[发明专利]一种船闸健康状态的远程监测系统及其监测方法

摘要

本发明公开了一种船闸健康状态的远程监测系统及其监测方法，所述的监测系统包括光纤裂纹检测子系统、光纤光栅应变检测子系统、振动检测子系统、闸室水位测量子系统、环境参数检测子系统、AIS基站、光纤解调模块、数据采集计算机、远程传输终端、云端数据库和指挥中心监控室。本发明利用现场无损光纤传感技术，可以快速、实时获取包括人字门各监测位置的应变、温度以及人字门整体三维运动状态等信息，采用多种算法及先验知识，通过数据分析、处理及专家系统对人字门的结构变形、结构动态特性及健康运行状况做出准确判断，以达到实时监测系统结构损伤或退化的目的，为船闸的安全、高效、稳定、可靠运行提供有力保障。

主权项

1.一种船闸健康状态的远程监测系统的监测方法，所述的的远程监测系统包括光纤裂纹检测子系统(1)、光纤光栅应变检测子系统(2)、振动检测子系统(3)、闸室水位测量子系统(4)、环境参数检测子系统(5)、AIS基站(6)、光纤解调模块(7)、数据采集计算机(8)、远程传输终端(9)、云端数据库(10)和指挥中心监控室(11)；其中光纤裂纹检测子系统(1)、光纤光栅应变检测子系统(2)与振动检测子系统(3)通过光纤解调模块(7)将裂纹、应变和振动信息送至数据采集计算机(8)，数据采集计算机(8)同时收集闸室水位测量子系统(4)、环境参数检测子系统(5)、AIS基站(6)的信息并通过远程传输终端(9)上传到云端数据库(10)，指挥中心监控室(11)通过访问云端数据库(10)，综合考虑船闸工作情况与过闸船舶的航行信息，分析并评定船闸运行的健康状态以决定是否通知巡检人员及时排除险情；其特征在于：所述的监测方法包括以下步骤：A、获取水文状态信息；闸室水位测量子系统(4)与环境参数检测子系统(5)分别实时获取水文状态信息，并传输到数据采集计算机(8)，所述的水文状态信息包括水位变化、水温、空气湿度、风向和气压；数据采集计算机(8)对水文状态信息进行汇总后通过远程传输终端(9)将水文状态信息上传到云端数据库(10)，指挥中心监控室(11)读取云端数据库(10)的水文状态信息作为船闸健康状态评估时的环境参考；B、监控进闸船舶航行信息；AIS基站(6)远程实时监控进闸船舶航行信息，所述的船舶航行信息包括船舶航路是否脱离、行进方向是否存在偏差和航速是否过快，并及时对船舶发出预警，避免船舶撞击闸室或人字门情况的发生；数据采集计算机(8)对船舶航行信息进行汇总，经远程传输终端(9)上传到云端数据库(10)；C、实时检测门体运行状态；门体运行状态包括门体上裂纹的出现与否、门体受力情况和门体振动情况，光纤裂纹检测子系统(1)定期检测门体上裂纹的出现与否，光纤光栅应变检测子系统(2)和振动检测子系统(3)在人字门运行的过程中，分别实时检测门体受力情况和振动情况，光纤解调模块(7)将门体运行状态传送到数据采集计算机(8)中，并通过远程传输终端(9)将门体运行状态发送到云端数据库(10)；D、分析并综合船闸运行数据；指挥中心监控室(11)从云端数据库(10)读取汇总后的数据；根据船闸开启闭过程中人字门受力情况，进行门体的模态分析；对获取的振动信号进行处理，通过门体的加速度大小表征门体的外力特征，同时计算门体的位移判断门体开合过程中的稳定性；此外，综合船舶、门体和水文信息并访问云端数据库(10)调用历史信息和维修状况作为参考，最终评定当前船闸的健康状态，形成船闸健康状态报表并更新上传到云端数据库(10)中。