CN109750716A - 一种码头泥面监测及处理装置 - Google Patents

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俞立新
杨三元
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Abstract

本发明公开了一种码头泥面监测及处理装置，包括分布在码头断面的泥面监测装置，所述泥面监测装置包括传感器单元、现场测控单元与中央控制单元，传感器单元包括水下测深仪，其用以监测码头下方泥面高程数据；所述现场测控单元包括相互连接的数据采集模块、MCU微控制器、高速采集模块、现场控制模块、电源模块与通讯模块，现场测控单元通过通讯模块与传感器单元通讯连接，数据采集模块获取传感器单元发出的信号并将信号发送至中央控制单元；所述中央控制单元与现场测控单元连接，中央控制单元用以接收现场的泥面高程数据，其包括数据服务处理模块、监测成果发布模块和报警模块，数据服务处理模块用以对现场泥面高程数据进行处理。

Description

一种码头泥面监测及处理装置
技术领域
本发明涉及码头泥面监测领域，具体为一种码头泥面监测及处理装置。
背景技术
沿海(沿江)顺岸高桩码头建设后，由于码头底下桩基群桩对近岸区域水流动力条件产生局部的影响，码头基桩阻挡水流或改变水流方向导致主槽区域水流流速增大、码头附近区域水流流速降低，从而使得码头下方容易产生淤积现象。
由于码头是货品装卸运输的重要平台，码头结构安全状况直接影响到船舶停靠与货品装卸过程的安全性。沿海(沿江)码头桩基受水流等影响产生码头前方冲刷码头下方淤积现象，使码头产生整体平移或向江侧倾斜。码头发生变形后，桩基及上部结构受力状态可能超出设计允许范围，对码头运行带来安全风险。另外，高桩码头区域淤积泥沙的清淤工作，往往需要码头暂停运营、装卸船舶离开码头，并且只能选择小型船机设备才能进入码头下方进行作业，这又大大拖延了码头下方淤泥疏浚的作业时间，给码头的正常运营带来了较大的影响。因此，在高桩码头施工期间，建立一套高桩码头泥面高程实时监测及处理装置，准确了解高桩码头在建设和运营过程中的泥面高程变化情况，及时或定期对高桩码头底下淤积的泥土进行消淤处理，对码头的安全运营具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种码头泥面监测及处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种码头泥面监测及处理装置，包括分布在码头断面的泥面监测装置，所述泥面监测装置包括传感器单元、现场测控单元与中央控制单元，传感器单元包括水下测深仪，其用以监测码头下方泥面高程数据；所述现场测控单元包括相互连接的数据采集模块、MCU微控制器、高速采集模块、现场控制模块、电源模块与通讯模块，现场测控单元通过通讯模块与传感器单元通讯连接，数据采集模块获取传感器单元发出的信号并将信号发送至中央控制单元；所述中央控制单元与现场测控单元连接，中央控制单元用以接收现场的泥面高程数据，其包括数据服务处理模块、监测成果发布模块和报警模块，数据服务处理模块用以对现场泥面高程数据进行处理，数据服务处理模块与监测成果发布模块连接。
优选的，监测成果发布模块用以根据现场数据进行超限判断，其与报警模块连接，其在现场数据超限时控制报警模块进行超限报警，并发送测控指令至现场测控单元，测控指令包括采样频率，通讯间隔等。
优选的，中央控制单元通过无线数据传输器连接远程监控服务器，远程监控服务器分别通过网络交换机连接一个或者多个应用客户端电脑。
优选的，无线数据传输器与远程监控服务器之间采用GPRS、3G或4G网络连接方式。
优选的，还包括自动冲淤组件与冲洗水增压站，自动冲淤组件包括高压喷水钢管组，高压喷水钢管组在码头施工阶段置于基桩设计泥面以上0.5m高程处。
优选的，高压喷水钢管组呈环形(适用于圆形管桩)或方形(适用于方桩)设置，其水平方向设置有可防堵塞的高压喷嘴。
优选的，冲洗水增压站设置在码头或陆域辅助用房区域，其将增压以后的高压冲洗水沿引桥、码头纵梁、码头横梁敷设至相应基桩侧面，其沿基桩高度方向设置高压水管至设计泥面附近。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用码头泥面高程全寿命周期监测、定期自动冲淤的理念，将互联网信息化技术与传统疏浚技术有机融合，实现对码头泥面高程数据的实时监测，为准确判断码头泥面冲淤情况、加强运营期码头设施维护等方面提供有力支撑，提高保障码头结构运营质量安全的能力。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明实施例测深仪的安装结构示意图。
图中：1、传感器单元；2、现场测控单元；21、数据采集模块；22、MCU 微控制器；23、高速采集模块；24、现场控制模块；25、电源模块；26、通讯模块；3、中央控制单元；31、数据服务处理模块；32、监测成果发布模块； 33、报警模块；4、远程监控服务器；5、自动冲淤组件；6、冲洗水增压站。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种码头泥面监测及处理装置，包括分布在码头断面的泥面监测装置，所述泥面监测装置包括传感器单元1、现场测控单元2与中央控制单元3，传感器单元1包括水下测深仪，其用以监测码头下方泥面高程数据；所述现场测控单元2包括相互连接的数据采集模块21、MCU微控制器22、高速采集模块23、现场控制模块24、电源模块25 与通讯模块26，现场测控单元2通过通讯模块26与传感器单元1通讯连接，数据采集模块21获取传感器单元1发出的信号并将信号发送至中央控制单元 3；所述中央控制单元3与现场测控单元2连接，中央控制单元3用以接收现场的泥面高程数据，其包括数据服务处理模块31、监测成果发布模块32和报警模块33，数据服务处理模块31用以对现场泥面高程数据进行处理，数据服务处理模块31与监测成果发布模块32连接。
监测成果发布模块32用以根据现场数据进行超限判断，其与报警模块33 连接，其在现场数据超限时控制报警模块33进行超限报警，并发送测控指令至现场测控单元2，测控指令包括采样频率，通讯间隔等。
中央控制单元3通过无线数据传输器连接远程监控服务器4，远程监控服务器4分别通过网络交换机连接一个或者多个应用客户端电脑。
无线数据传输器与远程监控服务器4之间采用GPRS、3G或4G网络连接方式。
还包括自动冲淤组件5与冲洗水增压站6，自动冲淤组件5包括高压喷水钢管组，高压喷水钢管组在码头施工阶段置于基桩设计泥面以上0.5m高程处。
高压喷水钢管组呈环形(适用于圆形管桩)或方形(适用于方桩)设置，其水平方向设置有可防堵塞的高压喷嘴。
冲洗水增压站6设置在码头或陆域辅助用房区域，其将增压以后的高压冲洗水沿引桥、码头纵梁、码头横梁敷设至相应基桩侧面，其沿基桩高度方向设置高压水管至设计泥面附近。
泥面监测装置采用超声波水下测深仪测量泥面标高，通过安装在桩身上的发射机换能器(探头)垂直向水下发射一定频率的声波脉冲，以速度C在水中传播到水底，经反射或者漫反射返回，设经历时间为t，则换能器至水底的距离(水深)L为：L＝1/2Ct；
由于声波在不同介质中传输的速率不同，因此换能器的安装位置应在最低潮位以下，超声波换能器(探头)和现场测控单元2(主机)直接通过数据线连接，沿监测断面做电缆保护，数据经现场测控单元2及中央控制单元3 处理后通过无线数据传输器与远程监控服务器4通讯，这样可以远程、实时的获得泥面变化信息，通过设置不同的阈值，当泥面标高变化到危险值时，可自动预警，从而通知管理人员进行处理，并通过与自动冲淤组件5的控制开关连接，实现联动自动冲淤组件5进行自动冲淤处理。
冲洗水增压站6设置在码头或陆域辅助用房区域，其将增压以后的高压冲洗水沿引桥、码头纵梁、码头横梁敷设至相应基桩侧面，其沿基桩高度方向设置高压水管至设计泥面附近，码头运营过程中，根据泥面实时监测数据，在码头面辅助用房(如水手间)进行高压水冲洗淤积泥沙的作业控制，并与港区管理楼的中央控制台进行关联，及时或定期进行高压水冲洗泥面，冲洗后的泥浆水可随海水或江水的流动而带走。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于，包括分布在码头断面的泥面监测装置，所述泥面监测装置包括传感器单元(1)、现场测控单元(2)与中央控制单元(3)，传感器单元(1)包括水下测深仪，其用以监测码头下方泥面高程数据；所述现场测控单元(2)包括相互连接的数据采集模块(21)、MCU微控制器(22)、高速采集模块(23)、现场控制模块(24)、电源模块(25)与通讯模块(26)，现场测控单元(2)通过通讯模块(26)与传感器单元(1)通讯连接，数据采集模块(21)获取传感器单元(1)发出的信号并将信号发送至中央控制单元(3)；所述中央控制单元(3)与现场测控单元(2)连接，中央控制单元(3)用以接收现场的泥面高程数据，其包括数据服务处理模块(31)、监测成果发布模块(32)和报警模块(33)，数据服务处理模块(31)用以对现场泥面高程数据进行处理，数据服务处理模块(31)与监测成果发布模块(32)连接。
2.根据权利要求1所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：所述监测成果发布模块(32)用以根据现场数据进行超限判断，其与报警模块(33)连接，其在现场数据超限时控制报警模块(33)进行超限报警，并发送测控指令至现场测控单元(2)，测控指令包括采样频率，通讯间隔。
3.根据权利要求1所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：所述中央控制单元(3)通过无线数据传输器连接远程监控服务器(4)，远程监控服务器(4)分别通过网络交换机连接一个或者多个应用客户端电脑。
4.根据权利要求3所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：所述无线数据传输器与远程监控服务器(4)之间采用GPRS、3G或4G网络连接方式。
5.根据权利要求1所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：还包括自动冲淤组件(5)与冲洗水增压站(6)，自动冲淤组件(5)包括高压喷水钢管组，高压喷水钢管组在码头施工阶段置于基桩设计泥面以上0.5m高程处。
6.根据权利要求5所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：所述高压喷水钢管组呈环形或方形设置，其水平方向设置有可防堵塞的高压喷嘴。
7.根据权利要求5所述的一种码头泥面监测及处理装置，其特征在于：所述冲洗水增压站(6)设置在码头或陆域辅助用房区域，其将增压以后的高压冲洗水沿引桥、码头纵梁、码头横梁敷设至相应基桩侧面，其沿基桩高度方向设置高压水管至设计泥面附近。
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