一种港口基础设施性能监测传感器系统的制作方法

专利2026-09-27  7


本发明涉及智能监测系统,尤其涉及一种港口基础设施性能监测传感器系统。


背景技术:

1、随着全球贸易的不断发展,港口作为重要的物流枢纽,其管理和运营效率的提升变得尤为重要。物联网和传感器技术在港口中的应用正在逐渐扩展,为港口管理和运营效率带来了显著的提升。这些技术的应用使得港口能够实时监控货物的流动、设备的状态和运营效率,为港口的可持续发展提供了强大的技术支持。

2、尽管港口基础设施性能监测技术取得了一定的进展,但仍存在一些缺陷:

3、1、数据采集效率低:现有的数据采集多为人工现场采集后,在实验室进行分析,导致数据实时性差、效率低;

4、2、监测系统不全面:现有的港口基础设施性能监测传感器系统,往往只针对一种或几种传感器建立监测系统,测试结果不全面,也未针对不同传感器的数据进行联合分析,且采用多个系统导致成本高,数据联动性差;

5、3、传感器种类选择缺乏科学依据:在传感器的选择上,缺乏足够的科学性和系统性,导致监测结果可能不够准确或者全面。

6、综上所述,目前缺乏一种能够实时采集、测试数据全面、数据联动性能强的传感器系统。


技术实现思路

1、本发明提供一种港口基础设施性能监测传感器系统,以解决现有港口基础设施性能监测传感器系统存在数据采集效率低、监测系统覆盖不全面、传感器选择缺乏科学依据的技术问题。

2、一种港口基础设施性能监测传感器系统,具体包括如下模块:

3、传感测量模块,用于获取每个港口基础设施性能监测传感器采集的实时监测数据,具体包括:结构耐久性监测模块,用于通过氯离子传感器测量待测港口基础设施安装位置的海水盐度数据;结构动力响应监测模块,用于通过振动传感器测量待测港口基础设施的振动数据和通过应变传感器测量待测港口基础设施的应变数据;水面运动监测模块,用于通过波高传感器测量待测港口基础设施安装位置的波浪高度数据;

4、数据分析模块,用于根据得到的实时监测数据、所述待测港口基础设施的服役年限和预期使用年限,对每个待测港口基础设施的性能进行评估分析,获取评估结果。

5、进一步的,所述系统还包括:

6、数据处理模块,与所述传感测量模块连接,用于对所述性能监测传感器采集的数据进行数据处理,所述数据处理包括数据清洗和去噪;

7、校准模块,与所述传感测量模块连接,用于对每个所述性能监测传感器采集的数据进行校准;

8、传输模块,与所述校准模块连接,用于将校准后的监测数据传输至数据分析模块。

9、进一步的,所述氯离子传感器、所述应变传感器、所述振动传感器安装于待测港口基础设施的背浪面,所述波高传感器安装于待测港口基础设施的迎浪面。

10、进一步的,所述数据分析模块中,评估结果获取方法为:

11、步骤s1,对校准后的监测数据进行分组,获取每个待监测港口基础设施的氯离子传感器、应变传感器、振动传感器和波高传感器的监测数据;所述监测数据为实时监测数据经过数据处理和校准后的监测数据;

12、步骤s2,根据所述待监测港口基础设施的服役年限、预期使用年限和传感器监测数据,计算评估值;

13、步骤s3,根据所述评估值与预设阈值进行对比,获取评估结果。

14、进一步的,所述评估值计算公式如下:

15、;

16、其中,nsensor为港口基础设施性能监测传感器种类,ωi为第i种传感器的权重,sci为第i种传感器的综合值,simax为第i种传感器的测量上限值,scj为第j种传感器的综合值,sjmax为第j种传感器的测量上限值,ρij为第i种传感器和第j种传感器之间的相关系数,y为待监测港口基础设施的耐久系数。

17、进一步的,所述传感器综合值计算公式如下:

18、;

19、其中,sci为第i种传感器的综合值,nnormal为第i种传感器中测到正常值的传感器数量,ωnormal为正常值的权重,sim为第m个第i种传感器的测量值,nabnormal为第i种传感器中测到异常值的传感器数量,ωabnormal为异常值的权重,sin为第n个第i种传感器的测量值。

20、进一步的,所述待监测港口基础设施的耐久系数y计算公式为:

21、;

22、其中, y0为待监测港口基础设施的预期使用年限, y为待监测港口基础设施的服役年限。

23、进一步的,所述步骤s3中,根据所述评估值与预设阈值进行对比,获取评估结果,具体为:

24、若a≤a1,则所述待测港口基础设施处于正常服役期;

25、若a1<a≤a2,则所述待测港口基础设施处于性能衰退期,需加强监测;

26、若a2<a≤a3,则所述待测港口基础设施处于维护关键期,需进行维护;

27、若a>a3,则所述待测港口基础设施处于终止服役期,无法继续使用;

28、其中,a为评估值,a1为第一阈值,a2为第二阈值,a3为第三阈值。

29、与现有技术相比较,本发明的有益效果在于:

30、其一,本发明提高了监测的准确性和全面性。根据港口基础设施需要监测的数据类型,选择氯离子传感器、应变传感器、振动传感器和波高传感器,系统能够从不同方面监测港口基础设施的性能,包括结构耐久性、动力响应和水面追踪,从而为性能评估提供了丰富而可靠的数据。

31、其二,本发明在数据采集效率的显著提升和成本的优化。通过将多种传感器集成到一个统一的监测系统中,减少了对多个独立系统的依赖,降低了系统复杂性和运营成本。同时,集成系统简化了数据管理和分析流程,提高了监测的实时性和自动化程度。

32、其三,本发明增强了对港口基础设施性能变化的洞察力。通过联合分析不同传感器的数据,系统能够提供更全面的性能评估,揭示单一传感器可能无法检测到的问题,从而提高了预测和诊断的准确性。

33、其四,本发明提高了评估结果的可靠性和实用性。采用科学的评估方法,结合传感器监测数据、服役年限和预期使用年限,系统能够提供准确的性能评估,帮助管理者做出更明智的维护和维修决策。



技术特征:

1.一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述系统包括如下模块:

2.根据权利要求1所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述系统还包括:

3.根据权利要求1所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述氯离子传感器、所述应变传感器、所述振动传感器安装于待测港口基础设施的背浪面,所述波高传感器安装于待测港口基础设施的迎浪面。

4.根据权利要求1所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述数据分析模块中,评估结果获取方法为:

5.根据权利要求4所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述评估值计算公式如下:

6.根据权利要求5所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述传感器综合值计算公式如下:

7.根据权利要求5所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述待监测港口基础设施的耐久系数y计算公式为:

8.根据权利要求4所述的一种港口基础设施性能监测传感器系统,其特征在于,所述步骤s3中,根据所述评估值与预设阈值进行对比,获取评估结果,具体为:


技术总结
本发明提出了一种港口基础设施性能监测传感器系统,涉及智能监测系统技术领域。针对现有港口基础设施性能监测传感器系统存在数据采集效率低、监测系统覆盖不全面、传感器选择缺乏科学依据的技术问题,本发明将传感测量模块、数据处理模块、校准模块、传输模块和数据分析模块集成到统一的监测系统中,根据港口基础设施需要监测的数据要求,选择氯离子传感器、应变传感器、振动传感器和波高传感器,系统能够更加全面的监测港口基础设施的性能,并设计了科学的评估值计算方法,提供更全面的性能评估,从而提高了预测和诊断的准确性。

技术研发人员:陈松贵,张华庆,陈汉宝,段自豪,王依娜,周志博,朱颖涛,胡杰龙
受保护的技术使用者:交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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