CN210119842U - 水下入侵报警拦阻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下入侵报警拦阻系统，包括：阻拦网体单元，其包括相互连接的多个第一网片；应急出入单元，其包括浮标、控制单元、升降装置和第二网片，所述升降装置与所述第二网片连接，所述控制单元通过控制所述升降装置来升降所述第二网片；报警定位单元，其包括远程主监测单元和设置于所述阻拦网体上的多个子监测单元，每个子监测单元与至少一个所述第一网片的信号线电连接，所述子监测单元监测所述信号线上的电压变化，并将监测信息传送至所述远程主监测单元；系泊单元，其包括浮力单元和配重单元。本申请提供的系统，可有效拦截、迟滞水下目标入侵，能够实时报警和精确定位，能够抵御恶劣海况，能实现执法船只快速进出封控海域。

Description

水下入侵报警拦阻系统

技术领域

本实用新型涉及电子拦阻技术领域，特别涉及一种水下入侵报警拦阻系统。

背景技术

随着海上安全形式日趋严峻，濒海港口、航道、岛礁、海上作业平台、特殊军事用海等民用、军用设施的水下警戒防护显得尤为重要。

目前采用水上水下电子拦阻系统来保证海上重要目标的安全，但现有拦阻系统由于自身设计缺陷，遭遇恶劣海况时易丧失防护功效，导致系统可靠性较低、虚警率较高，而且现有系统不具备防破拆功能，不能有效迟滞蛙人入侵，未预设应急出入通道，难以对防护区域内可疑目标进行及时的研判、处置。

鉴于此，如何开发出一种耐剪切、防破拆、能够在恶劣海况下稳定工作且设有应急出入通道的水下入侵报警拦阻系统是亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种水下入侵报警拦阻系统，能够有效拦截、迟滞水下目标入侵，能够实时报警和精确定位，能够抵御恶劣海况，能实现执法船只快速进出封控海域。

本实用新型提供一种水下入侵报警拦阻系统，包括：

阻拦网体单元，其包括相互连接的多个第一网片，每个所述第一网片的信号线与报警定位单元电连接；

应急出入单元，其包括浮标、控制单元、升降装置和第二网片，所述浮标用来标识应急出入通道的位置，所述升降装置与所述第二网片连接，所述控制单元通过控制所述升降装置来升降所述第二网片；

报警定位单元，其包括远程主监测单元和设置于所述阻拦网体单元上的多个子监测单元，每个子监测单元与至少一个所述第一网片的信号线电连接，所述子监测单元监测所述信号线上的电压变化，并将监测信息传送至所述远程主监测单元；

系泊单元，其包括连接于所述阻拦网体单元上部的浮力单元，以及连接于所述阻拦网体单元下部的配重单元。

进一步的，所述第一网片包括上网纲，下网纲，布设在所述上、下网纲之间的网绳，以及至少一个连接上、下网纲的加强筋。

进一步的，所述应急出入单元还包括成像声纳，其用于实时监测通过所述应急出入单元的水下目标。

进一步的，所述浮力单元通过缆绳与所述上网纲连接，所述配重单元与所述下网纲固定连接。

进一步的，所述系泊单元还包括位于所述阻拦网体单元两侧的固定桩，所述固定桩通过缆绳与所述上网纲和下网纲固定连接。

进一步的，所述子监测单元包括水密壳体，该水密壳体内部设置有电源模块和控制器，所述多个子监测单元之间及所述子监测单元与所述远程主监测单元之间通过水密线缆连接。

进一步的，所述浮力单元为浮球，所述配重单元为锚链。

进一步的，所述升降装置为气囊，所述控制单元通过控制所述气囊的充放气来控制所述第二网片的升降。

进一步的，所述升降装置为电机，所述控制单元通过控制所述电机的转动来控制所述第二网片的升降。

进一步的，所述控制单元设置于所述浮标内部。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案，设置阻拦网体单元具备耐剪切、防破拆功能，可有效拦截水下蛙人、水下潜航器、仿生机器鱼等目标的入侵；通过在阻拦网体单元设置应急出入单元，可供执法船只快速进出封控海域进行目标研判和处置；在阻拦网体上设置报警定位单元，通过子监测单元监测信号线的电压并传递给主监测单元，能实现实时报警和精确定位；还在阻拦网体上设置系泊单元，能更好地保证系统自身的安全性和稳定性。

示例地，系泊单元设置固定桩以使网体牢牢固定于海底，能更好地抵御风暴潮等恶劣海况，从而提高阻拦系统生存能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的水下入侵报警拦阻系统的系统组成框图；

图2为本实用新型实施例提供的水下入侵报警拦阻系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的阻拦网体单元第一网片结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的应急出入单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的报警定位单元的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的系泊单元的结构示意图；

附图标记：第一网片1、上网纲2、下网纲3、加强筋4、浮标5、控制单元6、升降装置7、第二网片8、成像声纳9、子监测单元10、远程主监测单元11、水密线缆12、水密壳体13、电源模块14、控制器15、显控软件16、浮力单元17、配重单元18、固定桩19、缆绳20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

目前，现有的水上水下电子拦阻系统包括水上阻拦装置、水下阻拦装置、监控控制装置及集控中心，水上阻拦装置支撑结构为浮力支架，水上防护网通过插接的方式与浮力支架连接，且水下阻拦装置是通过绳索与锚钩将其固定于海底的，遭遇风暴潮等恶劣海况时易倾倒、破损、走锚，系统生存能力极低；再者，监控控制装置仅是由简单的检测电路连接而成，易出现安全故障问题；另外，现有系统未预设应急出入通道，无法实现对封控海域内可疑目标进行研判和处置。

基于此，本申请提出了一种水下入侵报警拦阻系统，可以解决上述问题。参考图1和图2，本系统包括阻拦网体单元、应急出入单元、报警定位单元及系泊单元，具体的：

阻拦网体单元，其包括相互连接的多个第一网片1，每个第一网片1的信号线与报警定位单元电连接，第一网片如图3所示；

优选的，第一网片是由一根内置信号线的高分子复合网绳编制而成，网绳主要包括信号线、加强筋、绝缘层和保护层，具有柔性好、耐剪切、防附着和耐腐蚀的特性，相比现有技术中采用带防水绝缘层的金属导线外裹高分子复合材料的网绳，此处的加强筋在水下使用时更能抗折弯、抗拉伸和抗破断，能够有效拦截、迟滞水下目标进入防护海域。需要说明的是，第一网片的信号线，也可以存在于第一网片外部；这里的网绳也可以替换为内嵌信号线的锦纶、迪尼玛等材质。

另外，第一网片由于内嵌信号线可实现电信号传输，其与报警定位单元电连接，当网绳破断时，报警定位单元能够监测到第一网片电压的变化，进而实现报警。

应急出入单元，如图4所示，其包括浮标5、控制单元6、升降装置7和第二网片8，所述浮标5用来标识应急出入通道的位置，所述升降装置7与所述第二网片8连接，所述控制单元6通过控制所述升降装置7来升降所述第二网片8；应急出入单元设置于阻拦网体单元的特定区域，当网绳破断发生报警时，控制单元控制升降装置开启应急出入单元，执法船只快速进入封控区域进行研判和处置，进而保证海上重点目标安全；

优选的，这里的第二网片是由多个第一网片连接而成的，以实现对第二网片是否破断进行监测，从经济角度考虑，也可以是其它不含信号线的网片连接构成。

优选的，用于标识第二网片的浮标为两个，分别位于应急出入通道的两侧。

优选的，控制单元设置于浮标内部，也可以单独设置；控制单元内部设置有可以控制升降装置运作的控制器，本实施例优选的采用可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)实现监测阻拦网体内电信号并报警，当然也可以采用单片机、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)和先进的RISC处理器(AdvancedRISC Machines，简称ARM)等。

具体的，可编程逻辑控制器(PLC)是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，其实质是一种专用于工业控制的计算机。PLC硬件结构基本上与微型计算机相同，由电源、中央处理单元、存储器、输入单元、输出单元组成。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期，在整个运行期间，PLC 的中央处理单元以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC具有可靠性高、编程容易、组态灵活、安装方便、运行速度快等功能特点。

报警定位单元，如图5所示，其包括远程主监测单元11和设置于所述阻拦网体单元上的多个子监测单元10，每个子监测单元10与至少一个所述第一网片1的信号线电连接，所述子监测单元10监测所述信号线上的电压变化，并将监测信息传送至所述远程主监测单元11；

需要说明的是，每个子监测单元可以同时监测多个第一网片的电压信息；每一个第一网片都有对应的编号，所述监测信息除了电压信息外，还包括对应第一网片所在的编号，这样就可以精准定位到破断网片的位置；远程主监测单元和子监测单元内部均设有可以监测信号线电压变化的控制器，本实施例优选的采用PLC。

报警定位单元还包括显控软件16，显控软件16安装于监控室的电脑上，当子监测单元将信号线上的电压变化信息传递到远程主监测单元后，远程主监测单元对信息进行汇总和分析，再传递到监控室电脑上，通过显控软件展示阻拦网体的实时动态并对破断网片进行精确定位及报警；与现有技术采用简单的检测电路进行检测控制相比，此报警定位单元稳定可靠，实际使用中更安全。

系泊单元，如图6所示，其包括连接于所述阻拦网体单元上部的浮力单元17，以及连接于所述阻拦网体单元下部的配重单元18，浮力单元17间隔一定距离通过缆绳20与阻拦网体上网纲2固定连接，为阻拦网体提供浮力，配重单元18与阻拦网体下网纲3固定连接，可确保阻拦网体展布到海底，至此形成水面至海底的全封闭防护。优选的，浮力单元为浮球，配重单元为锚链，当然浮力单元也可为其它具有浮力的装置。

本实施例提供的水下入侵报警拦阻系统，设置阻拦网体单元具备耐剪切、防破拆功能，可有效拦截水下蛙人、水下潜航器、仿生机器鱼等目标的入侵；通过在阻拦网体单元设置应急出入单元，可供执法船只快速进出封控区域以进行目标研判和处置；在阻拦网体上设置报警定位单元，通过子监测单元监测信号线的电压并传递给主监测单元，能实现实时报警和精确定位；在阻拦网体上设置系泊单元，能更好地保证自身系统的安全性和稳定性。

进一步的，如图3所示，所述第一网片包括上网纲2，下网纲3，布设在所述上、下网纲之间的网绳，以及至少一个连接上、下网纲的加强筋4。

具体的，第一网片的数量由具体防护范围决定，网绳的网孔大小视具体防护需求而定；每个网片作为独立的监测单元，其监测单元尺寸的大小决定了报警定位的精度，监测单元的长度和高度越小，定位精度越高，具体根据防护需求而定。

优选的，上网纲和下网纲作为网片的支撑和固定结构，均采用直径32mm的高分子强力绳；每个第一网片上的加强筋可以是多个，优选的，采用直径16mm的高分子强力绳，加强筋高度小于网体高度，纵向连接上下网纲，可以有效避免网绳受力过大，增强阻拦网体单元的防冲撞能力。

进一步的，如图4所示，所述应急出入单元还包括成像声纳9，其用于实时监测通过所述应急出入单元的水下目标。当应急出入单元启动时，升降装置带动第二网片沉到海底，在执法船只快速通过应急出入通道过程中，在应急出入口处布放成像声纳，可持续监测水下有无目标借机通过。

进一步的，如图6所示，所述系泊单元还包括位于所述阻拦网体单元两侧的固定桩19，所述固定桩19通过缆绳20与所述上网纲2和下网纲3固定连接。

具体的，在阻拦网体单元的两侧均设置一排固定桩，分别采用缆绳与阻拦网体的上网纲和下网纲固定连接，形成三角式固定，保证了阻拦系统自身具备较强生存能力，可以抵御风暴潮等恶劣海况，同时，确保了阻拦网体在水中的位置和姿态，充分发挥系统效能。

优选的，这里的缆绳为高分子缆绳，强度高、耐磨损，耐腐蚀。

优选的，这里的固定桩为钢管桩，可保证系统自身安全稳定；在海况良好的海域，可以选择波尔锚、海军锚、沉块等，在保障系统安全稳定的前提下，实现快速布放即可。

进一步的，如图5所示，所述子监测单元10包括水密壳体13，该水密壳体13内部设置有电源模块14和控制器15，所述多个子监测单元10之间及所述子监测单元10与所述远程主监测单元11之间通过水密线缆12连接。

具体的，电源模块为控制器和第一网片进行供电；水密壳体的进出口接头均经过水密设计，能确保壳体内部不浸水，能保证电源模块和控制器正常工作；采用水密线缆连接各个水密壳体及远程主监测单元，能实现电力、通信的传输，且水密线缆采用纵向水密形式，具有较好的弯曲性能和耐侧压性能。

需要说明的是，远程主监测单元内部也设置有电源模块和控制器，其中，电源模块可实现远距离传输的供电，这里的控制器与上述子监测单元中的控制器之间采用CANopen线缆进行通信传输，优选的，CANopen线缆存在于水密线缆中。具体的，CANopen是一种架构在控制局域网路(Controller Area Network,CAN)上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定，常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

为了更进一步的理解本申请提供的水下入侵报警拦阻系统，现以一个重要海域水下建立的集拦截、定位和报警为一体的水下入侵报警拦阻系统为例进行说明。

如图2所示，该系统包括阻拦网体单元、应急出入单元、报警定位单元及系泊单元，具体的：

阻拦网体单元，其包括相互连接的多个第一网片1，每个第一网片1的信号线与报警定位单元电连接；

应急出入单元，如图4所示，其包括浮标5、控制单元6、升降装置7和第二网片8，所述浮标5用来标识应急出入通道的位置，所述升降装置7与所述第二网片8连接，所述控制单元6通过控制所述升降装置7来升降所述第二网片8；

其中，在本实施例中，应急出入单元被称为启闭单元，浮标为浮箱结构，控制单元为控制箱结构，升降装置为气囊，启闭单元采用两个浮箱标识启闭单元所在位置，其中一个浮箱内安装有控制单元，即控制箱，控制箱内搭载有电源、PLC从站、充气泵、吸气泵、空压开关、电磁阀和软管等；气囊底部设置锚链作为配重，同时与第二网片通过高分子缆绳连接固定，控制箱控制气囊的充气上浮、吸气下沉，从而带动第二网片升降以实现启闭单元的启闭功能。当网绳破断发生报警时，控制箱控制气囊开启启闭单元，执法船只快速进入封控区域进行目标研判和处置，同时在启闭单元处布设成像声纳，可实时监测有无水下目标借机通过。

在另一种实施例中，与上述实施例不同的是，升降装置为电机，电机牵引第二网片实现升降，从而达到应急出入通道的启闭功能，电机和控制单元均可安装在浮箱内，也可安装在其它可以安装的位置上，视具体要求而定。需要说明的是，本实施例中与上述实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照上述实施例中的描述，此处不再赘述。

报警定位单元，如图5所示，其包括远程主监测单元11和设置于所述阻拦网体单元上的多个子监测单元10，每个子监测单元10与至少一个所述第一网片1的信号线电连接，所述子监测单元10监测所述信号线上的电压变化，并将监测信息传送至所述远程主监测单元11；所述子监测单元10包括水密壳体13，该水密壳体13内部设置有电源模块14和控制器15，所述多个子监测单元10之间及所述子监测单元 10与所述远程主监测单元11之间通过所述水密线缆12连接；

其中，在本实施例中，远程主监测单元为岸端控制箱，子监测单元为水密罐，水密壳体为水密罐体，其采用不锈钢冲压制作而成；水密罐体内的控制器为PLC从站，岸端控制箱内的控制器为PLC主站；水密罐体中的电源模块通过水密线缆将375V直流电转换为24V直流电，以供给PLC从站和第一网片；PLC从站实时监测第一网片信号线上的电压值，当网绳破断时，电压值出现变化，PLC从站监测到异常，并将监测信息传递给岸端控制箱中的PLC主站，一个PLC从站可同时监测多个第一网片，视具体实际需求而定；岸端控制箱内的电源模块将220V交流电转换为375V直流电，可实现远距离电流的输送；显控软件安装于监控席位电脑上，可实时显示阻拦网系统的状态和报警信息，并可通过界面操作实现启闭单元的启闭功能。

系泊单元，如图6所示，其包括连接于所述阻拦网体单元上部的浮力单元17，以及连接于所述阻拦网体单元下部的配重单元18；所述系泊单元还包括位于所述阻拦网体单元两侧的固定桩19，所述固定桩 19通过缆绳20与所述上网纲2和下网纲3固定连接；

其中，在本实施例中，浮力单元采用的浮球，配重单元采用锚链，固定桩采用钢管桩，第二网片采用多个第一网片连接，第二网片底部的下网纲上也设有锚链，第二网片底部两侧与第一网片相接触部分也有通过缆绳连接，起到进一步固定第二网体的作用；钢管桩设置在阻拦网体单元布放位置的两侧，各打一排，钢管桩高出海底50cm，分别用高分子缆绳与网体的上、下网纲固定连接，形成三角式固定，以顺利抵御恶劣海况和大型漂浮物的冲撞，确保阻拦网体在水中的展布姿态，系统更加稳定、可靠。

需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，包括：

阻拦网体单元，其包括相互连接的多个第一网片，每个所述第一网片的信号线与报警定位单元电连接；

应急出入单元，其包括浮标、控制单元、升降装置和第二网片，所述浮标用来标识应急出入通道位置，所述升降装置与所述第二网片连接，所述控制单元通过控制所述升降装置来升降所述第二网片；

报警定位单元，其包括远程主监测单元和设置于所述阻拦网体单元上的多个子监测单元，每个子监测单元与至少一个所述第一网片的信号线电连接，所述子监测单元监测所述信号线上的电压变化，并将监测信息传送至所述远程主监测单元；

系泊单元，其包括连接于所述阻拦网体单元上部的浮力单元，以及连接于所述阻拦网体单元下部的配重单元。

2.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述第一网片包括上网纲，下网纲，布设在所述上、下网纲之间的网绳，以及至少一个连接上、下网纲的加强筋。

3.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述应急出入单元还包括成像声纳，其用于实时监测通过所述应急出入单元的水下目标。

4.根据权利要求2所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述浮力单元通过缆绳与所述上网纲连接，所述配重单元与所述下网纲固定连接。

5.根据权利要求4所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述系泊单元还包括位于所述阻拦网体单元两侧的固定桩，所述固定桩通过缆绳与所述上网纲和下网纲固定连接。

6.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述子监测单元包括水密壳体，该水密壳体内部设置有电源模块和控制器，所述多个子监测单元之间及所述子监测单元与所述远程主监测单元之间通过水密线缆连接。

7.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述浮力单元为浮球，所述配重单元为锚链。

8.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述升降装置为气囊，所述控制单元通过控制所述气囊的充放气来控制所述第二网片的升降。

9.根据权利要求1所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述升降装置为电机，所述控制单元通过控制所述电机的转动来控制所述第二网片的升降。

10.根据权利要求8或9所述的水下入侵报警拦阻系统，其特征在于，所述控制单元设置于所述浮标内部。

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