游艇码头智能监控方法、系统及设备与流程

本发明涉及码头监控领域。更具体地说，本发明涉及游艇码头智能监控方法、系统及设备。

背景技术：

1、游艇码头是供游艇停泊、上下客及补给的重要水上设施，中小型游艇码头受限于岸线地形和水深条件，多采用浮箱式结构。典型的浮箱式码头由多个浮箱模块通过连接销和缆绳串联而成，浮箱上方承载钢框架铺板形成泊位通道，整体通过定位桩系泊于水面。为适应不规则的岸线轮廓，码头常呈树状布局，即从主通道向两侧伸展出分支泊位，形成辐射状或枝状平面形态。这种树状结构虽然提高了泊位利用率，但也导致码头边缘延伸距离长、受力节点分散，各分支的端部及弯折处直面船只进出时的横向推挤和擦碰，是整个结构中最易受损的部位。

2、浮箱式码头的钢框架和浮箱是维持结构完整性和浮力的核心构件。钢框架通常采用镀锌钢材焊接或栓接而成，长期处于水面潮湿、盐雾侵蚀和干湿交替的恶劣环境中；浮箱多为聚乙烯或混凝土材质，漂浮于水面之下，承受静水压力和船只停靠时的动态载荷。一旦发生游艇撞击，损伤往往集中于钢框架边缘的局部位置，如型材弯曲、焊缝开裂或浮箱连接耳座断裂。这类损伤初期表现极为隐蔽，可能仅表现为漆面裂纹或轻微变形，但若不及时发现，在波浪交变载荷和腐蚀的共同作用下，损伤会快速扩展，最终导致浮箱进水、模块下沉甚至码头局部垮塌，造成严重的安全事故和财产损失。

3、目前，对游艇码头撞击损伤的监测主要依赖人工巡检和电子传感器监测两类手段。人工巡检依靠管理人员沿码头目视检查，巡检频率低、耗时费力，且夜间和恶劣天气下难以实施，对水面以下浮箱和连接件的检查更是几乎无法开展。电子监测手段则尝试在码头上安装振动传感器、加速度计或应变片，实时采集撞击信号并通过有线或无线方式回传。然而，浮箱式码头所在的潮湿盐雾环境对电子元器件的可靠性构成严重挑战，供电线路和通信模块极易因进水、腐蚀而失效，设备故障率高、维护成本大。在供电和通信基础设施薄弱的偏远水域或小型码头，这类电子方案几乎不具备长期运行的经济性和可行性。

4、有游艇码头监测手段面临的核心矛盾在于：一方面，码头边缘结构分布广、受撞击位置具有随机性和隐蔽性，需要一种可覆盖全区域、长期在线或可定期回溯的监测能力；另一方面，水面潮湿环境和供电通信条件的限制，使得依赖电子元器件的有源监测系统难以在此场景下保持高可靠性和低维护成本。因此，亟需一种能够适应潮湿水面环境、无需现场供电和通信设施、可实现对撞击位置的可靠记录与事后定位的监测方法，以弥补现有人工巡检和电子监测手段在浮箱式码头场景中的不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种游艇码头智能监控方法、系统及设备，采用纯机械振动释放构件悬吊光纤于水面，遇撞击后光纤落水、遇水增敏元件产生应变突变信号，通过布里渊光时域分析事后定位受损位置，无需现场供电通信，实现全区域、免维护的码头撞击监测。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种游艇码头智能监控方法，应用于浮箱式码头，包括以下步骤：

3、环绕浮箱式码头的边缘布设一根布里渊传感光纤，在浮箱式码头的钢框架底部间隔设置多个吊挂点，所述吊挂点将所述布里渊传感光纤吊挂于水面之上，在吊挂点处的布里渊传感光纤纤体上设置遇水增敏元件；

4、所述吊挂点采用固定于钢框架的振动释放构件，所述振动释放构件为可在常规状态与释放状态之间切换的机械可复位结构，包括：惯性触发部，用于感知垂直于其所处钢框架边缘的水平加速度；约束释放部，与所述惯性触发部联动，并用于吊挂所述布里渊传感光纤；

5、所述振动释放构件将布里渊传感光纤保持在水面之上，当钢框架承受的水平加速度超过预设阈值时，对应位置的振动释放构件切换至释放状态，将所吊挂的布里渊传感光纤释放至水体中；

6、定期采集所述布里渊传感光纤的应变分布数据，当检测到某区域出现超过设定阈值的应变突变信号时，判定该区域为受冲击位置，并将该位置对应的钢框架作为待检查框架区域。

7、优选的是，所述遇水增敏元件为套设于光纤纤体外周的管状遇水膨胀橡胶，其沿光纤轴向的长度不小于所述布里渊传感光纤所用布里渊光时域分析仪的空间分辨率。

8、优选的是，所述振动释放构件包括：框架体，其上部设有固定筒，所述固定筒下端设有盲孔，所述盲孔的孔壁上设有锁孔，所述锁孔内安装有锁止机构，所述锁止机构能在伸入所述盲孔中的卡嵌位置和缩回所述锁孔内的回收位置之间切换；吊杆，滑动穿设于所述框架体底部设置的托板中，吊杆顶端缩径形成导杆，所述导杆顶端固定有固定锥台，导杆的杆身上穿套有滑动锥台，所述吊杆的底端设有挂环，杆身中部开设有竖向的通槽；曲杆，通过转轴转动连接于所述框架体的侧部，所述曲杆包括立杆和横杆，所述立杆的端部设有配重球，所述横杆的端部抵接于所述吊杆的通槽内，常态下所述配重球位于最高位；常态下，所述锁止机构处于卡嵌位置，卡止于所述固定锥台与所述滑动锥台之间，将所述吊杆锁定于高位，所述挂环将所述布里渊传感光纤吊离水面；当承受的水平加速度超过阈值时，配重球带动曲杆转动，所述横杆向上拨动通槽使吊杆上移，所述滑动锥台将锁止机构顶推至回收位置，所述吊杆在重力作用下整体下落。

9、优选的是，所述锁孔内设有限位台，所述锁止机构包括滑动销，所述滑动销穿设于所述锁孔内，滑动销朝向所述盲孔的端部设有楔块，滑动销的外周套设有限位弹簧，限位弹簧两端分别抵接于限位台和楔块；所述楔块的上表面为平面、下表面为斜面，所述固定锥台与滑动锥台的平面相对设置，常态时，所述楔块的上表面与所述固定锥台的下底面相抵；当吊杆向上顶推时，所述滑动锥台顶推楔块缩回所述锁孔，楔块的楔头抵接于滑动锥台的斜面上，之后固定锥台和滑动锥台整体越过所述楔块并脱出。

10、优选的是，所述框架体的侧部设有两个间隔布置的固定片，所述曲杆通过转轴转动连接于两个所述固定片之间，两个固定片之间还串设有固定销，常态下，所述横杆承托于所述固定销上，使得所述配重球保持于最高位，并限制所述曲杆仅能沿释放方向转动。

11、优选的是，所述遇水增敏元件的外部套设有保护套管，所述保护套管为隔水材料，所述挂环夹持于所述保护套管的外周。

12、优选的是，所述保护套管为塑料波纹管。

13、优选的是，所述振动释放构件两两成组布置，同组的两个振动释放构件的挂环夹持同一段保护套管。

14、另一方面，本发明提供一种游艇码头智能监控系统，用于执行上述的游艇码头智能监控方法，其特征在于，包括：

15、布里渊传感光纤，沿浮箱式码头的边缘布设，其纤体上在吊挂点处设有遇水增敏元件；

16、布里渊光时域分析仪，与所述布里渊传感光纤的端部连接，用于定期采集所述布里渊传感光纤沿线的应变分布数据；

17、数据处理模块，与所述布里渊光时域分析仪连接，用于检测所述应变分布数据中是否出现超过设定阈值的应变突变信号。

18、提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而上述的游艇码头智能监控方法。

19、本发明至少包括以下有益效果：

20、第一，本发明通过纯机械结构的振动释放构件实现撞击感知与光纤释放，整个触发过程无需电力供应和信号传输，彻底解决了现有电子传感器方案在潮湿水面环境下易腐蚀、供电通信困难的固有缺陷，使得系统可在无电力基础设施的偏远水域长期免维护运行。

21、第二，本发明利用遇水增敏元件将撞击事件转化为光纤纤体上的应变突变信号，该信号在撞击发生后持续保持，不随时间衰减，管理人员无需实时在线值守，仅需定期巡检采集一次数据即可回溯该周期内所有受撞击位置，实现了事件的可追溯性，显著降低了人工巡检的频率和漏检风险。

22、第三，本发明通过单根布里渊传感光纤沿码头边缘连续布设，配合间隔设置的吊挂点，即可实现对树状布局码头全区域、全泊位的分布式覆盖，当任意位置发生撞击时，布里渊光时域分析仪可沿光纤精确定位应变突变信号的空间位置，兼顾了大范围覆盖和高精度定位的需求，尤其适用于边缘延伸距离长、受力节点分散的浮箱式码头。

23、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。