專利名稱：完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的完整性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)海上或陸上靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分(例如管道或電力電纜)的完整性的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的方法。
背景技術(shù)：
公知使用聲傳感器以監(jiān)測(cè)管線，例如觀察鋼筋破損或類似情況。例如在US6, 082, 193中描述了這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)例。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括聲傳感器的陣列，其沿著電纜間隔放置并且部署于流體填充的混凝土管線中。傳感器被監(jiān)測(cè)以找出聲音異常，特別是由于混凝土的鋼筋破損而導(dǎo)致的異常?？梢杂墒占臄?shù)據(jù)找出鋼筋破損的位置。聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也已經(jīng)應(yīng)用于海上。US7，751，977描述了避免船只和人造結(jié)構(gòu)之間撞擊的系統(tǒng)，其中聲傳感器連接到或者放置于人造結(jié)構(gòu)附近。通過(guò)聲傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)被無(wú)線傳輸給船只。W003/100453描述了帶有若干水聽器的聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。借助于聲測(cè)量，該系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)不平衡、振動(dòng)和泄漏。US2009/0132183描述了用于監(jiān)測(cè)可操作地連接到光纖的管線的技術(shù)，光纖例如可以結(jié)合布里淵背向散射和相干瑞利噪音的觀察。EP2006654公開了使用水聽器的輸送和分布管線的聲傳感器泄漏檢測(cè)的幾種方法。在許多情況中，現(xiàn)有技術(shù)的聲傳感器系統(tǒng)工作良好。然而，總體上需要改進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的完整性，特別是必須長(zhǎng)期(例如幾年)保持其所在位置的靜止結(jié)構(gòu)的完整性監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)提供高安全性并且同時(shí)相比于其高的有益效果能以較低的成本提供。本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在權(quán)利要求和下列說(shuō)明、實(shí)例及附圖中限定。本發(fā)明及其實(shí)施方式的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)由從屬權(quán)利要求以及下列說(shuō)明、實(shí)例和附圖清晰體現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，當(dāng)在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)解釋為開放性的術(shù)語(yǔ)，即其應(yīng)當(dāng)理解為列舉了具體陳述的特征，如元件、單元、整體、步驟、部件及其組合的存在，但是并不排除一個(gè)或多個(gè)其它陳述特征的存在或添加。本發(fā)明范圍和優(yōu)選范圍內(nèi)涵蓋的所有特征可以采用各種方式在本發(fā)明的范圍內(nèi)結(jié)合，除非有具體原因不能結(jié)合這個(gè)特征。本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心特征是該完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被布置成或者能夠從至少兩個(gè)不同的來(lái)源獲取數(shù)據(jù)并且結(jié)合和/或比較這些數(shù)據(jù)。由此可以用非常簡(jiǎn)單的方式使該完整性監(jiān)測(cè)非?？煽?。此外，該完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能以經(jīng)濟(jì)上有吸引力的方式提供和操作以監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分。術(shù)語(yǔ)“靜止結(jié)構(gòu)”在此用于表示在未損壞條件中保持在總體上靜止位置中且可選地由于自然環(huán)境的影響，例如風(fēng)和/或水而受到有限運(yùn)動(dòng)的任何固體結(jié)構(gòu)。例如，如果靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)，則例如當(dāng)水下的水流引起振動(dòng)時(shí)，例如由于如沙丘的移動(dòng)的沉積物導(dǎo)致的海床中的變化可能在一個(gè)實(shí)施方式中導(dǎo)致靜止結(jié)構(gòu)的自由進(jìn)水。靜止結(jié)構(gòu)的其它實(shí)例在下面給出。在下面的敘述中，術(shù)語(yǔ)“靜止結(jié)構(gòu)”包括靜止結(jié)構(gòu)的整體或一部分，除非另外具體說(shuō)明。本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少包括:-振動(dòng)傳感器-計(jì)算機(jī)；-用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置；和-用于獲取和傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置。應(yīng)當(dāng)注意，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括以下描述的另外元件和/或功能。此外，應(yīng)當(dāng)注意，計(jì)算機(jī)可以集成在完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任何其它元件中，例如計(jì)算機(jī)或其一部分可以與振動(dòng)傳感器結(jié)合。計(jì)算機(jī)可以是任何類型的計(jì)算裝置或裝置的一部分。計(jì)算機(jī)在此定義為能夠計(jì)算數(shù)據(jù)的裝置。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)可以接收數(shù)據(jù)并且可以被編程以利用接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算機(jī)可以是能接收輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、并且以有用的格式提供輸出的可編程機(jī)器。存儲(chǔ)器通常是計(jì)算機(jī)的集成部分或者它與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信。計(jì)算機(jī)優(yōu)選使用(一個(gè)或多個(gè))數(shù)字操作系統(tǒng)操作，并且優(yōu)選使用集成電路技術(shù)并且包括微處理器。在大多數(shù)的情況中，優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)是PC、或包括PC、或是PC的一部分，其中一個(gè)或多個(gè)計(jì)算元件可以結(jié)合到系統(tǒng)的另一個(gè)元件或其它元件中，例如通過(guò)嵌入這種其它元件中?！皵?shù)據(jù)”表示任何種類的數(shù)據(jù)，但是在大多數(shù)情況中將會(huì)以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)或模擬數(shù)據(jù)信號(hào)或結(jié)合的形式，其例如使用圖形卡或其它數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的?！白鳛闀r(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)”還將會(huì)被稱為“位置(h)”并且表示在給定時(shí)間的物理位置。位置可以與海下結(jié)構(gòu)相關(guān)或在地理坐標(biāo)中。時(shí)間可以是從已知的(例如選定的)起始點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間的形式或者其可以在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間例如航海標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間或UTC (協(xié)調(diào)世界時(shí))或其它標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)中?！巴暾员O(jiān)測(cè)”表示該監(jiān)測(cè)至少能夠檢測(cè)待監(jiān)測(cè)的海下結(jié)構(gòu)部分是否嚴(yán)重?fù)p壞，例如阻礙其正常操作的損壞。優(yōu)選地，完整性監(jiān)測(cè)足夠敏感以甚至能夠監(jiān)測(cè)海下結(jié)構(gòu)的更輕損壞或者甚至能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)表明海下結(jié)構(gòu)損壞危險(xiǎn)增大的參數(shù)而防止損壞?！罢駝?dòng)”在此應(yīng)當(dāng)被理解為表示任何波長(zhǎng)的振動(dòng)，然而特別是聲振動(dòng)，其在此應(yīng)當(dāng)理解為表示在液體并且可選地在固體中的機(jī)械波。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:至少一個(gè)振動(dòng)傳感器，用于檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)；計(jì)算機(jī)；傳輸裝置，用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)；用于當(dāng)可移動(dòng)物體處于距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)獲取并向計(jì)算機(jī)傳輸包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置，其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括靜止結(jié)構(gòu)的部分并且振動(dòng)傳感器被布置成檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的振動(dòng)，計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。原則上可移動(dòng)物體可以是任何種類的可移動(dòng)物體，其包括發(fā)射器以使得其作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)可以直接地或者經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)其它元件，例如包括衛(wèi)星、因特網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)無(wú)線傳輸、全球定位元件或其它傳輸元件，被傳輸給計(jì)算機(jī)?？梢苿?dòng)物體例如可以是車輛、飛機(jī)、機(jī)動(dòng)工具或船只。以下將會(huì)提供進(jìn)一步的實(shí)例。在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是基本上固定的結(jié)構(gòu)，例如以靜止的方式應(yīng)用的和/或放置在地上和/或海床上的和/或埋置的和/或溝埋的靜止結(jié)構(gòu)?！盎旧瞎潭ā北硎眷o止結(jié)構(gòu)沒有主動(dòng)地進(jìn)行移動(dòng)，即其沒有連接到或包括機(jī)動(dòng)單元。優(yōu)選地，基本上固定的海下結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行超過(guò)+_大約20m距離的移動(dòng)，更優(yōu)選地，基本上固定的海下結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行超過(guò)+_大約IOm距離的移動(dòng)，甚至更優(yōu)選地，基本上固定的海下結(jié)構(gòu)最大進(jìn)行至多+_大約5m距離的移動(dòng)。固定例如可以通過(guò)限制或阻擋靜止結(jié)構(gòu)移動(dòng)的錨或錨定結(jié)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)螺釘/螺母系統(tǒng)或其它固定元件而提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，基本上固定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行由來(lái)自環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化影響所提供的被動(dòng)移動(dòng)，例如由來(lái)自風(fēng)或水的影響所直接或間接提供的被動(dòng)移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，其中靜止結(jié)構(gòu)是基本上固定的結(jié)構(gòu)，通過(guò)放置在海床上的或埋置的海下結(jié)構(gòu)和/或溝埋的海下結(jié)構(gòu)或通過(guò)埋置的非海下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被以靜止的方式應(yīng)用?！昂Ｏ陆Y(jié)構(gòu)”在此表示布置在海面以下的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部分，從而至少海下結(jié)構(gòu)的待監(jiān)測(cè)其完整性的部分應(yīng)用于在海面以下。“非海下結(jié)構(gòu)”在此表示不是如上定義的海下結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部分，從而至少非海下結(jié)構(gòu)的待監(jiān)測(cè)其完整性的部分應(yīng)用于在海面以上。相應(yīng)地，如果靜止結(jié)構(gòu)的一個(gè)待監(jiān)測(cè)其完整性的部分在海面以上并且靜止結(jié)構(gòu)的另一個(gè)待監(jiān)測(cè)其完整性的部分在海面以下，則靜止結(jié)構(gòu)可以包括海下結(jié)構(gòu)和非海下結(jié)構(gòu)。術(shù)語(yǔ)“溝埋的”用于具體說(shuō)明海下結(jié)構(gòu)應(yīng)用于溝槽中，但是沒有被沉積物完全覆蓋。術(shù)語(yǔ)“埋置的”用于具體說(shuō)明靜止結(jié)構(gòu)例如海下結(jié)構(gòu)被沉積物、砂子、石頭、混凝土和/或浙青完全覆蓋。術(shù)語(yǔ)“沉積物”表示已經(jīng)或正在被侵蝕、輸送和沉淀的任何固體物質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“覆蓋物質(zhì)”是覆蓋或可能覆蓋靜止結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的通用名稱并且包括沉積物、砂子、石頭、混凝土和/或浙青。為了從應(yīng)用本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取實(shí)質(zhì)性的好處，靜止結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選地是這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少部分地處于被可移動(dòng)物體或其一部分損壞的危險(xiǎn)中，或者處于被與可移動(dòng)物體連接或隨其移動(dòng)的部分損壞的危險(xiǎn)中。此外，靜止結(jié)構(gòu)可以是部分或完全隱藏而不能視覺監(jiān)測(cè)的，或者其可能具有至少一個(gè)使其視覺監(jiān)測(cè)困難、或昂貴的大尺寸。在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度尺寸是垂直于其長(zhǎng)度尺寸測(cè)定的其最大尺寸的至少大約100倍。靜止結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選地具有至少大約10m，例如至少大約IOOm的長(zhǎng)度。在靜止結(jié)構(gòu)是或包括電纜、管道和/或光纖的情況中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是特別有益的。電纜、管道、光纖及其組合通常相當(dāng)長(zhǎng)，視覺監(jiān)測(cè)困難或昂貴并且在許多情況中受到移動(dòng)部件例如移動(dòng)物體或其一部分或者與可移動(dòng)物體連接或隨其移動(dòng)的部分的損壞。本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特別地提供了監(jiān)測(cè)電纜、管道、光纖和/或其組合或其部分的有益解決方案。 在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)可選地是或包括電纜束。電纜束由兩種或更多不同類型的電纜、管道和/或光纖構(gòu)成。它們可能或多或少地彼此集成在一起，例如沿其長(zhǎng)度至少在兩個(gè)或更多位置中彼此捆成束或者它們可以完全集成在例如導(dǎo)管、臍帶纜或類似的外部覆蓋層中。在靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)的情況下的一個(gè)實(shí)施方式中，海下結(jié)構(gòu)是沿基本上水平的方向應(yīng)用的出油管線(flow line)。在靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)的情況下的一個(gè)實(shí)施方式中，海下結(jié)構(gòu)是以基本上垂直的方向應(yīng)用的升降器。這種海下結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域中是公知的并且將不會(huì)在此更詳細(xì)地描述。在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是傳輸靜止結(jié)構(gòu)，例如能夠傳輸電力和/或電磁波的靜止結(jié)構(gòu)和/或能夠輸送可流動(dòng)介質(zhì)例如流體如烴類流體和/或水的靜止結(jié)構(gòu)。電磁波表示具有任何頻率的波的電磁輻射，電磁波例如可以是無(wú)線電波、微波、紅外輻射、可見光、紫外輻射、X射線和伽馬射線。電磁波可以優(yōu)選地具有大約IOnm或更大的波長(zhǎng)。對(duì)于光纖，波長(zhǎng)通常會(huì)是從大約IOnm到大約2000nm,并且優(yōu)選在400nm至1600nm內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，波長(zhǎng)優(yōu)選地可以是無(wú)線電波(從大約Im起和更長(zhǎng))或微波(從大約Im至大約Imm)。傳輸靜止結(jié)構(gòu)的完整性監(jiān)測(cè)提供了重要的安全性，并且甚至可以防止由于烴的泄漏和漏出而產(chǎn)生的損害，和/或供氣、水或電力的損失，這些對(duì)于例如工廠、醫(yī)院和其它可能是費(fèi)錢的和/或可能對(duì)普通家庭造成麻煩。由于本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以預(yù)測(cè)損害并且可以在傳輸靜止結(jié)構(gòu)整個(gè)突然破裂之前關(guān)閉和/或替換傳輸靜止結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提供修理輕微損壞的傳輸靜止結(jié)構(gòu)的選擇以防止其突然破裂，從而延長(zhǎng)了傳輸靜止結(jié)構(gòu)的使用壽命。在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)包括電纜，例如信號(hào)和/或輸電電纜，其優(yōu)選地選自高壓電力電纜(在大約72千伏以上，例如高達(dá)大約550千伏或甚至更高)，中壓電力電纜(大約10-72千伏)，超導(dǎo)電纜，光纜和/或通信電纜。在一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)包括管道，例如用于輸送流體如水、氣體和/或烴例如原油的管道。因而由于本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以防止流體的漏出。振動(dòng)傳感器原則上可以是具有足夠的檢測(cè)振動(dòng)的靈敏度以便提供待監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)或其部分的完整性監(jiān)測(cè)的任何類型的傳感器。振動(dòng)傳感器是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并且例如通過(guò)聯(lián)系振動(dòng)傳感器的生產(chǎn)者，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于給定的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將能找到一個(gè)或多個(gè)合適的振動(dòng)傳感器。在選擇振動(dòng)傳感器時(shí)，技術(shù)人員例如可以考慮例如用于不同類型的振動(dòng)/噪聲的振動(dòng)傳感器的靈敏度、振動(dòng)傳感器的成本、振動(dòng)傳感器的預(yù)計(jì)使用壽命、振動(dòng)傳感器的精確度以及其尺寸和獲取來(lái)自振動(dòng)傳感器的輸出的可能方式。例如對(duì)于完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的給定應(yīng)用的優(yōu)選傳感器的例子在下面提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器是聲傳感器。聲傳感器是本領(lǐng)域公知的并且用于許多不同的應(yīng)用中。振動(dòng)傳感器可以優(yōu)選地包括麥克風(fēng)、水聽器、測(cè)震儀和/或光纖聲傳感器。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器連續(xù)操作并且可以隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)連續(xù)獲取輸出信號(hào)。許多類型的振動(dòng)傳感器適合于這種連續(xù)操作，但也可以應(yīng)用為在碰撞時(shí)和/或在某個(gè)選定的db水平之上振動(dòng)時(shí)以預(yù)定時(shí)間間隔操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器以預(yù)定時(shí)間間隔操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的操作的調(diào)節(jié)功倉(cāng)泛。調(diào)節(jié)功能例如可以是適用于調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的活動(dòng)和/或靈敏度的自動(dòng)、半自動(dòng)或可設(shè)置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。為了節(jié)省電力(例如，電池電力)，調(diào)節(jié)功能在一個(gè)實(shí)施方式中可以根據(jù)活動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。然而，在大多數(shù)情況中，即在所有有效部件放置在岸上且不涉及基于電池的系統(tǒng)的情況中，省電模式?jīng)]有很大意義。一般而言，即使沒有省電模式，需要的電力量也是比較低的。在一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)功能是調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的靈敏度的自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。一般而言，靜止結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境中和監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的噪音隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)不是恒定不變的、并且沿著整個(gè)靜止結(jié)構(gòu)也不是同質(zhì)的。因而為了得到合適的靈敏度，如果振動(dòng)傳感器能包括用于過(guò)濾噪聲的這種自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的話將是有益的。自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)例如可以包括取決于范圍和時(shí)間的增益控制以便處理沿著靜止結(jié)構(gòu)和/或隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)的背景噪聲水平的變化。出于更強(qiáng)安全性的考慮，在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)備用的振動(dòng)傳感器。該一個(gè)或多個(gè)備用的振動(dòng)傳感器可以用于替換發(fā)生故障的振動(dòng)傳感器和/或用于檢驗(yàn)使用中的振動(dòng)傳感器，例如用于校準(zhǔn)使用中的振動(dòng)傳感器。一個(gè)或多個(gè)備用傳感器可以與假定被其替換或檢驗(yàn)的振動(dòng)傳感器相同或不同。一般而言，如果一個(gè)或多個(gè)備用傳感器選擇成與假定被一個(gè)或多個(gè)備用傳感器替換和/或檢驗(yàn)的振動(dòng)傳感器基本上相同或至少相似的類型的，是比較簡(jiǎn)單的。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)備用傳感器選擇成質(zhì)量比假定被一個(gè)或多個(gè)備用傳感器替換的振動(dòng)傳感器低并且它們僅僅適合當(dāng)最初的振動(dòng)傳感器正在被替換時(shí)使用。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)備用傳感器可以放置成緊鄰它們適合替換和/或檢驗(yàn)的振動(dòng)傳感器。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)備用傳感器放置在遠(yuǎn)離它們適合替換和/或檢驗(yàn)的振動(dòng)傳感器的位置。例如如果振動(dòng)傳感器是集成的振動(dòng)傳感器，則備用的振動(dòng)傳感器可以是非集成的振動(dòng)傳感器。振動(dòng)傳感器原則上可以相對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)放置在任何地方，只要它能檢測(cè)至少包括靜止結(jié)構(gòu)待監(jiān)測(cè)部分的監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的振動(dòng)。振動(dòng)傳感器的最佳位置主要取決于待監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的類型和應(yīng)該在哪里進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，如將會(huì)在稍后說(shuō)明的，示出振動(dòng)傳感器的一些布置以提供額外的好處。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括布置成與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸以監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)本身的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器。在相對(duì)嘈雜的環(huán)境中，將振動(dòng)傳感器布置成與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸以監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)本身的振動(dòng)可能是非常有益的。因而，可以比較簡(jiǎn)單地濾出噪音并且可以獲取靜止結(jié)構(gòu)的更正確的完整性監(jiān)測(cè)。此外，在振動(dòng)傳感器其本身可能正好暴露于損害的情況中，振動(dòng)傳感器可以通過(guò)與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸——例如通過(guò)集成在靜止結(jié)構(gòu)中——而得到保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括布置成不與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸的振動(dòng)傳感器。這個(gè)實(shí)施方式可能具有額外的好處，即可以獲取靜止結(jié)構(gòu)和可移動(dòng)物體之間的非常精確的測(cè)定。例如，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以布置成如果可移動(dòng)物體正在經(jīng)過(guò)振動(dòng)傳感器，就起動(dòng)警報(bào)器。例如如果靜止結(jié)構(gòu)是埋置的水管并且傳感器埋在水管上方例如IOcm以上，且移動(dòng)物體是鉆孔工具，則如果操作的鉆孔機(jī)太靠近水管，就可以發(fā)出警報(bào)，同時(shí)仍然避免僅僅因?yàn)殂@孔工具在水管附近而發(fā)出假警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器包括至少一個(gè)水聽器，例如傳統(tǒng)的電水聽器或光纖激光水聽器。在振動(dòng)傳感器在濕的或潮濕的環(huán)境中操作的情況中，例如在離岸的環(huán)境中，這是特別有益的。水聽器特別適用于其中靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)的離岸系統(tǒng)。水聽器是點(diǎn)傳感器。這種傳感器是本領(lǐng)域公知的，在此將不進(jìn)行更詳細(xì)地描述。在一個(gè)實(shí)施方式中，水聽器是光纖激光水聽器。這種光纖激光水聽器容許非常長(zhǎng)的光信號(hào)(連接)電纜。但它仍是點(diǎn)傳感器。有用的水聽器的例子例如描述于US5227624、US4536861、US4841192、US4958329、和US5136549 中。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器是分布式振動(dòng)傳感器。分布式傳感器例如光纖傳感器提供了下列優(yōu)點(diǎn):可以用一個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)長(zhǎng)的范圍，如Ikm或更長(zhǎng)甚至例如高達(dá)幾百公里，如5-100km或10-50km。因而在待監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)相對(duì)長(zhǎng)的情況下，分布式振動(dòng)傳感器用在完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中非常有利。然而，通過(guò)分布式振動(dòng)傳感器獲取的數(shù)據(jù)的處理可能需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)編程。然而用于這種數(shù)據(jù)處理的軟件是可以得到的，并且可以——在沒有過(guò)度負(fù)擔(dān)的情況下——由技術(shù)人員選擇。通常給定的分布式振動(dòng)傳感器的必需軟件與分布式振動(dòng)傳感器一起出售。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器包括光纖傳感器，光纖傳感器優(yōu)選地布置成通過(guò)背向散射效應(yīng)操作，例如布里淵背向散射、拉曼背向散射、瑞利背向散射。在一個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)傳感器利用光纖的極化性質(zhì)操作，以優(yōu)選地使得背向散射信號(hào)的極化性質(zhì)被用來(lái)檢測(cè)光纖的可能的變形，如果存在變形的話(例如由聲波造成)。在一個(gè)實(shí)施方式中,振動(dòng)傳感器包括光纖布拉格光柵(FBG)傳感器。所有上面提到類型的振動(dòng)傳感器都是本領(lǐng)域公知的。將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置可以是任何類型的裝置，其可以或可以不集成在完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任何元件/物體中或其可以由外部元件如因特網(wǎng)全部或部分提供。現(xiàn)今公知的是，數(shù)據(jù)可以通過(guò)多種不同途徑傳輸，包括數(shù)字傳輸裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器集成有傳輸裝置或直接連接到傳輸裝置。振動(dòng)傳感器可以例如直接連接到計(jì)算機(jī)并且傳輸裝置通過(guò)直接連接提供，和/或振動(dòng)傳感器包括發(fā)射器，例如藍(lán)牙發(fā)射器或遠(yuǎn)程發(fā)射器。在該實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器可以優(yōu)選地是光纖傳感器。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)不直接連接到振動(dòng)傳感器。在該實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)可選地是布置在離振動(dòng)傳感器某一距離處的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，該距離原則上可以是任何距離。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)是布置在離振動(dòng)傳感器某一距離處的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，該距離是至少大約Im,例如至少大約5m,例如至少大約IOOm,例如高達(dá)大約IOOkm或甚至更多。計(jì)算機(jī)例如可以是連接幾個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中央完整性監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，其中至少一個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。因而提供位于世界上任何地方的許多靜止結(jié)構(gòu)的中央完整性監(jiān)測(cè)是可能的。在這個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置優(yōu)選地包括經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)直接連接到振動(dòng)傳感器并且振動(dòng)傳感器是光纖振動(dòng)傳感器并且直接連接提供傳輸裝置的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置包括無(wú)線傳輸和/或經(jīng)由光纖的傳輸和/或電力線通信(PLC)，無(wú)線傳輸可以例如是無(wú)線電或微波頻率傳輸，其既包括遠(yuǎn)程傳輸又包括近程傳輸(藍(lán)牙)。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的裝置包括記錄介質(zhì)。在這個(gè)實(shí)施方式中，傳輸?shù)恼駝?dòng)數(shù)據(jù)包括作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)并且作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)被延遲,例如具有大約10分鐘至大約30天的延遲時(shí)間，例如從大約I小時(shí)至大約24小時(shí)。在上面的用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的裝置包括記錄介質(zhì)的實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)記錄作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)并在有時(shí)間延遲的情況下將記錄的數(shù)據(jù)例如無(wú)線傳輸給計(jì)算機(jī)而進(jìn)行操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行操作通過(guò):在某一時(shí)間長(zhǎng)度上在第一記錄介質(zhì)上記錄作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)、停止在第一記錄介質(zhì)上記錄并將記錄的數(shù)據(jù)例如無(wú)線地傳輸給計(jì)算機(jī)或例如通過(guò)將第一記錄介質(zhì)(其可以是可移動(dòng)的記錄介質(zhì))物理地連接到計(jì)算機(jī)而傳輸給計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)可以操作以使得在第一記錄介質(zhì)上記錄的數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)的傳輸取決于傳輸給計(jì)算機(jī)的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和/或取決于在靜止結(jié)構(gòu)上觀察到的可能的故障/損壞。當(dāng)在第一記錄介質(zhì)上記錄停止時(shí)或與該停止時(shí)刻重疊時(shí)，可以例如在另一個(gè)記錄介質(zhì)上開始記錄以獲取完整的記錄。這樣，并非所有的振動(dòng)數(shù)據(jù)都需要傳輸給計(jì)算機(jī)，而是例如在出現(xiàn)早期事件如靜止結(jié)構(gòu)損壞的情況下可以在稍后分析振動(dòng)數(shù)據(jù)，或可以為了其他理由在隨后的階段檢查振動(dòng)數(shù)據(jù)。特別是如果振動(dòng)數(shù)據(jù)被延遲傳輸?shù)那闆r下，用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置可以布置成傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。然而，在一個(gè)實(shí)施方式中，可以在沒有時(shí)間數(shù)據(jù)的情況下傳輸振動(dòng)數(shù)據(jù)。在后者的情形中，與相應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)相關(guān)的時(shí)間由系統(tǒng)產(chǎn)生，優(yōu)選地由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生。如果振動(dòng)數(shù)據(jù)被沒有延遲地傳遞或如果延遲的長(zhǎng)度是已知的，例如如果它是恒定的時(shí)間延遲，則這可能是特別有益的。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于記錄被傳輸?shù)淖鳛闀r(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。該記錄可以用于統(tǒng)計(jì)以便校準(zhǔn)和/或用于隨后分析事件。用于獲取和傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置可以包括任何裝置及其組合。如上所述，數(shù)據(jù)的傳輸，特別是數(shù)字或模擬形式的數(shù)據(jù)的傳輸是公知的并且技術(shù)人員可以沒有過(guò)度負(fù)擔(dān)而僅僅通過(guò)利用普通技能即可應(yīng)用許多系統(tǒng)/方法。一般而言，希望用于獲取和傳輸包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括無(wú)線傳輸裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于獲取和傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括接收器，接收器能經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸、經(jīng)由人造衛(wèi)星和/或經(jīng)由外部天線從可移動(dòng)物體的發(fā)射器(例如使用VHF發(fā)射器)直接接收作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。接收器可以可選地是計(jì)算機(jī)的集成部件或與計(jì)算機(jī)無(wú)線或光纖通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于獲取和傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括記錄介質(zhì)。在該實(shí)施方式中，被傳輸?shù)淖鳛闀r(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被延遲，例如具有大約10分鐘至大約30天的延遲時(shí)間，例如從大約I小時(shí)至大約24小時(shí)。在上述用于獲取和向計(jì)算機(jī)傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括記錄介質(zhì)的實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)記錄可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置并在有時(shí)間延遲的情況下將記錄的數(shù)據(jù)例如無(wú)線傳輸給計(jì)算機(jī)而進(jìn)行操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行操作通過(guò):在某一時(shí)間長(zhǎng)度上在第一記錄介質(zhì)上記錄作為時(shí)間的函數(shù)的位置、停止在第一記錄介質(zhì)上記錄并將記錄的數(shù)據(jù)例如無(wú)線地傳輸給計(jì)算機(jī)或例如通過(guò)將第一記錄介質(zhì)(其可以是可移動(dòng)的記錄介質(zhì))物理地連接到計(jì)算機(jī)而傳輸給計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)可以操作以使得在第一記錄介質(zhì)上記錄的數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)的傳輸取決于傳輸給計(jì)算機(jī)的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和/或取決于在靜止結(jié)構(gòu)上觀察到的可能的故障/損壞。當(dāng)在第一記錄介質(zhì)上記錄停止時(shí)或與該停止時(shí)刻重疊時(shí)，可以例如在另一個(gè)記錄介質(zhì)上開始記錄以獲取完整的記錄。這樣，并非可移動(dòng)物體的所有作為時(shí)間的函數(shù)的位置都需要傳輸給計(jì)算機(jī)，而是可以在稍后分析作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)以便分析早期事件。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于記錄被傳輸?shù)淖鳛闀r(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。該記錄可以用于統(tǒng)計(jì)以便校準(zhǔn)和/或用于隨后分析事件。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件，其至少包括用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理器，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由可移動(dòng)物體如船只引起的振動(dòng)。關(guān)于這一點(diǎn)，硬件裝置是計(jì)算機(jī)的物理介質(zhì)，軟件表示計(jì)算機(jī)程序。如上所述，硬件或其部件可以集成在完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的其他部件中，例如振動(dòng)傳感器中。在完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中使用的軟件可以是適用于收集各種數(shù)據(jù)、將振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和優(yōu)選地例如在顯示器、監(jiān)視器上和/或經(jīng)由打印機(jī)提供結(jié)果輸出的公知軟件。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括監(jiān)視器和/或打印機(jī)或與其數(shù)據(jù)通信以顯示接收的數(shù)據(jù)以及振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的比較結(jié)果。如上所述，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括多個(gè)振動(dòng)傳感器，它們可以相同或彼此不同。優(yōu)選地可以選擇振動(dòng)傳感器和可選地用于振動(dòng)傳感器的軟件以使得完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能確定振動(dòng)相對(duì)于振動(dòng)傳感器和/或相對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的方向。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括至少一個(gè)呈分布式或準(zhǔn)分布式傳感器形式的光纖振動(dòng)傳感器。準(zhǔn)分布式傳感器應(yīng)被看作表示這樣一種傳感器，其不是分布式傳感器，但其可適用于提供好像它是分布式傳感器一樣的檢測(cè)輸出。在一個(gè)實(shí)施方式中，光纖振動(dòng)傳感器和/或計(jì)算機(jī)可以適合獲取或可選地處理來(lái)自光纖振動(dòng)傳感器的多個(gè)選定長(zhǎng)度段N的輸出信號(hào),選定段N優(yōu)選地各自具有至少大約Im的長(zhǎng)度，例如達(dá)到大約50m，例如從大約I至10m，各個(gè)部分的長(zhǎng)度優(yōu)選地基本上相等。在上述實(shí)施方式中,光纖振動(dòng)傳感器的多個(gè)選定長(zhǎng)度段N例如可以基本上系統(tǒng)地沿著光纖振動(dòng)傳感器的長(zhǎng)度布置，由此簡(jiǎn)化獲取分布的振動(dòng)數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程。長(zhǎng)度段N可以是重疊的段、緊鄰的段或彼此有一段距離的段。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括例如呈離散的傳感器陣列形式或呈分布式或準(zhǔn)分布式光纖傳感器形式的傳感器陣列。計(jì)算機(jī)可以優(yōu)選地適合獲取和處理來(lái)自傳感器陣列的振動(dòng)數(shù)據(jù)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括用于確定發(fā)出振動(dòng)的物體的方向、距離和/或速度的軟件，其中發(fā)出振動(dòng)的物體可選地是可移動(dòng)物體。在優(yōu)選實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置成對(duì)來(lái)自傳感器陣列或分布式或準(zhǔn)分布式傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)執(zhí)行波束成形函數(shù)(beam forming function)。在一個(gè)實(shí)施方式中，希望完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置成執(zhí)行波束成形函數(shù)，即可以計(jì)算振動(dòng)(聲音)的方向，其容許對(duì)到來(lái)是聲波進(jìn)行方向估計(jì)。傳感器陣列和計(jì)算方法(軟件)是本領(lǐng)域公知的并且例如可以在US7415117和US7369459中找到進(jìn)一步的描述。波束成形函數(shù)可以包括基于兩點(diǎn)相交法(cross bearingmethod)的計(jì)算。關(guān)于怎樣執(zhí)行和優(yōu)化陣列處理的進(jìn)一步信息和例子例如可以在HarryL.Van Trees 的“Optimum Array Processing (Detection, Estimation, and ModulationTheory, Part IV)”(ISBN0-471-09390-4)中找到。根據(jù)本發(fā)明，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于當(dāng)可移動(dòng)物體處于距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)獲取并向計(jì)算機(jī)傳輸包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置，其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括待監(jiān)測(cè)的靜止結(jié)構(gòu)部分。監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)選地是希望監(jiān)測(cè)的地點(diǎn)，且為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以優(yōu)選地選擇成與待監(jiān)測(cè)的靜止結(jié)構(gòu)部分所占據(jù)的地點(diǎn)相同。如果通過(guò)一個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)幾個(gè)靜止結(jié)構(gòu)，則監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)選地選擇成包括所有待監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的最小地點(diǎn)。離監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離可以是在某些方向上或在所有方向上的距離。例如如果靜止結(jié)構(gòu)是埋置的靜止結(jié)構(gòu)，則選定距離不必包括靜止結(jié)構(gòu)下面的選定距離，因?yàn)榭梢苿?dòng)物體不太可能從埋置的靜止結(jié)構(gòu)下面靠近靜止結(jié)構(gòu)。此外，選定距離不必在所有方向上都相同，而是可以變化，例如使得水平方向上的選定距離大于垂直方向上的選定距離。優(yōu)選地結(jié)合來(lái)自可移動(dòng)物體或相關(guān)/相連元件的損壞的風(fēng)險(xiǎn)而做出距離的選擇。系統(tǒng)如此布置以使得當(dāng)包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體處于選定距離內(nèi)時(shí)，能獲取并向計(jì)算機(jī)傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。只要可移動(dòng)物體不處于選定距離內(nèi)，就可以不管作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)并且不獲取它和/或?qū)⑺鼈鬏斀o計(jì)算機(jī)。由此不相關(guān)的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)可以被系統(tǒng)忽視。應(yīng)該注意到選定距離可以被選擇得如此大以致大量無(wú)關(guān)的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被傳輸給計(jì)算機(jī)。在這種情況中，期望計(jì)算機(jī)包括用于分類作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的軟件。本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以是岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。如技術(shù)人員應(yīng)該清楚的，岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的詳細(xì)選擇部分可以優(yōu)選地結(jié)合系統(tǒng)的類型以及結(jié)合它是否要應(yīng)用于水中而進(jìn)行選擇。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)并且可移動(dòng)物體是船只。術(shù)語(yǔ)“船只”在此用來(lái)表示能渡過(guò)和/或能航行于海洋上、運(yùn)河中和/或河流中的任何類型的遠(yuǎn)洋船、艇或潛水艇。在一個(gè)實(shí)施方式中，船只至少包括所有300噸以上的船只。在一個(gè)實(shí)施方式中，船只至少包括所有40噸以上的船只，例如包括拖網(wǎng)漁船的例如25-100m長(zhǎng)的漁船。海下結(jié)構(gòu)例如可以是如上所述的離岸應(yīng)用的任何靜止結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，海下結(jié)構(gòu)是在海下結(jié)構(gòu)的至少一部分中沿基本上垂直的方向延伸的升降器。“基本上垂直的方向”應(yīng)該結(jié)合處于靜水狀態(tài)的海面來(lái)看，并且總體上表示升降機(jī)未應(yīng)用于海床上、不是溝埋的和/或埋置的且它實(shí)質(zhì)上沒有垂直于海面地應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方式中，升降器從海床延伸到例如船或平臺(tái)的海面站。在一個(gè)實(shí)施方式中，海下結(jié)構(gòu)包括鋪設(shè)在海床上的、溝埋的和/或埋置的柔性電纜和/或柔性管。在本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，用于獲取并向計(jì)算機(jī)傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置可以優(yōu)選地包括獲取來(lái)自自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸、經(jīng)由船舶交管系統(tǒng)(VTS)和/或經(jīng)由外部天線從船只的發(fā)射器直接獲取，船只的發(fā)射器是發(fā)射機(jī)應(yīng)答器。AIS是國(guó)際的船只跟蹤系統(tǒng)。從2004年12月起，國(guó)際海事組織(MO)就要求所有300噸以上的船只隨船攜帶AIS發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，AIS發(fā)射機(jī)應(yīng)答器傳輸它們的位置、速度和航向，以及一些其他靜態(tài)信息，如船只的身份、尺寸和航行細(xì)節(jié)。AIS的目的最初是幫助船避免碰撞，以及幫助港務(wù)局更好地控制海上交通。一般而言，公認(rèn)的隨船AIS發(fā)射機(jī)應(yīng)答器包括收集位置和運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)的定位系統(tǒng)，例如LORAN-C或GPS (全球定位系統(tǒng))接收器，和傳輸該信息并使該數(shù)據(jù)對(duì)于公用域可用的VHF發(fā)射器。AIS發(fā)射機(jī)應(yīng)答器可以進(jìn)一步集成有其他電子導(dǎo)航傳感器，例如陀螺羅經(jīng)或轉(zhuǎn)彎指示器。其他船只或基站能接收該信息，利用簡(jiǎn)單的軟件處理它并在標(biāo)繪儀上或計(jì)算機(jī)上顯示船只位置。AIS位置數(shù)據(jù)可通過(guò)許多政府的以及私人操作的地理信息系統(tǒng)在因特網(wǎng)上得到，例如 WWW.marinetraffic.com, www.vesseltracker.com, www.vtexplorer.com,和 www.shiptracking.euD“船舶交管系統(tǒng)(VTS)”是由海港或港務(wù)局建立的海上交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，VTS的目的是改善航行的安全和效率、海中的生命安全和海港或港口周圍區(qū)域中海洋環(huán)境的保護(hù)。VTS由國(guó)際海上人命安全公約(SOLAS)第五章12條以及船舶交通服務(wù)(VTS)綱要(MOResolution A.857(20))管理，其于1997年11月27日被國(guó)際海事組織正式通過(guò)。VTS通常具有全面的交通圖像，這意味著可容易地得到影響交通的所有因素以及關(guān)于所有參與船只及其目的的信息。借助于交通圖像，可估計(jì)正在發(fā)展的情況并作出回應(yīng)。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，經(jīng)由通向計(jì)算機(jī)的因特網(wǎng)獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇成與待監(jiān)測(cè)的海下結(jié)構(gòu)部分所占據(jù)的地點(diǎn)基本上相同。
在一個(gè)實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇成細(xì)長(zhǎng)的區(qū)域，其寬度達(dá)到大約100m，例如在水平方向上達(dá)到大約IOm并且垂直于海下結(jié)構(gòu)的全球方向，其高度足以包括海下結(jié)構(gòu)。海下結(jié)構(gòu)的全球方向是沿著5m或更小的長(zhǎng)度忽略小的彎曲的海下結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度方向。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離提供了選定的水平區(qū)域，且系統(tǒng)布置以使得計(jì)算機(jī)在選定的水平區(qū)域內(nèi)從具有發(fā)射器的船只獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，選擇到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離以使得在振動(dòng)傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)至少有噪聲的平均40噸的船只和/或發(fā)出大約IOOdb的振動(dòng)(聲音)的船只也在選定距離內(nèi)。這樣能確保當(dāng)振動(dòng)傳感器檢測(cè)到平均噪聲的40噸的船只時(shí)，將有噪聲的平均40噸的船只的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)以與檢測(cè)到的振動(dòng)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施方式中，到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離選擇成足夠大以使得在振動(dòng)傳感器可感覺到的位置中的任何船只(其在由振動(dòng)傳感器記錄的位置中)都將處于選定距離內(nèi)。一般而言，具有作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的最重要船只是正在接近的拖船和漁船，因?yàn)檫@些船只通常具有沿著海床拖拽的設(shè)備，此外通常觀察到這些船只錯(cuò)誤地在其錨沿著海床拖拽的情況下航行。在這些情況中，海下結(jié)構(gòu)可能處于受損的高危險(xiǎn)中。因此離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選定距離優(yōu)選地選定為使得離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有充足的時(shí)間檢測(cè)到這些拖船和漁船以啟動(dòng)警報(bào)器并且優(yōu)選地警告該船只。關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)注意給定的傳感器能檢測(cè)到的振動(dòng)的音速和距離至少略微地取決于水溫、水的含鹽量和水的紊流與水流。因此除非另外說(shuō)明，結(jié)論應(yīng)當(dāng)在靜水、平均水溫和含鹽量的水中確定。在大多數(shù)的情況中，平均天氣條件、溫度、紊流、鹽濃度等等對(duì)于給定區(qū)域是公知的，并且選定的距離可以在具有安全容裕度的情況下選定，以使得由振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的所有船只的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)可以被傳輸給計(jì)算機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方式中，到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離對(duì)應(yīng)于距海下結(jié)構(gòu)至少大約100m，優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約1km，優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約2km，更優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約5km。當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)是被海下結(jié)構(gòu)占據(jù)的位置時(shí)，到海下結(jié)構(gòu)的距離與到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離等同。當(dāng)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，振動(dòng)傳感器應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有較長(zhǎng)的范圍。通常其要用較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)阻止船只或使船只轉(zhuǎn)向，并且在危險(xiǎn)情況中優(yōu)選地可以較早提供關(guān)于潛在損壞的警報(bào)。此外，離岸的振動(dòng)模式通常比較穩(wěn)定并且易于識(shí)別，從而使噪音可以被過(guò)濾掉。具有長(zhǎng)范圍/高靈敏度的振動(dòng)傳感器的負(fù)擔(dān)通常是這種振動(dòng)傳感器還捕獲大量的噪音，但是正如提及的，這種負(fù)擔(dān)可以通過(guò)過(guò)濾掉絕大部分的或全部的噪音而簡(jiǎn)單克服。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器被布置成檢測(cè)普通的錨降和/或錨或類似工具在距海下結(jié)構(gòu)大約IOOm的距離內(nèi)，優(yōu)選在距海下結(jié)構(gòu)大約500m的距離內(nèi)，沿著海床的拖曳的振動(dòng)。由此可能在充足的時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)以防止由在接近的具有沿著海床拖拽的錨或其它設(shè)備的船只帶來(lái)的損壞。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具有低至大約30db的、優(yōu)選低至大約IOdb的、更優(yōu)選低至大約3db的、或甚至低至大約Idb的水平的大約500Hz的振動(dòng)。
通常如今已知的光纖傳感器與最有效的水聽器相比靈敏度較小。然而，對(duì)于檢測(cè)由平均40噸的船只和/或發(fā)出大約IOOdb振動(dòng)(聲音)的船只所提供的振動(dòng)(聲音)而言，對(duì)于大多數(shù)的振動(dòng)傳感器，在大約50Hz到大約IkHz范圍內(nèi)的振動(dòng)檢測(cè)范圍將會(huì)是大約2km或更多。通過(guò)提供多個(gè)振動(dòng)傳感器并且布置其波束成形，檢測(cè)范圍可以增加并且監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的靈敏度也可以增加。在一個(gè)實(shí)施方式中，希望海下結(jié)構(gòu)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍的檢測(cè)范圍是至少大約1km，例如至少大約2km并且優(yōu)選高達(dá)大約10km。對(duì)于500Hz的頻率，沙質(zhì)海底的衰減預(yù)期為大約0.12dB/m。在水-沉積物的交界面處的音速比在1.04-1.08的范圍內(nèi)。水中的音速是大約1470m/s。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具有低至大約30db、優(yōu)選低至大約10db、更優(yōu)選低至大約3db或甚至低至大約Idb的水平的從大約50Hz到大約IkHz的振動(dòng)。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約2km的范圍內(nèi)時(shí)、優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約4km的范圍內(nèi)時(shí)、優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約6km的范圍內(nèi)時(shí)、優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約IOkm的范圍內(nèi)時(shí)，檢測(cè)在靜水由船只引起的低至大約IOOdb的水平的大約500Hz至大約IkHz的振動(dòng)。如上所述，振動(dòng)傳感器可以布置在距靜止結(jié)構(gòu)某距離處、與靜止結(jié)構(gòu)接觸或可選地集成在靜止結(jié)構(gòu)中。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器安裝在海下結(jié)構(gòu)的安裝距離處。只要振動(dòng)傳感器能夠檢測(cè)來(lái)自監(jiān)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)，原則上安裝距離可以要多大有多大。安裝距離例如可以是高達(dá)大約1km、例如高達(dá)大約500m、例如高達(dá)大約IOOm、例如高達(dá)大約25m。在一個(gè)實(shí)施方式中，安裝距離在大約Im和大約IOOm之間。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器與海下結(jié)構(gòu)接觸或集成在海下結(jié)構(gòu)中。在此使用“接觸”表示物理接觸，例如通過(guò)安裝或簡(jiǎn)單地放置進(jìn)行接觸。優(yōu)選地，離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件，至少包括用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理器，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別船只所引起的振動(dòng)。通常希望離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器，例如一個(gè)或多個(gè)以上所描述的存儲(chǔ)器。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器或者與其數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器在此應(yīng)當(dāng)被理解為包括數(shù)據(jù)庫(kù)或者安排成包括數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)被理解成可以被一個(gè)或多個(gè)使用者使用的有組織的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器優(yōu)選地儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和/或作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的一些。本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由此可以建立由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和/或作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且該數(shù)據(jù)庫(kù)可以例如用于系統(tǒng)的校準(zhǔn)、用于預(yù)測(cè)意外事件、用于調(diào)節(jié)啟動(dòng)警報(bào)或其它事件的條件。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，并且數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算機(jī)包括用于計(jì)算距經(jīng)過(guò)的船只的距離的軟件。在一個(gè)實(shí)施方式中，海下結(jié)構(gòu)包括埋置的或溝埋的海下結(jié)構(gòu)并且系統(tǒng)包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，其中數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線?？赡芟Ｍ暾员O(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠識(shí)別振動(dòng)模式。例如在其中船只重復(fù)地例如規(guī)律地經(jīng)過(guò)埋置或溝埋的海下結(jié)構(gòu)，并且振動(dòng)傳感器與海下結(jié)構(gòu)一起或者在海下結(jié)構(gòu)旁邊埋置或溝埋的情況中，離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在覆蓋物質(zhì)的水平發(fā)生改變的情況中可以檢測(cè)振動(dòng)水平的變化。如果離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以識(shí)別振動(dòng)模式，可選地計(jì)算方向、速度及其它，則離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可以優(yōu)選地包括用于計(jì)算在海下結(jié)構(gòu)之上的覆蓋物質(zhì)水平變化的軟件。由此離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或許能夠計(jì)算和/或預(yù)測(cè)是否以及何時(shí)覆蓋物質(zhì)的水平不足或變得不足，并且可以在海下結(jié)構(gòu)損壞之前施加另外的覆蓋物質(zhì)以例如防止海下結(jié)構(gòu)的損壞。在用于確定和向計(jì)算機(jī)傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括獲取來(lái)自自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)的數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)被布置成獲取來(lái)自AIS或來(lái)自另一個(gè)來(lái)源的另外的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)例如可以布置成獲取唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的一個(gè)或多個(gè)。通常希望另外的數(shù)據(jù)至少包括船只的唯—標(biāo)識(shí)。關(guān)于天氣條件的信息例如可以包括風(fēng)向和速度數(shù)據(jù)以及關(guān)于雷電的信息。天氣條件數(shù)據(jù)例如可以由因特網(wǎng)直接提供。關(guān)于天氣條件的信息例如可以預(yù)測(cè)在大風(fēng)情況中錨泊的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并且可能觸發(fā)警報(bào)。某些天氣條件可能減小/增加振動(dòng)傳感器的靈敏度。天氣條件或天氣條件預(yù)報(bào)因此可以在一個(gè)實(shí)施方式中被用于調(diào)節(jié)警報(bào)的啟動(dòng)設(shè)置點(diǎn)，換句話說(shuō)，警報(bào)的啟動(dòng)設(shè)置點(diǎn)取決于天氣。不論從哪個(gè)來(lái)源獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以被布置成收集作為時(shí)間的函數(shù)的與天氣相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如天氣預(yù)報(bào)和/或與天氣相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和/或與天氣條件相關(guān)的數(shù)據(jù)。作為時(shí)間的函數(shù)的與天氣相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和/或與天氣條件相關(guān)的數(shù)據(jù)例如可以用于預(yù)測(cè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)怎樣對(duì)各種類型的天氣起反應(yīng)和/或提供改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)，而這又可以用于調(diào)節(jié)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)元件。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括計(jì)算海下結(jié)構(gòu)被船只或船只設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)的軟件。這種計(jì)算例如可以基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)以及可選地來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)中的至少一些，例如與天氣相關(guān)的數(shù)據(jù)和/或速度、移動(dòng)方向和/或移動(dòng)物體的航線。在離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括用于將至少一些振動(dòng)數(shù)據(jù)與海下結(jié)構(gòu)被船只或船只設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的軟件。由此當(dāng)估計(jì)到、計(jì)算出或以其它方式預(yù)測(cè)到危險(xiǎn)時(shí)可以啟動(dòng)警報(bào)器。 在 ^實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括布直成在海下結(jié)構(gòu)有損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)的警報(bào)器。計(jì)算機(jī)可以優(yōu)選地布置成計(jì)算海下結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)。該計(jì)算可以優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)被調(diào)節(jié)成在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)以上的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器。由此，設(shè)定錯(cuò)誤警報(bào)的危險(xiǎn)可以大大減少并且獲取更可靠的警報(bào)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，下列情況中的一種或多種被評(píng)估為警報(bào)。檢測(cè)到改變或不改變方向的異常低速的船只。異常高的振動(dòng)水平。不能關(guān)聯(lián)到特定可移動(dòng)物體的非常高的振動(dòng)水平。沒有可獲取的AIS數(shù)據(jù)的振動(dòng)/噪音。海下結(jié)構(gòu)的某部分在例如I個(gè)月/6個(gè)月/I年的時(shí)間段上的振動(dòng)水平的穩(wěn)定增加。在一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在這個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是非海下結(jié)構(gòu)，例如應(yīng)用于岸上的任何上述靜止結(jié)構(gòu)。靜止結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括電纜和/或管道。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)被埋置或支撐于一個(gè)或多個(gè)塔架上。

在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，可移動(dòng)物體可以是可在岸上移動(dòng)并且包括用于傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的發(fā)射器的任何種類的可移動(dòng)物體?？梢苿?dòng)物體例如可以是車輛、飛機(jī)、和/或機(jī)動(dòng)工具。在靜止結(jié)構(gòu)是傳輸靜止結(jié)構(gòu)，例如管道、電纜和/或光纖的情況中，可移動(dòng)物體例如可以是工業(yè)車輛、拖車、帶有挖掘工具的車輛和或機(jī)動(dòng)的挖掘工具如鉆孔機(jī)。優(yōu)選地，可移動(dòng)物體包括或連接到定位系統(tǒng)，例如GPS (全球定位系統(tǒng))位置和可選的移動(dòng)細(xì)節(jié)，和布置成優(yōu)選地與可移動(dòng)物體的唯一標(biāo)識(shí)一起將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的發(fā)射器。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括用于接收作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和用于將數(shù)據(jù)可選地?zé)o線和/或經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸給計(jì)算機(jī)的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器可選地另外能夠接收和傳輸振動(dòng)數(shù)據(jù)。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)布置成使得計(jì)算機(jī)獲取來(lái)自距監(jiān)測(cè)點(diǎn)選定距離內(nèi)具有發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)例如可以直接從可移動(dòng)物體經(jīng)由其發(fā)射器獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，選定距離優(yōu)選較短，特別是如果靜止結(jié)構(gòu)布置為較嘈雜的環(huán)境。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離對(duì)應(yīng)于離靜止結(jié)構(gòu)至少大約IOm,優(yōu)選地離海下結(jié)構(gòu)至少大約100m,優(yōu)選地離海下結(jié)構(gòu)至少大約500m。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離為離監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少大約10m、優(yōu)選至少大約100m、優(yōu)選至少大約500m。在一個(gè)實(shí)施方式中，選定距離可以從一種類型的可移動(dòng)物體到另一種類型的可移動(dòng)物體而不同。例如在一個(gè)實(shí)施方式中，鉆孔機(jī)的選定距離可以是大約20cm而工業(yè)車輛的選定距離可以是大約10m。在其中可移動(dòng)物體是機(jī)動(dòng)工具的岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離從大約5cm到大約5m,例如從5cm到大約Im,例如從大約IOcm到大約50cm。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，布置一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器以檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的具有低至大約30db、優(yōu)選低至大約10db、更優(yōu)選低至大約3db或甚至低至大約Idb的水平的從大約50Hz到大約IkHz的振動(dòng)。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器安裝在靜止結(jié)構(gòu)的安裝距離處。安裝距離例如可以是高達(dá)大約100m、例如高達(dá)大約25m。在高噪音的環(huán)境中，安裝距離應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地為較短。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器與靜止結(jié)構(gòu)接觸或集成在靜止結(jié)構(gòu)中。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件，其至少包含用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理器，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別的可移動(dòng)物體引起的振動(dòng)。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器或者與其數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器優(yōu)選地儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和/或作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)被布置成獲取另外的數(shù)據(jù)，另外的數(shù)據(jù)包括唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的至少一個(gè)。另外的數(shù)據(jù)可優(yōu)選地至少包括唯一標(biāo)識(shí)。對(duì)于在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以按照上述的相應(yīng)方式應(yīng)用另外的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)包括計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與這種可移動(dòng)物體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)的軟件。計(jì)算可以優(yōu)選地基于至少振動(dòng)數(shù)據(jù)中的一些和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)以及可選的來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)的一些，例如以上描述或提及的類型的數(shù)據(jù)。岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括對(duì)于離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所描述的類似方式的警報(bào)器，并且該警報(bào)器可以被設(shè)置為以類似的方式操作。在岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括布置成在靜止結(jié)構(gòu)有損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)的警報(bào)器，計(jì)算機(jī)被布置成優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)。系統(tǒng)可以優(yōu)選地被調(diào)節(jié)成在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有高于最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器以減少錯(cuò)誤警報(bào)。如上指出的，多個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)例如可以連接或結(jié)合起來(lái)以使得能夠進(jìn)行完整性監(jiān)測(cè)的靜止結(jié)構(gòu)的中央監(jiān)控。多個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)例如可以結(jié)合起來(lái)以使得各個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)放置在中心位置以進(jìn)行集中管理。在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)彼此共享一個(gè)或多個(gè)部件而結(jié)合起來(lái)，多個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)例如可以共享共同的中央計(jì)算機(jī)。本發(fā)明還涉及一種監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的方法。本發(fā)明的方法包括:(i)提供至少一個(gè)用于檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器；(ii)提供計(jì)算機(jī)；(iii)提供用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置；(iv)布置振動(dòng)傳感器以檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的振動(dòng)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少包括靜止結(jié)構(gòu)的部分；(V)當(dāng)船只在距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)獲取包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)；(vi)給處理振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)提供用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的軟件。以上的實(shí)例已經(jīng)在上文描述。此外優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括使用上述完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。單個(gè)元件及其結(jié)合可以如上所述。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是置于海床上的海下結(jié)構(gòu)或者埋置的和/或溝埋的海下結(jié)構(gòu)，或者靜止結(jié)構(gòu)是非海下結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括確定靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性。如上所述，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，靜止結(jié)構(gòu)是或包括電纜，例如信號(hào)和/或輸電電纜，優(yōu)選選自高壓電力電纜(在大約72千伏以上，例如高達(dá)大約550千伏或甚至更高)，中壓電力電纜(大約10-72千伏)，超導(dǎo)電纜，光纜和/或通訊電纜。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)傳感器連續(xù)操作或者以預(yù)定時(shí)間間隔操作，并且完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器操作的調(diào)節(jié)功能，該方法包括手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的操作，例如關(guān)于噪音量、關(guān)于在選定距離內(nèi)的可移動(dòng)物體數(shù)量、關(guān)于天氣、關(guān)于時(shí)間(夜晚/白天/工作日/假日，等等)和/或關(guān)于其它。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)功能是自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)，并且該方法包括優(yōu)選地根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)的振動(dòng)集中度來(lái)調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的靈敏度。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括過(guò)濾掉噪音，優(yōu)選地過(guò)濾掉至少一部分背景噪音。過(guò)濾掉噪音的方法對(duì)于技術(shù)人員是公知的。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括記錄可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)并且優(yōu)選地記錄的數(shù)據(jù)被用于或者可以用于事件的隨后分析。如果例如監(jiān)測(cè)的靜止結(jié)構(gòu)突然受到損壞，可以優(yōu)選將記錄的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與記錄的振動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)合，用于分析該事故并且可選地識(shí)別可移動(dòng)物體。例如可移動(dòng)物體的操作者可能忽略了警報(bào)，則可以就該損壞向可移動(dòng)物體的操作者或所有者索賠。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括:計(jì)算機(jī)將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且基于這種關(guān)聯(lián)估計(jì)在給定時(shí)間由振動(dòng)傳感器檢測(cè)的振動(dòng)是否是、或是否包括可移動(dòng)物體引起的振動(dòng)。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括確定振動(dòng)相對(duì)于振動(dòng)傳感器和/或相對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的方向。確定振動(dòng)方向的方法例如可以如上文所述。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括例如離散的傳感器陣列形式或分布式或準(zhǔn)分布式光纖傳感器形式的傳感器陣列，方法包括確定發(fā)出振動(dòng)的物體的方向、距離和/或速度，發(fā)出振動(dòng)的物體可選地為可移動(dòng)物體。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括對(duì)來(lái)自傳感器陣列的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行波束成形，例如上文所述。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，方法包括確定海下結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括:計(jì)算機(jī)與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)通信。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，該系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且該方法包括將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別船只所引起的振動(dòng)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器上儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和/或作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些，并且由此建立例如上文所述的數(shù)據(jù)集合。本發(fā)明的方法可以另外包括使用例如以上提及或描述的數(shù)據(jù)庫(kù)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括獲得和/或獲取另外的數(shù)據(jù)，該另外的數(shù)據(jù)可以如上所述并且例如包括唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的至少一個(gè)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與可移動(dòng)物體關(guān)聯(lián)的設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)。該計(jì)算優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和可選地來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)，例如任何上面提到數(shù)據(jù)中的至少一些。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括將振動(dòng)數(shù)據(jù)、特別是包括高振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)與靜止結(jié)構(gòu)的潛在危險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)，例如與海下結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與可移動(dòng)物體關(guān)聯(lián)的設(shè)備例如船只或船只設(shè)備損壞。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括例如如上文所述地啟動(dòng)警報(bào)器。警報(bào)器例如可以在靜止結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)。優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)布置成優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)中的至少一些和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)。本發(fā)明方法優(yōu)選地包括調(diào)節(jié)系統(tǒng)以在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有高于最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器以減少錯(cuò)誤警報(bào)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的正常振動(dòng)模式校準(zhǔn)振動(dòng)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，其中系統(tǒng)是離岸的系統(tǒng)并且包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線，并且該方法包括計(jì)算距經(jīng)過(guò)的船只的距離和/或計(jì)算例如上述的海下結(jié)構(gòu)之上的覆蓋物質(zhì)水平的變化。


以下將會(huì)結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式并且參考附圖更充分地說(shuō)明本發(fā)明，其中:圖1是本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一部分的示意圖，其中靜止結(jié)構(gòu)是一段管道；圖2是本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明的結(jié)合了離岸的和岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖4是本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖，其中系統(tǒng)包括幾個(gè)光纖傳感器并且海下結(jié)構(gòu)是部分埋置和部分未覆蓋的；圖5是本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖，其中系統(tǒng)包括點(diǎn)傳感器并且海下結(jié)構(gòu)是升降器；圖6是本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖，其中系統(tǒng)包括集成的傳感器并且海下結(jié)構(gòu)放置在海床上；圖7是從上方離開一段距離看的本發(fā)明的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖，其中示出了若干船只，一些在選定的距離內(nèi)而有一些在其外；圖8是振動(dòng)傳感器和波束成形原理的示意圖；圖9是本發(fā)明方法的實(shí)施方式的示意圖，其中完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圖為示意圖并且可能為了清楚而做了簡(jiǎn)化。在全文中，相同的附圖標(biāo)記用于相同或?qū)?yīng)的部分。本發(fā)明更多的可應(yīng)用范圍將會(huì)由以下給出的詳細(xì)描述而變得明顯。然而應(yīng)當(dāng)理解，雖然詳細(xì)描述和具體實(shí)例指出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但其僅僅作為說(shuō)明而給出，因?yàn)楦鶕?jù)該詳細(xì)描述在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和變型對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)變得明顯。
具體實(shí)施例方式圖1中所示的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適合于監(jiān)測(cè)至少一段長(zhǎng)度的管道I的完整性。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括螺旋狀纏繞在管道I周圍的光纖傳感器2。光纖傳感器是或包括例如上文所述的振動(dòng)傳感器。光纖傳感器連接到未示出的傳感器系統(tǒng)以將光供應(yīng)給傳感器并且接收和可選地分析最后得到的信號(hào)。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)3，其在這個(gè)實(shí)施方式中表示為個(gè)人計(jì)算機(jī)，但是正如解釋過(guò)的，該計(jì)算機(jī)可以是可以進(jìn)行規(guī)定計(jì)算的任何其它元件或元件結(jié)合。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括未示出的用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器2的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)3的傳輸裝置。這個(gè)傳輸裝置可以通過(guò)將光纖傳感器2直接連接到計(jì)算機(jī)3、通過(guò)無(wú)線傳輸和/或通過(guò)例如以上所述的任何其它裝置而提供。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步布置成當(dāng)可移動(dòng)物體4a在距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離6a、6b內(nèi)時(shí)，獲取并向計(jì)算機(jī)3傳輸包括發(fā)射器5的可移動(dòng)物體4a、4b的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，其中選定距離6a、6b在此以虛線示出，在這個(gè)實(shí)施方式中監(jiān)測(cè)點(diǎn)是管道I所占據(jù)的地點(diǎn)?？梢苿?dòng)物體4a、4b例如可以是車輛和/或例如以上所述的工具?？梢苿?dòng)物體4a、4b包括天線5，利用天線其可以將其位置數(shù)據(jù)或作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)例如直接傳輸以便通過(guò)計(jì)算機(jī)3或者由另一個(gè)系統(tǒng)如因特網(wǎng)或中央數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)接收，這另一個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)一步將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)3。
如圖所示，距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離6a、6b不必在所有方向上離監(jiān)測(cè)點(diǎn)等距，而是通?？梢栽谝粋€(gè)方向上(例如從監(jiān)測(cè)點(diǎn)朝向選定距離6a的方向)比在另一個(gè)方向上(例如從監(jiān)測(cè)點(diǎn)朝向選定距離6b的方向)離監(jiān)測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)。在這個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)規(guī)定并且編程為將振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且由此估計(jì)在選定距離6a、6b內(nèi)的可移動(dòng)物體4a是否處于損壞管道I的危險(xiǎn)中。圖2中顯示的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并且適合于監(jiān)測(cè)至少一段長(zhǎng)度的埋置電纜11的完整性。埋置電纜11覆蓋有在海床17處的覆蓋物質(zhì)。在電纜11的正上方，是埋置的光纖傳感器形式的振動(dòng)傳感器12。光纖傳感器12連接到未示出的傳感器系統(tǒng)，未示出的傳感器系統(tǒng)用于將光供給至傳感器并且用于接收和可選地分析最后得到的信號(hào)。線10表示岸上和離岸之間的線。線18表示海面。離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括如上文公開的計(jì)算機(jī)13。該計(jì)算機(jī)13在這個(gè)實(shí)施方式中布置在岸上例如在中央監(jiān)控點(diǎn)，在此可選地幾個(gè)本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被保持在監(jiān)控下?？梢匀缟纤龅剡M(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)/作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的傳輸。圖3顯示了本發(fā)明的結(jié)合的離岸和岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。結(jié)合的岸上/離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適合于監(jiān)測(cè)包括岸上的管道部分21a和離岸的管道部分21b的管道21的至少一段長(zhǎng)度的完整性。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的岸上部分包括數(shù)據(jù)獲取元件20a，其包括用于接收來(lái)自岸上的可移動(dòng)物體24a和可選地來(lái)自離岸的可移動(dòng)物體24b的信號(hào)的接收器和發(fā)射器。在所示的實(shí)施方式中，岸上的可移動(dòng)物體24a表示為帶有挖掘工具29a和發(fā)射器25a的工作車輛，并且離岸的可移動(dòng)物體24b表示為帶有降下的錨29b和發(fā)射器25b的船只。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的離岸部分包括未示出的數(shù)據(jù)獲取元件20b，其布置成從以上所述的AIS獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。從岸上的數(shù)據(jù)獲取元件20a和離岸的數(shù)據(jù)獲取元件20b獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被傳輸給第一計(jì)算機(jī)23 (1)，在其中無(wú)關(guān)的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被歸類而相關(guān)的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)可選地可以被儲(chǔ)存。相關(guān)的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)可選地以延遲的形式被傳輸給第二計(jì)算機(jī)23 (2)以便如下所述進(jìn)行進(jìn)一步分析。本發(fā)明的結(jié)合了離岸和岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括光纖傳感器形式的振動(dòng)傳感器22，其具有岸上的振動(dòng)傳感器部分22a和離岸的振動(dòng)傳感器部分22b。振動(dòng)傳感器22連接到用于將光供給到傳感器并且用于接收和可選地分析和/或儲(chǔ)存最后得到的振動(dòng)信號(hào)的傳感器系統(tǒng)22c。通過(guò)與原本的振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)的方式或者通過(guò)與作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或延遲的方式，將振動(dòng)信號(hào)傳輸給第二計(jì)算機(jī)23 (2)。另外的數(shù)據(jù)，例如以上描述的與天氣相關(guān)的數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)可以經(jīng)由岸上的數(shù)據(jù)獲取元件20a和/或離岸的數(shù)據(jù)獲取元件20b和/或經(jīng)由另一個(gè)獲取元件20 (I)傳輸給第二計(jì)算機(jī)23 (2)。第二計(jì)算機(jī)23 (2)包括軟件，用于將作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)與關(guān)于相同時(shí)間的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并且基于這種比較和可選地另外的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算岸上的以及離岸的管道21、21a、21b的損壞危險(xiǎn)。在所示的實(shí)施方式中，第二計(jì)算機(jī)23 (2)與第三計(jì)算機(jī)23 (3)數(shù)據(jù)通信，計(jì)算機(jī)23 (3)是監(jiān)控計(jì)算機(jī)并且優(yōu)選地包括監(jiān)視器和警報(bào)指示器。幾個(gè)完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以耦合到相同的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其例如可以被保持在操作者的監(jiān)控之下，操作者例如還將其它的監(jiān)控計(jì)算機(jī)保持在監(jiān)控之下。如果警報(bào)啟動(dòng)，操作者可以立即警告可能處于損壞管道危險(xiǎn)中的可移動(dòng)物體。例如如果船只24b上的船長(zhǎng)忘記拉起他的錨29b并且錨29b在距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)在海床上拖曳，這可能引起警報(bào)啟動(dòng)，并且操作者可以立即識(shí)別船只24b并且警告船長(zhǎng)，從而使船長(zhǎng)能夠在其損壞管道22b之前拉起錨2%。圖4示出了以透視圖觀察的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。平面38表示海面而平面37a、37b表示海床。離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括3個(gè)平行于待監(jiān)測(cè)其完整性的管道31a、31b布置的光學(xué)振動(dòng)傳感器32a、32b、32c。所不的距離MDa、MDb> MDc分別表不振動(dòng)傳感器32a、32b和32c的安裝距離。將振動(dòng)傳感器32a、32b和32c連接到用于將光供給到傳感器并且接收和可選地分析和/或儲(chǔ)存最后得到的振動(dòng)信號(hào)的傳感器系統(tǒng)32d。離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)33。如圖中所示并且如上所述，計(jì)算機(jī)23包括獲取來(lái)自AIS的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的硬件和軟件。由振動(dòng)傳感器32a、32b和32c獲取的振動(dòng)信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)33用于分析和如上所述與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并且可選地用于記錄各種數(shù)據(jù)。圖4進(jìn)一步顯示了帶有發(fā)射器35和錨39的船只34。正如通過(guò)海床37a、37b的陰影部分37b所示，部分管道31b和部分振動(dòng)傳感器32a、32b和32c是埋置的，然而在海床37a、37b的非陰影部分37a中，管道31a和振動(dòng)傳感器32a、32b和32c是未被覆蓋的。尤其在暴露是選定的布置時(shí)，未被覆蓋的管道部分31a可以優(yōu)選地是溝埋的。這種未被覆蓋的管道是比較靈敏的并且可以容易地被在海床上拖曳的錨損壞。如果船只34正在接近未被覆蓋的區(qū)域31a中的管道31a、31b，最接近船只34的錨39的傳感器32a將會(huì)檢測(cè)到錨39及其移動(dòng)方向并且會(huì)將檢測(cè)到的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)33。計(jì)算機(jī)還將會(huì)獲取來(lái)自船只34的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，并且通過(guò)比較這些數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出管道31a是否處于被錨39損壞的危險(xiǎn)中，并且果真如此的話可以警告船只。如果例如管道的未被覆蓋的部分不是有意為之的結(jié)構(gòu)，而是覆蓋物質(zhì)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而被移除，例如由在航道中在管道31上方經(jīng)過(guò)的船只，則離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，其具有振動(dòng)模式相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線。通過(guò)使用這種校準(zhǔn)曲線，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠識(shí)別振動(dòng)模式，從而可以檢測(cè)到管道是否已經(jīng)被過(guò)往船只無(wú)意地解除覆蓋。如果離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以識(shí)別振動(dòng)模式，其可以計(jì)算方向、速度及其它，并且離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)33優(yōu)選地包括計(jì)算在海下結(jié)構(gòu)31a、31b之上的覆蓋物質(zhì)水平的變化的軟件。圖5顯示了連接到離岸結(jié)構(gòu)49a、49b，例如放置在海床47上的平臺(tái)的例如以上所述的海下結(jié)構(gòu)41(電纜/管道)。離岸結(jié)構(gòu)49a、49b包括海面48以下的部分49a和海面48以上的部分49b。若干點(diǎn)振動(dòng)傳感器42a、42b、42c放置在尚岸結(jié)構(gòu)49a的海面以下部分上。船只44正在接近離岸結(jié)構(gòu)49a、49b，例如要停泊于離岸結(jié)構(gòu)49a、49b。點(diǎn)振動(dòng)傳感器42a、42b和42c是本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一部分,并且將振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給未示出的計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中將振動(dòng)數(shù)據(jù)與從接近船只的AIS獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在船只44處于損壞海下結(jié)構(gòu)41的危險(xiǎn)中的情況下，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以如上所述發(fā)出警報(bào)。圖6示出了以透視圖觀察的離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。平面58表示海面而平面57表示海床。離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括集成在海下結(jié)構(gòu)51中的光學(xué)振動(dòng)傳感器52 (以虛線顯示)。海下結(jié)構(gòu)51是溝埋的以便其不會(huì)伸出到海床57之上。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括未示出的計(jì)算機(jī)，未示出的用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器52的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置，未示出的用于獲取和向計(jì)算機(jī)傳輸包括發(fā)射器55的可移動(dòng)物體54的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置。在所示的實(shí)施方式中，可移動(dòng)物體54呈船只54的形式并且包括發(fā)射器和在海床57上拖曳的錨59。離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如上所述地操作。圖7中示出的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適合于監(jiān)測(cè)至少一段長(zhǎng)度的海下結(jié)構(gòu)61的完整性。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括緊鄰海下結(jié)構(gòu)61放置的光纖振動(dòng)傳感器61。光纖振動(dòng)傳感器可以如上文所述。光纖振動(dòng)傳感器連接到用于將光供給到傳感器并且用于接收和可選地分析最后得到的信號(hào)的未示出的傳感器系統(tǒng)。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括如上所述的未示出的計(jì)算機(jī)和各種傳輸裝置和獲取裝置。海下結(jié)構(gòu)61和傳感器62連接到離岸結(jié)構(gòu)69，例如圖4中所述的平臺(tái)。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置成當(dāng)可移動(dòng)物體64a處于距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離SD內(nèi)時(shí)，在此用虛線66表不,獲取和向未不出的計(jì)算機(jī)傳輸包括未不出的發(fā)射器的可移動(dòng)物體64a、64b的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，在這個(gè)實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)是被海下結(jié)構(gòu)61占據(jù)的地點(diǎn)。如圖7中所見，一些船只64b在表示距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離SD內(nèi)的區(qū)域的虛線66以外，并且在這個(gè)實(shí)施方式中，在虛線66以外的這些船只64b的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)將不會(huì)被獲取并且傳輸給未示出的計(jì)算機(jī)，然而被虛線66包圍的在選定距離SD內(nèi)的船只64a的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)將會(huì)被獲取并傳輸給未示出的計(jì)算機(jī)。陰影區(qū)域60表示保護(hù)區(qū)域60，并且完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)節(jié)為:如果或當(dāng)有噪音的平均40噸的船只或發(fā)出大約IOOdb聲音的船只處于保護(hù)區(qū)域60內(nèi)，則發(fā)出警報(bào)。在圖7中所示實(shí)施方式的變化中，被虛線66包圍的細(xì)長(zhǎng)區(qū)域基本上平行于海下結(jié)構(gòu)并且該海下結(jié)構(gòu)應(yīng)用于其中軸處，優(yōu)選地離岸結(jié)構(gòu)69基本上布置在細(xì)長(zhǎng)區(qū)域的彎曲端部的中心。圖8顯示了可用于本發(fā)明的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的波束成形的原理。波束成形例如可以用于估計(jì)靜止結(jié)構(gòu)和可移動(dòng)物體或者由可移動(dòng)物體發(fā)出噪音的事件(例如錨降)之間的距離的方法。完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)例如可以是圖3中所示的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)船只24b降下錨29b時(shí)，可以利用光纖傳感器22b的輸出信號(hào)的波束成形來(lái)估計(jì)/計(jì)算距船只24b和錨29b的距離。輸出信號(hào)關(guān)于傳感器22b的長(zhǎng)度段被標(biāo)記為…、Ν-2、Ν-1、Ν、Ν+1、Ν+2、…。某個(gè)段N的典型長(zhǎng)度是1-lOm，段之間的距離是固定的，典型的值是l_3m。

若干個(gè)段(例如4段)的陣列的輸出信號(hào)被一起處理并且對(duì)具有編號(hào)…、K-1、K、K+1、…的每個(gè)陣列產(chǎn)生面向空間的信號(hào)(波束，例如5個(gè))。這容許對(duì)到來(lái)的聲波的方向估計(jì)。
如果例如錨29b下降到海底上，則確定具有最高輸出水平的部分。如果例如這個(gè)部分是屬于陣列K的編號(hào)N。然后分析陣列K附近的陣列的輸出信號(hào)并且通過(guò)交叉定位確定事件距離的估算。該方法例如對(duì)于高信噪比可以被簡(jiǎn)化而省略陣列處理。如果錨下降到海底上，則確定具有最高輸出水平的段(N)。分析第二部分(例如具有編號(hào)N+5)的輸出信號(hào)并且將其與段N的輸出信號(hào)相關(guān)聯(lián)。兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間差被用于估計(jì)事件的距離。圖9示出了本發(fā)明處理方法的圖。將振動(dòng)傳感器82a連接到用于將光供給到傳感器并且用于接收最后得到的振動(dòng)信號(hào)的傳感器系統(tǒng)82b。通過(guò)傳感器系統(tǒng)例如從時(shí)間設(shè)置單元80或者從集成在傳感器系統(tǒng)82b中的未示出的時(shí)鐘獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，將振動(dòng)數(shù)據(jù)與時(shí)間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)以提供作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。將作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給第一計(jì)算機(jī)83 (1)，在第一計(jì)算機(jī)中將作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)歸類，可選地進(jìn)行過(guò)濾以除去靜止噪音并且例如通過(guò)波束成形而對(duì)振動(dòng)進(jìn)行進(jìn)一步分析。將分析過(guò)的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給第一數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器89a，第一數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器89a還可以儲(chǔ)存未分析過(guò)的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。分析過(guò)的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)還傳輸給第二計(jì)算機(jī)83 (2)，在此將其與其它數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。同時(shí)第一數(shù)據(jù)獲取元件90a獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和可選地來(lái)自AIS的其它數(shù)據(jù)。第一數(shù)據(jù)獲取元件90例如從時(shí)間設(shè)置單元80或者從未示出的集成在傳感器系統(tǒng)82b中的時(shí)鐘獲取時(shí)間數(shù)據(jù)。作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與獲取的時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)以確保振動(dòng)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)于一致的時(shí)間數(shù)據(jù)。將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)傳輸給第二數(shù)據(jù)獲取元件90b，該第二數(shù)據(jù)獲取元件90b還獲取來(lái)自其它來(lái)源例如來(lái)自因特網(wǎng)和來(lái)自氣象站的數(shù)據(jù)。第二數(shù)據(jù)獲取元件90b還可以如第一數(shù)據(jù)獲取元件90a那樣獲取時(shí)間數(shù)據(jù)。將來(lái)自第二數(shù)據(jù)獲取元件90b的數(shù)據(jù)傳輸給過(guò)濾器元件88，在此不相關(guān)的數(shù)據(jù)被過(guò)濾掉。過(guò)濾器可以獨(dú)立于儲(chǔ)存在第一數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)而被調(diào)節(jié)。由此振動(dòng)傳感器82a檢測(cè)到的影響這些數(shù)據(jù)的噪音被過(guò)濾掉。將過(guò)濾的數(shù)據(jù)傳輸給第三計(jì)算機(jī)83 (3)。第二計(jì)算機(jī)83 (2)和第三計(jì)算機(jī)83 (3)在一個(gè)實(shí)施方式中并入一個(gè)單一的計(jì)算機(jī)，而在另一個(gè)實(shí)施方式中一所示的實(shí)施方式一第二計(jì)算機(jī)83 (2)和第三計(jì)算機(jī)83 (3)交換數(shù)據(jù)。在第二計(jì)算機(jī)83 (2)中，數(shù)據(jù)被歸類和組織并且傳輸給第二數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器89b以及操作者監(jiān)視器87。在第三計(jì)算機(jī)83 (3)中比較作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)并且同時(shí)在同一個(gè)計(jì)算機(jī)中或者在第四計(jì)算機(jī)84 (4)(正如在所示的實(shí)施方式中那樣)中將其它數(shù)據(jù)彼此關(guān)聯(lián)，進(jìn)行威脅評(píng)價(jià)并且將結(jié)果傳輸給監(jiān)視器。同時(shí)第四計(jì)算機(jī)84 (4)可以可選地在將監(jiān)視器87保持在監(jiān)督之下的操作者確認(rèn)以后發(fā)出警報(bào)。第四計(jì)算機(jī)83 (4)還可以接收來(lái)自第二數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器89b的數(shù)據(jù)以評(píng)價(jià)威脅，或者進(jìn)行補(bǔ)充分析。作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)還可以從第一計(jì)算機(jī)83 (I)傳輸給第二數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器89b和/或監(jiān)視器87。附圖為示意性的并且可能為了清楚而簡(jiǎn)化。在全文中，相同的附圖標(biāo)記用于相同或?qū)?yīng)的部分。
本發(fā)明更多的可應(yīng)用范圍將會(huì)由以下給出的詳細(xì)描述而變得明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解指出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述和具體實(shí)例僅僅作為說(shuō)明而給出，因?yàn)楦鶕?jù)該詳細(xì)描述，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和變型對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)變得明顯。前文中已經(jīng)顯示了一些優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)本發(fā)明并不限于這些，而是可以在下列權(quán)利要求中限定的主題內(nèi)以其它方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)的至少一個(gè)振動(dòng)傳感器、計(jì)算機(jī)、用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置、用于當(dāng)可移動(dòng)物體處于距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)獲取并向所述計(jì)算機(jī)傳輸包括發(fā)射器的所述可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置，其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括靜止結(jié)構(gòu)的所述部分并且振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的振動(dòng)，所述計(jì)算機(jī)包括用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的硬件和軟件。
2.如權(quán)利要求1所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)是基本上固定的結(jié)構(gòu)，例如以靜止的方式應(yīng)用的和/或放置在地上和/或海床上的和/或埋置的和/或溝埋的靜止結(jié)構(gòu)。
3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)是基本上固定的結(jié)構(gòu)，其中通過(guò)作為放置在海床上的或埋置的海下結(jié)構(gòu)和/或通過(guò)作為溝埋的海下結(jié)構(gòu)或通過(guò)作為埋置的非海下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)優(yōu)選地以靜止的方式應(yīng)用。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)是細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度尺寸是垂直于其長(zhǎng)度尺寸測(cè)定的其最大尺寸的至少大約100倍，優(yōu)選地靜止結(jié)構(gòu)具有至少大約10m，例如至少大約IOOm的長(zhǎng)度。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)是或包括電纜、管道和/或光纖，靜止結(jié)構(gòu)可選地是或包括電纜束。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)是傳輸靜止結(jié)構(gòu)，例如能夠傳輸電力和/或電磁波的靜止結(jié)構(gòu)和/或能夠輸送可流動(dòng)介質(zhì)例如流體如烴類流體和/或水的靜止結(jié)構(gòu)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)包括電纜，例如信號(hào)和/或輸電電纜，其優(yōu)選地選自高壓電力電纜(在大約72千伏以上，例如高達(dá)大約550千伏或甚至更高)、中壓電力電纜(大約10-72千伏)、超導(dǎo)電纜、光纜和/或通信電纜。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)包括管道，例如用于輸送流體如水、氣體和/或例如原油的烴的管道。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器是聲傳感器，如麥克風(fēng)、水聽器、測(cè)震儀和/或光纖聲傳感器。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器連續(xù)操作或以預(yù)定時(shí)間間隔操作，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選地包括用于調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的操作的調(diào)節(jié)功能。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)備用的振動(dòng)傳感器，該備用的振動(dòng)傳感器用于替換發(fā)生故障的振動(dòng)傳感器和/或用于檢驗(yàn)使用中的振動(dòng)傳感器，備用的振動(dòng)傳感器可以優(yōu)選地放置成緊鄰它/它們適合替換和/或檢驗(yàn)的振動(dòng)傳感器。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括布置成與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸以監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)本身的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括布置成不與靜止結(jié)構(gòu)直接接觸的振動(dòng)傳感器。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器包括至少一個(gè)水聽器，例如傳統(tǒng)的電水聽器或光纖激光水聽器。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器是分布式振動(dòng)傳感器。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器包括光纖傳感器，光纖傳感器優(yōu)選地布置成通過(guò)背向散射效應(yīng)操作，例如布里淵背向散射、拉曼背向散射、瑞利背向散射。
17.如權(quán)利要求16所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中光學(xué)傳感器利用光纖的極化性質(zhì)操作，以優(yōu)選地使得背向散射信號(hào)的極化性質(zhì)被用來(lái)檢測(cè)光纖的可能的變形，如果存在變形的話(例如由聲波造成)。
18.如前述權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器包括光纖布拉格光柵(FBG)傳感器。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器集成有傳輸裝置或直接連接到傳輸裝置，振動(dòng)傳感器優(yōu)選地是光纖傳感器。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)不直接連接到振動(dòng)傳感器，計(jì)算機(jī)可選 地是布置在離振動(dòng)傳感器某一距離處的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，該距離是至少lm，例如至少大約5m,例如至少大約100m,例如高達(dá)大約IOOkm或甚至更多。
21.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)直接連接到振動(dòng)傳感器，直接連接優(yōu)選地提供所述傳輸裝置。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置包括無(wú)線傳輸和/或經(jīng)由光纖的傳輸和/或電力線通信(PLC)，無(wú)線傳輸可以例如是無(wú)線電或微波頻率傳輸。
23.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的裝置包括記錄介質(zhì)，傳輸?shù)恼駝?dòng)數(shù)據(jù)包括作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)并且作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)被延遲，優(yōu)選地具有大約10分鐘至大約30天的延遲時(shí)間，例如從大約I小時(shí)至大約24小時(shí)。
24.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置布置成傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，或布置成在沒有時(shí)間數(shù)據(jù)的情況下傳輸振動(dòng)數(shù)據(jù)以及與相應(yīng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)相關(guān)的時(shí)間由系統(tǒng)、優(yōu)選地由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于獲取和傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括接收器，接收器能經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸、經(jīng)由人造衛(wèi)星和/或經(jīng)由外部天線從可移動(dòng)物體的發(fā)射器直接接收作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，接收器可選地是計(jì)算機(jī)的集成部件或與計(jì)算機(jī)無(wú)線或光纖通信。
26.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于獲取和傳輸可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括記錄介質(zhì)，被傳輸?shù)淖鳛闀r(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被延遲，優(yōu)選地具有大約10分鐘至大約30天的延遲時(shí)間，例如從大約I小時(shí)至大約24小時(shí)。
27.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括記錄介質(zhì)用于記錄被傳輸?shù)淖鳛闀r(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和/或振動(dòng)數(shù)據(jù)，優(yōu)選地將其記錄為作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。
28.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件，其至少包含用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理器，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由可移動(dòng)物體如船只引起的振動(dòng)。
29.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括監(jiān)視器和/或打印機(jī)或與其數(shù)據(jù)通信以顯示接收的數(shù)據(jù)以及振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的比較結(jié)果。
30.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多振動(dòng)傳感器，其優(yōu)選地呈光纖振動(dòng)傳感器的形式。
31.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)適合于確定振動(dòng)相對(duì)于振動(dòng)傳感器和/或相對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的方向。
32.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)光纖振動(dòng)傳感器，其中所述振動(dòng)傳感器是分布式或準(zhǔn)分布式傳感器。
33.如權(quán)利要求32所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中光纖振動(dòng)傳感器和/或計(jì)算機(jī)適合獲取和可選地處理來(lái)自光纖振動(dòng)傳感器的多個(gè)選定長(zhǎng)度段N的輸出信號(hào),選定段N優(yōu)選地各自具有至少大約Im的長(zhǎng)度，例如高達(dá)大約50m、例如從大約I至大約10m，各個(gè)部分的長(zhǎng)度優(yōu)選地基本上相等。
34.如權(quán)利要求33所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中光纖振動(dòng)傳感器的多個(gè)選定長(zhǎng)度段N沿著光纖振動(dòng)傳感器的長(zhǎng)度系統(tǒng)地布置，長(zhǎng)度段N可以是重疊的段、緊鄰的段或彼此離開一段距離的段。
35.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括例如呈離散的傳感器陣列形式或呈分布式或準(zhǔn)分布式光纖傳感器形式的傳感器陣列，計(jì)算機(jī)適合獲取和處理來(lái)自傳感器陣列的振動(dòng)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)包括用于確定發(fā)出振動(dòng)的物體的方向、距離和/或速度的軟件，發(fā)出振動(dòng)的物體可選地是可移動(dòng)物體。`
36.如權(quán)利要求32-35中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)布置成對(duì)來(lái)自傳感器陣列或分布式或準(zhǔn)分布式傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)執(zhí)行波束成形函數(shù)。
37.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，靜止結(jié)構(gòu)是海下結(jié)構(gòu)并且可移動(dòng)物體是船只。
38.如權(quán)利要求37所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中海下結(jié)構(gòu)是在海下結(jié)構(gòu)的至少一部分中沿基本上垂直的方向延伸的升降器。
39.如權(quán)利要求37所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中海下結(jié)構(gòu)包括鋪設(shè)在海床上的、溝埋的和/或埋置的柔性電纜和/或柔性管。
40.如前述權(quán)利要求37-39中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于獲取并向計(jì)算機(jī)傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括獲取來(lái)自自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸、經(jīng)由船舶交管系統(tǒng)(VTS)和/或經(jīng)由外部天線從船只的發(fā)射器直接獲取，船只的發(fā)射器是發(fā)射機(jī)應(yīng)答器。
41.如前述權(quán)利要求37-40中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，經(jīng)由計(jì)算機(jī)的因特網(wǎng)獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。
42.如前述權(quán)利要求37-41中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離提供了選定的水平區(qū)域，且布置系統(tǒng)以使得計(jì)算機(jī)在所述選定的水平區(qū)域內(nèi)從具有發(fā)射器的船只獲取作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。
43.如前述權(quán)利要求37-42中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中選擇到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離以使得至少有噪聲的平均40噸的船只和/或在振動(dòng)傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)發(fā)出大約IOOdb的振動(dòng)(聲音)的船只也在選定距離內(nèi)，優(yōu)選地到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離選擇成足夠大以使得在振動(dòng)傳感器可感覺到的位置中的任何船只都將處于選定距離內(nèi)。
44.如前述權(quán)利要求37-43中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離對(duì)應(yīng)于距海下結(jié)構(gòu)至少大約100m，優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約1km，優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約2km,更優(yōu)選地距海下結(jié)構(gòu)至少大約5km。
45.如前述權(quán)利要求37-44中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器被布置成檢測(cè)普通的錨降和/或錨或類似工具在距海下結(jié)構(gòu)大約IOOm的距離內(nèi)、優(yōu)選在距海下結(jié)構(gòu)大約500m的距離內(nèi)沿著海床的拖曳的振動(dòng)。
46.如前述權(quán)利要求37-45中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其中所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具有低至大約30db、優(yōu)選低至大約10db、更優(yōu)選低至大約3db、或甚至低至大約I db的水平的大約500Hz的振動(dòng)。
47.如前述權(quán)利要求37-46中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具有低至大約30db、優(yōu)選低至大約10db、更優(yōu)選低至大約3db、或甚至低至大約Idb的水平的從大約50Hz至大約IkHz的振動(dòng)。
48.如前述權(quán)利要求37-47中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約2km的范圍內(nèi)時(shí)在靜水由船只引起的低至大約IOOdb的水平的大約500Hz至大約IkHz的振動(dòng),優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約4km的范圍內(nèi)、優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約6km的范圍內(nèi)、優(yōu)選地當(dāng)船只在距海下結(jié)構(gòu)大約IOkm的范圍內(nèi)。
49.如前述權(quán)利要求37-48中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器安裝在海下結(jié)構(gòu)的安裝距離處，所述安裝距離優(yōu)選地高達(dá)大約Ikm,例如高達(dá)大約500m,例如高達(dá)大約100m,例如高達(dá)大約25m。
50.如前述權(quán)利要求37-49中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器與海下結(jié)構(gòu)接觸或集成在海下結(jié)構(gòu)中。
51.如前述權(quán)利要求37-50中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括至少包含處理器的硬件和軟件，用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別船只引起的振動(dòng)。
52.如前述權(quán)利要求37-51中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器或者與其數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些。
53.如前述權(quán)利要求37-52中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中用于確定和向計(jì)算機(jī)傳輸作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置包括獲取來(lái)自自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)被布置成獲取來(lái)自AIS或來(lái)自另一個(gè)來(lái)源的另外的數(shù)據(jù)，另外的數(shù)據(jù)包括唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的至少一個(gè)，另外的數(shù)據(jù)優(yōu)選地至少包括唯一標(biāo)識(shí)。
54.如前述權(quán)利要求37-53中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)另外包括收集與天氣相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如天氣預(yù)報(bào)和/或與天氣相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和/或作為時(shí)間的函數(shù)的與天氣條件相關(guān)的數(shù)據(jù)。
55.如前述權(quán)利要求37-54中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括計(jì)算海下結(jié)構(gòu)被船只或船只設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)的軟件，計(jì)算是基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)以及可選地來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)中的至少一些。
56.如前述權(quán)利要求37-55中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)，特別是包括高振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)，與海下結(jié)構(gòu)被船只或船只設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的軟件。
57.如前述權(quán)利要求37-56中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括布置成在海下結(jié)構(gòu)有損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)的警報(bào)器，計(jì)算機(jī)布置成優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些來(lái)計(jì)算海下結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)，優(yōu)選地系統(tǒng)被調(diào)節(jié)成在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)以上的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器以減少錯(cuò)誤警報(bào)。
58.如前述權(quán)利要求37-57中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算機(jī)包括用于計(jì)算距經(jīng)過(guò)的船只的距離的軟件。
59.如前述權(quán)利要求37-58中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中海下結(jié)構(gòu)包括埋置的或溝埋的海下結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算機(jī)包括用于計(jì)算在海下結(jié)構(gòu)之上的覆蓋物質(zhì)水平變化的軟件。
60.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是岸上的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，靜止結(jié)構(gòu)是非海下結(jié)構(gòu)，其優(yōu)選地包括電纜和/或管道。`
61.如權(quán)利要求60所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中靜止結(jié)構(gòu)被埋置或支撐于一個(gè)或多個(gè)塔架上。
62.如前述權(quán)利要求60和61中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中可移動(dòng)物體是車輛、飛機(jī)、機(jī)動(dòng)工具。
63.如前述權(quán)利要求60-62中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中可移動(dòng)物體包括定位系統(tǒng)，例如GPS (全球定位系統(tǒng))位置和可選的移動(dòng)細(xì)節(jié)，和發(fā)射器，其布置成優(yōu)選地與可移動(dòng)物體的唯一標(biāo)識(shí)一起將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。
64.如前述權(quán)利要求60-63中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括用于接收作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和用于將數(shù)據(jù)可選地?zé)o線和/或經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸給計(jì)算機(jī)的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器可選地另外能夠接收和傳輸振動(dòng)數(shù)據(jù)。
65.如前述權(quán)利要求60-64中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)布置成使得計(jì)算機(jī)獲取來(lái)自距監(jiān)測(cè)點(diǎn)在所述選定距離內(nèi)具有發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)。
66.如前述權(quán)利要求60-65中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離對(duì)應(yīng)于離靜止結(jié)構(gòu)至少大約10m、優(yōu)選地離海下結(jié)構(gòu)至少大約IOOm、優(yōu)選地離海下結(jié)構(gòu)至少大約500m，選定距離可以從一種類型的可移動(dòng)物體到另一種類型的可移動(dòng)物體而不同。
67.如前述權(quán)利要求60-66中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其中所述一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的具有低至大約30db、優(yōu)選低至大約10db、更優(yōu)選低至大約3db或甚至低至大約Idb的水平的從大約50Hz到大約IkHz的振動(dòng)。
68.如前述權(quán)利要求60-67中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器安裝在靜止結(jié)構(gòu)的安裝距離處，所述安裝距離優(yōu)選地高達(dá)大約100m，例如高達(dá)大約25m。
69.如前述權(quán)利要求60-68中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中振動(dòng)傳感器與靜止結(jié)構(gòu)接觸或集成在靜止結(jié)構(gòu)中。
70.如前述權(quán)利要求60-69中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件，其至少包含用于將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的處理器，以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別的可移動(dòng)物體弓I起的振動(dòng)。
71.如前述權(quán)利要求60-70中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器或者與其數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器優(yōu)選地儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些。
72.如前述權(quán)利要求60-71中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)被布置成獲取另外的數(shù)據(jù)，另外的數(shù)據(jù)包括唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的至少一個(gè)，另外的數(shù)據(jù)優(yōu)選地至少包括唯一標(biāo)識(shí)。
73.如前述權(quán)利要求60-72中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)包括計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與這種可移動(dòng)物體關(guān)聯(lián)的設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)的軟件，計(jì)算是基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)以及可選的來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)中的至少一些。
74.如前述權(quán)利要求60-73中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括布置成在靜止結(jié)構(gòu)有損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)的警報(bào)器，計(jì)算機(jī)被布置成優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)，優(yōu)選地系統(tǒng)被調(diào)節(jié)成在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有高于最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器以減少錯(cuò)誤警報(bào)。
75.—種監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的方法，該方法包括: (i)提供至少一個(gè)用于檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器； ( )提供計(jì)算機(jī)； (iii)提供用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置； (iv)布置所述振動(dòng)傳感器以檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的振動(dòng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少包括靜止結(jié)構(gòu)的部分； (v)當(dāng)所述船只在距所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)獲取包括發(fā)射器的可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)； (vi)給處理所述振動(dòng)數(shù)據(jù)和所述作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的所述計(jì)算機(jī)提供軟件用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)與作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
76.如權(quán)利要求77所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，該方法包括使用如權(quán)利要求1-74中任一項(xiàng)所述的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
77.如權(quán)利要求75和76中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中靜止結(jié)構(gòu)是置于海床上的海下結(jié)構(gòu)或者埋置的和/或溝埋的海下結(jié)構(gòu)，或者是非海下結(jié)構(gòu)，該方法包括確定靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性。
78.如權(quán)利要求75-77中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中靜止結(jié)構(gòu)包括電纜，例如信號(hào)和/或輸電電纜，其優(yōu)選選自高壓電力電纜(在大約72千伏以上，例如高達(dá)大約550千伏或甚至更高)、中壓電力電纜(大約10-72千伏)、超導(dǎo)電纜、光纜和/或通訊電纜。
79.如權(quán)利要求75-78中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中振動(dòng)傳感器連續(xù)操作或者以預(yù)定時(shí)間間隔操作，完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選地包括用于調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的操作的調(diào)節(jié)功能。
80.如權(quán)利要求79所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中調(diào)節(jié)功能是自動(dòng)或半自動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)，其優(yōu)選地根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)的振動(dòng)集中度來(lái)調(diào)節(jié)振動(dòng)傳感器的靈敏度。
81.如權(quán)利要求75-80中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括過(guò)濾掉噪音，優(yōu)選地過(guò)濾掉至少一部分背景噪音。
82.如權(quán)利要求75-81中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中可移動(dòng)物體的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)被記錄并且用于事件的隨后分析。
83.如權(quán)利要求75-82中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中計(jì)算機(jī)將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且基于這種關(guān)聯(lián)估計(jì)在給定時(shí)間由振動(dòng)傳感器檢測(cè)的振動(dòng)是否是或是否包括可移動(dòng)物體引起的振動(dòng)。
84.如權(quán)利要求75-83中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括確定振動(dòng)相對(duì)于振動(dòng)傳感器和/或相對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的方向。
85.如權(quán)利要求75-84中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中系統(tǒng)包括例如呈離散的傳感器陣列形式或呈分布式或準(zhǔn)分布式光纖傳感器形式的傳感器陣列，該方法包括確定發(fā)出振動(dòng)的物體的方向、距離和/或速度，發(fā)出振動(dòng)的物體可選地為可移動(dòng)物體。
86.如權(quán)利要求75-85中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括對(duì)來(lái)自傳感器陣列的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行波束成形。
87.如權(quán)利要求75-86中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法包括確定至少一部分海下結(jié)構(gòu)的完整性。
88.如權(quán)利要求75-87中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括計(jì)算機(jī)與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)通信。
89.如權(quán)利要求75-88中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該系統(tǒng)是離岸的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法包括將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)與關(guān)聯(lián)至同一時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以使得至少能估計(jì)振動(dòng)傳感器在給定時(shí)間檢測(cè)到的振動(dòng)是否為或包括由被識(shí)別船只引起的振動(dòng)。
90.如權(quán)利要求75-89中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器上儲(chǔ)存由計(jì)算機(jī)獲取的作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些，并且由此建立數(shù)據(jù)集合。
91.如權(quán)利要求75-90中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括獲得和/或獲取另外的數(shù)據(jù)，該另外的數(shù)據(jù)包括唯一標(biāo)識(shí)、航線、速度、移動(dòng)方向、警告、天氣條件和所述數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)/預(yù)報(bào)中的至少一個(gè)，另外的數(shù)據(jù)優(yōu)選地至少包括唯一標(biāo)識(shí)。
92.如權(quán)利要求75-91中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與可移動(dòng)物體關(guān)聯(lián)的設(shè)備損壞的潛在危險(xiǎn)，該計(jì)算基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)和可選地來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器的其它數(shù)據(jù)中的至少一些。
93.如權(quán)利要求75-92中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括將振動(dòng)數(shù)據(jù)，特別是包括高振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)，與靜止結(jié)構(gòu)例如海下結(jié)構(gòu)被可移動(dòng)物體或與可移動(dòng)物體關(guān)聯(lián)的設(shè)備，例如船只或船只設(shè)備，損壞的潛在危險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)。
94.如權(quán)利要求75-93中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括在靜止結(jié)構(gòu)有損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器，計(jì)算機(jī)布置成優(yōu)選地基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)中的至少一些計(jì)算靜止結(jié)構(gòu)損壞的潛在或?qū)嶋H危險(xiǎn)，系統(tǒng)優(yōu)選地被調(diào)節(jié)成在檢測(cè)到具有預(yù)定模式和/或具有高于最大振動(dòng)設(shè)置點(diǎn)的振動(dòng)水平的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)警報(bào)器以減少錯(cuò)誤警報(bào)。
95.如權(quán)利要求75-94中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中該方法包括對(duì)于靜止結(jié)構(gòu)的正常振動(dòng)模式校準(zhǔn)振動(dòng)數(shù)據(jù)。
96.如權(quán)利要求75-95中任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)完整性的方法，其中系統(tǒng)是離岸的系統(tǒng)并且包括與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器包括振動(dòng)模式對(duì)于一個(gè)或多個(gè)船只或者一種或多種船只的船只距離的校準(zhǔn)曲線，該方法包括計(jì)算到經(jīng)過(guò)的船只的距離和/或計(jì)算海下結(jié)構(gòu)之上的覆蓋物質(zhì)水平`的變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)靜止結(jié)構(gòu)的至少一部分的完整性的完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的振動(dòng)的振動(dòng)傳感器、計(jì)算機(jī)、用于將來(lái)自振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的傳輸裝置、用于獲取可移動(dòng)物體例如船只、車輛或挖掘工具的作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)的裝置，其中可移動(dòng)物體包括發(fā)射器，并且當(dāng)可移動(dòng)的物體處于距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定距離內(nèi)時(shí)將作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括待監(jiān)測(cè)的靜止結(jié)構(gòu)部分并且振動(dòng)傳感器布置成檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的振動(dòng)。計(jì)算機(jī)包括硬件和軟件用于將振動(dòng)數(shù)據(jù)和作為時(shí)間的函數(shù)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)G01C21/00GK103201592SQ201180052425
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者H·R·漢森, L·霍杰加爾德, D·麥沃爾德 申請(qǐng)人:Nkt電纜集團(tuán)公司, 丹麥電網(wǎng)公司