内河溢油在线监测系统设计与研究

摘要

内河航运作为一种低能耗、清洁环保、安全可靠的交通运输模式，不仅承担了沿江大型骨干企业所需物质的运输，还是油品运输的重要通道，在西部大开发战略中扮演着重要的角色。随着社会经济的发展，船舶数量不断的增加，使通航环境更加复杂，这大大增加了水上溢油的风险。其中仅在长江干线就分布着许多大型的石化企业，有危险品码头200多座，水运企业2500余家，船舶11万多艘，油品吞吐量近2000万t。一旦发生溢油事故，将对周围的生态环境、旅游资源以及经济社会的发展造成巨大的损失，难以弥补。因此内河水上安全监管面临着越来越大的压力，加强内河溢油的监测对于我国水上安全监管能力的提高和对我国环境友好型社会的建设有着十分重要的意义。
　　 文中以内河水上溢油监测为研究对象，以提高内河溢油监测能力为目的，以传感器技术、信息技术为手段，以研究解决内河溢油在线监测关键技术问题为重点，设计一套以航标为载体的内河溢油监测系统。该系统能够实现对长江水面溢油全天候的在线监测，提高了内河航运安全管理水平，有效预防和遏制水上溢油重大事故的发生。
　　 根据国内外研究现状，分析了适合于内河溢油监测的模式，提出了整体设计方案，包括溢油传感器的选择、通过溢油传感器外围电路来实现对溢油信息的采集，使用ZigBee无线传感网络与AIS模块相结合的传输方式完成了溢油信息的传输，设计了一套方便于海事监管人员的溢油信息管理系统的软件，该软件以长江电子航道图为基础，可以查看传感器附近水域的环境信息、环境敏感资源、历史溢油数据库以及法律法规等。
　　 通过大量的实验，验证了内河溢油在线监测系统的可靠性，溢油传感器受外界环境等干扰因素影响非常小，灵敏度高，通信链路稳定可靠，溢油信息管理可操作性强，界面友好，实现了在线监测的功能。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及进展

1.2.1 国内外溢油监测模式

1.2.2 国内外溢油监测模式研究进展的评述

1.3 课题来源

1.4 研究的主要内容

第2章 内河溢油在线监测系统硬件设计与实现

2.1 硬件系统需求分析

2.2 硬件系统整体设计方案

2.3 硬件系统实现

2.3.1 主要元器件选型

2.3.2 传感器外围电路的设计

2.4 传感器的布置

2.5 本章小结

第3章 内河溢油在线监测系统通信设计

3.1 内河现有各通信方式

3.2 溢油传感器与基站之间的通信

3.3 基站与海事监管中心的通信

3.4 本章小结

第4章 内河溢油在线监测系统信息管理

4.1 软件系统需求分析

4.2 软件系统总体设计与实现

4.2.1 软件系统总体设计

4.2.2 软件系统开发平台

4.2.3 系统各功能模块的实现

4.3 本章小结

第5章 内河溢油在线监测系统运行试验及分析

5.1 试验

5.1.1 试验环境

5.1.2 试验器材与材料

5.2 试验结果及分析

5.3 本章小结

第6章 结论及展望

6.1 结论

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目