CN106289388B - 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法 - Google Patents

一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106289388B
CN106289388B CN201610574470.8A CN201610574470A CN106289388B CN 106289388 B CN106289388 B CN 106289388B CN 201610574470 A CN201610574470 A CN 201610574470A CN 106289388 B CN106289388 B CN 106289388B
Authority
CN
China
Prior art keywords
door body
ship
subsystem
lock
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610574470.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106289388A (zh
Inventor
熊木地
乌旭
柳博仁
王莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN201610574470.8A priority Critical patent/CN106289388B/zh
Publication of CN106289388A publication Critical patent/CN106289388A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106289388B publication Critical patent/CN106289388B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法，所述的监测***包括光纤裂纹检测子***、光纤光栅应变检测子***、振动检测子***、闸室水位测量子***、环境参数检测子***、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***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***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。

Description

一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法
技术领域
本发明涉及水工金属结构健康监测技术领域，特别涉及一种船闸健康状态的监测***。
背景技术
船闸人字门长期工作在低速重载的工况条件下，随着闸门启闭次数的增加，其顶枢、底枢、连门轴等运转部件的接触表面逐渐会出现润滑不良等状况。再加之人字门在运转过程中会受到涌浪、动水载荷、启闭机运行状态及水下门体两侧巨大水压等共同作用而引发门体振动及门体上下小位移量的频繁跳动。而当激振频率接近人字门固有频率时，会引发门体共振，产生应力集中现象，将对船闸人字门的门体、AB杆、背拉杆及顶枢、底枢等钢性结构部件产生破坏性影响。当结构损伤积累到一定程度，就会引发诸如AB杆/背拉杆断裂、门体深水区出现裂纹等严重后果，不但影响通航安全，还将带来严重的社会影响和经济损失。因此，对船闸人字门各关键结构部件进行远程实时监测和健康诊断，及时发现结构损伤并评估其安全性，对提高安全通航效率，保障人民生命财产安全，具有重要现实意义。
为保证船闸结构安全，目前对船闸健康状态的监测仍然采用定期停航人工检修及六年一周期的大修，不仅影响航道运输，更为重要的是人工检测无法做到实时监测，且存在漏检可能，存在很大安全隐患。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以实时监测、排除安全隐患的船闸健康状态的远程监测***及其监测方法。
有鉴于此，本发明采用光纤裂纹检测传感装置、光纤光栅应变检测传感装置以及振动检测传感装置，远程获取船闸人字门各监测位置的信息，通过数据分析、处理实现危险区域的监测和定位，以达到监测人字门结构损伤或退化的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种船闸健康状态的远程监测***，包括光纤裂纹检测子***、光纤光栅应变检测子***、振动检测子***、闸室水位测量子***、环境参数检测子***、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；其中光纤裂纹检测子***、光纤光栅应变检测子***与振动检测子***通过光纤解调模块将裂纹、应变和振动信息送至数据采集计算机，数据采集计算机同时收集闸室水位测量子***、环境参数检测子***、AIS基站的信息并通过远程传输终端上传到云端数据库，指挥中心监控室通过访问云端数据库，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。
一种船闸健康状态的远程监测***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***与环境参数检测子***分别实时获取水文状态信息，并传输到数据采集计算机，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；数据采集计算机对水文状态信息进行汇总后通过远程传输终端将水文状态信息上传到云端数据库，指挥中心监控室读取云端数据库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；数据采集计算机对船舶航行信息进行汇总，经远程传输终端上传到云端数据库；
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***定期检测门体上裂纹的出现与否，光纤光栅应变检测子***和振动检测子***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，光纤解调模块将门体运行状态传送到数据采集计算机中，并通过远程传输终端将门体运行状态发送到云端数据库；
D、分析并综合船闸运行数据；
指挥中心监控室从云端数据库读取汇总后的数据；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中。
进一步地，所述的数据采集计算机中预先设置监测数据报警值，并且自动发送警报至远程控制手机或与远程控制手机绑定的邮箱，保证监测数据一旦超过报警值，远程控制手机能实时收到相应报警信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、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***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***结构损伤或退化的目的。
2、通过本项发明，工作人员可实时了解和掌握满负荷甚至超负荷运转船闸的安全健康状况，为船闸的安全、高效、稳定、可靠运行提供有力保障。同时，也可对船闸检修与维护工作给出合理性建议，对减少非计划停航，优化停航计划提供有利帮助。
附图说明
本发明共有附图1幅，其中：
图1为船闸健康状态远程安全监测***的流程图。
图中：1、光纤裂纹检测子***，2、光纤光栅应变检测子***，3、振动检测子***，4、闸室水位测量子***，5、环境参数检测子***，6、AIS基站，7、光纤解调模块，8、数据采集计算机，9、远程传输终端，10、云端数据库，11、指挥中心监控室。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述：应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种船闸健康状态的远程监测***，包括光纤裂纹检测子***1、光纤光栅应变检测子***2、振动检测子***3、闸室水位测量子***4、环境参数检测子***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***1、光纤光栅应变检测子***2与振动检测子***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***4、环境参数检测子***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。
一种船闸健康状态的远程监测***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***4与环境参数检测子***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***1定期检测门体上裂纹的出现与否，光纤光栅应变检测子***2和振动检测子***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。
进一步地，所述的数据采集计算机8中预先设置监测数据报警值，并且自动发送警报至远程控制手机或与远程控制手机绑定的邮箱，保证监测数据一旦超过报警值，远程控制手机能实时收到相应报警信息。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种船闸健康状态的远程监测***的监测方法，所述的的远程监测***包括光纤裂纹检测子***(1)、光纤光栅应变检测子***(2)、振动检测子***(3)、闸室水位测量子***(4)、环境参数检测子***(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***(1)、光纤光栅应变检测子***(2)与振动检测子***(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***(4)、环境参数检测子***(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***(4)与环境参数检测子***(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***(1)定期检测门体上裂纹的出现与否，光纤光栅应变检测子***(2)和振动检测子***(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。
2.根据权利要求1所述的一种船闸健康状态的远程监测***的监测方法，其特征在于：所述的数据采集计算机(8)中预先设置监测数据报警值，并且自动发送警报至远程控制手机或与远程控制手机绑定的邮箱，保证监测数据一旦超过报警值，远程控制手机能实时收到相应报警信息。
CN201610574470.8A 2016-07-20 2016-07-20 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法 Active CN106289388B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610574470.8A CN106289388B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610574470.8A CN106289388B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106289388A CN106289388A (zh) 2017-01-04
CN106289388B true CN106289388B (zh) 2018-08-31

Family

ID=57651860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610574470.8A Active CN106289388B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106289388B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107067821A (zh) * 2017-05-12 2017-08-18 山东海诺港务有限公司 一种船舶通过船闸的安全导航辅助***及方法
CN108089560A (zh) * 2017-12-14 2018-05-29 成都众柴科技有限公司 一种闸门和启闭机实时在线监测及运行安全管理***及其实现方法
CN108151721B (zh) * 2017-12-21 2020-03-27 国网福建省电力有限公司 基于水位工况识别的船闸变形自动监测***及其测量、气象修正方法
CN108052134B (zh) * 2017-12-30 2023-05-12 利穗科技(苏州)有限公司 数字化缓冲液配液***及方法
CN110363877A (zh) * 2019-06-29 2019-10-22 中设设计集团股份有限公司 基于无人行走装置的船闸巡查装置及方法
CN110909764A (zh) * 2019-10-21 2020-03-24 东南大学 一种船闸健康监测关键部件的确定方法
CN110851961A (zh) * 2019-10-22 2020-02-28 东南大学 一种基于***可用度的船闸维修计划制定方法
CN111859732B (zh) * 2020-06-18 2022-09-30 重庆交通大学 船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测***及监测方法
CN111896220A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 长江三峡通航管理局 一种船闸水力学原型观测方法
CN112595369A (zh) * 2020-12-28 2021-04-02 大连海事大学 一种垂直升船机闸首液压启闭机固定状态远程监测***
CN112964296A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 中国长江电力股份有限公司 一种升船机对接焊缝安全状态的远程监测***
CN113654752A (zh) * 2021-06-22 2021-11-16 宁波金涛船舶有限责任公司 一种趸船密封舱检测方法、***、存储介质及智能终端
CN113639655B (zh) * 2021-07-06 2024-04-19 长江三峡通航管理局 一种大型人字闸门门形监测***及布设方法
CN113933032A (zh) * 2021-09-30 2022-01-14 武汉理工大学 船闸人字门结构健康监测***及故障诊断方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202383840U (zh) * 2011-12-15 2012-08-15 江苏省交通规划设计院股份有限公司 一种船闸闸门防撞预警***
CN103604384A (zh) * 2013-11-14 2014-02-26 南京大学 船闸结构应变、应力分布式光纤监测方法及***
CN103645713A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 江苏省新通智能交通科技发展有限公司 一种船闸运行调度安全预警***及方法
CN104077676A (zh) * 2014-06-26 2014-10-01 王�忠 水运安全实时动态管控***
CN104123855A (zh) * 2014-07-18 2014-10-29 中国长江三峡集团公司 一种船舶通过船闸的安全导航辅助***及方法
CN105336218A (zh) * 2014-08-13 2016-02-17 南宁市锋威科技有限公司 一种基于北斗卫星的西江水道航运监控***
CN105679100A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 长江三峡通航管理局 一种船闸禁停区域视频监控报警装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202383840U (zh) * 2011-12-15 2012-08-15 江苏省交通规划设计院股份有限公司 一种船闸闸门防撞预警***
CN103604384A (zh) * 2013-11-14 2014-02-26 南京大学 船闸结构应变、应力分布式光纤监测方法及***
CN103645713A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 江苏省新通智能交通科技发展有限公司 一种船闸运行调度安全预警***及方法
CN104077676A (zh) * 2014-06-26 2014-10-01 王�忠 水运安全实时动态管控***
CN104123855A (zh) * 2014-07-18 2014-10-29 中国长江三峡集团公司 一种船舶通过船闸的安全导航辅助***及方法
CN105336218A (zh) * 2014-08-13 2016-02-17 南宁市锋威科技有限公司 一种基于北斗卫星的西江水道航运监控***
CN105679100A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 长江三峡通航管理局 一种船闸禁停区域视频监控报警装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
三峡船闸上游锚地监控管理***设计;邹金松;《交通科技》;20150430(第271期);第175-178页 *
杨家湾船闸结构安全监测***设计;陈亮 等;《水利与建筑工程学报》;20101031;第8卷(第5期);第104页左栏倒数第5段至第106页左栏第3段 *
船闸管理***中的多模式信息集成方法;周春辉 等;《武汉理工大学学报》;20131031;第37卷(第5期);第947-950、955页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106289388A (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106289388B (zh) 一种船闸健康状态的远程监测***及其监测方法
CN103144937B (zh) 煤矿钢丝绳芯带式输送机智能监控***及监控方法
CN106556498B (zh) 桥梁结构损伤识别方法及***
CN204280939U (zh) 一种电梯运行监测预警***
CN104925613B (zh) 一种电梯在线安全检测预警装置的检测预警方法
CN111486893A (zh) 一种桥梁结构健康监测与预警***及预警方法
CN201508484U (zh) 一种桥梁智能监测***
CN109559025A (zh) 一种桥梁检监测一体化健康状况评估体系及其使用方法
CN108529380A (zh) 电梯安全预测方法及***
CN107742008A (zh) 一种风电机组齿轮箱的故障预警方法
CN111882071A (zh) 一种基于机器学习的预应力钢构件监测方法
CN104297002A (zh) 一种地铁电动塞拉门故障预测装置
CN117392587B (zh) 基于物联网的特种设备安全监测***
CN110121053A (zh) 一种钻井现场风险分级预警的视频监控方法
CN109118039B (zh) 一种面向内河水域船舶自沉重要风险识别与防控装置及方法
CN103274303A (zh) 起重机械安全监控管理***的控制方法
CN111668927A (zh) 一种基于泛在电力物联网的变电站智能巡检***及其控制方法
CN110763286A (zh) 登机廊桥状态监测与故障诊断***及方法
CN102024278A (zh) 基于pi实时数据库的温度巡检控制方法
CN116223036A (zh) 基于伪数据剔除的列车轴承温度监测方法及***
CN114812984A (zh) 一种铁路桥梁移动式快速监测***
CN109887243A (zh) 桥梁健康监测预警***及其工作方法
CN109360384A (zh) 一种工程结构安全状态的前端预警***和方法
CN105484211B (zh) 一种门机安全监控管理***
CN207425126U (zh) 车辆的防撞预警***及包括其的车辆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant