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龙图腾网获悉南京大学申请的专利一种海上风电桩基冲刷界面动态监测装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119985606B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510067537.8，技术领域涉及：G01N25/20；该发明授权一种海上风电桩基冲刷界面动态监测装置及方法是由谭道远;朱鸿鹄;程琛;索文斌;张巍;施斌设计研发完成，并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种海上风电桩基冲刷界面动态监测装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种海上风电桩基冲刷界面动态监测装置及方法，监测装置包括内加热测温光缆、加热单元、光纤测温单元、监测误差修正单元、导热系数计算单元和冲刷区域检测单元；本发明在监测时，光纤测温单元将采集加热的温度数据传输至监测误差修正单元；监测误差修正单元采用混合注意力神经网络算法实现监测数据误差修正后，将数据传输至导热系数计算单元；导热系数计算单元利用修正后的温度数据计算桩基长度方向上各介质的导热系数，并传输至冲刷区域检测单元；冲刷区域检测单元通过计算导热系数梯度，监测冲刷区域长度和状态。本发明的监测装置及方法弥补了传统监测手段的不足之处，对海上风电桩基冲刷状态进行了的精准的动态反馈。

本发明授权一种海上风电桩基冲刷界面动态监测装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种海上风电桩基冲刷界面动态监测方法，其特征在于：由海上风电桩基冲刷界面动态监测装置实施，所述监测装置包括内加热测温光缆1、加热单元2、光纤测温单元3、监测误差修正单元4、导热系数计算单元5和冲刷区域检测单元6；所述内加热测温光缆1由内加热电阻丝1-1和温度感测光纤1-2组成；所述内加热测温光缆1固定在海上风电桩基上；内加热电阻丝1-1与加热单元2连接，温度感测光纤1-2与光纤测温单元3连接；光纤测温单元3采集内加热测温光缆1加热过程中的温度数据后传输至监测误差修正单元4； 所述方法包括以下步骤： 1将内加热测温光缆1固定在海上风电桩基上；将内加热电阻丝1-1与加热单元2连接，将温度感测光纤1-2连接至光纤测温单元3； 2加热单元2通电，光纤测温单元3采集加热时间内测温光缆的温度数据； 3光纤测温单元3将所述温度数据传输至监测误差修正单元4，监测误差修正单元4采用混合注意力神经网络算法对温度数据进行误差修正，并将修正后的温度变化率传输至导热系数计算单元5；导热系数计算单元5根据修正后的温度变化率计算得出桩基长度方向上的导热系数；过程为： 3.1通过光纤测温单元3测量并计算介质i在加热时间段t1到t2之间的温度变化率 其中，介质i包括海水、海床沉积物及海水和海床沉积物界面，Tit1为光纤测温单元测量的介质i中的线源在t1时刻对应的温度，Tit2为光纤测温单元测量的介质i中的线源在t2时刻对应的温度； 在实验室测量得出介质i在相同加热时间段内的温度变化率准确值 将得出的作为监督神经网络的目标值；Ti't1为实验室测量的介质i中的线源在t1时刻对应的温度，Ti't2为实验室测量的介质i中的线源在t2时刻对应的温度； 利用以下误差修正公式得到修正后的温度变化率K： 其中，为混合注意力神经网络预测的温度变化率误差修正值； 求出温度变化率误差修正值的过程如下：将各介质中的温度变化率及监测光纤沿线上的温度变化率作为混合注意力神经网络的输入温度变化率特征矩阵X，提取输入特征的温度变化率特征图Fc： Fc＝σW*X+b 其中，W为卷积核权重，b为偏置项，σ为激活函数；X为神经网络的输入温度变化率特征矩阵； 3.2对温度变化率特征图Fc进行逐通道的最大池化和平均池化操作，得到最大池化结果Fmax和平均池化结果Favg： Fmax＝maxFcX,c 其中，c为通道索引，FcX,c表示从输入温度变化率特征矩阵X经过卷积和激活函数处理后，在通道c上的特征值；C为总通道数； 计算温度变化率特征图Fc的权重矩阵Ac： Ac＝σFCGAPFc 其中，GAP表示对Fc的每个通道求平均值，生成一个特定长度的特征向量；FC表示通过全连接层对该特征向量进行加权学习，生成每个通道的权重； 对每一通道进行调整，得到增强温度变化率特征图Fe： Fe＝Ac☉Fc 其中，⊙表示逐通道点乘； 3.3利用空间注意力机制捕捉增强温度变化率特征图Fe在不同位置间的相关性，过程如下： 通过多尺度卷积生成空间权重As： As＝σConv2DConcatFmax,Favg 其中，Concat表示将Fmax和Favg在通道维度上拼接，生成联合温度变化率特征图；Conv2D表示通过二维卷积从拼接后的联合温度变化率特征图中学习空间注意力权重，提取显著特征和全局分布特征； 优化增强温度变化率特征图为Ffinal： Ffinal＝As☉Fe 对优化后的温度变化率特征图Ffinal进行修正，得出介质i在加热时间段内的温度变化率误差修正值 其中，Wcorr为修正权重矩阵，Ω为计算区域； 导热系数计算单元5根据修正后的温度变化率计算得出桩基长度l处的介质导热系数λl； 其中，q为线性热源的加热功率，单位为Wm；K为桩基础长度l处经混合注意力神经网络修正后的温度变化率，单位为K； 4冲刷区域检测单元6根据介质导热系数求出桩基长度方向上的导热系数梯度gl为： 其中，λl为长度l处的导热系数，λx为与长度l相邻的长度x处的导热系数，X为两个测点之间的距离，X为LS，L为监测段的总长度，S为采样分辨率； 冲刷区域检测单元6检测导热系数梯度曲线与桩基安装完成时的参考曲线之间的导热系数梯度突变点的位置差异，得到冲刷区域长度d： d＝L2-L1 其中，L2为导热系数梯度曲线中的突变点位置，L1为参考曲线中的突变点位置； 将冲刷区域长度d与基础原始埋深长度D对比得到不稳定系数F： 当不稳定系数F大于安全阈值f时，桩基冲刷状态为不稳定状态；不稳定系数F小于安全阈值f时，桩基冲刷状态稳定。

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