[发明专利]一种模块化智能水上无人作业平台

说明书

本发明提供了一种模块化智能水上无人作业平台，由多个功能模块组合而成，每个功能模块包括浮体单元和一个设置于浮体单元上的功能舱；所述浮体单元可拼接成一个整体的浮台，所述功能舱内放置有功能性设备，所述浮台上的功能舱包括通讯控制舱、蓄电储能舱、动力/发电舱、环境巡护舱、在线分析仪器舱、水下传感器舱和综合气象舱；所述蓄电储能舱通过风力发电机储能，所述动力/发电舱通过油机发电向功能性设备供电，其他功能舱通过与通讯控制舱电连接上传数据信号，所述通讯控制舱通过无线网络与业务管控中心通信。该平台适应性强、易于组合，可以搭载多类型监测仪器及巡护设备，能够适应多种水域环境、实现“多参数在线式”连续水环境监测的模块化无人作业平台。

技术领域

本发明涉及水环境保护工程技术领域，具体涉及一种模块化智能水上无人作业平台。

背景技术

基于“水环境保护、水安全保障”的需要，我国正在积极开展“长江流域生态治理”、“黄河流域生态保护”等一系列跨省、跨域的大型水系环境整治。汇入长江、黄河水系的各级支流，也同步在开展截源控污、生态修复等综合治理工程。

为达成对水环境、水生态“长期跟踪、有效保护、污染溯源、动态监控”的目标，急需将工程技术、生态技术与智能监测及模拟管控技术进行深度结合、同步运用；从工程实践中来看，水环境工程的规划、设计、施工，以及后续长期跟踪维护过程中，也需要一种适合不同水域环境、不同监测设备、能够灵活部署、功能及尺寸可调的智能化水上监测作业平台。

从现阶我国环境监测技术应用水平来看，水上监测方案主要有“浮漂式监测平台”、“无人船监测平台”等两种类型。浮漂式监测站主要侧重于在水面定点定位监测(水面原位监测)，无人船主要侧重于水样采集(取水监测)。

浮漂式监测平台通过锚链固定在水底泥沙层中，保障位置稳定，并具有一定的抗风浪能力，平台上可根据监测需要安装小型或微型水质传感器、RTU通讯定位系统模块等测控设备。安装定位后，可进行水面原位监测。该类型平台受体积、空间、部署方式的限制，一般只能采用太阳能供电，无法搭载能耗相对较大，存在试剂耗用的在线式水质分析仪。这就限制了该类型监测平台可采集、监测的参数类型。

无人船监测平台通常采用小型遥控船作为水面工作平台，并通过手持遥控器进行操作，平台上可根据监测需要安装小型或微型水质传感器、取水舱等监测设备。工作时，可通过遥控到达指定位置开展现场水质监测或汲取水样后送回实验室分析。该类型平台采用电池供电，可持续工作数小时。但仍受体积限制，无法搭载能耗相对较大，存在试剂耗用的在线式水质分析仪。且易受风浪干扰，风雨天候及视线不良的条件下，无法下水作业。

总体上来看，目前已投入使用的浮漂式监测平台和无人船监测平台均受体积，空间，部署方式的限制及供电条件的限制，不能良好实现多种水体环境、多参数、在线式连续开展水环境监测及巡护管控的需要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种模块化智能水上无人作业平台，该平台适应性强、易于组合，可以搭载多类型监测仪器及巡护设备，能够适应多种水域环境、实现“多参数在线式”连续水环境监测的模块化无人作业平台。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种模块化智能水上无人作业平台，由多个功能模块组合而成，每个功能模块包括浮体单元和一个设置于浮体单元上的功能舱；所述浮体单元可拼接成一个整体的浮台，所述功能舱内放置有功能性设备，所述浮台上的功能舱包括通讯控制舱、蓄电储能舱、动力/发电舱、环境巡护舱、在线分析仪器舱、水下传感器舱和综合气象舱；所述蓄电储能舱通过风力发电机储能，所述动力/发电舱通过油机发电向功能性设备供电，其他功能舱通过与通讯控制舱电连接上传数据信号，所述通讯控制舱通过无线网络与业务管控中心通信。

本发明每个所述功能舱内均设置有与舱内功能性设备电连接的控制器，且相连接的功能舱通过控制器之间的电缆连接；所述功能舱上供电缆穿入的接口为防水接口。