港口技術(shù)研究前沿

當(dāng)前1頁，總共74頁。主講內(nèi)容一、港口裝卸關(guān)鍵裝備的研究前沿二、大型港口機械防風(fēng)安全性能與試驗研究三、港口機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)四、“智慧港口”解決方案五、港口節(jié)能技術(shù)

當(dāng)前2頁，總共74頁。全場自動化調(diào)度（1）集裝箱港口生產(chǎn)過程自動化德國漢堡哈拉港實現(xiàn)自動化裝卸船、自動化運輸、自動化堆放的聯(lián)調(diào)與控制；系統(tǒng)特點:

高、低軌道龍門吊（RMG）＋自動導(dǎo)向小車（AGV）一、港口裝卸技術(shù)高低RMG3當(dāng)前3頁，總共74頁。ECT碼頭（荷蘭）4當(dāng)前4頁，總共74頁。在外高橋二期碼頭，建造一個世界一流的全自動、無人化集裝箱智能化空箱堆場。自動化無人堆場規(guī)模：

占地面積：263.85m×245.24m＝64506㎡堆場垛數(shù)：五條自動化堆垛；一期建設(shè)2條；二期建設(shè)3條。生產(chǎn)能力：一期64.7萬標(biāo)箱（年通過）；二期70.96萬標(biāo)箱。作業(yè)效率：比目前堆高機作業(yè)能力提高20％以上。我國自動化無人堆場系統(tǒng)與自動化裝卸技術(shù)當(dāng)前5頁，總共74頁。五個自動堆跺，每跺配備1臺高架RMG，用于自動堆?。欢褕鰞啥烁髋渲?個低架RMG，用于集卡裝卸；高架RMG中轉(zhuǎn)平臺中轉(zhuǎn)平臺低架RMG低架RMG運動方向集卡車道集卡車道高架RMG運動方向智能道口我國自動化無人堆場系統(tǒng)與自動化裝卸技術(shù)當(dāng)前6頁，總共74頁。低架RMG：負(fù)責(zé)集裝箱從集卡與中轉(zhuǎn)平臺間的吊運；高架RMG：將兩端中轉(zhuǎn)平臺上的集裝箱吊起自動堆放。低架RMG＋固定轉(zhuǎn)接平臺＋高架RMG工藝我國自動化無人堆場系統(tǒng)與自動化裝卸技術(shù)當(dāng)前7頁，總共74頁。我國自動化無人堆場系統(tǒng)與自動化裝卸技術(shù)自動化堆場工藝方案特點:將垂直作業(yè)與水平作業(yè)分開，集卡不進(jìn)入堆放區(qū)，堆場人機分開，高效、安全；將集卡裝卸作業(yè)（低架RMG）與堆場作業(yè)（高架RMG）過程分開，解決集卡裝卸定位的對準(zhǔn)效率；利用中轉(zhuǎn)平臺，解決水平運輸作業(yè)與垂直堆場作業(yè)的生產(chǎn)能力平衡問題。當(dāng)前8頁，總共74頁。我國自動化無人堆場系統(tǒng)與自動化裝卸技術(shù)大跨度：研制出軌距42米、高度23米的大型剛性軌吊；高效率：雙小車全自動控制、高效吊裝；小車速度可達(dá)85米/分，大車速度可達(dá)150米/分。各項參數(shù)均為世界領(lǐng)先

當(dāng)前9頁，總共74頁。

近十年來中國沿海港口集裝箱吞吐量增長率一直保持在30%左右。隨著經(jīng)濟全球化的步伐進(jìn)一步加快，國際貿(mào)易快速發(fā)展，集裝箱運輸以其高效、便捷、安全的特點成為交通運輸現(xiàn)代化的重要形式。在發(fā)展的過程中，廣大客戶也對集裝箱物流提出了新的需求。（2）集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前10頁，總共74頁。

物流作為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要組成部分，各行各業(yè)對降低物流成本，提高物流的透明度提出了更高的要求。然而，目前的集裝箱物流過程中集裝箱自身不載有信息，信息的傳遞還依賴于傳統(tǒng)方式。集裝箱的流向、流轉(zhuǎn)和識別基本上還是處于人工、半人工狀態(tài)。

信息化需求當(dāng)前11頁，總共74頁。

近年來不斷發(fā)生的恐怖襲擊事件以及偷渡、走私、失竊問題，引起了全球各界的廣泛關(guān)注。特別是，全球集裝箱物流安全保障形勢相當(dāng)嚴(yán)峻。世界各國都高度重視集裝箱物流的安全。安全需求事件一：據(jù)《西雅圖時報》2007年4月5日報道，美國華盛頓海關(guān)當(dāng)天凌晨在西雅圖一個集裝箱碼頭抓獲了22名偷渡客，這批偷渡客躲藏在一個40英尺集裝箱內(nèi)。當(dāng)前12頁，總共74頁。事件二:據(jù)《歐洲日報》2008年4月12日報道，泰國當(dāng)?shù)?日發(fā)生了54名緬甸偷渡客被悶死在集裝箱內(nèi)的慘劇。當(dāng)前13頁，總共74頁。事件三：據(jù)上?！秳趧訄蟆?008年7月2日報道，僅一名卡車司機盜竊集裝箱貨物價值超過百萬元。此外，相關(guān)資料顯示，美國一年在集裝箱貨物失竊方面的損失達(dá)140億美元。當(dāng)前14頁，總共74頁。

事件四：2008年1月底，在日本發(fā)生的因食用中國餃子而產(chǎn)生農(nóng)藥中毒事件引起了國際社會對于食品安全的廣泛關(guān)注，中日雙方共同就此事展開了調(diào)查。日本《東洋經(jīng)濟》周刊報道稱：日本食品行業(yè)人士分析認(rèn)為，餃子中毒事件的根源極有可能出現(xiàn)在漫長的運輸和保管過程中。因此確保食品安全不僅需要對生產(chǎn)過程進(jìn)行科學(xué)管理,更需要對物流過程進(jìn)行有效監(jiān)控。當(dāng)前15頁，總共74頁。868MHz2.4GHz電子標(biāo)簽有源電子標(biāo)簽，可讀寫，32k字節(jié)存儲容量；具備電子標(biāo)簽和電子門封雙重功能;實現(xiàn)了EDI/GPS數(shù)據(jù)的有機融合;改進(jìn)天線結(jié)構(gòu)、采用吸波材料，解決了金屬體表面對無線電波信號產(chǎn)生強反射而引起的多徑效應(yīng)和逆向電磁波干擾等問題；進(jìn)行低功耗設(shè)計，可循環(huán)使用，使用壽命可達(dá)10年；采用定時激活和無源激活相結(jié)合的雙激活機制，大大減少了不必要的電池?fù)p耗采用一種自適應(yīng)調(diào)整分槽時間窗的算法來有效地解決多標(biāo)簽碰撞問題當(dāng)前16頁，總共74頁。

集裝箱電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)（2）集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前17頁，總共74頁。1）集裝箱電子標(biāo)簽智能識別系統(tǒng)道口堆場中控室碼頭（2）集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前18頁，總共74頁。2）基于電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)的港口信息安全管理技術(shù)建設(shè)滿足內(nèi)貿(mào)集裝箱電子標(biāo)簽示范系統(tǒng)需求的多級安全性機制，建立安全認(rèn)證系統(tǒng)和日志分析系統(tǒng)。保證電子標(biāo)簽和讀寫器之間空中接口的信息傳輸安全技術(shù)，實現(xiàn)信息的加密存儲和傳輸，對電子標(biāo)簽實施寫操作時的授權(quán)寫入驗證；電子標(biāo)簽讀寫器和主機間的信息通信加密技術(shù)；無線通信系統(tǒng)間的信息傳輸安全性保障技術(shù)；集裝箱信息實時交換系統(tǒng)中的安全支撐系統(tǒng)。（2）集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前19頁，總共74頁。

4）研究建立電子標(biāo)簽的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草案在大量的工業(yè)性試驗的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)方案的完善和提高，研究建立中國內(nèi)貿(mào)集裝箱電子標(biāo)簽相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而為申請國際標(biāo)準(zhǔn)作出努力。3）電子封條與電子標(biāo)簽的連接系統(tǒng)建立了電子封條與電子標(biāo)簽的連接系統(tǒng)；能夠?qū)崟r記錄集裝箱開關(guān)門的次數(shù)和時間，將集裝箱開關(guān)門的相關(guān)信息無縫接入集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)中，在各種場合中能夠?qū)崟r讀取。（2）集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前20頁，總共74頁。世界散貨裝船機的處理能力已達(dá)每小時8000噸；世界散貨卸船機的處理能力已達(dá)每小時5600噸。一批自動化、數(shù)字化的散貨裝卸設(shè)備已經(jīng)開始在碼頭上得到使用。（3）散貨物流裝備技術(shù)——發(fā)展趨勢1）裝卸設(shè)備大型化、數(shù)字化、高效化當(dāng)前21頁，總共74頁。（3）散貨物流裝備技術(shù)——發(fā)展趨勢2）虛擬樣機及數(shù)字化工廠技術(shù)的應(yīng)用不斷發(fā)展3）碼頭裝卸作業(yè)管理和監(jiān)控的數(shù)字化、智能化虛擬樣機技術(shù)是一種計算機數(shù)字模型，它采用具有真實感的虛擬樣機來代替物理產(chǎn)品，用來對所開發(fā)產(chǎn)品的全壽命周期，如設(shè)計、制造、運行狀態(tài)和功能特性等進(jìn)行展示、分析和測試。國際上在飛機、汽車制造等行業(yè)得到應(yīng)用。在集裝箱碼頭，大力推進(jìn)數(shù)字化、智能化管理的同時，散貨碼頭也逐步推進(jìn)數(shù)字化、智能化的管理技術(shù)。綜合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和檢測技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)以及計算機仿真、智能輔助決策等技術(shù)，建立散貨碼頭的自動化、智能化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)生產(chǎn)全過程監(jiān)測、控制、維護和管理決策的功能。當(dāng)前22頁，總共74頁?；谥R工程（KBE）技術(shù)的高效裝備設(shè)計與開發(fā)；高效全自動抓斗卸船機的擺動控制與自動拋料技術(shù)；面向不同船型、物料的卸船路徑智能規(guī)劃技術(shù)；最佳卸船路徑自動選擇技術(shù)；物料面檢測及取料點自動選擇技術(shù)；抓斗同步均衡技術(shù)；小車位置、起升位置自動檢測技術(shù)；抓斗防碰撞安全技術(shù)。（3）散貨物流裝備技術(shù)——關(guān)鍵技術(shù)1）大型、高效的散貨自動化抓斗卸船機研發(fā)當(dāng)前23頁，總共74頁。基于圖像處理技術(shù)的散貨智能堆取料技術(shù)；斗輪取料系統(tǒng)的自動控制技術(shù)；斗輪機智能化管理技術(shù)；斗輪散貨物料的傳感檢測技術(shù)；斗輪堆取自動操作運動規(guī)劃控制技術(shù)；斗輪機系統(tǒng)動態(tài)特性分析與優(yōu)化；斗輪機綠色生產(chǎn)工藝研究。2）自動斗輪堆取料機及堆取工藝系統(tǒng)的研發(fā)（3）散貨物流裝備技術(shù)——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前24頁，總共74頁。近些年，起重機由于遭受臺風(fēng)或颶風(fēng)侵襲而引起的風(fēng)災(zāi)事故不斷發(fā)生，不但直接影響了碼頭正常的生產(chǎn)秩序，同時也給港口企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，而且還造成人員傷亡。右圖所示，2003年釜山的“鳴蟬”臺風(fēng)，瞬間達(dá)狂風(fēng)刮倒了釜山港區(qū)集裝箱碼頭的10多臺岸邊集裝箱起重機?！F(xiàn)狀與背景當(dāng)前25頁，總共74頁。當(dāng)前起重機防風(fēng)技術(shù)的不足：當(dāng)前國內(nèi)外港口防風(fēng)措施基本上局限于被動的預(yù)防，還未達(dá)到主動防御。目前對起重機結(jié)構(gòu)的風(fēng)振特性的研究還比較缺乏，無法有效指導(dǎo)起重機的設(shè)計與制造。目前對于港口機械群的風(fēng)場研究較為缺乏，忽視起重機組群實現(xiàn)主動防風(fēng)的重要性?！F(xiàn)狀與背景當(dāng)前26頁，總共74頁。超巴拿馬型岸橋數(shù)值風(fēng)洞實驗(三臺岸橋10米間距)工況：三臺岸橋10米間距，在非工作狀態(tài)最大設(shè)計風(fēng)速55m/s、風(fēng)向與大車軌道平行、大臂放平情況岸橋結(jié)構(gòu)表面風(fēng)載荷壓力場分布岸橋大梁水平面上X方向速度分布分析：第二、三臺岸橋的各箱形構(gòu)件和機器房的表面壓力較第一臺普遍較小；沿風(fēng)速方向，第二臺岸橋大部分結(jié)構(gòu)都處在第一臺岸橋?qū)︼L(fēng)場的影響區(qū)域，三臺岸橋各自周圍流場有部分交疊區(qū)域?！P(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——岸橋當(dāng)前27頁，總共74頁。超巴拿馬型岸橋數(shù)值風(fēng)洞實驗(三臺岸橋30米間距)工況：三臺岸橋30米間距，在非工作狀態(tài)最大設(shè)計風(fēng)速55m/s、風(fēng)向與大車軌道平行、大臂放平情況三臺岸橋表面風(fēng)載荷壓力場分布情況岸橋前門框截面上速度分布分析：由以上岸橋表面風(fēng)載荷壓力場和速度場分布情況可看出，第二、三臺岸橋機器房、門框聯(lián)系橫梁及門框中上部表面壓力較第一臺岸橋小，其余結(jié)構(gòu)件受影響很?。蝗_岸橋各自流場比較分明，但在一定區(qū)域內(nèi)仍有疊加現(xiàn)象?！P(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——岸橋當(dāng)前28頁，總共74頁。超巴拿馬型岸橋數(shù)值風(fēng)洞實驗(三臺岸橋50米間距)工況：三臺岸橋50米間距，在非工作狀態(tài)最大設(shè)計風(fēng)速55m/s、風(fēng)向與大車軌道平行、大臂放平情況分析：由上圖三臺岸橋表面風(fēng)載荷壓力場分布云圖可知，除機器房部位第二、三臺比第一臺略小外，其余各結(jié)構(gòu)件上風(fēng)壓分布基本沒有差別，說明當(dāng)風(fēng)速為55m/s，風(fēng)向與軌道平行時，這種65t/65m岸橋沿風(fēng)速方向?qū)χ車鲌龅挠绊懠s為50m。三臺岸橋表面風(fēng)載荷壓力場分布情況——關(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——岸橋當(dāng)前29頁，總共74頁。龍門起重機及機群數(shù)值風(fēng)洞試驗——關(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——龍門起重機單機機群當(dāng)前30頁，總共74頁。龍門起重機及機群數(shù)值風(fēng)洞試驗從計算結(jié)果分析可知，龍門起重機受到垂直于主梁風(fēng)向的風(fēng)載荷時，迎風(fēng)的第一臺起重機所受到的影響最大，從工況一到工況四相同臺數(shù)的龍門起重機可以看出隨著距離的增大第二臺所受到的影響也逐步增大。而工況五，三臺龍門起重機的工況可以看出在每臺起重機距離相對較小時，當(dāng)增加起重機數(shù)目的時候，其越偏后的起重機所受到的風(fēng)壓影響越小?！P(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——龍門起重機當(dāng)前31頁，總共74頁。門座起重機數(shù)值風(fēng)洞試驗單機——關(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——門座起重機當(dāng)前32頁，總共74頁。門座起重機數(shù)值風(fēng)洞試驗兩臺數(shù)值典型工況計算結(jié)果工況一示意圖工況三示意圖工況五示意圖通過計算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)沿著軌道方向作用于門機的時候，可以將門機按照工況三中的方位進(jìn)行布置，即將門機的臂架方向與風(fēng)向保持一致，從而可以明顯減小強風(fēng)載荷對門機群的影響。除此以外，兩臺門機之間的距離越近，相鄰兩臺門機聯(lián)合防風(fēng)的效果就越明顯?！P(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——門座起重機當(dāng)前33頁，總共74頁。岸邊集裝箱起重機和門座式起重機是港口碼頭前沿常見的兩大類裝卸設(shè)備，而大型龍門起重機則是港口堆場常見的搬運類起重機。針對這三種不同形式的大型港口起重機分別進(jìn)行了研究，對每種機型均建立了相應(yīng)的流固耦合有限元分析模型并利用數(shù)值方法對上述模型進(jìn)行了虛擬試驗，研究分析了不同風(fēng)向、風(fēng)速等因素對大型港口機械金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力與穩(wěn)定性的影響，以及大型港口機械群的防風(fēng)方法與預(yù)防體系，并在此基礎(chǔ)上分別提出來適用于不同機械的防風(fēng)安全方法與措施?！P(guān)鍵技術(shù)（1）大型港口機械防風(fēng)數(shù)值模擬——結(jié)論當(dāng)前34頁，總共74頁。目前防風(fēng)裝備以預(yù)防為主，通過抵御風(fēng)載荷對大型起重機產(chǎn)生的水平和上拔作用力達(dá)到防風(fēng)目的。各種防風(fēng)裝置：制動器、夾輪器、防風(fēng)鐵楔、頂軌器、夾軌器、錨定、防風(fēng)

拉鎖等?！P(guān)鍵技術(shù)（2）大型港口機械防風(fēng)裝置設(shè)計當(dāng)前35頁，總共74頁。傳統(tǒng)防風(fēng)拉鎖的不足：防風(fēng)拉桿或拉索是防臺風(fēng)防颶風(fēng)中最有力也是最關(guān)鍵的裝置之一，但是，由于安裝偏差以及在臺風(fēng)中起重機會有較大振動甚至偏轉(zhuǎn)，經(jīng)常造成同一個角落上兩個拉索受力不等。這樣，受力大的拉索可能因超載而損壞或斷裂，使載荷完全轉(zhuǎn)移到同一個門架角上的另外一個拉索上，將導(dǎo)致另外一個拉索也因超載而斷裂，最終造成起重機門架一個角上的兩個拉索都斷裂失效，釀成重大事故?！P(guān)鍵技術(shù)（2）大型港口機械防風(fēng)裝置設(shè)計當(dāng)前36頁，總共74頁。自平衡防風(fēng)拉鎖

自平衡防風(fēng)拉鎖可以實現(xiàn)起重機每個角落上的兩個拉索受力相等，使拉索達(dá)到最優(yōu)的受力狀態(tài)，從而克服上述港口大型起重機防臺風(fēng)防颶風(fēng)存在的缺陷。（2）大型港口機械防風(fēng)裝置設(shè)計——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前37頁，總共74頁。

武漢理工大學(xué)港口裝卸技術(shù)實驗室設(shè)計的港口起重機防風(fēng)安全裝置試驗臺，模擬港口起重機在工作狀態(tài)下受到較大風(fēng)力的陣風(fēng)和非工作狀態(tài)受到強風(fēng)暴襲擊的情況，檢測防風(fēng)鐵楔和夾輪器的防風(fēng)抗滑能力。

防風(fēng)安全裝置檢測試驗臺組成及性能參數(shù)：

（3）大型港口機械防風(fēng)試驗平臺——防風(fēng)抗滑試驗臺——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前38頁，總共74頁。風(fēng)洞形式：回流式開口風(fēng)洞風(fēng)速：可無級調(diào)速，最大設(shè)計風(fēng)速為60m/s湍流度：約2%測速儀器：葉輪式風(fēng)速儀、皮托管測力儀器：應(yīng)變式傳感器，稱量范圍0-100N，精度：0-1%其它儀器：應(yīng)變儀等（3）大型港口機械防風(fēng)試驗平臺——風(fēng)洞實驗臺二、大型港口機械防風(fēng)安全性能與試驗——關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)洞試驗平臺技術(shù)指標(biāo)及有關(guān)參數(shù)：當(dāng)前39頁，總共74頁。門座起重機整機風(fēng)洞實驗整機風(fēng)洞試驗中正確復(fù)現(xiàn)大氣邊界層流動特征，是實驗結(jié)果可信的必要條件，也是風(fēng)工程研究的重要基礎(chǔ)。進(jìn)行起重機整機的風(fēng)洞實驗主要目的是研究雷諾數(shù)、相鄰起重機以及起重機上細(xì)小結(jié)構(gòu)等因素對于起重機所受風(fēng)載荷的影響。（3）大型港口機械防風(fēng)試驗平臺——風(fēng)洞實驗臺二、大型港口機械防風(fēng)安全性能與試驗——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前40頁，總共74頁。起重機主要型式結(jié)構(gòu)件風(fēng)洞實驗（3）大型港口機械防風(fēng)試驗平臺——風(fēng)洞實驗臺二、大型港口機械防風(fēng)安全性能與試驗——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前41頁，總共74頁。數(shù)值風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ图霸囼灲Y(jié)果云圖（3）大型港口機械防風(fēng)試驗平臺——風(fēng)洞實驗臺二、大型港口機械防風(fēng)安全性能與試驗——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前42頁，總共74頁?？煽窟\行和故障監(jiān)測與診斷技術(shù)一直以來是裝備制造領(lǐng)域迫切需要解決的瓶頸問題，然而現(xiàn)有理論與方法存在嚴(yán)重不足，傳統(tǒng)的應(yīng)變片、熱電偶、壓電傳感等無法滿足目前需求，傳統(tǒng)的信號處理方法和監(jiān)測與診斷手段也無法達(dá)到要求，必須尋求新的原理和方法：

基于光纖傳感和嵌入式技術(shù)的重大機械裝備安全運行監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前43頁，總共74頁。港口機械結(jié)構(gòu)中的傳感技術(shù)光纖傳感研究現(xiàn)狀及原理

與電類傳感技術(shù)相比，光纖光柵傳感器具有明顯優(yōu)勢：

滿足了現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測的高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長期性的技術(shù)要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

可實現(xiàn)對材料和結(jié)構(gòu)內(nèi)部多目標(biāo)信息的監(jiān)控和提取，被視為當(dāng)今重大工程結(jié)構(gòu)的首選傳感方式。當(dāng)前44頁，總共74頁。光纖光柵是利用紫外曝光技術(shù)在光纖中產(chǎn)生折射率的周期性改變而形成的。當(dāng)前45頁，總共74頁。當(dāng)前46頁，總共74頁。F寬帶光源－Σ光纖法-柏分析器壓電單元掃描波形S1S2S3SnS1S2S3Sn光纖光柵分布式傳感機理當(dāng)前47頁，總共74頁。主要技術(shù)（1）重大裝備多場耦合、多測點與高速信號解調(diào)方法和技術(shù)（2）能耐受高溫、重載、電磁干擾、振動和粉塵等惡劣環(huán)境的新型傳感原理和技術(shù)（3）能對旋轉(zhuǎn)機械等特殊機械長期在線、動態(tài)監(jiān)測的新原理和新方法（4）重大裝備安全運行實時在線、動態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)集成的技術(shù)與方法——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前48頁，總共74頁。針對在重大機械裝備的監(jiān)測和診斷中，高速信號采集、多測點分布、多參數(shù)、多場耦合，高速信號傳輸與處理等難題，采用嵌入式技術(shù)，從信號采集、調(diào)制與解調(diào)、信號傳輸與處理等多個層面，發(fā)明了重大裝備高速多場耦合、多測點與異構(gòu)傳感信號傳輸與解調(diào)方法和技術(shù)，并成功地在眾多裝備監(jiān)測工程中長期連續(xù)運行。此技術(shù)首次提出了重大工程和裝備的多通道多點和自適應(yīng)頻率變化的解調(diào)方法，實現(xiàn)了4000Hz以上的高速解調(diào)?！P(guān)鍵技術(shù)（1）重大裝備多場耦合、多測點與高速信號解調(diào)方法和技術(shù)當(dāng)前49頁，總共74頁。

重大機械裝備運行環(huán)境特點：高溫、重載、強干擾、振動和粉塵等。光纖與被監(jiān)測機械裝備焊接的新型傳感技術(shù)解決了重大裝備復(fù)雜工況下，多種物理量可靠監(jiān)測的難題，為重大裝備的實時監(jiān)測提供了基礎(chǔ)元器件。

技術(shù)特點

石英光纖金屬化封裝結(jié)構(gòu)、方法，保證了鍍制金屬層的附著力和光纖光柵的譜型穩(wěn)定，提高了重大機械裝備用各類光纖傳感器的靈敏性、線性、長期穩(wěn)定性和溫度使用范圍。石英光纖金屬化濕化學(xué)工藝，實現(xiàn)了光纖大范圍的金屬化?！P(guān)鍵技術(shù)（2）能耐受惡劣環(huán)境的新型傳感原理和技術(shù)當(dāng)前50頁，總共74頁。針對長期存在的機械裝備旋轉(zhuǎn)體實時在線監(jiān)測與診斷技術(shù)難題，基于磁力耦合和光纖光柵傳感技術(shù)，發(fā)明了多種基于光纖傳感技術(shù)的特殊機械安全監(jiān)測新方法及裝置，為旋轉(zhuǎn)機械裝備的實時在線安全監(jiān)測提供了新的可靠技術(shù)?！P(guān)鍵技術(shù)（3）長期在線、動態(tài)監(jiān)測的新原理和新方法當(dāng)前51頁，總共74頁。光纖光柵傳感磁力耦合非接觸傳輸?shù)男路椒?，?yīng)用光學(xué)方法實現(xiàn)了光信號的空間非接觸傳輸解決了轉(zhuǎn)軸運行擾動、振動偏差、微小偏心與傾斜引起耦合特性變化對光束的干擾問題首創(chuàng)了光纖光柵實時在線監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械裝備的新方法在港口大型岸橋、翻車機和浮吊等重大機械裝備旋轉(zhuǎn)體狀態(tài)監(jiān)測中成功應(yīng)用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)光纖磁耦合環(huán)B無線傳輸磁耦合環(huán)A固定光纖固定盤同步盤——關(guān)鍵技術(shù)（3）長期在線、動態(tài)監(jiān)測的新原理和新方法當(dāng)前52頁，總共74頁。

此技術(shù)通過多技術(shù)集成，以及多信號傳輸、多信息融合等研究，科學(xué)地實現(xiàn)了重大裝備實時在線監(jiān)測的系統(tǒng)集成，解決了不同領(lǐng)域應(yīng)用中特殊的要求。裝備監(jiān)測相關(guān)硬件設(shè)施數(shù)據(jù)采集及通信軟件綜合數(shù)據(jù)庫管理軟件裝備安全運行專家系統(tǒng)維修管理決策系統(tǒng)軟件健康狀況評價、診斷系統(tǒng)軟件信息查詢維護決策狀況評估遠(yuǎn)程管理費用分析災(zāi)害處理重大機械裝備運行監(jiān)測現(xiàn)場物理層傳感器及數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)信息處理及應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)層信息層應(yīng)力、應(yīng)變、振動、溫度等傳感器預(yù)警預(yù)報軟件系統(tǒng)——關(guān)鍵技術(shù)（4）安全運行實時在線、動態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)集成技術(shù)當(dāng)前53頁，總共74頁。

國內(nèi)外比較本項目成果水平國內(nèi)現(xiàn)有水平國外水平解調(diào)速度4000Hz200Hz2500Hz應(yīng)變測量范圍±4000με±2000με±2000με溫度使用范圍-70℃～800℃-30℃～200℃-30℃～200℃旋轉(zhuǎn)機械光纖光柵非接觸監(jiān)測方法已實施未見報導(dǎo)未見報導(dǎo)大型旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測與診斷集成化系統(tǒng)已在港口翻車機、塔吊、浮吊、大型軋機等重大機械裝備實時在線監(jiān)測中成功應(yīng)用，產(chǎn)生了可觀經(jīng)濟效益未見報導(dǎo)未見表中所列大型機械裝備實時在線監(jiān)測報道——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前54頁，總共74頁。應(yīng)用與推廣（一）上海港岸邊集裝箱起重機

外伸臂內(nèi)傳感器梯形架上部橫梁上傳感器大拉桿下部傳感器——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前55頁，總共74頁。秦皇島港口翻

車機安全監(jiān)測三、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用與推廣—

世界最大能源港的咽喉設(shè)備，長期無法實現(xiàn)在線、實時、動態(tài)監(jiān)測，成為港口發(fā)展的瓶頸一期當(dāng)前56頁，總共74頁。大型浮吊安全監(jiān)測三、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用與推廣—

大型浮吊等旋轉(zhuǎn)機械裝備安全監(jiān)測當(dāng)前57頁，總共74頁。應(yīng)用與推廣(二)武鋼1580軋機監(jiān)測大型軋機振動是世界軋制生產(chǎn)中普遍存在和期待解決的問題振動能量通常較大,具有很強的破壞性,經(jīng)常帶來不可預(yù)料的后果強電磁干擾，空間狹小，傳統(tǒng)壓電傳感無法遠(yuǎn)傳研制成功光纖光柵地腳螺栓等特種振動傳感器——關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前58頁，總共74頁。（1）港口的發(fā)展面臨著挑戰(zhàn)（2）“智慧港口”的內(nèi)涵（3）“智慧港口”的規(guī)劃（4）“智慧港口”的關(guān)鍵技術(shù)（5）“智慧港口”的推廣應(yīng)用基礎(chǔ)當(dāng)前59頁，總共74頁。（1）港口信息化建設(shè)面臨四大問題1）缺乏有效規(guī)劃，重復(fù)建設(shè)：信息化全局工作缺乏有效的規(guī)劃，導(dǎo)致部分重復(fù)建設(shè)。2）信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重：各部門、各行業(yè)都在信息化，但不能連接起來發(fā)揮綜合效應(yīng)。3）缺乏完整、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系：缺乏統(tǒng)一的港口信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，不同部門組織制訂的信息化標(biāo)準(zhǔn)之間不協(xié)調(diào)。4）缺乏合適的運行管理模式：缺乏科學(xué)、實用的港口信息化建設(shè)的總體框架，缺乏適合不同類型港口使用的建設(shè)與運行模式。當(dāng)前60頁，總共74頁。智慧港口是信息技術(shù)高度集成、信息應(yīng)用深度整合的的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化港口。智慧港口是信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn),具有更強的集中智慧發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，因而具有更強的創(chuàng)新發(fā)展能力。智慧港口是以智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧人文、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧生活等為重要內(nèi)容的港口發(fā)展的新模式?！爸腔鄹劭凇钡亩x（2）“智慧港口”的內(nèi)涵當(dāng)前61頁，總共74頁。智慧港口讓港口的管理及服務(wù)呈現(xiàn)六大特點：富有預(yù)見性、更加高效、更加科學(xué)、更加敏捷、更富有創(chuàng)造性、更加協(xié)作。如何形成廣泛的認(rèn)知如何破解體制的障礙如何突破人才的瓶頸如何形成持續(xù)的投資——“智慧港口”的特點及難點（2）“智慧港口”的內(nèi)涵當(dāng)前62頁，總共74頁。智慧港口的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析“十二五”規(guī)劃解讀各領(lǐng)域應(yīng)用需求港口信息化現(xiàn)狀與基礎(chǔ)總體需求現(xiàn)有基礎(chǔ)智慧港口關(guān)鍵點總體建設(shè)思路指導(dǎo)思想、建設(shè)原則、發(fā)展遠(yuǎn)景建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)任務(wù)港口智慧港口的架構(gòu)規(guī)劃港口智慧港口的規(guī)劃應(yīng)用體系規(guī)劃、運營體系規(guī)劃港口智慧港口建設(shè)的綜合保障措施（3）“智慧港口”的規(guī)劃——總體思路當(dāng)前63頁，總共74頁。物聯(lián)網(wǎng)：是通過識別、感知的技術(shù)與設(shè)備獲取物體/環(huán)境的靜/動態(tài)屬性信息，再由網(wǎng)絡(luò)傳輸通信技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行信息/知識交換和通信，并最終經(jīng)智能信息/知識處理技術(shù)與設(shè)備實現(xiàn)人—機—物世界的智能化管理與控制的一種“人物互聯(lián)、物物互聯(lián)、人人互聯(lián)”的高效能、智能化網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含：感知層技術(shù)、傳輸層技術(shù)和應(yīng)用層技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧港口中實現(xiàn)“人—機—物”三元融合一體的世界提供最重要的基礎(chǔ)使能技術(shù)與新運行模式。計算機互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)——物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（4）“智慧港口”的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前64頁，總共74頁。1）云計算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的、面向服務(wù)的計算新模式。它融合與發(fā)展了虛擬化、網(wǎng)絡(luò)、面向服務(wù)、高效計算和智能科學(xué)等新興信息技術(shù)，將各類計算資源虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成虛擬化計算資源的服務(wù)云池，2）云計算技術(shù)包含：資源的虛擬化/服務(wù)化，資源感知，云服務(wù)環(huán)境的管理/構(gòu)建/運行/評估，云服務(wù)安全,人機交互,云計算應(yīng)用技術(shù),及商業(yè)模式等技術(shù)。3）云計算技術(shù)為智慧港口中海量信息的處理、智能計算提供重要的使能技術(shù)與服務(wù)?！朴嬎慵夹g(shù)（4）“智慧港口”的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前65頁，總共74頁。1）高性能計算技術(shù)是指一類具有超高計算能力、存儲能力、交互能力的計算技術(shù)。(目前，計算能力已達(dá)千萬億次/秒，正研制萬萬億次/秒)。2）高性能計算技術(shù)研究內(nèi)容：高性能處理器；并行高效計算機系統(tǒng)；開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)軟件及研究并行算法；開發(fā)相關(guān)領(lǐng)域大型并行應(yīng)用軟件。3）高性能計算技術(shù)為智慧港口中求解復(fù)雜問題和開展海量信息處理提供了高計算能力使能技術(shù)?！咝阅苡嬎慵夹g(shù)（4）“智慧港口”的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前66頁，總共74頁。1）建模仿真技術(shù)是以相似理論、模型理論、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)以及建模與仿真應(yīng)用領(lǐng)域的有關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)對系統(tǒng)仿真的目標(biāo)，建立并利用模型，對系統(tǒng)（已有的或設(shè)想的）進(jìn)行研究、分析、試驗、運行和評估（系統(tǒng)全生命周期活動）的一門綜合性、交叉性技術(shù)。2）建模仿真技術(shù)由仿真建模技術(shù)、仿真系統(tǒng)與支撐技術(shù)，以及仿真應(yīng)用工程技術(shù)等三類技術(shù)構(gòu)成。3）建模仿真技術(shù)對智慧港口各功能領(lǐng)域和運營活動進(jìn)行建模仿真分析，支持智慧港口論證、設(shè)計、分析、試驗、運行和評估等全生命周期活動；建模仿