[发明专利]一种长距离管道输送的数据采集、处理和应用系统

说明书

本发明属于疏浚工程技术领域，提出了一种长距离管道输送的数据采集、处理和应用系统，其特征在于，包括现场设施和传感采集设备、船用服务器、船舶控制平台(船员用户应用终端)，船用服务器包括存数据储模块和数据处理模块，数据处理模块对数据存储模块中数据进行处理，数据存储模块中包括静态数据和动态数据。本发明系统中平台可以利用数据处理模块处理后的数据，用于研究管道输送机理，完善输送理论，建立输送理论模型等工作，其在相关计算中可以提供更准确的计算结果，具有切实的工程意义。

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域。

背景技术

疏浚工程中，泥沙输送的主要形式是水力输送，尤其是固液混合多相流的长距离管道输送，并经常使用多泵系统。管道输送对疏浚施工效率影响大，能耗大，例如管道输送能耗在绞吸式挖泥船施工中，占总能耗的80％以上。浆体流速过快往往会增加摩阻，浪费动力，流速过慢则泥沙沉积，导致堵管、爆管等一系列问题。实现高效、稳定、安全的水力输送是一直以来追求的目标。

考虑到疏浚管线实际作业数据随时间及沿程分布的波动性，常规现场测试数据多采用按时段平均(比如1小时、1天等)的处理方案，使得处理后的数据在流速和浓度分布上趋于集中，不能有效地反映实际输送特性。而现场获取的数据跟实验室内稳定可控的数据不同，其波动性大，复杂程度高，且实时变化的流速、浓度和压差等数据之间又相互关联。

这些数据是进一步研究管道输送机理，完善输送理论，建立输送理论模型等研究工作的基础，而现场测试数据只有经过科学的方法处理后才可以有效利用，例如，多年来，国内外相关领域的专家和学者，针对管道水力输送的摩阻损失及临界流速问题，开展了大量的测试和研究，早期研究多是从宏观层面出发，基于一定的理论假定以及室内小管径管道输送试验或现场中小管径管道输送测试结果，建立了大量经验性或半经验半理论计算模型，在疏浚界及相关领域，以Durand、Newitt、Wasp、费祥俊、王绍周等研究成果为代表。这些计算模型用于现代大管径管道、高浓度输送、粗颗粒或复杂土质工况下疏浚输送系统性能分析计算，可能存在较大的偏差。合理处理后的现场数据可以较好的修正优化这些经验模型，乃至于提出更合理的计算模型，本领域尚未对疏浚船搭建相应的数据采集、数据处理、数据应用的研究系统。

发明内容

本发明目的在于公开应用搭建于疏浚船上以实现对疏浚船管道的输送数据进行采集、数据处理、数据应用的研究系统。

本发明系统中数据处理模块对来自于现场的基础管道数据经过一定算法处理后，可以获得全管道上的浓度分布，以有效代替密布实物浓度传感器方式获得基础管道数据，以解决传统布设浓度传感器价格昂贵的局限，并克服在水面管线上布置和安装较困难的问题，从而从根本上解决大量实物浓度传感器布设采集有效数据的成本和难度都很大、不易推广和工程应用的瓶颈。同时，数据处理模块将现场数据进一步处理，可以得到浓度、流速、压差一一对应的数据组，其可用于分析研究疏浚管道输送特性和工程应用。

本发明需要保护的下技术方案：

一种长距离管道输送的数据采集、处理和应用系统，其特征在于，包括现场设施和传感采集设备、船用服务器、船舶控制平台(船员用户应用终端)，船用服务器包括存数据储模块和数据处理模块，数据处理模块对数据存储模块中数据进行处理，数据存储模块中包括静态数据和动态数据，其中：

现场设施包括输送管道及泵、采集卡；