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设计方案和解决方案

331.png背景分析:

海运、水运仍然是目前重要的交通运输方式之一,输送货物吞吐量大,且运输价格相对便宜。因此搭建航道运行监测预警系统,对航道的维护、水位、航标、船闸开关、断面交通量、设施健康状况、气象环境等运行状态监测、预警至关重要。特别有的航道地形复杂,还伴有大雾、霾、大风、暴雨等灾害性天气频发,时有事故发生。2019年8月16日傍晚,一艘载有9人的河北籍船舶在山东日照海域遇风倾覆。沉船打捞出水时,共有7人遇难、2人失联。常见的航道监测方式有:遥感监测、视频监测、声呐监测等多种方式记录航道现场情况,一旦发现航标状况、船舶航行状况、航道堵塞等异常现象,及时发出报警信息,为保障航道畅通、航道安全航行提供重要的实时数据信息。但是这些监测手段,在极端恶劣天气如暴雨、浓雾、大雪等条件下,很多都会受到严重干扰,甚至不能正常工作,但是利用国创微磁基础传感器阵列可以对航道实施磁异常监测,在各种恶劣条件下,均可以正常工作。

 

331.png产品性能:

由于复合国创微磁基础传感器探测阵列可以监测船舶磁异常信息达到监控航道的流量信息,探测船舶距离能达到几百米。实验表明:30吨拖轮探测距离200m以上,5万吨货轮(空载)探测距离800m以上(注:该实测数据未经软件算法处理,如经过处理后,实测距离会更远)。利用分辨率为0.1nT的微磁基础传感器组成的磁异常探测阵列,可以监测航道不小于0.1nT的磁异常变化,而地震前引起磁异常变化一般可达到几十nT,地震时磁异常更加明显,所以完全可以完成航道磁异常监测的任务。

 

331.png原理:

磁异常目标含有铁磁性特征(如铁、钴、镍等)材料,磁场强度大小与目标距离立方呈反比关系,H∝M/R3我们利用国创微磁基础传感器阵列探测铁磁性目标引起的磁异常信息,根据相应的模型算法,可以判断该铁磁性目标的有无。

 

331.png技术解决方案:

利用国创微磁基础传感器组成的阵列磁异常探测海缆,可对航道进行磁异常监测,可以监控船舶流量,及时反馈海运管理部门方便统一调度管理。一旦微磁基础传感器阵列海缆探测到航道磁异常信号时,利用模型算法进行分析,还可以判断航道内或附近是否有发生地质异常(如地震等),再发出预警信息,警示过往船只修改航线,或暂停航行,以确保过往船只的安全。


航道监测.jpg

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331.png系统主要组成:

1、航道监测系统微磁基础传感器阵列、通讯模块、数字信号处理单元等组成;

2、微磁基础传感器阵列安装航道监测海缆中;

3、相关算法包括:微磁基础传感器阵列标定、安装误差标定、载体干扰抑制、环境噪声抑制、磁异常目标小信号处理等;

4、网络数据中心:微磁基础传感器阵列数据、磁异常预警定位信号等数据信息汇集;

5、终端控制台:显示航道监测系统工作状态,预警信息。

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