港口防风防汛预警管理系统研究

曲明 李永华 孙玉旺

摘 要 港口生产存在诸多的风险隐患，尤其是无法以人力干扰的风汛问题，很多突发情况难以可靠预测，便会产生重大的经济损失，甚至会发生安全事故。为保证港口生产作业的安全性与可靠性，就需要依靠各高新技术建立防风防汛预警管理系统，通过有效预警，来将损失控制到最小。

关键词 港口生产;防风防汛;预警管理系统

研究港口防风防汛预警管理系统，主要目的是完成对风速、风向、潮位、温湿度以及设备状态等多方面的实时监控，通过对各类数据信息的分析处理，提前为港口提供科学预警，统筹制定针对性应急方案，尽最大可能将损失控制到最小。

1港口防风防汛预警管理系统分析

防风防汛预警管理系统对于港口的安全高效生产至关重要。以某集装箱码头为例，码头所具有的设备可以实现现有最大型集装箱船舶的装卸作业，早于2017年的全年作业吞吐量已经超过300万TEU。港口码头堆场需要全天作业，不仅要维持较高的作业效率，同时还要保证生产的安全性[1]。以实现港口安全生产管理为目的，构建了防风防汛预警管理系统，根据所掌握的实时数据来为港口生产提供科学预警。通过防风防汛预警管理系统的支持，对港口整个厂区的风速、潮位等气象条件进行全面检测，能够更科学的预测异常大风、风暴潮，提前制定应对方案，达到最佳生产效果。

2港口防风防汛预警管理系统应用

2.1 系统基础功能

①气象条件监测。选择港口合适位置安装数个雷达潮位传感器以及多普勒雷达风速风向传感器，用以对场区潮位、风向、风速等信息进行收集，然后将所得到的各项数据汇总在一起，经过专业软件的分析，为港口生产计划的制定以及调整提供支持[2]。②设备温湿度监测。对电气房、油改电箱变内部安装温湿度传感器，确保系统可以实时获取各测点的温湿度数据信息，掌握设备的实际运行状态，及时就管理方案进行修改调整，更好地适应气象条件，在保持高效生产的同时，坚持安全作业。③防风防汛预警。通过在岸桥合适位置安装风速仪，与PLC数据联合，对岸桥锚固开闭状态进行监测，通过系统数据可以实时掌握港口各个岸桥的实时风速、风向以及锚固开闭的实际状态，提前做好风险预警。④防汛物资管理。港口防风防汛预警管理系统还要具备防汛物资管理功能，基于生产实际需求来合理采购防汛物资，且对出入库的物资做好详细的等级管理工作，为防汛作业的有效执行提供保障。

2.2 系统硬件组成

（1）多普勒雷达风速风向传感器。港口防风防汛预警管理系统所应用的为ELZX-WDS2000多普勒雷达风速风向传感器，具备高精度雷达模块，可完成对场区环境的全面监测。系统组成包括一体式金属喷漆支架、传感器、数据采集仪以及电源等几部分，可满足周围环境风速、风向、温湿度、CO2浓度、大气压力以及粉尘质量浓度等多种气象要素的监测。其中，系统设置有4个超声波探头，用于对风速、风向的测量，未设置任何移动部件，仪器具备更强的耐用性，且所获得的数据信息可靠性较高，可以用于气象预警分析[3]。对多普勒雷达风速风向传感器的运行原理进行分析，简单来讲就是对超声波由北向南以及由南向北两个传感器之间传输所用时间的测量比较。同理，测量比较超声波从西向东与由东向西两个传感器之间传输所用时间。例如港口周围存在从北向吹来的风，超声波从北到南之间传输所用的时间就要短一些，而从西向东与从东向西两个方向的传输时间相同。根據测量得到的两点之间的时间差，便可完成风速与风向的计算。其中，风速、风向的计算结果并不受温湿度等因素的影响，可以将其忽略不计，保证采集数据的准确性。

（2）雷达潮位传感器。雷达潮位传感器所应用的技术原理是超声波遥测技术，可以对潮水高度、积水厚度进行监测，以及还可以测量特定时间段内的降雪量。所应用的为20～50kHz的超声波测量，作业时是向北侧地面发射1个超声波脉冲，并接收反射回波信号，测量超声波脉冲在往返过程中所花费的时间。空气温度会对超声波的运行状态产生一定影响，在实际监测分析时，需要进行温度修正，排除该因素的影响保证测量结果准确。本次所应用的潮位传感器内集成有温度传感器，可自动进行温度修正。设备投放后对环境的适应性较强，可以在恶劣条件下正常运行，完成潮位信息的精准监测，为防汛预警提供可靠数据。

（3）温湿度传感器。温湿度传感器的选用必须要确保其对各种环境条件均有较强的适应性，满足高精度、大量程以及长期稳定的要求。港口所应用的温湿度传感器其电源为DC12V型，对于监测获得的数据信息，可以直接通过GPRS网络进行上传，且记录仪在通电后可以对网络状态进行自动检测，网络处于正常连接状态时，传感器可以走动连接服务器并上传数据，最终管理人员可以通过客户端的监控软件了解相关监测数据，为港口防风防汛预警管理工作的展开提供数据支持[4]。

2.3 系统应用效果

将防风防汛预警管理系统应用到港口生产管理中，一直以来运行稳定，管理部门可以通过系统获取更加全面的气象信息，通过潮位、风向、风速以及岸桥锚固开闭状态等信息的分析，为下一阶段港口生产计划的安排提供支持。包括是各部门之间信息共享，协调能力增强，港口综合防灾预警能力大大提升，更大程度上做到了安全生产运营。

3结束语

基于港口生产环境的特殊性，为降低特殊气象条件对生产安全的影响，还需要从实际出发，加深对防风防汛预警管理系统的研究，合理选择各种硬件设备，通过各种传感器的支持，来做好气象条件的全面监测，为港口防灾预警管理工作提供可靠支持。

参考文献

[1] 王强，杨向权.海南省防风防汛工作的实践及经验[J].中国水利，2020（5）：3-5.

[2] 邹莹莹.港口船舶交通管理预警系统的设计与实现[D].大连：大连海事大学，2019.

[3] 屈东升.港口防风防汛预警管理系统[J].港口科技，2018（12）：26-31.

[4] 梁锦雄.港口突发天气预警系统[J].港口科技，2015（9）：39-41.

作者简介

曲明（1979-），男，天津人;学历：研究生，职称：高级工程师，现就职单位：天津港联盟国际集装箱码头有限公司。