[發(fā)明專利]一種基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211468653.3
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115755061A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 王劍釗;劉溟江;任鑫;張宇;趙鵬程;錢開榮;童彤;唐程;王華;孫捷;王恩民;施俊佼;杜靜宇;張穎;陳翼帆;洪偉
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能如東八仙角海上風力發(fā)電有限責任公司;華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司;華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司清潔能源分公司
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06;G01S15/88;G01S7/521;G01H9/00;G08B15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

1.一種基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

S1：在位于風險海域的海纜上按等距離d設置若干光纖光柵水聽器；任意選取3個連續(xù)的光纖光柵水聽器F1、F2和F3；

S2：測量海面船只錨鏈聲源發(fā)出的聲音信號到達光纖光柵水聽器F1與光纖光柵水聽器F2的時間差Δt1、到達光纖光柵水聽器F2與光纖光柵水聽器F3的時間差Δt2；

S3：根據(jù)S2得到的時間差Δt1和時間差Δt2，建立二維坐標系和雙曲線方程，求解海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離；

S4：根據(jù)S3得到的海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離，確定海面船只錨鏈聲源在雙曲線上的具體位置，對進入安全監(jiān)測區(qū)域的船只進行警告或驅離。

2.如權利要求1所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，距離d為200～800m。

3.如權利要求1所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，若干光纖光柵水聽器串聯(lián)嵌設在海纜上，形成水聽器基陣。

4.如權利要求1所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，S3中，建立二維坐標系是以海纜為x軸、以F1與F2的中點、F2與F3的中點為原點、且垂直于海纜方向為y軸，分別建立二維坐標系。

5.如權利要求4所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，海面船只錨鏈聲源位于兩條雙曲線的交匯點上，第一雙曲線的實軸為2a₁＝c0·Δt1，c0為海水聲傳播速度，焦距為2c₁＝d，坐標原點為F1與F2的中點；第二雙曲線的實軸為2a₂＝c0·Δt2，焦距為2c₂＝d，坐標原點為F2與F3的中點。

6.如權利要求5所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，求解海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離具體為：

建立第一雙曲線的方程，計算得到海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離y₁：

建立第二雙曲線的方程，計算得到海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離y₂：

由于海面船只錨鏈聲源的位置與海纜的距離在短時間內不變，因此y₁＝y(tǒng)₂，所以有：

將x₂＝x₁-d代入式(3)，得到：

求解式(4)得到x₁，將x₁代入式(1)，計算得到海面船只錨鏈聲源距離海纜的直線距離y₁。

7.如權利要求6所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，式(4)的求解方法具體為：

設：

其中：

且有：a₁＝(c0×Δt1)/2，a₂＝(c0×Δt2)/2

則計算得到：

8.如權利要求1所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，S4具體為：測量聲音信號到達光纖光柵水聽器F1和F2時間的先后順序，判斷海面船只錨鏈聲源處于海纜的近端或遠端；通過船只定位信息，判斷海面船只錨鏈聲源來自海纜的哪一側。

9.如權利要求8所述的基于光纖光柵水聽器的海纜安全監(jiān)測方法，其特征在于，所述船只定位信息來自岸上雷達或AIS。