[发明专利]基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法，属于码头安全设备技术领域，其特征在于，所述基于结冰概率预测的浮码头防冰系统至少包括：带动浮码头上下运动的升降机构；预测结冰概率的预测模块；根据预测模块的逻辑判断值，进而控制上述升降机构动作的控制器。通过采用上述技术方案，该基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法能够有效预测所在水域是否结冰，并使用机电式全自动升降柱提前将浮码头升起，可有效预防冰荷载对浮码头的破坏，特别适用于冬季易受冰灾影响的环渤海河口和河流游艇停泊水域。

技术领域

本发明属于码头安全设备技术领域，具体涉及一种基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法。

背景技术

每年冬季，环渤海的三个湾，渤海湾、辽东湾和莱州湾近岸，尤其是河口区域都会结冰，海冰会把近岸整个游艇浮码头冻住，对其造成严重的损坏。据调查，每年冬季修理受损的游艇浮码头的费用将高达几十万。如何预防冰荷载对游艇浮码头的破坏成为了亟需解决的难题。渤海海冰形成的机理如下：首先，渤海位于东经117°～123°、北纬37°～41°之间，受寒潮影响，每年冬季都会结冰。每年12月开始，在连续的冷空气作用下，当海表面的水温达到结冰点时，海水开始结冰。海冰最先从辽东湾北部湾顶开始，然后沿着西海岸从高纬度到低纬度蔓延到渤海湾和莱州湾。辽东湾的冰期最长，其次是渤海湾和莱州湾。每年1月～2月中旬是冰情最为严重的时期。以往的研究表明，除了低气温，偏北向的风速也是影响海冰生长与消融的重要因素。强风能够加快海表面蒸发，加速海-气热交换，使得海温在低气温的作用下迅速降低，从而加快海冰的形成。

海冰的存在往往会对浮码头结构造成破坏。浮码头一般由铝引桥、趸船、锚系和支撑设施组成。铝引桥的一端连接在岸上设拉环固定，另一端连接在趸船上，保证浮码头与近岸的连续性，可供人、车辆和货物通过。浮码头会随着潮位的起伏而升降。因此浮码头适用于水位变幅较大、掩护条件较好的水域。根据连接形式，目前浮码头的常用型式有：单跨活动引桥式浮码头、多跨活动引桥式浮码头和活动引桥式浮码头。而根据悬浮方式又可分为：浮箱式、浮筒式和浮筏式。在对防冰式浮码头的研究中，加固浮码头技术在针对流冰的实际工程中取得了较好的效果，如采用加强预应力混凝土柱来加固浮码头冰荷载的承载能力。具体做法是在港湾出口流冰量较多的一榀排架上设置防冰裙保护桩基，在防冰裙的外侧增设三棱角，使附近的流冰撞到三棱角破碎，降低冰荷载达到防冰的目的。但是加固式和混凝土柱都只能抵挡流冰，在冰情严重的河口区域，即便是常冰年整个游艇浮码头都会被冰冻结，仍然有一定概率遭受破坏，现有的防冰措施仍然需要改进。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法，该基于结冰概率预测的浮码头防冰系统及方法能够有效预测所在水域是否结冰，并使用机电式全自动升降柱提前将浮码头升起，可有效预防冰荷载对浮码头的破坏，特别适用于冬季易受冰灾影响的环渤海河口和河流游艇停泊水域。

本发明的第一目的是提供一种基于结冰概率预测的浮码头防冰系统，包括：

带动浮码头上下运动的升降机构；

预测结冰概率的预测模块；结冰概率预测公式如下：

Logit(P_ice)＝-0.057x-0.048y-0.0000291T_f²-0.0022995T_m²-0.027T_f+0.049T_m-0.139T_a-0.050T_w-1.174