激光靠泊系统在电厂码头的应用

徐铭豪

浙江浙能温州发电有限公司 浙江省乐清市 325600

摘要

介绍激光靠泊系统在浙江浙能温州发电有限公司码头船舶靠离泊作业中的应用,为火电厂码头船舶靠离泊作业提供使用经验和技术参考。

关键词: 激光靠泊系统；火电厂；靠系泊

0 引言

老式靠泊仪主要采用声纳、雷达或空气声波测量系统。

声纳靠泊系统由于受换能器束角的限制，在作用距离200米时，其信号易受水面波或底部反射波的影响，同时也易受拖船或主船自身螺旋浆涡流的干扰。因此，系统的测量精度及动态反应速度均受到影响。

雷达靠泊系统由于易受障碍物及雨、雪等气象因素的影响，其精度及有效作用距离均受到限制。只有在作用距离较近（如50米）时，其精度才好于声呐系统，但还是无法获得理想的应用效果。

空气声波靠泊系统在理想状态下有效作用距离最大仅为100m。在有风的条件下，其有效作用距离、稳定性及精度等都将明显下降，另外其动态反应缓慢，因而这种系统的应用效果有局限性。

然而，自从1989年激光技术应用于靠泊系统后，其应用效果取得了突破性进展，在有效距离、精度、适应能力以及安全性等都得到很大提高。现就浙江浙能温州发电有限公司的船舶激光靠泊系统的构成和使用效果做如下介绍。

1 系统介绍

1.1 系统构成

激光靠泊系统由激光测距系统、气象测量系统、数据交换处理系统、用户信息显示系统组成。

温电现有码头总长为434米，有效靠泊长度为353米，分一二期码头，其中一期为170米，二期为183米。在煤码头前沿装设二套激光测距装置，每套不少于2个激光传感器。激光测距系统是整个靠泊系统的重要部分，其中激光传感器是激光测距系统的核心部件。

该激光传感器采用美国激光技术，其速度精度为±0.1cm/s，距离精度为±0.02%。激光类型为红外线，安全等级为1级，测量间隔为0.2s，测距距离500米。激光传感器MTBF为100000小时，其外壳材质、安装基座材质不低于不锈钢316级。且激光传感器防护等级达到IP66，安装箱防护等级达到IP67。

一二期码头各装测距测量显示系统，数据交流系统为公用系统。显示屏立柱采用钢制柱形结构，立柱设置带有防护的钢爬梯通至显示屏维修平台。整个显示屏垂直安装，并采用预埋地脚螺栓连接，同时配有钢丝绳斜拉固定，能够承受各个方向风速为55米/秒的风或飓风。其安装角度为25度（与靠泊线夹角），引航员的视线能够清晰看见靠泊全过程的数据信息。

显示屏采用超高亮度LED，分别以数字形式显示船头船尾的速度和距离，用于速度警示的两组信号灯分别代表船头和船尾的速度状态：绿色为安全速度；黄色为警告速度；红色为危险速度；屏上的箭头用来显示速度趋势，向上表示速度加快，向下表示速度减慢；速度极限值可通过控制电脑的设置菜单来设置调整。屏上的信息在普通天气条件下无论白天阳光直射还是夜间在500米远处裸眼均可清晰看见。显示器MTBF为120000小时，防护等级为 IP68。

1.2 系统原理

船舶在靠岸过程中，系统前端利用安装在码头上的二个平行相距一定距离的激光探头，探测船舶上二点的离岸距离，根据一定时间间隔的不同距离，折算出速度；根据二点的距离计算出船舶与码头的角度，同时监测风速风向、等环境数据，利用计算机技术，监控船舶的靠泊速度，记录船舶靠泊码头的过程，并将靠泊速度和船舶靠泊角度信号传输到设置在码头上的大型显示屏和引航员随身携带的无线便携式显示器上。一旦速度与角度大于设置限位，系统显示报警并能显示在室外大屏及无线便携式显示器上。

当船舶安全靠泊后，系统的任务就转为漂移 及护舷形变的记录及监视报警。系统将连续对各护舷的受力及形变情况进行统计，同时对船舶的漂移进行监视。当有关数据达到或超出预先设定的临界值时，系统将自动报警。此外，系统还可通过外部传感器对每根缆绳的受力等进行监视报警。

2 使用效果

未安装激光靠泊系统的码头，其靠泊作业往往凭经验，未能准确获知靠泊速度，因此码头设施尤其是护舷损坏屡见不鲜。安装激光靠泊系统后，船舶进港、靠泊、系泊状态等图形数据可直视、直读，这将有助于靠系泊及装卸作业安全可靠，事故概率显著降低，码头设施、尤其是护舷使用状况良好，维护工作量减少，耐久性延长。

参考文献

1. 陈航.激光靠泊技术研究与工程实现 [D].大连：大连理工大学,2005：3-5

2. 刘洋.大型船舶辅助靠泊仪的研究 [D].厦门：集美大学,2011:27-30