[实用新型]一种基于雷达与分布式振动光纤传感技术的海缆锚损监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，具体是一种基于雷达与分布式振动光纤传感技术的海缆锚损监测装置。

背景技术

海上风电在我国属于新兴产业，目前应用于市场的海底电缆锚损解决方案有：禁锚标志、远程视频监控、通过对海缆张力的变化来进行监测、基于AIS信息来实现监测。这几种方案分别有以下缺陷：

1.禁锚标志：

禁锚标志是通过在海缆两边设置一定标志，标识一个禁止抛锚的范围；或者是在渔民区域设置宣传标识，培养渔民不在海缆附近抛锚的意识。缺点：这种方法纯属靠渔民自觉，没有监管力度，渔船出航后也无法知道对方是否在抛锚区抛锚。

2.远程视频监控：

通过在海缆区域设置摄像头来进行监控，在离岸较近的区域有一定的作用。缺点：需要专人来时刻盯着监控，且在较远的海缆处无法解决视频传输问题。

3.通过对海缆的张力变化来监测锚损：

张力是径向压力的一个分力；摩擦力=摩擦系数x径向压力由于锚的刃口作用，形成弯曲和剐蹭破坏的力较小，光纤具有冗长（~0.3%），单电缆具有很好的耐张刚性，且张力不是主导破坏力，破坏发生时，张力有限。缺点：此种方法无预警能力，当探测到有效信号时，已经进入破坏阶段。具体通过对海缆的张力变化来监测锚损的发现时间点示意图如图1所示。

4.基于AIS信息来实现监测：

海缆监视终端放置AIS设备自动接收来自监视区域过往船舶的ＶＨＦ信号，并将该信号进行处理，得到相应船舶的ＧＰＳ位置、航行状态、航速、船首向等导航定位信息，ＧＰＳ信息可以判断船舶是否处于海缆监视区域。若属于则该船舶已进入禁锚区域，需跟踪检测，否则，放弃该目标船舶；航速和航行状态用来判断船舶是否有抛锚的趋势，判断方法为：检测监控船舶的航速，若该船处于高速航行状态，则抛锚的趋势为零，否则速度越低抛锚的可能性越高，当速度小于监控阀值速度，则判定为有抛锚趋势；船首向可以判断船舶穿越监视区域的方式。通过不断接收监视区域内过往船舶的ＡＩＳ信息，并对信息进行实时处理，实现智能化海缆防锚损保护。缺点：是被动式接受对方的AIS信息，不能主动监测。

实用新型内容

本实用新型提出一种基于雷达与分布式振动光纤传感技术的海缆锚损监测装置，本装置利用海面雷达和海底电缆光纤形成立体监控。

所采用的技术方案如下：

一种基于雷达与分布式振动光纤传感技术的海缆锚损监测装置，该海缆锚损监测装置包括海面雷达监测子系统和海底光纤监测子系统，其中，

所述海面雷达监测子系统包括监测装置，处理装置，预警装置，存储装置，所述监测装置在电子海图上对船只目标进行追踪获得追踪数据，所述处理装置根据追踪数据判断船只是否驶向禁锚区，所述预警装置对船只进行预警并向指定海域内停留的船舶发送温馨推送提示，所述存储装置对所述追踪数据进行记录存储。所述海底光纤监测子系统包括一根或多跟连续的探测光纤，探测主机，所述探测主机包括光源、耦合和滤波光路、光电转换器以及数据采集、信号处理和控制电路，所述光源向所述探测光纤注入光脉冲，通过所述耦合和滤波光路和光电转换器接收背向散射信号，并由所述数据采集、信号处理和控制电路检测出所述探测光纤上的分布式振动信号，并根据所述分布式振动信号获得船只的工况数据。

其中，所述追踪数据包括船只航向，船只航速以及船只行驶路径数据。

其中，所述海面雷达监测子系统进一步包括AIS船舶自动识别系统。

其中，所述光源为相干光源，所述背向散色信号取瑞利散射信号。

其中，所述工况数据包括船只的下锚、起锚等工况。

附图说明

图1为通过对海缆的张力变化来监测锚损的发现时间点示意图；

图2为海底光纤监测子系统工作示意图；

图3为海面雷达监测子系统工作示意图；

图4为通过本实用新型的海缆锚损监测装置来监测锚损的发现时间点示意图；

图5为本实用新型的海缆锚损监测装置具体工作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施并配合附图，对本实用新型进一步详细说明。