一种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统，其属于海洋工程信息传输领域。

背景技术：

全世界海洋面积约占地球面积的70%，海洋中蕴含着丰富的自然资源，对人类的生活、经济建设及科学技术发展有着极其重要的作用。虽然海洋油气资源丰富，但是对于海洋油气资源的开发缓慢、空间利用率低。归根结底是由于在海洋工程领域，尤其对于海洋油气平台来说，长期承受波浪、海流、海风等复杂环境荷载的影响，尤其在极端环境荷载条件下，海洋油气开发装备容易在不可预知的荷载下造成破坏与损伤，甚至有可能出现倾覆的恶劣后果。因此，对于海洋油气开采装备进行实时信息测量显得尤为重要。

TLP平台作为一种新式的浮式平台，在深水海洋油气资源开采中发挥着十分重要的作用，但是由于TLP平台同样存在着结构易损件的失效行为，更是出现过在台风天气下上部结构损坏的力学行为。因此，对TLP平台在位时结构的响应监测和外部环境荷载监测是十分必要的。

现阶段对TLP平台的监测信息的获取和监测信息的实时传输在国内存在着一定的技术上的困难。通常进行数据的传输都是通过网络进行的，但是在台风期间平台的网络信号无法正常的收发，而平台期间的监测信息的实时显示对于科学研究和信息考证都具有十分重要的意义。

同时，为了保障人员和装备安全，在台风等极端天气来临前对平台人员进行撤离，并停止电力和设备的运行。此时，现场监测系统缺少电力供应，网络缺失使陆地上无法接收现场监测信息。在此期间的平台监测数据的实时传输对于陆地了解和掌握平台现场相关行为具有十分重要的意义。

总之，现在急需一种组合技术手段实现集成化的TLP平台浮体测量、环境参数测量、独立供电和信息的实时远程传输。目前满足于上述指标的独立远程集成化的TLP平台监测系统仍未见报道。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型目的是提供一种基于北斗传输的TLP平台监测信息远程传输系统，能够通过北斗卫星进行监测信息的实时传输，解决了监测信息在台风等极端天气下平台缺少电力和网络情况下无法传输到陆地的难题。

本实用新型釆用的技术方案是：一种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统，它包括中控数据采集子系统、独立供电子系统和北斗远程传输子系统，它还包括平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统，所述独立供电子系统通过充电机和蓄电池对平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统进行供电；所述平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统分别与布放在平台的传感器进行连接，通过网络将监测的信息传输到中控数据采集子系统，进而将数据以短报文的方式发送到北斗远程传输子系统；所述传感器包含INS、GPS、加速度、倾角、波浪仪、海流计、风速仪和气压计，通过INS、GPS、加速度和倾角对平台浮体的六自由度响应监测，通过波浪仪监测波浪信息、海流计监测海流信息、风速仪监测风速信息和气压计监测气压信息；所述传感器的信号通过平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统进行集中采集，由网络统一传输到中控数据采集子系统进行数据存储、数据显示和数据处理，传感器的供电通过独立供电子系统进行统一供电；所述北斗传输子系统包含发送端、接收端、服务器和客户端，发送端布放在平台浮体上，通过北斗卫星以短字报的形式发送传感器采集的数据，同时显示发送状态，实时监控发送端的工作状态；接收端布放在陆地上，采集数据、显示并储存数据，同时将数据通过网络传输到服务器中，服务器负责储存接收端传输来的数据，以供用户查看和调用；客户端让用户通过手机APP和PC端软件随时查看和调用平台数据。

所述的一种基于北斗传输的TLP平台监测信息远程传输系统，所述独立供电子系统的蓄电池采用四块蓄电池串联成一组，再将每组进行并联；充电机将平台上的电力进行变压处理后转换成为平台环境荷载监测子系统、TLP平台浮体响应监测子系统供电和蓄电池充电的电压标准；当平台电力正常供应时，充电机对蓄电池进行充电并且对平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统进行供电；当平台断电时，充电机自动转换模式，实现蓄电池为平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统提供电力。

本实用新型的有益效果是：这种基于北斗传输的TLP平台监测信息远程传输系统，具有以下优点：

1、本实用新型利用北斗卫星进行监测信息的实时传输，在平台远离陆地，GPS和3G等网络无法实现实时通讯的情况下，利用北斗系统短报文发送方法将监测信息实时的发送到陆地的接收端；

2、环境监测子系统和TLP平台浮体监测子系统采用接口方式分别与平台的风浪流环境监测传感器和GPS、INS、倾角、加速度等浮体监测传感器相连；同时为两个子系统设计了供电接口与独立供电子系统连接；设计了网络传输接口与中控数据采集子系统连接；

3、独立供电子系统采用多块蓄电池并联、串联连接，采用充电机为平台正常作业情况下的蓄电池进行充电和为包括监测子系统和中控数据采集子系统在内的监测系统进行整体供电，当平台断电的情况下，利用蓄电池为监测子系统和中控数据采集子系统提供电力；

4、中控数据采集子系统平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统利用网络接口连接，实时采集各子系统的监测数据。在中控进行数据储存后，同时将数据以短报文的方式发送到北斗远程传输子系统；

5、TLP平台监测信息远程传输技术针对于陆地端可以实现实时获取深远海平台在台风等极端条件下的现场监测信息研制，对深海油气开发和平台安全保障具有十分重要的意义。

附图说明

图1是一种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统的总系统图。

图2是海洋环境和TLP平台浮体响应监测子系统图。

图3是中控数据采集子系统图。

图4是北斗远程传输子系统图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

图1是一种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统的总系统图。这种基于北斗系统的TLP平台远程监测传输系统包括中控数据采集子系统、独立供电子系统、北斗远程传输子系统、平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统。独立供电子系统通过充电机和蓄电池的对平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统进行供电；其中，独立供电子系统通过充电机和蓄电池的组合对整体监测系统进行供电，能够保证平台在台风期间，无人值守并且断网断电的情况下维持监测系统正常，保证人员回台时监测系统的正常运行。

独立供电子系统采取的是充电机和蓄电池的组合，蓄电池的组合方式是采用多块定制的蓄电池串联成一组，再将每组进行并联，以保证平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统在内的整体监测系统对于电压和用电量的需求。充电机将平台上的电力进行变压处理后转换成能够为平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统和蓄电池充电的电压标准，当平台电力正常供应时，充电机对蓄电池进行充电并且对平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统进行供电，即平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统与蓄电池系统并联；当平台断电时，充电机自动的转换模式，实现蓄电池为平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统提供电力支持，即蓄电池充电机平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统串联。

平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统分别与布放在平台的传感器进行连接，通过网络将监测的信息传输到中控数据采集子系统，进而将数据以短报文的方式发送到数据远程传输子系统。

图2说明平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统的情况。平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统通过一系列的传感器进行监测信息的采集，传感器由INS、GPS、加速度、倾角、波浪仪、海流计、风速仪、气压计等组成。通过INS、GPS、加速度、和倾角的组合进行平台浮体的六自由度响应监测；通过波浪仪监测波浪信息，海流计监测海流信息，风速仪、气压计监测风速、气压等天气信息。

上述传感器的布置能够保证监测的信息尽量的准确，传感器的信号采集通过监测站进行集中的采集，由网络统一传输到中控数据采集子系统传感器的供电通过独立供电子系统进行统一供电。能够保证在不影响平台正常生产的情况下实现平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统的正常运行。

图3说明中控数据采集子系统的情况。平台环境荷载监测子系统和TLP平台浮体响应监测子系统通过数据网络将监测信息传输到中控数据采集子系统进行数据的存储、数据的显示和数据的处理。

中控数据采集子系统起到一个数据储存和中转作用，通过对不同的传感器的数据读取软件进行协议的统一化编写，实现不同传感器数据的统一转换，并将数据在中控数据库中进行存储，一旦外界传输的信号中断，也能够自动的保存在中控的电脑主机中，避免数据丢失。然后生成短报文将数据转换为北斗传输系统识别格式，为监测数据的传输做准备。

图4说明北斗传输子系统的情况。该系统主要包括发送端、接收端、数据服务器和客户端这四部分。发送端布放在平台，通过北斗卫星以短报文的形式发送传感器采集的数据，同时显示发送状态。接收端布放在陆地接收站，采集数据，储存并显示数据，并将数据通过网络传输到陆地上数据服务器。数据服务器储存接收端传输来的数据并以供用户查看和调用。客户端包括手机APP和PC端软件，可根据实际情况随时查看、管理数据服务器的监测数据。

采用以上技术方案，该数据传输方法具有以下特点：对平台的监测数据进行实时的、完整的、可靠的传输。尤其在平台断网的情况下，能够通过北斗系统进行现场监测信息的传输，保证数据的实时性。在平台无人值守、电力缺失的情况下，实时地为陆地提供台风等极端环境信息，进而为人员复台提供支持。