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港口作為水陸運(yùn)輸樞紐,船舶靠泊、貨物吊裝等核心作業(yè)受水文氣象條件直接影響,傳統(tǒng)人工巡檢存在實(shí)時(shí)性差、覆蓋有限等問(wèn)題。港口水文監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)整合水位、流速、流量及氣象監(jiān)測(cè)功能,通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建全天候監(jiān)測(cè)體系,為港口運(yùn)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支撐。
一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心原則
系統(tǒng)以港口實(shí)際需求為導(dǎo)向,采用兼容性設(shè)計(jì),可適配不同類(lèi)型監(jiān)測(cè)設(shè)備以控制成本;針對(duì)港口高濕度、多鹽霧、強(qiáng)風(fēng)工況,設(shè)備防護(hù)等級(jí)不低于 IP68,核心部件選用耐候金屬材質(zhì);模塊化架構(gòu)讓監(jiān)測(cè)要素可靈活選配,后期升級(jí)無(wú)需整體改造,適配港口不同泊位、區(qū)域的監(jiān)測(cè)需求。
二、核心監(jiān)測(cè)模塊功能
(一)水位監(jiān)測(cè)單元
采用高頻脈沖雷達(dá)實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,避免泥沙、漂浮物干擾,測(cè)量范圍 0-40 米、精度 ±1 厘米、分辨率 1 毫米,實(shí)時(shí)捕捉潮汐與水位波動(dòng)。系統(tǒng)預(yù)設(shè)水位安全閾值,超限時(shí)自動(dòng)預(yù)警,輔助調(diào)度人員調(diào)整船舶靠泊計(jì)劃,防止擱淺;水位數(shù)據(jù)還可結(jié)合潮汐預(yù)報(bào)模型,支撐長(zhǎng)期作業(yè)規(guī)劃。
(二)流速與流量監(jiān)測(cè)單元
通過(guò)雷達(dá)流量計(jì)采集數(shù)據(jù),流速測(cè)量范圍 0.1-40 米 / 秒、精度 ±1%、分辨率 0.001 米 / 秒,結(jié)合港口河道斷面參數(shù)換算實(shí)時(shí)流量,數(shù)據(jù)更新間隔 1-5 分鐘。流量數(shù)據(jù)反映水體交換能力,為航道疏浚提供依據(jù);流量異常時(shí)可輔助判斷上游來(lái)水激增或管道泄漏,助力應(yīng)急處置。單元支持 256GB TF 卡本地存儲(chǔ),掉電不丟失數(shù)據(jù),便于趨勢(shì)分析。
(三)氣象監(jiān)測(cè)單元
整合多要素傳感器:大氣溫濕度傳感器,為易受潮、熱敏貨物存儲(chǔ)提供環(huán)境數(shù)據(jù);風(fēng)速(0-45 米 / 秒,啟動(dòng)風(fēng)速≤0.5 米 / 秒)、風(fēng)向(0-360°±3°)傳感器,捕捉風(fēng)力變化,臺(tái)風(fēng)前預(yù)警以暫停露天作業(yè);翻斗式雨量傳感器(分辨率 0.2 毫米、精度 ±4%),記錄降雨強(qiáng)度,支撐排水系統(tǒng)調(diào)度與堆場(chǎng)防雨部署。
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三、數(shù)據(jù)傳輸與管理平臺(tái)
采用 4G 為主、衛(wèi)星為備的多信道冗余設(shè)計(jì),確保極端天氣下數(shù)據(jù)不中斷,傳輸過(guò)程加密防篡改。管理平臺(tái)為 B/S 架構(gòu),管理人員通過(guò) PC 端、移動(dòng)端即可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史報(bào)表及趨勢(shì)圖形,支持單站多要素、多站數(shù)據(jù)對(duì)比;指標(biāo)超閾值時(shí),系統(tǒng)通過(guò)短信、平臺(tái)通知推送報(bào)警,保障應(yīng)急處置及時(shí)啟動(dòng)。
四、安裝與運(yùn)維設(shè)計(jì)
安裝采用 3-5 米鍍鋅防腐立桿,頂部配 40W 太陽(yáng)能電池板與 38AH 蓄電池供電,底部用 C30 混凝土基礎(chǔ),適配港口岸邊、碼頭場(chǎng)景。所有金屬部件形成等電位體接入地網(wǎng),端口內(nèi)置防雷模塊,降低雷暴損壞風(fēng)險(xiǎn);機(jī)箱標(biāo)注警示標(biāo)識(shí),防止誤操作。運(yùn)維支持遠(yuǎn)程配置、參數(shù)修改與固件升級(jí),無(wú)需頻繁現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),降低運(yùn)維成本。
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五、系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值
該系統(tǒng)可與港口船舶調(diào)度、貨物管理系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)調(diào)度 —— 如風(fēng)速超閾值時(shí)自動(dòng)推送預(yù)警至調(diào)度系統(tǒng)調(diào)整船舶計(jì)劃,水位數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)裝卸設(shè)備高度控制。系統(tǒng)推動(dòng)港口水文氣象監(jiān)測(cè)從人工轉(zhuǎn)向自動(dòng)化,數(shù)據(jù)精度與效率顯著提升,汛期、臺(tái)風(fēng)季的提前預(yù)警能力可減少極端天氣影響,助力智慧港口安全高效運(yùn)營(yíng)。
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