1.一种涉水桥梁鸟类保护决策的封闭工程优化方法,其特征在于,包括:构建鸟类飞行轨迹动力学及能耗模型,并求解得到鸟类在不同起始高度下的能耗最低飞行轨迹;基于所述能耗最低飞行轨迹和预设的鸟类警戒距离,构建桥梁干扰警戒等势面,所述干扰警戒等势面表征不同起始高度的鸟类在其能耗最低飞行轨迹上首次进入所述警戒距离时的空间位置集合;基于所述桥梁干扰警戒等势面,计算鸟类被干扰面积及群体受扰概率,所述被干扰面积为能耗最低飞行轨迹中位于所述干扰警戒等势面内的空间范围,所述群体受扰概率基于所述被干扰面积和鸟群密度计算得到;基于所述被干扰面积和所述群体受扰概率,结合桥梁全封闭工程成本与生态损失成本,构建综合成本函数,通过优化所述综合成本函数确定桥梁目标全封闭长度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述能耗最低飞行轨迹和预设的鸟类警戒距离,构建桥梁干扰警戒等势面,包括:基于预设的鸟类视野范围,将每个起始高度下的二维能耗最低飞行轨迹沿桥梁中轴线方向旋转,生成三维轨迹弧面;设定桥梁最高点坐标和预设警戒半径,构建以所述桥梁最高点为圆心、所述警戒半径为半径的圆柱型警戒面;针对每个起始高度下的所述三维轨迹弧面,求解对应弧面上所有轨迹首次触达所述圆柱型警戒面时的水平坐标集合;将所有所述水平坐标集合与其对应的起始高度进行数据拟合,形成桥梁干扰警戒等势面。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述圆柱形警戒面通过公式: 计算得到;其中, 为圆柱形警戒面, 为陆岸基准向外的水平距离, 为飞行高度, 为桥梁最高点坐标, 为预设警戒半径;所述桥梁干扰警戒等势面通过公式: 计算得到;其中, 为桥梁干扰警戒等势面, 为起始高度, 为干扰边界位置, 为最小起始高度, 为最大起始高度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述桥梁干扰警戒等势面,计算鸟类被干扰面积及群体受扰概率,包括:所述鸟类被干扰面积通过公式: 计算得到;其中, 为鸟类被干扰面积, 为干扰区域, , 为桥面总宽度, 为起飞高度为 时的干扰截距;所述群体受扰概率通过公式: 计算得到;其中, 为群体受扰概率, 为鸟群单位面积密度。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述被干扰面积和所述群体受扰概率,结合桥梁全封闭工程成本与生态损失成本,构建综合成本函数,通过优化所述综合成本函数确定桥梁目标全封闭长度,包括:构建桥梁全封闭长度与工程成本之间的工程成本函数: ;其中, 为单位面积封闭结构的造价, 为桥面总宽, 为全封闭长度;根据所述被干扰面积和所述群体受扰概率,构建桥梁全封闭长度与生态损失成本之间的生态损失成本函数: ;其中, 为单只鸟的生态价值折算系数, 鸟群在飞行中的单位面积密度, 为残余干扰面积;构建综合成本函数: ;通过公式: ,优化所述综合成本函数确定桥梁目标全封闭长度;其中, 为成本效益斜率, 为封闭长度变化引起的生态损失下降速率, 为封闭长度变化引起的工程造价增长速率。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述桥梁目标全封闭长度,确定所述桥梁两侧的封闭起始位置与终止位置,以界定所述全封闭工程所需覆盖的桥梁长度范围;基于所述桥梁干扰警戒等势面,确定鸟类易受桥梁干扰影响的空间范围在桥梁延伸方向上的纵向边界;所述纵向边界包括靠近桥梁一端的最小影响位置和远离桥梁一端的最大影响位置;在所述最小影响位置和最大影响位置之间,沿着桥梁延伸方向测量一段距离等于所述目标全封闭长度的连续距离段;将所测量的连续距离段沿桥梁延伸方向靠近桥梁一端的端点确定为封闭起始位置,将远离桥梁一端的端点确定为封闭终止位置;所述起始位置和终止位置分别在桥梁的横向两侧均形成对应的边界点;所述全封闭工程所需覆盖的桥梁长度范围即桥梁结构在起始位置和终止位置之间沿桥梁延伸方向的连续区段。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:基于获取的桥梁所在区域历史主导风向及风速概率分布数据;根据顺风状态下鸟类飞行轨迹偏移规律,分别计算所述最小影响位置和最大影响位置的风速风向修正量;将所述修正量叠加到所述纵向边界的原始纵向边界坐标上,得到校正后的纵向边界坐标;基于所述校正后的纵向边界坐标,重新确定最小影响位置和最大影响位置。
8.一种涉水桥梁鸟类保护决策的封闭工程优化装置,其特征在于,包括:获取模块,用于构建鸟类飞行轨迹动力学及能耗模型,并求解得到鸟类在不同起始高度下的能耗最低飞行轨迹;基于所述能耗最低飞行轨迹和预设的鸟类警戒距离,构建桥梁干扰警戒等势面,所述干扰警戒等势面表征不同起始高度的鸟类在其能耗最低飞行轨迹上首次进入所述警戒距离时的空间位置集合;基于所述桥梁干扰警戒等势面,计算鸟类被干扰面积及群体受扰概率,所述被干扰面积为能耗最低飞行轨迹中位于所述干扰警戒等势面内的空间范围,所述群体受扰概率基于所述被干扰面积和鸟群密度计算得到;优化模块,用户基于所述被干扰面积和所述群体受扰概率,结合桥梁全封闭工程成本与生态损失成本,构建综合成本函数,通过优化所述综合成本函数确定桥梁目标全封闭长度。
9.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器及存储有计算机指令的非易失性存储器,所述计算机指令被所述处理器执行时,所述计算机设备执行权利要求1-7中任意一项所述的方法。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质包括计算机程序,所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在计算机设备执行权利要求1-7中任意一项所述的方法。