[發(fā)明專利]橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010577954.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111749201B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈斌;周樹高;范曉琦;關(guān)成杰;童志華;代李昊;張松勇;魏魁
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中交水運(yùn)設(shè)計(jì)研究有限公司
• 主分類號: E02B3/26
• 分類號: E02B3/26;G08G3/02;G08B13/24
• 代理公司: 上海華工專利事務(wù)所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明

1.橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，前置常潛式布設(shè)柔性攔截設(shè)施，結(jié)合利用預(yù)警系統(tǒng)通過磁感應(yīng)受控觸發(fā)對氣囊充氣浮出，遠(yuǎn)距離攔阻來船主動防船撞橋墩橋體；包括：防船撞攔截裝置、預(yù)警系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)和電源系統(tǒng)；防船撞攔截裝置為柔性攔截裝置，防船撞攔截裝置包括安裝在兩部躉船之間的袋式的氣囊；充氣系統(tǒng)和電源系統(tǒng)安裝在躉船上，預(yù)警系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)與電源系統(tǒng)連接，通過氣泵驅(qū)動裝置連接到氣囊；預(yù)警系統(tǒng)中包括通過系掛在兩側(cè)躉船之間的水下鋼索布置的磁感應(yīng)器陣列，電源系統(tǒng)放置于系泊的躉船上；防船撞攔截裝置設(shè)置于橋墩的上游或下游，用于防止所述橋墩與行船發(fā)生碰撞；其中，柔性防船撞攔截裝置攔截主體為氣囊，未啟動狀態(tài)下，使攔截防船撞裝置懸浮于水面以下，兩側(cè)依靠躉船進(jìn)行固定；氣囊啟動狀態(tài)下，水面以上高度為0.5～4m，對300t級以上船舶實(shí)施有效攔截。

2.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，電源系統(tǒng)為超級電容光伏供電系統(tǒng)，包括太陽能電板、太陽能蓄電池、智能控制器、超級電容器模組；智能控制器中包括DC-DC控制器、集成控制器和超級電容模組。

3.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，磁感應(yīng)器為三分量磁通門傳感器，其中，安裝有磁測量單元和數(shù)據(jù)采集及處理模塊；磁測量單元所在位置處的磁場三分量值，數(shù)據(jù)采集及處理模塊用于接受所述磁測量單元的傳輸數(shù)據(jù)，并進(jìn)行固有誤差修正和轉(zhuǎn)化處理后輸出磁場數(shù)據(jù)；并且，基于以上磁場數(shù)據(jù)的啟動氣囊前置攔阻系統(tǒng)工作步驟包括：

步驟一，來船船體進(jìn)入磁感應(yīng)器陣列，磁測量單元開始實(shí)時采集數(shù)據(jù)，獲取關(guān)于船體磁場信息數(shù)據(jù)；

步驟二，數(shù)據(jù)采集及處理模塊接受關(guān)于船體磁場信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行固有誤差修正和轉(zhuǎn)化處理，并將被測目標(biāo)來船的傳感器測量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化成地理坐標(biāo)系；

步驟三，若是檢測到來船船體駛?cè)霕蚨罩車奈ｋU區(qū)域，則打開柔性攔截裝置，若否，則繼續(xù)檢測。

4.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，充氣系統(tǒng)包括充氣導(dǎo)管、高壓氣瓶和信號接收及控制裝置，電源系統(tǒng)中的太陽能電板和太陽能蓄電池安裝在躉船頂面水面線以上，信號接收及控制裝置安裝在躉船上而且其天線處于水面線以上，高壓氣瓶安裝在躉船船體中，躉船通過錨鏈及地錨系泊，高壓氣瓶通過充氣導(dǎo)管連接氣囊。

5.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，兩部躉船后端之間直線連接的氣囊上側(cè)間隔綁扎系裝浮球，常態(tài)下，氣囊未充氣，沉入水下，而且，在兩部躉船朝向即將闖入來船方向的前部之間水面線以下以至少兩根水下鋼索連接，并在水下鋼索上均勻安裝磁感應(yīng)器陣列。

6.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，氣囊底部安裝配重。

7.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，電源系統(tǒng)中的太陽能電板和太陽能蓄電池安裝在躉船頂面水面線以上，信號接收及控制裝置安裝在躉船上而且其天線處于水面線以上，高壓氣瓶安裝在躉船船體中，躉船通過錨鏈系泊，高壓氣瓶通過充氣導(dǎo)管連接氣囊。

8.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，常態(tài)下，氣囊未充氣，沉入水下30～50CM，或者，通過配重沉于水底或泥面，待充氣后上浮至水面，并且頂面高于水面線以上0.5～4m。

9.如權(quán)利要求1所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，防船撞攔截裝置靠近安裝在橋墩旁，或者安裝在橋梁下航道上。

10.如權(quán)利要求3所述的橋體防船舶碰撞常潛式躉船錨定應(yīng)激氣囊前置攔阻系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集及處理模塊通過固有誤差修正和轉(zhuǎn)化處理，測量來船船體所在位置，所述固有誤差修正和轉(zhuǎn)化處理包括以下步驟：

步驟1，磁測量單元開始實(shí)時采集獲取n組關(guān)于來船船體磁場信息的數(shù)據(jù)；

步驟2，數(shù)據(jù)采集及處理模塊根據(jù)獲取的n組初始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正模型參數(shù)計(jì)算；

步驟2.1，建立磁傳感器自校正模型，考慮零位誤差、標(biāo)度誤差和正交誤差：

B＝O_PS_P(B_M-Z_P)

式中，B_M為傳感器測量的外磁場向量，B為實(shí)際的外磁場向量；O_P為正交誤差矩陣；S_P為標(biāo)度誤差矩陣；Z_P零位誤差向量；α，β，γ，s_x，s_y，s_z為該自校正模型的9個誤差校正參數(shù)；

步驟2.2，定義目標(biāo)函數(shù)為：

利用遺傳算法求解上述步驟的9個誤差校正參數(shù),α，β，γ，s_x，s_y，s_z；

步驟3，利用步驟2中計(jì)算得到的校正模型，結(jié)合磁感應(yīng)器布置的位置，得到被測來船目標(biāo)的磁場特征。