自的密度，計(jì)算出總儲(chǔ)煤量。如果煤被混合堆放，則測(cè)量體積后，取一個(gè)密度平均值進(jìn)行計(jì)算。煤的密度一般由專用測(cè)比重儀進(jìn)行測(cè)定。如果要求煤的平均密度，則進(jìn)行多處測(cè)定，求其平均值，其變化一般不會(huì)很大，經(jīng)常取一個(gè)固定常數(shù)。求出煤的體積和密度后，可以計(jì)算煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量。
[0041]綜上所述，本發(fā)明提供了一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量方法，在DEM模型的基礎(chǔ)上，對(duì)煤堆進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，主要介紹了煤堆的體積測(cè)量原理，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤堆體積及煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量的測(cè)量，進(jìn)而為煤場(chǎng)數(shù)字化管理打好基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤場(chǎng)存儲(chǔ)量的測(cè)量方法，其特征在于，包括: 步驟A:利用基于規(guī)則網(wǎng)格的建模方式或者基于不規(guī)則網(wǎng)格的建模方式，生成煤場(chǎng)的DEM模型； 步驟B:利用上述煤場(chǎng)的DEM模型，根據(jù)被測(cè)量煤場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)煤堆進(jìn)行空間網(wǎng)格劃分，然后測(cè)量出每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上煤堆的高度；通過該網(wǎng)格的長度、寬度和該網(wǎng)格點(diǎn)上的煤堆高度，利用數(shù)值積分計(jì)算出煤堆的體積； 步驟C:根據(jù)每個(gè)煤堆的體積以及煤堆數(shù)量計(jì)算煤場(chǎng)的儲(chǔ)煤量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于規(guī)則格網(wǎng)的建模方式是將區(qū)域空間切割分成一系列的規(guī)則格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)特征值，且每個(gè)格網(wǎng)與相鄰格網(wǎng)之間的拓?fù)潢P(guān)系通過行列號(hào)反映。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不規(guī)則網(wǎng)格的建模方式是直接用原始采樣點(diǎn)相連接成不重疊的三角形構(gòu)建而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，利用數(shù)值積分計(jì)算煤堆體積時(shí)，是依據(jù)微三棱柱體積累加的原理來進(jìn)行近似計(jì)算，即以三角形基底面積乘以對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)曲面的平均高度，然后進(jìn)行累計(jì)求和，從而求得煤堆的體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體包括: 如果煤以煤種進(jìn)行堆放，則根據(jù)測(cè)量出的每種煤的體積，分別乘以各自的密度，進(jìn)而計(jì)算出總儲(chǔ)煤量；如果煤被混合堆放，則測(cè)量體積后，取一個(gè)密度平均值進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算出總儲(chǔ)煤量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，取平均密度時(shí)，要進(jìn)行多處測(cè)定，求其平均值。
【文檔編號(hào)】G01B21/00GK103499322SQ201310476009
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】郝敬亞 申請(qǐng)人:北京冶聯(lián)科技有限公司