一、行業(yè)背景

港口碼頭、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)是國(guó)際貿(mào)易物流體系的關(guān)鍵樞紐，集集裝箱堆放、岸橋起重作業(yè)、船舶靠泊、貨物倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)于一體。碼頭接駁臺(tái)樁、岸橋基礎(chǔ)、堆場(chǎng)護(hù)岸、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房長(zhǎng)期承受海浪沖擊、船舶靠泊撞擊、大型起重設(shè)備交變荷載、重型集裝箱碾壓，極易引發(fā)臺(tái)樁水平振動(dòng)、基礎(chǔ)沉降、護(hù)岸開(kāi)裂、墻體形變等結(jié)構(gòu)隱患。同時(shí)集裝箱堆場(chǎng)、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)內(nèi)堆放大量貨物，貨物自燃、電氣線路過(guò)熱、外來(lái)入侵偷盜、違規(guī)翻越等安全風(fēng)險(xiǎn)交織，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段短板日益凸顯。

當(dāng)前港口安全監(jiān)測(cè)普遍聚焦岸橋、門(mén)機(jī)等機(jī)械設(shè)備自身狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)碼頭臺(tái)樁、護(hù)岸樁基、堆場(chǎng)圍界、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房基礎(chǔ)設(shè)施本體監(jiān)測(cè)手段薄弱。點(diǎn)式傳感器布設(shè)點(diǎn)位有限，存在大量監(jiān)測(cè)盲區(qū)；傳感器安裝在戶外高鹽霧、高濕度碼頭環(huán)境，腐蝕損壞率高，后期維護(hù)工作量巨大；傳統(tǒng)視頻監(jiān)控受大霧、暴雨、夜間光照不足影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候可靠預(yù)警，隱患發(fā)現(xiàn)存在明顯延遲，一旦臺(tái)樁失穩(wěn)變形、護(hù)岸坍塌、堆場(chǎng)貨物起火，會(huì)造成重大財(cái)產(chǎn)損失，甚至人員安全事故。

引入分布式光纖感知技術(shù)，依托DAS分布式聲學(xué)振動(dòng)傳感、DTS分布式溫度傳感，構(gòu)建港口碼頭光纖一體化監(jiān)測(cè)方案，對(duì)碼頭樁基振動(dòng)、護(hù)岸結(jié)構(gòu)形變、堆場(chǎng)周界入侵、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域溫度火情實(shí)現(xiàn)全線連續(xù)感知。傳感光纜無(wú)源，不受海邊鹽霧腐蝕、強(qiáng)電磁干擾，能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，補(bǔ)齊傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)短板，實(shí)現(xiàn)港口碼頭結(jié)構(gòu)安全+周界安防+火災(zāi)預(yù)警多維度綜合防護(hù)，為港口碼頭智慧化安全運(yùn)維提供技術(shù)支撐，本方案可適配集裝箱碼頭、散貨碼頭、海關(guān)保稅倉(cāng)儲(chǔ)、內(nèi)河港口等多種場(chǎng)景。

二、系統(tǒng)總體方案

港口碼頭分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由光纖解調(diào)主機(jī)、感溫/振動(dòng)復(fù)合光纜、監(jiān)控上位機(jī)、云平臺(tái)傳輸模塊組成。系統(tǒng)分為兩大感知模塊：分布式聲學(xué)振動(dòng)DAS模塊、分布式溫度DTS測(cè)溫模塊。

振動(dòng)光纜沿碼頭臺(tái)樁、護(hù)岸、堆場(chǎng)圍墻、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房外圍敷設(shè)；感溫光纜鋪設(shè)于集裝箱堆場(chǎng)、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房?jī)?nèi)部電纜橋架、貨物堆垛周邊。整套系統(tǒng)不需要現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)大量有源傳感器，光纜本身即是感知單元，將采集到的振動(dòng)信號(hào)、溫度信號(hào)傳回機(jī)房解調(diào)主機(jī)，經(jīng)過(guò)算法解析，識(shí)別樁基振動(dòng)異常、護(hù)岸形變擾動(dòng)、人員翻越入侵、機(jī)械撞擊、貨物及電纜過(guò)熱起火隱患；數(shù)據(jù)可本地存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)無(wú)線基站上傳云端數(shù)據(jù)中心，調(diào)度中心監(jiān)控主機(jī)完成數(shù)據(jù)展示、報(bào)警彈窗、歷史數(shù)據(jù)回溯，可與港口現(xiàn)有安防平臺(tái)、智慧碼頭平臺(tái)做對(duì)接聯(lián)動(dòng)。

（一）DAS分布式聲學(xué)振動(dòng)監(jiān)測(cè)功能

1. 碼頭臺(tái)樁與護(hù)岸結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

船舶靠泊撞擊、風(fēng)浪拍打、大型起重設(shè)備作業(yè)，會(huì)引發(fā)接駁臺(tái)樁、護(hù)岸樁基產(chǎn)生持續(xù)振動(dòng)。DAS光纖可以實(shí)時(shí)采集全線樁基振動(dòng)頻譜數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)振動(dòng)幅值異常增大、頻譜突變，說(shuō)明樁基出現(xiàn)松動(dòng)、開(kāi)裂、失穩(wěn)前兆，系統(tǒng)及時(shí)輸出報(bào)警及精確位置，運(yùn)維人員提前介入處置，避免臺(tái)樁垮塌事故。

2. 堆場(chǎng)周界入侵安防監(jiān)測(cè)

光纜敷設(shè)在堆場(chǎng)圍墻、隔離圍擋，能夠識(shí)別攀爬翻越、人為破壞圍欄、車(chē)輛撞擊圍擋、重型機(jī)械違規(guī)闖入等事件，區(qū)分海浪、大風(fēng)環(huán)境干擾，降低誤報(bào)警，彌補(bǔ)視頻監(jiān)控夜間、惡劣天氣下的不足。

3. 庫(kù)房、集裝箱區(qū)域外力擾動(dòng)監(jiān)測(cè)

識(shí)別倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域撬門(mén)、貨物翻動(dòng)、偷盜破壞等振動(dòng)事件，實(shí)現(xiàn)海關(guān)保稅倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域安全防護(hù)。

（二）DTS分布式光纖測(cè)溫火災(zāi)預(yù)警功能

集裝箱堆場(chǎng)、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房貨物集中，電氣線路眾多，存在貨物自燃、電纜過(guò)熱起火風(fēng)險(xiǎn)。DTS分布式光纖測(cè)溫光纜沿著堆垛間隙、電纜橋架敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)全線連續(xù)溫度監(jiān)測(cè)，支持溫度閾值、溫升速率雙重報(bào)警，在明火產(chǎn)生之前捕捉局部熱點(diǎn)，輸出熱點(diǎn)精確位置，聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，為消防處置爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

三、核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4. 無(wú)源傳感，適應(yīng)港口惡劣工況

感知光纜不帶電，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)電子元器件，耐海邊高鹽霧、高濕度、抗腐蝕，抗雷電與強(qiáng)電磁干擾，非常適合碼頭露天環(huán)境，大幅降低現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障率與后期維護(hù)成本。

5. 長(zhǎng)距離連續(xù)分布式感知，無(wú)監(jiān)測(cè)盲區(qū)

單臺(tái)主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)?數(shù)十公里碼頭、堆場(chǎng)全線監(jiān)測(cè)，不同于點(diǎn)式傳感器的離散布點(diǎn)，整條光纜每一處位置都具備感知能力，消除傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位之間的盲區(qū)。

6. 多參量一體化監(jiān)測(cè)

一套硬件平臺(tái)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、周界入侵安防、溫度火災(zāi)預(yù)警三類業(yè)務(wù)，一套系統(tǒng)多重用途，降低港口整體項(xiàng)目投入。

7. 抗惡劣天氣，全天候值守

不受大霧、暴雨、夜晚黑暗環(huán)境影響，彌補(bǔ)攝像頭在惡劣天氣下失效的短板，實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)不間斷安全值守。

8. 優(yōu)化對(duì)外接口，方便平臺(tái)集成

具備RJ45網(wǎng)口、RS485、繼電器干接點(diǎn)輸出，支持Modbus?TCP等工業(yè)協(xié)議，報(bào)警信號(hào)可聯(lián)動(dòng)港口原有視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警；支持本地存儲(chǔ)+云端上傳兩種模式，適配碼頭本地調(diào)度和遠(yuǎn)程管理需求。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

9. 碼頭接駁臺(tái)樁、護(hù)岸樁基結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)船舶靠泊、風(fēng)浪作用下臺(tái)樁振動(dòng)、形變異常，提前預(yù)警樁基松動(dòng)開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，保障岸橋起重設(shè)備作業(yè)安全。

10. 集裝箱堆場(chǎng)周界安防入侵監(jiān)測(cè)

堆場(chǎng)圍墻、隔離圍擋敷設(shè)振動(dòng)光纜，防范人員翻越、機(jī)械破壞圍欄入侵。

11. 集裝箱堆垛、海關(guān)保稅倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房火災(zāi)預(yù)警

光纜敷設(shè)在庫(kù)房電纜橋架、貨物堆垛周邊，監(jiān)測(cè)電纜過(guò)熱、貨物自燃熱點(diǎn)隱患。

12. 港口變電站、電纜溝測(cè)溫監(jiān)測(cè)

港口電力電纜全線溫度監(jiān)測(cè)，預(yù)警電纜接頭過(guò)熱火情。

13. 散貨碼頭圍擋、料場(chǎng)周界安全防護(hù)

內(nèi)河碼頭、散貨堆場(chǎng)外圍入侵?jǐn)_動(dòng)監(jiān)測(cè)。

五、與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方案對(duì)比

六、系統(tǒng)組成

整套港口碼頭光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包含：光纖解調(diào)主機(jī)（DAS+DTS一體化）、鎧裝抗鹽霧振動(dòng)光纜、感溫光纜、光纜固定安裝輔件、上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件、云傳輸模塊。

輸出內(nèi)容包含：振動(dòng)頻譜數(shù)據(jù)、溫度曲線、報(bào)警點(diǎn)位距離位置、歷史事件記錄；可對(duì)接港口智慧管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警彈窗、聯(lián)動(dòng)視頻調(diào)取、事件存儲(chǔ)回溯。

七、總結(jié)

港口碼頭傳統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)側(cè)重于機(jī)械設(shè)備本體，對(duì)碼頭樁基、護(hù)岸、倉(cāng)儲(chǔ)堆場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的安全感知能力不足。分布式光纖一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分發(fā)揮光纖無(wú)源抗腐蝕、長(zhǎng)距離連續(xù)感知的優(yōu)勢(shì)，把結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、周界安防、火災(zāi)預(yù)警融合為統(tǒng)一解決方案，有效應(yīng)對(duì)海邊鹽霧、風(fēng)雨大霧復(fù)雜工況，變事后處置為事前預(yù)警，顯著提升港口碼頭、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)的整體安全運(yùn)維水平，為智慧港口建設(shè)提供可靠的感知底層硬件。

核心產(chǎn)品主詞

港口碼頭分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、DAS/DTS一體化光纖監(jiān)測(cè)設(shè)備、碼頭樁基光纖健康監(jiān)測(cè)、港口周界光纖安防系統(tǒng)、海關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)光纖火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)

技術(shù)原理

DAS分布式聲學(xué)振動(dòng)傳感、DTS分布式光纖測(cè)溫、瑞利相干散射、拉曼散射、多參量一體化光纖傳感、無(wú)源光纖感知

監(jiān)測(cè)對(duì)象

碼頭臺(tái)樁、護(hù)岸樁基、集裝箱堆場(chǎng)、海關(guān)保稅倉(cāng)儲(chǔ)、港口圍欄圍擋、岸橋基礎(chǔ)、港口電纜溝、散貨料場(chǎng)

性能指標(biāo)

長(zhǎng)距離分布式監(jiān)測(cè)、振動(dòng)頻譜分析、入侵事件識(shí)別、溫度熱點(diǎn)定位、海浪大風(fēng)信號(hào)過(guò)濾、早期隱患預(yù)警、鹽霧環(huán)境適應(yīng)性

設(shè)備硬件

一體化光纖解調(diào)主機(jī)、抗鹽霧鎧裝振動(dòng)光纜、港口專用感溫光纜、云數(shù)據(jù)中心、無(wú)線基站、監(jiān)控上位機(jī)

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

碼頭樁基光纜敷設(shè)、堆場(chǎng)圍欄光纜布設(shè)、港口倉(cāng)儲(chǔ)光纜施工、海邊高鹽霧環(huán)境光纖安裝

工程應(yīng)用場(chǎng)景

智慧港口安全監(jiān)測(cè)、集裝箱碼頭安防、內(nèi)河港口結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、海關(guān)保稅倉(cāng)儲(chǔ)安全、碼頭樁基健康監(jiān)測(cè)、港口堆場(chǎng)防火預(yù)警

標(biāo)書(shū)長(zhǎng)尾關(guān)鍵詞

港口碼頭樁基振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、集裝箱堆場(chǎng)光纖周界安防系統(tǒng)、海關(guān)庫(kù)房分布式光纖火災(zāi)預(yù)警、海邊高鹽霧環(huán)境光纖監(jiān)測(cè)方案、智慧碼頭多參量光纖感知系統(tǒng)