CN107576476A - 海洋核动力平台单点系泊集成监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，它包括综合站监控工控机、平台站监控工控机、单点主站监控工控机、单点子站监控工控机、第一光滑环、交换机、系泊支架现场监控设备、旋转塔现场监控设备和固定塔现场监控设备，所述综合站监控工控机置于海洋核动力平台指挥大厅内，平台站监控工控机置于海洋核动力平台船艏，单点主站监控工控机置于单点系泊系统旋转塔上，单点子站监控工控机置于单点系泊系统固定塔。本发明保证了海洋核动力平台和单点系泊装置的安全运行。

Description

海洋核动力平台单点系泊集成监控系统及方法

技术领域

本发明涉及监控系统技术领域，具体地指一种海洋核动力平台单点系泊集成监控系统及方法。

背景技术

海洋核动力平台作为一种国内首次在海上使用核能源的舰船，主要面向孤岛、深海原油开采、海水淡化的能源供应，具有深远的战略意义。海洋核动力平台的作业环境处在远离陆地的海洋环境，为了具有一定的环境条件能力，保证设计环境下的作业要求，需要连接单点系泊装置。然而，由于单点系泊装置本身存在的固有设计缺陷(铰接点易损坏、整体结构强度不高、装置自动化程度低、系泊对接和解脱费时费力、在恶劣海况下不能保证自身与系泊对象的安全)以及极端的海况，在实际应用中发生过数次的重大事故，严重威胁到海洋核动力平台的安全以及对周边能源供应的保障。对单点系泊装置以及船体进行监测并对应急状况进行有效控制是保证单点系泊装置和海洋核动力平台正常工作的最有效的方法，而这离不开集成监控系统。

对船体和系泊装置的正常运行产生影响的因素有很多，目前已有的监测装置侧重于对与这些因素相关的传感设备的选取上，而忽略了设备的防护、系统的控制、信息的传输以及测控系统的搭建等方面，降低了监测结果的可信度和监测系统的可靠性，对应急的状况缺乏有效的控制。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种海洋核动力平台单点系泊集成监控系统及方法，本发明不仅能对影响船体和系泊装置正常运行的因素进行有效监测，并对相应的设备进行有效的防护；而且具备应急状态的有效控制、信号的冗余传输等特点，大大提高了监测结果的精确度和可信度、集成监控系统的可靠性，满足对海洋核动力平台和单点系泊装置进行监测、预警和控制的需求，保证了海洋核动力平台和单点系泊装置的安全运行。

为实现此目的，本发明所设计的海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：它包括综合站监控工控机、平台站监控工控机、单点主站监控工控机、单点子站监控工控机、第一光滑环、交换机、系泊支架现场监控设备、旋转塔现场监控设备和固定塔现场监控设备，所述综合站监控工控机置于海洋核动力平台指挥大厅内，平台站监控工控机置于海洋核动力平台船艏，单点主站监控工控机置于单点系泊系统旋转塔上，单点子站监控工控机置于单点系泊系统固定塔；所述系泊支架现场监控设备包括第一视频监控器、系泊支架软钢臂应力监测器、系泊支架软钢臂姿态监测器、系泊绞车控制器、系泊吊机控制器、系泊支架软钢臂压载水泵控制器，所述旋转塔现场监控设备包括旋转塔立柱应力监测器、旋转塔旋转加速度监测设备、第二视频监控器、旋转塔电力滑环工作状态监测设备、旋转塔绞车控制器、旋转塔吊机控制器、旋转塔滑油泵控制器，所述固定塔现场监控设备包括固定塔阴极保护设备、固定塔导管架应力监测设备和助航控制器，其中，第一视频监控器、系泊支架软钢臂应力监测器、系泊支架软钢臂姿态监测器、系泊绞车控制器、系泊吊机控制器、系泊支架软钢臂压载水泵控制器的通信端均通过第一光端机连接平台站监控工控机的第一数据通信端，平台站监控工控机的第二数据通信端连接交换机的第一数据接口；

旋转塔立柱应力监测器、旋转塔旋转加速度监测设备、第二视频监控器、旋转塔电力滑环工作状态监测设备、旋转塔绞车控制器、旋转塔吊机控制器和旋转塔滑油泵控制器的通信端均通过第二光端机连接单点主站监控工控机的第一数据通信端，单点主站监控工控机的第二数据通信端连接交换机的第二数据接口；

固定塔阴极保护设备、固定塔导管架应力监测设备和助航控制器的通信端均通过第三光端机连接单点子站监控工控机的第一数据通信端，单点子站监控工控机的第二数据通信端通过第四光端机连接第一光滑环的定子端，第一光滑环的转子端通过第五光端机连接单点主站监控工控机的第三数据通信端，上述第一光滑环定子端安装在固定塔中心立柱顶端，第一光滑环的转子端为自由端；

所述综合站监控工控机的数据通信端连接交换机的第三数据接口。

一种利用上述系统的海洋核动力平台单点系泊集成监控方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：所述第一视频监控器将得到的软钢臂系统图像数据通过第一光端机传输给平台站监控工控机，系泊支架软钢臂应力监测器将得到的系泊支架、系泊腿和软钢臂的应力，以及系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力通过第一光端机传输给平台站监控工控机，系泊支架软钢臂姿态监测器将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态通过第一光端机传输给平台站监控工控机，平台站监控工控机将系泊腿和软钢臂的应力信号值换算为单点系泊系统总体的系泊力，将系泊支架上的应力信号值换算为系泊支架的受力，将系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力值换算为软钢臂系统铰连接处的受力，将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态信号通过空间解析几何计算换算为船体到单点系泊的距离信息；将软钢臂系统图像信号进行处理，通过图像识别技术换算为船的艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息；

平台站监控工控机将单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息传输给综合站监控工控机，综合站监控工控机通过内部的专家系统，判断单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息是否超过各自设定阈值，当单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角超过对应的设定阈值时，综合站监控工控机发送控制指令，经平台站监控工控机，到达系泊绞车控制器和系泊吊机控制器，通过揽绳控制系泊支架和软钢臂系统的受力情况或调节船的艏向角，使单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角均回到对应的设定阈值内；当系泊腿各个铰连接处的磨损间隙超过预设的阈值时，综合站监控工控机发送控制指令，经平台站监控工控机，到达系泊绞车控制器和系泊吊机控制器控制对应铰接机构的更换；当船体到单点系泊的距离超过预设阈值时，由综合站监控工控机发送控制指令，经平台站监控工控机，到达系泊支架现场监控设备中的压载水控制系统，控制压载舱的重量，调节船体到单点系泊的距离；

步骤2：旋转塔旋转加速度监测设备将采集的旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息通过第二光端机传输给单点主站监控工控机，第二视频监控器将采集的旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息通过第二光端机传输给单点主站监控工控机，旋转塔电力滑环工作状态监测设备将采集的旋转塔电力滑环的工作状态信息通过第二光端机传输给单点主站监控工控机，单点主站监控工控机将旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息进行频谱分析、旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息进行图像识别处理、旋转塔电力滑环的工作状态信息进行阈值对比处理，然后换算为滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态，单点主站监控工控机将滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息上传到综合站监控工控机，综合站监控工控机通过内部的专家系统，判断滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息是否超过各自的设定阈值，当滑环结构的受力、磨损较大或滑环内部的运行状态信息有一个超过对应的设定阈值时，由综合站监控工控机发送控制指令，经单点主站监控工控机，到达旋转塔滑油泵控制器控制旋转塔滑油泵的工作状态，保证滑环的正常运行；

步骤3：固定塔阴极保护设备将得到固定塔架的腐蚀情况信息通过第三光端机传输给单点子站监控工控机，固定塔导管架应力监测设备将固定塔导管架的应力信息通过第三光端机传输给单点子站监控工控机，单点子站监控工控机将固定塔架的腐蚀情况信息转换为固定塔的受腐蚀情况信息，单点子站监控工控机将固定塔导管架的应力信息转换为固定塔的受力情况信息，单点子站监控工控机将固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息经由单点主站监控工控机传输给综合站监控工控机，综合站监控工控机通过内部的专家系统，判断固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息是否超过对应的预设阈值，当固定塔的受腐蚀情况信息超过阈值时，由综合站监控工控机通过广播等方式通知船员；当固定塔的受力信息超过阈值时，由综合监控站通过广播等方式通知海洋核动力平台推进系统，对船体进行调整。

本发明的有益效果：

单点系泊集成监控装置的现场监控设备对单点系泊的相关结构进行有效监测，根据监测结构和业务流程进行现场设备的控制，并结合风、浪、流等环境条件因素和船体自身的状态，对特定系统的现场控制设备下达控制指令，完成高海况、突发事件下的紧急避险；设备防护系统完成采集控制系统的设备防护，信号冗余传输装置实现信号的冗余传输，极大的提高了监测结果的精确度、可信度和系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的安装状态结构图。

其中，1—综合站监控工控机、2—平台站监控工控机、3—单点主站监控工控机、4—单点子站监控工控机、5—系泊支架现场监控设备、5.1—第一视频监控器、5.2—系泊支架软钢臂应力监测器、5.3—系泊支架软钢臂姿态监测器、5.4—系泊绞车控制器、5.5—系泊吊机控制器、5.6—系泊支架软钢臂压载水泵控制器、6—旋转塔现场监控设备、6.1—旋转塔立柱应力监测器、6.2—旋转塔旋转加速度监测设备、6.3—第二视频监控器、6.4—旋转塔电力滑环工作状态监测设备、6.5—旋转塔绞车控制器、6.6—旋转塔吊机控制器、6.7—旋转塔滑油泵控制器、7—固定塔现场监控设备、7.1—固定塔阴极保护设备、7.2—固定塔导管架应力监测设备、7.3—助航控制器、8—海单点系泊系统旋转塔、9—单点系泊系统固定塔、10—第一光端机、11—无线网接入点、12—第二光端机、13—第三光端机、14—第四光端机、15—第一光滑环、16—交换机、17—第二光滑环、18—第五光端机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，它包括综合站监控工控机1、平台站监控工控机2、单点主站监控工控机3、单点子站监控工控机4、第一光滑环15、交换机16、系泊支架现场监控设备5、旋转塔现场监控设备6和固定塔现场监控设备7，所述综合站监控工控机1置于海洋核动力平台指挥大厅内，平台站监控工控机2置于海洋核动力平台船艏，单点主站监控工控机3置于海单点系泊系统旋转塔8上，单点子站监控工控机4置于单点系泊系统固定塔9；所述系泊支架现场监控设备5包括第一视频监控器5.1、系泊支架软钢臂应力监测器5.2、系泊支架软钢臂姿态监测器5.3、系泊绞车控制器5.4、系泊吊机控制器5.5、系泊支架软钢臂压载水泵控制器5.6(压载水控制系统接收软钢臂内压载水的液位信息，控制泵和阀门的开度，实现软钢臂内两个压载水舱的同步注疏)，所述旋转塔现场监控设备6包括旋转塔立柱应力监测器6.1、旋转塔旋转加速度监测设备6.2、第二视频监控器6.3、旋转塔电力滑环工作状态监测设备6.4、旋转塔绞车控制器6.5、旋转塔吊机控制器6.6、旋转塔滑油泵控制器6.7，所述固定塔现场监控设备7包括固定塔阴极保护设备7.1、固定塔导管架应力监测设备7.2和助航控制器7.3，其中，第一视频监控器5.1、系泊支架软钢臂应力监测器5.2、系泊支架软钢臂姿态监测器5.3、系泊绞车控制器5.4、系泊吊机控制器5.5、系泊支架软钢臂压载水泵控制器5.6的通信端均通过第一光端机10连接平台站监控工控机2的第一数据通信端，平台站监控工控机2的第二数据通信端连接交换机16的第一数据接口；

旋转塔立柱应力监测器6.1、旋转塔旋转加速度监测设备6.2(旋转塔整体做旋转运动，通过监测立柱的加速度可知整个旋转塔的加速)、第二视频监控器6.3、旋转塔电力滑环工作状态监测设备6.4、旋转塔绞车控制器6.5、旋转塔吊机控制器6.6和旋转塔滑油泵控制器6.7的通信端均通过第二光端机12连接单点主站监控工控机3的第一数据通信端，单点主站监控工控机3的第二数据通信端连接交换机16的第二数据接口；

固定塔阴极保护设备7.1、固定塔导管架应力监测设备7.2和助航控制器7.3的通信端均通过第三光端机13连接单点子站监控工控机4的第一数据通信端，单点子站监控工控机4的第二数据通信端通过第四光端机14连接第一光滑环15的定子端，第一光滑环15的转子端通过第五光端机18连接单点主站监控工控机3的第三数据通信端，上述第一光滑环15定子端安装在固定塔中心立柱顶端，第一光滑环15的转子端为自由端；

所述综合站监控工控机1的数据通信端连接交换机16的第三数据接口。

上述技术方案中，它还包括第二光滑环17，所述第二光滑环17的定子端也安装在固定塔中心立柱顶端，第二光滑环17的转子端也为自由端，所述单点子站监控工控机4的第二数据通信端通过第四光端机14连接第二光滑环17的定子端，第二光滑环17的转子端通过第五光端机18连接单点主站监控工控机3的第三数据通信端。

上述技术方案中，所述单点子站监控工控机4的无线通信端与单点主站监控工控机3的无线通信端之间通过无线网接入点11无线连接。

上述技术方案中，第一光滑环15、第二光滑环17和无线网接入点11实现了信号的冗余传输，保证了信号传输的可靠性。

上述技术方案中，所述第一视频监控器5.1安装于系泊支架，系泊支架软钢臂应力监测器5.2安装于系泊腿和软钢臂上，系泊支架软钢臂姿态监测器5.3也安装于系泊腿和软钢臂上，系泊绞车控制器5.4、系泊吊机控制器5.5和系泊支架软钢臂压载水泵控制器5.6安装于系泊支架顶部；

所述旋转塔立柱应力监测器6.1安装于旋转塔立柱上，旋转塔旋转加速度监测设备6.2也安装于旋转塔立柱上，第二视频监控器6.3安装于旋转塔靠近滑环的安装座上，旋转塔电力滑环工作状态监测设备6.4安装于电力滑环内部，所述旋转塔绞车控制器6.5、旋转塔吊机控制器6.6和旋转塔滑油泵控制器6.7安装于旋转塔顶部；

所述固定塔阴极保护设备7.1安装于固定塔的其中任意一个腿，固定塔导管架应力监测设备7.2有四个，安装于固定塔的所有四个腿，所述助航控制器7.3安装于固定塔顶端。

上述技术方案中，所述第一视频监控器5.1用于得到软钢臂系统的图像信息，系泊支架软钢臂应力监测器5.2用于检测系泊支架、系泊腿和软钢臂的应力，还用于检测系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力，系泊支架软钢臂姿态监测器5.3用于监测系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态，系泊绞车控制器5.4用于控制系泊支架的系泊绞车，系泊吊机控制器5.5用于控制系泊支架的系泊吊机，系泊支架软钢臂压载水泵控制器5.6用于接收软钢臂内压载水的液位信息，控制泵和阀门的开度，实现软钢臂内两个压载水舱的同步注疏；

旋转塔立柱应力监测器6.1用于监测旋转塔立柱的应力，旋转塔旋转加速度监测设备6.2用于监测旋转塔整体做旋转运动时的加速度，第二视频监控器6.3用于通过视频检测旋转塔的系泊轴承和电力滑环(这些轴承和滑环故障会导致旋转塔旋转时振动增大，即加速度增大)，旋转塔电力滑环工作状态监测设备6.4用于监测旋转塔电力滑环的工作状态，旋转塔绞车控制器6.5用于控制旋转塔绞车的工作状态，旋转塔吊机控制器6.6用于控制旋转塔吊机的工作状态，旋转塔滑油泵控制器6.7用于控制旋转塔滑油泵的工作状态；

所述固定塔阴极保护设备7.1用于测量得到固定塔架的腐蚀情况并实现固定塔的阴极保护，固定塔导管架应力监测设备7.2用于监测固定塔导管架的应力，助航控制器7.3用于控制雾笛和信号灯。

一种利用上述系统的海洋核动力平台单点系泊集成监控方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：所述第一视频监控器5.1将得到的软钢臂系统图像数据通过第一光端机10传输给平台站监控工控机2，系泊支架软钢臂应力监测器5.2将得到的系泊支架、系泊腿和软钢臂的应力，以及系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力通过第一光端机10传输给平台站监控工控机2，系泊支架软钢臂姿态监测器5.3将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态通过第一光端机10传输给平台站监控工控机2，平台站监控工控机2将系泊腿和软钢臂的应力信号值换算为单点系泊系统总体的系泊力，将系泊支架上的应力信号值换算为系泊支架的受力，将系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力值换算为软钢臂系统铰连接处的受力，将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态信号通过空间解析几何计算换算为船体到单点系泊的距离信息；将软钢臂系统图像信号进行处理，通过图像识别技术换算为船的艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息；

平台站监控工控机2将单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息传输给综合站监控工控机1，综合站监控工控机1通过内部的专家系统，判断单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息是否超过各自设定阈值，当单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角超过对应的设定阈值时，综合站监控工控机1发送控制指令，经平台站监控工控机2，到达系泊绞车控制器5.4和系泊吊机控制器5.5，通过揽绳控制系泊支架和软钢臂系统的受力情况或调节船的艏向角，使单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角均回到对应的设定阈值内；当系泊腿各个铰连接处的磨损间隙超过预设的阈值时，综合站监控工控机1发送控制指令，经平台站监控工控机2，到达系泊绞车控制器5.4和系泊吊机控制器5.5控制对应铰接机构的更换；当船体到单点系泊的距离超过预设阈值时，由综合站监控工控机1发送控制指令，经平台站监控工控机2，到达系泊支架现场监控设备中的压载水控制系统，控制压载舱的重量，调节船体到单点系泊的距离；

步骤2：旋转塔旋转加速度监测设备6.2将采集的旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息通过第二光端机12传输给单点主站监控工控机3，第二视频监控器6.3将采集的旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息通过第二光端机12传输给单点主站监控工控机3，旋转塔电力滑环工作状态监测设备6.4将采集的旋转塔电力滑环的工作状态信息通过第二光端机12传输给单点主站监控工控机3，单点主站监控工控机3将旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息进行频谱分析、旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息进行图像识别处理、旋转塔电力滑环的工作状态信息进行阈值对比处理，然后换算为滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态，单点主站监控工控机3将滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息上传到综合站监控工控机1，综合站监控工控机1通过内部的专家系统，判断滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息是否超过各自的设定阈值，当滑环结构的受力、磨损较大或滑环内部的运行状态信息有一个超过对应的设定阈值时，由综合站监控工控机1发送控制指令，经单点主站监控工控机3，到达旋转塔滑油泵控制器6.7控制旋转塔滑油泵的工作状态，保证滑环的正常运行；

步骤3：固定塔阴极保护设备7.1将得到固定塔架的腐蚀情况信息通过第三光端机13传输给单点子站监控工控机4，固定塔导管架应力监测设备7.2将固定塔导管架的应力信息通过第三光端机13传输给单点子站监控工控机4，单点子站监控工控机4将固定塔架的腐蚀情况信息转换为固定塔的受腐蚀情况信息，单点子站监控工控机4将固定塔导管架的应力信息转换为固定塔的受力情况信息，单点子站监控工控机4将固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息经由单点主站监控工控机3传输给综合站监控工控机1，综合站监控工控机1通过内部的专家系统，判断固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息是否超过对应的预设阈值，当固定塔的受腐蚀情况信息超过阈值时，由综合站监控工控机1通过广播等方式通知船员对固定塔进行保养；当固定塔的受力信息超过阈值时，由综合监控站通过广播等方式通知海洋核动力平台推进系统，对船体进行调整，减小固定塔的过载；

当海上起雾时，由综合站监控工控机1下达控制指令，依次经单点主站监控工控机3和单点子站监控工控机4，到达助航控制器7.3，启动助航设备，防止来往船只与海洋核动力平台误碰，保障平台安全。

上述技术方案中，系泊支架现场监控设备、旋转塔现场监控设备、固定塔现场监控设备都包括消防系统，消防系统产生温度信号、火焰信号，信号通过消防系统的通讯接口上传，经过光端机和光纤的传输，到达平台监控站、单点监控主站、单点监控子站，各个监控站将温度信号、火焰信号进行处理，转换为火灾规模，结合图像监测系统等综合判断，直接对消防系统下达声光报警、泡沫灭火等控制指令，保证火灾的及时发现和可靠处理。

综合监控站接收周边海域的环境条件信息，当周边海况的风、浪、流等环境信息达到危险报警值时，综合监控站下达解脱控制指令，分别经平台监控站、单点监控主站，到达系泊支架现场监控设备和旋转塔现场监控设备中的绞车控制系统、吊机控制系统，控制软钢臂系统的解脱，保证海洋核动力平台在高海况和应急状态下的安全。

上述技术方案中，当综合站监控工控机1接收到海况预警信息或者重大险情需要与单点系泊系统解脱时，海洋核动力平台停止发电，启动解脱程序，首先解脱跨接电缆，由综合站监控工控机1发送控制指令，经平台站监控工控机2和单点主站监控工控机3，分别到系泊绞车控制器5.4、系泊吊机控制器5.5、旋转塔绞车控制器6.5、旋转塔吊机控制器6.6，旋转塔上的吊机吊住跨接电缆的一端，将此端的跨接电缆安装在引导绳索的引导环上，再由旋转塔上的铰车通过绳索连接引导环，旋转塔上的吊机释放跨接电缆，此时控制旋转塔上的铰车释放绳索，跨接电缆通过引导绳索向系泊支架移动，到达限位时，由系泊支架吊机将跨接电缆吊起，存放在系泊支架上；然后系泊支架现场监控设备中的铰车控制器、吊机控制器，通过控制缆绳的固定和工作人员的配合，完成海洋核动力平台与单点系泊系统的解脱。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：它包括综合站监控工控机(1)、平台站监控工控机(2)、单点主站监控工控机(3)、单点子站监控工控机(4)、第一光滑环(15)、交换机(16)、系泊支架现场监控设备(5)、旋转塔现场监控设备(6)和固定塔现场监控设备(7)，所述综合站监控工控机(1)置于海洋核动力平台指挥大厅内，平台站监控工控机(2)置于海洋核动力平台船艏，单点主站监控工控机(3)置于海单点系泊系统旋转塔(8)上，单点子站监控工控机(4)置于单点系泊系统固定塔(9)；所述系泊支架现场监控设备(5)包括第一视频监控器(5.1)、系泊支架软钢臂应力监测器(5.2)、系泊支架软钢臂姿态监测器(5.3)、系泊绞车控制器(5.4)、系泊吊机控制器(5.5)、系泊支架软钢臂压载水泵控制器(5.6)，所述旋转塔现场监控设备(6)包括旋转塔立柱应力监测器(6.1)、旋转塔旋转加速度监测设备(6.2)、第二视频监控器(6.3)、旋转塔电力滑环工作状态监测设备(6.4)、旋转塔绞车控制器(6.5)、旋转塔吊机控制器(6.6)、旋转塔滑油泵控制器(6.7)，所述固定塔现场监控设备(7)包括固定塔阴极保护设备(7.1)、固定塔导管架应力监测设备(7.2)和助航控制器(7.3)，其中，第一视频监控器(5.1)、系泊支架软钢臂应力监测器(5.2)、系泊支架软钢臂姿态监测器(5.3)、系泊绞车控制器(5.4)、系泊吊机控制器(5.5)、系泊支架软钢臂压载水泵控制器(5.6)的通信端均通过第一光端机(10)连接平台站监控工控机(2)的第一数据通信端，平台站监控工控机(2)的第二数据通信端连接交换机(16)的第一数据接口；

旋转塔立柱应力监测器(6.1)、旋转塔旋转加速度监测设备(6.2)、第二视频监控器(6.3)、旋转塔电力滑环工作状态监测设备(6.4)、旋转塔绞车控制器(6.5)、旋转塔吊机控制器(6.6)和旋转塔滑油泵控制器(6.7)的通信端均通过第二光端机(12)连接单点主站监控工控机(3)的第一数据通信端，单点主站监控工控机(3)的第二数据通信端连接交换机(16)的第二数据接口；

固定塔阴极保护设备(7.1)、固定塔导管架应力监测设备(7.2)和助航控制器(7.3)的通信端均通过第三光端机(13)连接单点子站监控工控机(4)的第一数据通信端，单点子站监控工控机(4)的第二数据通信端通过第四光端机(14)连接第一光滑环(15)的定子端，第一光滑环(15)的转子端通过第五光端机(18)连接单点主站监控工控机(3)的第三数据通信端，上述第一光滑环(15)定子端安装在固定塔中心立柱顶端，第一光滑环(15)的转子端为自由端；

所述综合站监控工控机(1)的数据通信端连接交换机(16)的第三数据接口。

2.根据权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：它还包括第二光滑环(17)，所述第二光滑环(17)的定子端也安装在固定塔中心立柱顶端，第二光滑环(17)的转子端也为自由端，所述单点子站监控工控机(4)的第二数据通信端通过第四光端机(14)连接第二光滑环(17)的定子端，第二光滑环(17)的转子端通过第五光端机(18)连接单点主站监控工控机(3)的第三数据通信端。

3.根据权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：所述单点子站监控工控机(4)的无线通信端与单点主站监控工控机(3)的无线通信端之间通过无线网接入点(11)无线连接。

4.根据权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：所述第一视频监控器(5.1)安装于系泊支架，系泊支架软钢臂应力监测器(5.2)安装于系泊腿和软钢臂上，系泊支架软钢臂姿态监测器(5.3)也安装于系泊腿和软钢臂上，系泊绞车控制器(5.4)、系泊吊机控制器(5.5)和系泊支架软钢臂压载水泵控制器(5.6)安装于系泊支架顶部；

所述旋转塔立柱应力监测器(6.1)安装于旋转塔立柱上，旋转塔旋转加速度监测设备(6.2)也安装于旋转塔立柱上，第二视频监控器(6.3)安装于旋转塔靠近滑环的安装座上，旋转塔电力滑环工作状态监测设备(6.4)安装于电力滑环内部，所述旋转塔绞车控制器(6.5)、旋转塔吊机控制器(6.6)和旋转塔滑油泵控制器(6.7)安装于旋转塔顶部；

所述固定塔阴极保护设备(7.1)安装于固定塔的其中任意一个腿，固定塔导管架应力监测设备(7.2)有四个，安装于固定塔的所有四个腿，所述助航控制器(7.3)安装于固定塔顶端。

5.根据权利要求1所述的海洋核动力平台单点系泊集成监控系统，其特征在于：所述第一视频监控器(5.1)用于得到软钢臂系统的图像信息，系泊支架软钢臂应力监测器(5.2)用于检测系泊支架、系泊腿和软钢臂的应力，还用于检测系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力，系泊支架软钢臂姿态监测器(5.3)用于监测系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态，系泊绞车控制器(5.4)用于控制系泊支架的系泊绞车，系泊吊机控制器(5.5)用于控制系泊支架的系泊吊机，系泊支架软钢臂压载水泵控制器(5.6)用于接收软钢臂内压载水的液位信息，控制泵和阀门的开度，实现软钢臂内两个压载水舱的同步注疏；

旋转塔立柱应力监测器(6.1)用于监测旋转塔立柱的应力，旋转塔旋转加速度监测设备(6.2)用于监测旋转塔整体做旋转运动时的加速度，第二视频监控器(6.3)用于通过视频检测旋转塔的系泊轴承和电力滑环，旋转塔电力滑环工作状态监测设备(6.4)用于监测旋转塔电力滑环的工作状态，旋转塔绞车控制器(6.5)用于控制旋转塔绞车的工作状态，旋转塔吊机控制器(6.6)用于控制旋转塔吊机的工作状态，旋转塔滑油泵控制器(6.7)用于控制旋转塔滑油泵的工作状态；

所述固定塔阴极保护设备(7.1)用于测量得到固定塔架的腐蚀情况并实现固定塔的阴极保护，固定塔导管架应力监测设备(7.2)用于监测固定塔导管架的应力，助航控制器(7.3)用于控制雾笛和信号灯。

6.一种利用权利要求1所述系统的海洋核动力平台单点系泊集成监控方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：所述第一视频监控器(5.1)将得到的软钢臂系统图像数据通过第一光端机(10)传输给平台站监控工控机(2)，系泊支架软钢臂应力监测器(5.2)将得到的系泊支架、系泊腿和软钢臂的应力，以及系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力通过第一光端机(10)传输给平台站监控工控机(2)，系泊支架软钢臂姿态监测器(5.3)将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态通过第一光端机(10)传输给平台站监控工控机(2)，平台站监控工控机(2)将系泊腿和软钢臂的应力信号值换算为单点系泊系统总体的系泊力，将系泊支架上的应力信号值换算为系泊支架的受力，将系泊支架与系泊腿铰接点的应力，系泊腿与软钢臂铰接点的应力值换算为软钢臂系统铰连接处的受力，将系泊支架、系泊腿和软钢臂的姿态信号通过空间解析几何计算换算为船体到单点系泊的距离信息；将软钢臂系统图像信号进行处理，通过图像识别技术换算为船的艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息；

平台站监控工控机(2)将单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息传输给综合站监控工控机(1)，综合站监控工控机(1)通过内部的专家系统，判断单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力、软钢臂系统铰连接处的受力、船体到单点系泊的距离信息、艏向角和系泊腿各个铰连接处的磨损间隙信息是否超过各自设定阈值，当单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角超过对应的设定阈值时，综合站监控工控机(1)发送控制指令，经平台站监控工控机(2)，到达系泊绞车控制器(5.4)和系泊吊机控制器(5.5)，通过揽绳控制系泊支架和软钢臂系统的受力情况或调节船的艏向角，使单点系泊系统总体的系泊力、系泊支架的受力或艏向角均回到对应的设定阈值内；当系泊腿各个铰连接处的磨损间隙超过预设的阈值时，综合站监控工控机(1)发送控制指令，经平台站监控工控机(2)，到达系泊绞车控制器(5.4)和系泊吊机控制器(5.5)控制对应铰接机构的更换；当船体到单点系泊的距离超过预设阈值时，由综合站监控工控机(1)发送控制指令，经平台站监控工控机(2)，到达系泊支架现场监控设备中的压载水控制系统，控制压载舱的重量，调节船体到单点系泊的距离；

步骤2：旋转塔旋转加速度监测设备(6.2)将采集的旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息通过第二光端机(12)传输给单点主站监控工控机(3)，第二视频监控器(6.3)将采集的旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息通过第二光端机(12)传输给单点主站监控工控机(3)，旋转塔电力滑环工作状态监测设备(6.4)将采集的旋转塔电力滑环的工作状态信息通过第二光端机(12)传输给单点主站监控工控机(3)，单点主站监控工控机(3)将旋转塔整体做旋转运动时的加速度信息进行频谱分析、旋转塔的系泊轴承和电力滑环视频信息进行图像分析处理、旋转塔电力滑环的工作状态信息进行阈值对比处理，然后换算为滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态，单点主站监控工控机(3)将滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息上传到综合站监控工控机(1)，综合站监控工控机(1)通过内部的专家系统，判断滑环结构的受力、磨损、滑环内部的运行状态信息是否超过各自的设定阈值，当滑环结构的受力、磨损较大或滑环内部的运行状态信息有一个超过对应的设定阈值时，由综合站监控工控机(1)发送控制指令，经单点主站监控工控机(3)，到达旋转塔滑油泵控制器(6.7)控制旋转塔滑油泵的工作状态，保证滑环的正常运行；

步骤3：固定塔阴极保护设备(7.1)将得到固定塔架的腐蚀情况信息通过第三光端机(13)传输给单点子站监控工控机(4)，固定塔导管架应力监测设备(7.2)将固定塔导管架的应力信息通过第三光端机(13)传输给单点子站监控工控机(4)，单点子站监控工控机(4)将固定塔架的腐蚀情况信息转换为固定塔的受腐蚀情况信息，单点子站监控工控机(4)将固定塔导管架的应力信息转换为固定塔的受力情况信息，单点子站监控工控机(4)将固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息经由单点主站监控工控机(3)传输给综合站监控工控机(1)，综合站监控工控机(1)通过内部的专家系统，判断固定塔的受腐蚀情况信息和固定塔的受力情况信息是否超过对应的预设阈值，当固定塔的受腐蚀情况信息超过阈值时，由综合站监控工控机(1)通过广播等方式通知船员；当固定塔的受力信息超过阈值时，由综合监控站通过广播等方式通知海洋核动力平台推进系统，对船体进行调整。

7.根据权利要求6所述的海洋核动力平台单点系泊集成监控方法，其特征在于：所述步骤3中，当海上起雾时，由综合站监控工控机(1)下达控制指令，依次经单点主站监控工控机(3)和单点子站监控工控机(4)，到达助航控制器(7.3)，启动助航设备。