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自然资源部南海调查技术中心研发布放观测浮标纪实
栏目:自然 发布时间:2019-06-08 14:09

  为保障国家重点项目深中通道建设,自然资源部南海调查技术中心今年在珠江口深中通道施工海域成功布放4套3米综合观测浮标,建立起从表层到深水的立体监测网,开启了对该海域为期5年的连续实时观测,标志着该中心自主集成创新的3米浮标首次实现规模化业务运行,将为深中通道项目建设提供海洋环境数据,保障海上▪…□▷▷•作业安全。

  作为国务院批复建设的重大交通基础设施项目,深中通道将横贯珠江口,连接广东省深圳市和中山市,是继港珠澳大桥之后又一项集“桥、岛、隧、地下互通”为一体的超大集群工程,项目总长约24公里,将于今年年底开工建设。

  深中通道项目施工采用与港珠澳大桥类似的沉管技术。但沉管预制厂距离安装地点约50公里,是港珠澳大桥浮运距离的3倍多,对沉管运输提出了严峻挑战。沉管水下安装也是个世界级难题,对径流、风浪的条件要求非常苛刻。观测资料显示,受恶劣天▪•★气、台风等影响,施工海域每月只有1次~2次适合沉管作业的施工窗口期。

  2018年底,南海调查技术中心承担起在珠江口沿岸布放▲●…△4套综合观测浮标的任务,对施工海域进行多点数据实时观测。接到任务后,南海调查技术中心立即成立项目组,“90后”海归硕士黄桦任该项目组负责人。

  “常规浮标观测要素主要为风、温、湿、压、流等,数据回传频率为▪▲□◁1小时。”黄桦介绍说,为满足沉★-●=•▽管水下施工要求,深中通道浮标观测要素主要是剖面海流、波浪等,特别是海流剖面数据均▲★-●实时传输,还要保证其他数据10分钟的高回传频率和85%的高获取率,需要项目组对浮标的观测、通讯等设备进行全新集成。

  为解决浮标观测设备难题,黄桦▼▼▽●▽●带领研发团队从选配观测设备、开发数据采集程序入手,逐一攻克技术难题,使各项观测指标均达到了技术要求。受风浪影响,漂浮在海面上的浮标要保持稳定的高回传频率和数据获取率,也是一个技术难题。为此,研发团★◇▽▼•队采用了北斗+无线电通信技术“双保险”通信方式,确保回传数据万无一失。

  同时,由于浮标布放区域毗邻航线,来往船◆■只众多。为避免与船舶碰撞,浮标加装了双锚灯和船舶自动识别系统,让船舶和浮标可以相互避让,确保海上航行安全。

  技▼▲术攻坚的道路,异常艰难。项目组发现,浮标布放海域位于船只川流不息的珠江口,直径6米和10米的浮标体积太大,采用3米浮标更为合适,但3米浮标空间容量十分有限,并且4个标体有两种样式,这意味着研发团队需要设计两种不同的“主控箱”“主控筒”体系来适配设备,如同给3米的铁壳“麻雀”安装新“五脏”。

  设计走△▪▲□△线、接线、焊线、固定设备……面对盘根错节的电线,每次整理都是对工作人员耐心和技艺的极大考验。老标体安装新系统,需要对仪器舱、仪器架进行改装打孔,在短短1个多月的安装过程中,厚重的不锈钢板“报销”了10多个钻头。烈日炎炎下,大家的工作服经常是被汗水一次次浸透。

  在安装任务攻坚期,多名骨干成员又被抽调出海,执行另外的紧急任务。黄桦坦言:“这是我第一次作为项目负责人执行任务,真怕完不成。”这时,同事林冠英宽慰黄桦,“放宽心,我们肯定能完成。”话虽这么说,但大家手上的工作却异常紧张。

  “后来也没功夫多想了,因为活太多了,干就是了。”就这样,黄桦、林冠英等人夜•☆■▲以继日工作,即便周末也“泡”在基地实验室里干活。

  在4个浮标拆装过程中,黄桦对4号站位浮标印象尤为深刻。4号站位浮标采用老式标体,为了满足高频率数据回传要求,团队必需完全拆开设备,更换安装在标体底部的电池。

  黄桦介绍说,该浮标结构如同“汉堡”,从标底设备架、浮体、仪器舱,再到主浮体、标面压盘,一层一层罗列。浮标由4个1米多长的大螺栓串联嵌套,各种电缆和数据传输线从螺栓中空处通过,各层里要安装电池、仪器设备等。

  拆装要依靠叉车完成,操作位置只允许有几毫米的误差,否则稍有不慎,压到或剐蹭到线缆,导致绝缘层破裂,整个设备安装便前功尽弃。即便没有伤到线缆,大螺栓☆△◆▲■一旦撞歪,这个大“汉堡”就对不齐、摞不上了。因此,拆装这个几吨重的“铁疙瘩”,如同驾驶着叉车在“绣花”。

  项目组中有4人是持叉车驾驶证的“老司机”。他们轮流上阵操作,其他同事积极配合,经过多次如履薄冰的吊装,设备一层一层地安装就位。当最顶层的不锈钢架顺利从长螺栓通过且线缆丝毫无损后,大家心中的“石头”才算落地。

  除了工作强度大,意外还随时可能发生。为了更早获取观测数据、保障深中通道项目建设,团队成员一边紧锣密鼓地调试安装设备,一边不断优化布放方案。布放前一晚,4套系统终于全部调试安装完毕。为进一步确保系统的稳定性,黄桦、林冠英通宵对4套系统进行布放前的测试。

  布放当天清晨,作业船抵达◆◁•指定布放点。指挥布放工作的南海调查技术中心浮标室副主任刘同木爬上2米多高的浮标,再一次检查仪器设备是否牢固、密封是否做好,力求不遗漏任何细节。

  每个站位的浮标布放过程需要约3个小时,放完一个站位的浮标、确认数据接收正常后,作业船便立即赶往下一个站位。第3套浮标•□▼◁▼入水时,夜幕已经笼罩了珠江口。

  完成3个站位●布放任务后,作业团队又在船上临时岸站里监测浮标运行状态,检查数据接收情况。这时,意外发生了◆▼——还未布放的4号浮标出现故障,无法正常接收GPS△▪▲□△信息。

  入夜,珠江口突降大雨,大家立即穿好救生衣、戴上安全帽、拿起工□◁具奔向甲板紧急抢修设备。重置系统、检测代码、检查线路……一次次排查下来,仍然没有找到故障所在。

  “当时,无法接收GPS信息,不仅意味着不能定位浮标,为维护回收带来困难,更重要的是观测数据有效性◁☆●•○△会大打折扣,给数据分析造成许多误差。此外,浮标如果发生漂移,还将影响附近航道安全。”黄桦说。

  正在大家愁眉不展时,林冠英从随身工作包里拿出了一个备用小型独立定位系统。工作人员连夜加装,浮标系统终于能正常接收GPS信息了。

  第二天,随着最后一套浮标系统入水,浮标布放圆满完成。浮标“四兄弟”终于全部上岗,开始采集海洋环境数据,为深中通道项目建设保驾护航。

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