[發(fā)明專利]基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110656622A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 張娜;李帥;王進;張正鑫
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;G06Q10/04;B66F3/02
• 代理公司: 12101 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 蒙建軍

本發(fā)明涉及一種基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法，屬于碼頭安全設備技術領域，其特征在于，所述基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)至少包括：帶動浮碼頭上下運動的升降機構；預測結冰概率的預測模塊；根據預測模塊的邏輯判斷值，進而控制上述升降機構動作的控制器。通過采用上述技術方案，該基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法能夠有效預測所在水域是否結冰，并使用機電式全自動升降柱提前將浮碼頭升起，可有效預防冰荷載對浮碼頭的破壞，特別適用于冬季易受冰災影響的環(huán)渤海河口和河流游艇停泊水域。

技術領域

本發(fā)明屬于碼頭安全設備技術領域，具體涉及一種基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法。

背景技術

每年冬季，環(huán)渤海的三個灣，渤海灣、遼東灣和萊州灣近岸，尤其是河口區(qū)域都會結冰，海冰會把近岸整個游艇浮碼頭凍住，對其造成嚴重的損壞。據調查，每年冬季修理受損的游艇浮碼頭的費用將高達幾十萬。如何預防冰荷載對游艇浮碼頭的破壞成為了亟需解決的難題。渤海海冰形成的機理如下：首先，渤海位于東經117°～123°、北緯37°～41°之間，受寒潮影響，每年冬季都會結冰。每年12月開始，在連續(xù)的冷空氣作用下，當海表面的水溫達到結冰點時，海水開始結冰。海冰最先從遼東灣北部灣頂開始，然后沿著西海岸從高緯度到低緯度蔓延到渤海灣和萊州灣。遼東灣的冰期最長，其次是渤海灣和萊州灣。每年1月～2月中旬是冰情最為嚴重的時期。以往的研究表明，除了低氣溫，偏北向的風速也是影響海冰生長與消融的重要因素。強風能夠加快海表面蒸發(fā)，加速海-氣熱交換，使得海溫在低氣溫的作用下迅速降低，從而加快海冰的形成。

海冰的存在往往會對浮碼頭結構造成破壞。浮碼頭一般由鋁引橋、躉船、錨系和支撐設施組成。鋁引橋的一端連接在岸上設拉環(huán)固定，另一端連接在躉船上，保證浮碼頭與近岸的連續(xù)性，可供人、車輛和貨物通過。浮碼頭會隨著潮位的起伏而升降。因此浮碼頭適用于水位變幅較大、掩護條件較好的水域。根據連接形式，目前浮碼頭的常用型式有：單跨活動引橋式浮碼頭、多跨活動引橋式浮碼頭和活動引橋式浮碼頭。而根據懸浮方式又可分為：浮箱式、浮筒式和浮筏式。在對防冰式浮碼頭的研究中，加固浮碼頭技術在針對流冰的實際工程中取得了較好的效果，如采用加強預應力混凝土柱來加固浮碼頭冰荷載的承載能力。具體做法是在港灣出口流冰量較多的一榀排架上設置防冰裙保護樁基，在防冰裙的外側增設三棱角，使附近的流冰撞到三棱角破碎，降低冰荷載達到防冰的目的。但是加固式和混凝土柱都只能抵擋流冰，在冰情嚴重的河口區(qū)域，即便是常冰年整個游艇浮碼頭都會被冰凍結，仍然有一定概率遭受破壞，現有的防冰措施仍然需要改進。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題，提供一種基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法，該基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)及方法能夠有效預測所在水域是否結冰，并使用機電式全自動升降柱提前將浮碼頭升起，可有效預防冰荷載對浮碼頭的破壞，特別適用于冬季易受冰災影響的環(huán)渤海河口和河流游艇停泊水域。

本發(fā)明的第一目的是提供一種基于結冰概率預測的浮碼頭防冰系統(tǒng)，包括：

帶動浮碼頭上下運動的升降機構；

預測結冰概率的預測模塊；結冰概率預測公式如下：

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