CN116001984B - 一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法，在布放前需对霍尔锚的布放点位进行修正，步骤如下：1)预先设定浮标点位，在船舶电子海图设备上输入预先设计好的三个霍尔锚的投放点；2)进行海洋深度以及洋流监测，重新确定海洋浮标点位；3)在海图设备上重新标注修正后的浮标点位；4)将修正后的浮标点位输入至基于计算流体力学ORCAFLEX软件建立的浮标模型中，计算得到海洋浮标的运动轨迹，从而可得到修正后的第二和第三霍尔锚的布放点位位置。该方法可实现三锚系大型海洋浮标的精准布放，既适用于湾区、近海区域的站位选址计算，也适用于深远海区的站位选址计算；具有智能性，并对布点坐标进行构建，提高了三锚系大型浮标布放施工能力。
Description
技术领域
本发明属于海洋浮标布放作业技术领域，具体涉及一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法。
背景技术
海洋监测是认识、开发和利用海洋的重要基础和前提。海洋浮标作为重要的海洋监测设备，已成为世界各国监测和预报海洋状态和海洋-大气相互作用的海洋观测系统的重要组成部分。通过搭载相应的传感器，浮标不仅可以观测温度、气压、风速、风向、相对湿度、波浪和海流等水文气象要素，还可以观测浊度、溶解氧、叶绿素浓度、PH值和硝酸盐等生物化学要素。浮标所提供的这种长期、持续和稳定的观测能力，不仅对沿海地区的人类生命安全，而且对海洋经济发展和环境保护都具有至关重要的意义。部署更多的浮标来收集更多的实际观测数据，可以减少数值模型和数据同化技术产生的误差，提高海洋环境预测的准确性和精确度。同时，更充足的数据可以更准确地描述海洋现象(如水团、洋流、海洋锋等)的边界、传播特征和动态变化机制。因此，如何实现浮标的精准布放，实现浮标监测空间效率的最大化显得尤为重要。
目前我国的浮标布放现状是以小型单锚系浮标布放为主，针对大型十米浮标的布放均以单锚型式布放，三锚系大型浮标布放涉及浮标标体与三个辅助浮筒的协同运动、三锚的精准定位等技术难题，整体施工布放难度增大，作业困难。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种海洋浮标布放作业的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：浮标岸上预装，在码头，浮标下水前将第一、第二以及第三辅助锚链的一端与浮标系泊点连接好，三根辅助锚链另一端固定在浮标的甲板系缆桩上；
步骤二：出航前将浮标吊放下水，并使用拖带缆绳与船舶进行连接，第一辅助浮筒通过第一锚链和第一霍尔锚放置于船上甲板固定好，以确保航行安全；
步骤三：将第一霍尔锚挂靠在船舷边临时固定，使用A型架将第一辅助浮筒投放下水，松开浮标拖缆，使第一辅助浮筒处于自由漂泊状态；
步骤四：利用船上绞盘缓慢释放第一锚链，浮标向船后漂移，保持第一锚链处于舒展状态；
步骤五：第一锚链受力吃紧后，将第一霍尔锚投放下水；
步骤六：确定浮标坐标位置信息；
步骤七：完成第一套锚泊系统投放，根据第一霍尔锚投放点的实际位置坐标修定第二霍尔锚投放点的位置坐标；
步骤八：船舶重新起锚，移位至浮标下端位置，船尾顶流靠泊浮标；
步骤九：在船上连接第二锚链和第二霍尔锚及第二辅助浮筒；
步骤十：将浮标上的第二辅助锚链牵引至船上，与第二辅助浮筒连接，完成连接后，使用A型架将第二辅助浮筒投放下水，第二霍尔锚挂靠船舷边临时固定；
步骤十一：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第二锚链，至修定后的第二霍尔锚投放点位置坐标，将第二霍尔锚投放下水；
步骤十二：同时使用船舶GPS定位系统记录第二个霍尔锚的投放坐标位置信息；
步骤十三：完成第二套锚泊系统投放，根据第一、二霍尔锚的投放点实际位置坐标修定第三霍尔锚的投放点位置坐标；
步骤十四：船舶重新移位至浮标下端位置，船尾顶流靠泊浮标；
步骤十五：在船上将第三锚链、第三霍尔锚及第三辅助浮筒进行连接；
步骤十六：将浮标上的第三辅助锚链牵引至船上，与第三辅助浮筒连接，完成连接后，使用A型架将第三辅助浮筒投放下水，第三霍尔锚挂靠船舷边临时固定；
步骤十七：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第三锚链，至修定后的第三霍尔锚投放点位置坐标，将第三霍尔锚投放下水；
步骤十八：同时使用船舶GPS定位系统记录第三霍尔锚的投放坐标位置信息；
步骤十九：完成第三套锚泊系统投放，实现三锚系大型海洋浮标的海上布放工作，返航。
作为本发明的一种三锚系大型海洋浮标布放施工方法优选技术方案，施工过程中需要对第二和第三霍尔锚的布放位点进行修正，具体包括以下步骤：
步骤一：预先设定点位，在船舶电子海图设备上输入预先设计好的三个霍尔锚的投放点；
步骤二：海洋水深以及洋流监测，重新确定海洋浮标点位；
步骤三：在海图设备上重新标注点位；
步骤四：将浮标点位输入至计算流体力学软件ORCAFLEX中，计算得到海洋浮标预测轨迹，基于海洋浮标运动轨迹得到修正后的第二和第三霍尔锚的布放点位位置。
作为本发明的一种三锚系大型海洋浮标布放施工方法优选技术方案，三个点位呈三角形分布。
作为本发明的一种海洋牧场布点勘测的施工方法优选技术方案，监测的海洋深度和洋流建立三维坐标，用来对浮标位置监测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法可有效地实现三锚系大型浮标的精准定位和布放，既适用于湾区、近海区域的站位选址计算，也适用于深远海区的站位选址计算；具有智能性，步骤十到步骤十二采用智能布放方式，使用船舶GPS定位系统，使得定位更加精准。本发明方法借助流体力学软件ORCAFLEX自动解算浮标布放位置、无需人工介入，并可对三个霍尔锚的布点坐标进行构建，提高了三锚系浮标施工的精度。
附图说明
图1为一种三锚系大型海洋浮标结构示意图；
图2为第一套锚泊系统投放完成的状态示意图；
图3为第二套锚泊系统投放完成的状态示意图；
其中，1为浮标，2为第一辅助浮筒，3为第二辅助浮筒，4为第三辅助浮筒，5为第一辅助锚链，6为第二辅助锚链，7为第三辅助锚链，8为第一霍尔锚，9为第二霍尔锚，10为第三霍尔锚。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例
本发明提供的技术方案为：一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法，在布放前需对霍尔锚的布放点位进行修正，包括以下步骤：
1)预先设定海洋浮标点位，并在船舶电子海图设备上输入预先设定好的海洋浮标点位对应的三个霍尔锚的投放点；
2)进行海洋深度以及洋流监测，基于监测的海洋深度以及洋流建立三维坐标，基于建立的三维坐标重新确定海洋浮标点位；
3)在海图设备上重新标注步骤2)中修正后的浮标点位坐标；
4)将修正后的浮标点位输入至计算流体力学软件ORCAFLEX中，计算得到海洋浮标的运动轨迹，基于海洋浮标运动轨迹得到修正后的第二和第三霍尔锚的布放点位位置。
基于上述步骤可有效地实现三锚系大型浮标的精准定位和布放，既适用于湾区、近海区域的站位选址计算，也适用于深远海区的站位选址计算；借助流体力学软件ORCAFLEX能够自动解算浮标布放位置、无需人工介入，并可对三个霍尔锚的布点坐标进行构建，提高了三锚系浮标施工的精度。
具体的，三个点位呈三角形分布。
具体的，监测的海洋水深和洋流建立三维坐标，用来对浮标位置监测。
一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法优选技术方案，包括以下步骤：
步骤一：在浮标1下水前将第一、第二以及第三辅助锚链5、6和7的一端与浮标1系泊点连接好，三根辅助锚链的另一端固定在浮标1的系缆桩上；
步骤二：将浮标1吊放下水，并使用拖带缆绳与船舶进行连接，第一辅助浮筒2通过第一锚链和第一霍尔锚8连接并放置于甲板固定好，以确保航行安全；
步骤三：将第一霍尔锚8挂靠在船舷边临时固定，使用A型架将第一辅助浮筒2投放下水，松开浮标1拖缆，使第一辅助浮筒2处于自由漂泊状态；
步骤四：利用船上绞盘缓慢释放第一锚链，浮标1向船后漂移，保持第一锚链处于舒展状态；
步骤五：第一锚链受力吃紧后，将第一霍尔锚8投放下水；
步骤六：确定浮标1的坐标位置信息；
步骤七：完成第一套锚泊系统投放，根据第一霍尔锚8投放点的实际位置坐标修正第二个霍尔锚投放点的位置坐标；
步骤八：船舶重新起锚，移位至浮标1下端位置，船尾顶流靠泊浮标1；
步骤九：在船上连接第二锚链和第二霍尔锚9及第二辅助浮筒3；
步骤十：将浮标1上的第二辅助锚链6牵引至船上，与第二辅助浮筒3连接，完成连接后，使用A型架将第二辅助浮筒3投放下水，第二霍尔锚9挂靠船舷边临时固定；
步骤十一：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第二锚链，至修正后的第二霍尔锚9投放点位置坐标，将第二霍尔锚9投放下水；
步骤十二：同时使用船舶GPS定位系统记录第二霍尔锚9的投放坐标位置信息；
步骤十三：完成第二套锚泊系统投放，根据第一、二霍尔锚投放点实际位置坐标修正第三霍尔锚10的投放点位置坐标；
步骤十四：船舶重新移位至浮标1下端位置，船尾顶流靠泊浮标1；
步骤十五：在船上将第三锚链、第三霍尔锚10及第三辅助浮筒4进行连接；
步骤十六：将浮标1上的第三辅助锚链7牵引至船上，与第三辅助浮筒4连接，完成连接后，使用A型架将第三辅助浮筒4投放下水，第三霍尔锚10挂靠船舷边临时固定；
步骤十七：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第三锚链，至修正后的第三霍尔锚10投放点位置坐标，将第三霍尔锚10投放下水；
步骤十八：同时使用船舶GPS定位系统记录第三霍尔锚10的投放坐标位置信息；
步骤十九：完成第三套锚泊系统投放，实现三锚系大型海洋浮标1的海上布放工作，返航。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在浮标下水前将第一、第二以及第三辅助锚链的一端与浮标系泊点连接好，三根辅助锚链的另一端固定在浮标的系缆桩上；
步骤二：将浮标吊放下水，并使用拖带缆绳与船舶进行连接，第一辅助浮筒通过第一锚链和第一霍尔锚连接并放置于甲板固定好，以确保航行安全；
步骤三：将第一霍尔锚挂靠在船舷边临时固定，使用A型架将第一辅助浮筒投放下水，松开浮标拖缆，使第一辅助浮筒处于自由漂泊状态；
步骤四：利用船上绞盘缓慢释放第一锚链，浮标向船后漂移，保持第一锚链处于舒展状态；
步骤五：第一锚链受力吃紧后，将第一霍尔锚投放下水；
步骤六：确定浮标的坐标位置信息；
步骤七：完成第一套锚泊系统投放，根据第一霍尔锚投放点的实际位置坐标修正第二个霍尔锚投放点的位置坐标；
步骤八：船舶重新起锚，移位至浮标下端位置，船尾顶流靠泊浮标；
步骤九：在船上连接第二锚链和第二霍尔锚及第二辅助浮筒；
步骤十：将浮标上的第二辅助锚链牵引至船上，与第二辅助浮筒连接，完成连接后，使用A型架将第二辅助浮筒投放下水，第二霍尔锚挂靠船舷边临时固定；
步骤十一：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第二锚链，至修正后的第二霍尔锚投放点位置坐标，将第二霍尔锚投放下水；
步骤十二：同时使用船舶GPS定位系统记录第二霍尔锚的投放坐标位置信息；
步骤十三：完成第二套锚泊系统投放，根据第一、二霍尔锚投放点实际位置坐标修正第三霍尔锚的投放点位置坐标；
步骤十四：船舶重新移位至浮标下端位置，船尾顶流靠泊浮标；
步骤十五：在船上将第三锚链、第三霍尔锚及第三辅助浮筒进行连接；
步骤十六：将浮标上的第三辅助锚链牵引至船上，与第三辅助浮筒连接，完成连接后，使用A型架将第三辅助浮筒投放下水，第三霍尔锚挂靠船舷边临时固定；
步骤十七：船舶一边移位一边利用船上绞盘缓慢释放第三锚链，至修正后的第三霍尔锚投放点位置坐标，将第三霍尔锚投放下水；
步骤十八：同时使用船舶GPS定位系统记录第三霍尔锚的投放坐标位置信息；
步骤十九：完成第三套锚泊系统投放，实现三锚系大型海洋浮标的海上布放工作，返航。
2.根据权利要求1所述的一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法，其特征在于，施工前需要对第二和第三霍尔锚的布放位点进行修正，具体方法如下：
1）预先设定海洋浮标点位，并在船舶电子海图设备上输入预先设定好的海洋浮标点位对应的三个霍尔锚的投放点；
2）进行海洋深度以及洋流监测，基于监测的海洋深度以及洋流建立三维坐标，基于建立的三维坐标重新确定海洋浮标点位；
3）在海图设备上重新标注步骤2）中修正后的浮标点位坐标；
4）将修正后的浮标点位输入至计算流体力学软件ORCAFLEX中，计算得到海洋浮标的运动轨迹，基于海洋浮标运动轨迹得到修正后的第二和第三霍尔锚的布放点位位置。
3.根据权利要求1所述的一种三锚系大型海洋浮标布放作业的施工方法，其特征在于，三个霍尔锚的投放点呈三角形分布。
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Address after: 572000 area C310, 3rd floor, yazhouwan science and Technology City, Yazhou District, Sanya City, Hainan Province Applicant after: Hainan Research Institute of Zhejiang University Applicant after: GUANGZHOU RUIHAI OCEAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 572000 area C310, 3rd floor, yazhouwan science and Technology City, Yazhou District, Sanya City, Hainan Province Applicant before: Research Institute of Hainan Zhejiang University Applicant before: GUANGZHOU RUIHAI OCEAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |