CN101588031A - 一种电缆敷设与打捞整合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆敷设与打捞整合方法，其特征在于，步骤为：利用差分全球定位系统对海缆船进行定位并控制船的路由，在此过程中的数据都进行记录并打印，随后在海缆船的航行过程中铺设电缆，并根据实际的海底状况设定铺设的余量，电缆全部释放完毕后将由差分全球定位系统采集到的所有定位点以及由海缆船的水下设备控制室得到的电缆埋设深度以固定数据格式输出以方便将来的维修需要。本发明的优点是：提供了一种能够有效实现电缆敷设与打捞整合技术的方法，通过该方法不仅铺设的精确度高而且还方便了将来的维修需要。

Description

一种电缆敷设与打捞整合方法

技术领域

本发明涉及一种电缆敷设与打捞控制技术，属于海底光缆施工方法技术领域。

背景技术

海缆的安装分为直接敷设和埋设2种。直接敷设即为海缆直接布放在海底层的表面；海缆的埋设需用专用海缆埋设犁或冲埋设备将海缆埋设在海底层以内，以增强海缆的保护性。海缆登陆施工时其登陆部分海缆先不直接进行埋设，待登陆施工结束后再完成这一部分海缆的埋设深度工作。

海缆敷设是海底光缆系统建设中一项复杂且繁琐的工作。大型海底光缆系统建设项目中，各种型号的光缆(Cable)、光放大器(OpticalAmplifier)和水下分支单元(BranchingUnit)需要通过电缆敷设设计软件，卫星定位系统以及电缆敷设系统进行集成化到一套计算机网络中，集中进行数据交换处理并控制完成光缆的铺设。在海缆敷设完成时还需要通过施工后期数据处理系统对所有记录的数据(定位信号，水深，埋深，海缆张力，船速等等)进行后期的报告处理以及制表。所以，通常将这四大部分组成的整套计算机网络操作系统通称为电缆敷设与打捞整合技术。

但是，到目前为止还没有一种能够实现上述电缆敷设与打捞整合技术的较为成熟的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效实现电缆敷设与打捞整合技术的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电缆敷设与打捞整合方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、利用差分全球定位系统对海缆船进行实时差分定位以控制海缆船按照定位的方向进行移动，导航地图采用WGS-84座标系并以海图基准面为高程基准；

步骤2、计算机将通过差分全球定位系统得到的定位数据记录下来并打印，同时，由计算机将这些数据输出到海缆船的动力定位系统以实现实时的施工安装定位；

步骤3、在海缆船的航行过程中铺设电缆，当海底状况为平坦的地面时根据电缆布缆机上的速度与张力传感器输出的电缆实时张力与速度与水下设备控制室传来的电缆埋设深度以及水下设备速度与下潜深度再加上船速来对电缆进行铺设，当海底状况为上坡或者下坡时，根据电缆的水动力参数、船速及海底情况得到铺设电缆的余量，再根据该余量来调整电缆施放速度及船速；

步骤4、电缆全部释放完毕后将由差分全球定位系统采集到的所有定位点以及由海缆船的水下设备控制室得到的电缆埋设深度以固定数据格式输出以方便将来的维修需要。

在本发明中采用了DGPS进行实时差分定位，提高了精度，在深海区域精度小于5m而在大陆架区域的精度则小于1m；本发明考虑了电缆安装到海底时的张力不能过大以及在海底的贴地性问题，由于海底的地面高低起伏，本发明根据海底状况控制船速以及海缆安放速度来安全得安装海缆到海底；本发明同时还产生了固定的数据输出，方便将来的维修需要。

综上所述，本发明的优点是：提供了一种能够有效实现电缆敷设与打捞整合技术的方法，通过该方法不仅铺设的精确度高而且还方便了将来的维修需要。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。

实施例

在进行本发明的步骤的时候需要收集以下数据：通过电缆布缆机上的速度与张力传感器输出的电缆实时张力与速度；通过水下设备控制室传来的水下设备的电缆埋设深度以及水下设备速度与下潜深度等数据；通过卫星全球定位系统传来的船位数据；通过声纳探测仪传来的水深以及海底状况数据；通过罗经传来的船向数据；通过预先输入的路由数据以及海洋调查数据。

数据的采集通过一个采集程序来进行，该程序可以把RS232串口的数据转换成网络数据源的程序，然后网络上的服务器可以很方便地通过网络来读取任一台计算机上COM口采集到的数据。计算机系统在收集了以上的数据后就可以通过服务器上计算出船速以及电缆敷设在海底的余量，然后把船位、水深、船向、船速、电缆张力与速度、水下设备位置以及电缆施工控制命令等数据分别输出到下列控制室处：输出到驾驶台的动力定位系统(DP)；输出到驾驶台的导航室；输出到水下设备控制室；输出到电缆施放控制室；输出到电缆测试室。图1显示了整个方法的大致流程，其具体步骤为：

步骤1、利用差分全球定位系统对海缆船进行实时差分定位以控制海缆船按照定位的方向进行移动，导航地图采用WGS-84座标系并以海图基准面为高程基准；

步骤2、计算机将通过差分全球定位系统得到的定位数据记录下来并打印，同时，由计算机将这些数据输出到海缆船的动力定位系统以实现实时的施工安装定位；

步骤3、在海缆船的航行过程中铺设电缆，当海底状况为平坦的地面时根据电缆布缆机上的速度与张力传感器输出的电缆实时张力与速度与水下设备控制室传来的电缆埋设深度以及水下设备速度与下潜深度再加上船速来对电缆进行铺设，当海底状况为上坡或者下坡时，根据电缆的水动力参数、船速及海底情况得到铺设电缆的余量，再根据该余量来调整电缆施放速度及船速；

在理想化的平坦的海底面，电缆的敷设长度是等于船的航行路由长度的，也就是没有电缆余量的需求。但是海底总归有上坡和下坡，所以电缆在上下坡时的电缆敷设长度是不等于船的航行路由长度的，也就是有了放多余电缆在路由上的需求，也就是我们施工时常说的电缆余量，该电缆余量的释放及计算步骤如下：

步骤3.1、在计算机内输入海底地质数据及电缆的水动力参数H，计算机通过公式：

$S\%=\{\frac{\sin \mathrm{\α}+\sin \mathrm{\γ}}{\sin \mathrm{\α}\±\sin \mathrm{\γ}}-1\}X100$

得到电缆在实时释放余量要求S％，其中，当遇到上坡时取减号，遇到下坡时用加号，γ为海底仰角，α为敷设角度， $\mathrm{\α}={\cos }^{-1}\{{(1+\frac{H^4}{4{\mathrm{Vs}}^4})}^{\frac{1}{2}}-\frac{H^2}{2{\mathrm{Vs}}^2}\},$ Vs为海缆船的速度；

步骤3.2、计算机显示实时释放余量要求和实时余量(实时余量根据船速与电缆的释放速度得到)，电缆布缆机操作员根据余量的差别进行加快速度或者减慢速度的操作，在电缆速度无法加快施放的情况下，由驾驶台控制船速的快慢以控制船上的余量施放。

步骤4、电缆全部释放完毕后将由差分全球定位系统采集到的所有定位点以及由海缆船的水下设备控制室得到的电缆埋设深度以固定数据格式输出以方便将来的维修需要。

本发明提供的方法运行于服务器上，并还完全的考虑到了故障备用手段，进行了2套服务器备份，在一套主服务器产生故障后，备用服务器会自动取代主服务器，从而保证了整个施工时期所有数据的完整记录以及所有时段无中断控制施工。

Claims (2)

1.一种电缆敷设与打捞整合方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、利用差分全球定位系统对海缆船进行实时差分定位以控制海缆船按照定位的方向进行移动，导航地图采用WGS-84座标系并以海图基准面为高程基准；

步骤2、计算机将通过差分全球定位系统得到的定位数据记录下来并打印，同时，由计算机将这些数据输出到海缆船的动力定位系统以实现实时的施工安装定位；

步骤3、在海缆船的航行过程中铺设电缆，当海底状况为平坦的地面时根据电缆布缆机上的速度与张力传感器输出的电缆实时张力与速度与水下设备控制室传来的电缆埋设深度以及水下设备速度与下潜深度再加上船速来对电缆进行铺设，当海底状况为上坡或者下坡时，根据电缆的水动力参数、船速及海底情况得到铺设电缆的余量，再根据该余量来调整电缆施放速度及船速；

步骤4、电缆全部释放完毕后将由差分全球定位系统采集到的所有定位点以及由海缆船的水下设备控制室得到的电缆埋设深度以固定数据格式输出以方便将来的维修需要。

2.如权利要求1所述的一种电缆敷设与打捞整合方法，其特征在于，步骤3所述余量调整的步骤为：

步骤3.1、在计算机内输入海底地质数据及电缆的水动力参数H，计算机通过公式：

$S\%=\{\frac{\sin \mathrm{\α}+\sin \mathrm{\γ}}{\sin \mathrm{\α}\±\sin \mathrm{\γ}}-1\}X100$

得到电缆在实时释放余量要求S％，其中，当遇到上坡时取减号，遇到下坡时用加号，γ为海底仰角，α为敷设角度， $\mathrm{\α}={\cos }^{-1}\{{(1+\frac{H^4}{{4\mathrm{Vs}}^4})}^{\frac{1}{2}}-\frac{H^2}{{2\mathrm{Vs}}^2}\},$ Vs为海缆船的速度；

步骤3.2、计算机显示实时释放余量要求和实时余量，电缆布缆机操作员根据余量的差别进行加快速度或者减慢速度的操作，在电缆速度无法加快施放的情况下，由驾驶台控制船速的快慢以控制船上的余量施放。

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