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摘要：数字信息技术的发展日新月异，带领各行各业走进了科技信息化的世界。其中，船舶业因其遭受不可预见危险的可能性多于其他行业，所以需要长期对船体结构以及行驶情况进行监测。信息化的普及，给船体长期监测带来了便利条件，可实现对船体各部分的实时监测系统，达到及时规避危险的目的。本文主要围绕船体长期监测系统的应用现状进行研究分析，并对其发展趋势提出相应的建议，旨在为相关工作人员后续研究提供帮助。
关键词：船体结构；长期监测系统；应用现状；结构监测
前言
近年来，船舶作为运输的主力军，被大力应用于航海监测、观光旅游、物品运输等方方面面，但由于海中航行所遭遇到的不可预见的危险系统高于其他行业，这便需要运用长期监测系统对船体结构、关键部位以及最常受外力部位进行实时监测，保证在行驶过程中的安全性，发生危险时可提前进行预警，并给出相关应变对策。在保障船舶能够正常运行的同时，还可以减少船体结构损坏，延长船舶使用寿命，提高船舶运输的整体利益。
1、应用现状
之前我国对于长期监测系统的应用只拘泥于环境监测方面，例如勘察地形、水质监测以及河水流量等环境工作，后来随时代进步，开始向其他领域应用长期监测系统。例如，开凿隧道时对隧道内部受力点、裂缝扩展以及关键部位的应力应用长期监测系统，这对隧道的开凿与正常使用都有着深远的意义[1]，并且可以实时监测隧道裂缝，及时发现问题并解决掉，这对隧道工作人员及其他使用人员的人身财产安全都提供了有力的保障。
相对其他行业来说，我国在船舶行业应用长期监测系统的时间要晚很多，提出这一想法的时候就已经是20世纪末期，并且还需要经过一系列的研究分析以及试用调整才可以投入使用。但这一技术的应用，从根本上减少了船舶结构因意外或者其他客观因素所造成的损坏，对我国船舶业的发展具有非常现实的意义。
2、船体长期监测系统的发展趋势以及所面临的技术问题
2.1通信方式
当前最为常见的局域网技术为以太网，其组成的通信系统在一定程度上取代了其他的通信网络。局域网具有良好的兼容性与资源共享性，并且传输距离远，频率也相对其他局域网而言更高。船体长期监测系统中所用的现场总线虽然成本低，实时性强，但其应用范围比较小，当监测范围较大时，便不适用了。所以大部分船舶为了方便船体整体更好地进行长期监测，选择使用以太网作为通信方式，使得长期监测系统更加地完善。
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2.2专用传感器的开发
2.2.1应变式传感器
应用于船体结构长期监测工作中的应变式传感器是通过将电阻应变片粘贴到敏感零件上，当被监测的船体关键位置因客观因素发生变化时，利用敏感零件的震动情况对应变式传感器的电阻应变片进行挤压，从而带动电压电流变化，给予船舶负责人危险警示。
2.2.2长基应变传感器
长基应变传感器构成材料一般同船体材料一致，一定程度上减小了船体温度变化带给其监测工作的影响，并且长基应变传感器因长度优势降低了局部应力偏差。并且其通过传感器累计变化发生的移动对测量区域进行实时监测。但是长基应变传感器监测范围仅局限于某一区域的局部应变情况，并不能对整体应变情况进行实时监测。
2.2.3光纤光栅传感器
光纤光栅传感器具有其他普通传感器无法比拟的优势，例如灵敏度、电绝缘性能、可抗电磁干扰等方面，最重要的是光纤光栅传感器能够满足不带电的型探头，可以在船体运行过程处于不稳定环境时仍可进行船体结构的实时监测工作，光纤光栅传感器的发展为船舶行驶的安全性奠定了坚实的基础[2]。除此之外，光纤光栅传感器还可以对船体物理参数进行测量，保证船舶整体的稳定性。
2.3组建专业性监测系统
组建专业性监测系统，当船体长期监测系统向其发送船舶行驶过程中的实时监测情况时，专家系统可根据长期返回的数据参数对船舶行驶环境做出判断，并定时向船舶发送行驶警示，当出现意外遭遇危险时，向船舶负责人提出解决建议，保障船舶安全行驶的同时，延长船舶的使用寿命。
2.4长期监测系统未来发展中所面临的技术问题
2.4.1传感器的安装工艺
应用于船体结构长期监测工作中的应变式传感器是通过将电阻应变片粘贴到敏感零件上，当被监测的船体结构位置发生变化时，敏感零件会因挤压情况对应变式传感器的电阻应变片进行挤压，从而带动电压电流变化，并将结果显示在二次仪表上。因为应变式传感器零件较小，且对外力感受敏感，不正确的操作可能会造成其后期使用时测量结果出现重大误差，所以这就要求在安装过程中注意合理操作，有效地规避预设应力的产生。
2.4.2传感器的防护
一般情况下，为了便于对船舶整体进行长期监测，传感器多数是被安装在甲板上来进行监测工作的[3]。由于船舶行驶过程中环境具有很多的不确定性，未进行防护的传感器可能会因为恶劣的天气，海水的腐蚀发生损坏，一旦出现问题直接影响到船体长期监测系统的正常使用，这对船舶行驶安全以及不可预知危险的规避性都增加了重重的困难。
结束语
综上所述，船体长期监测系统在船体结构、关键部件、经常出现应力状况的部位以及运输过程中对不可预见危险的监测中发挥着其无可比拟的作用。这一技术的应用，在一定程度上解决了船舶寿命短，所受危险频率大的问题，并且提高了船舶负责人及工作人员的安全意识。随着高新技术的发展，船体长期监测系统技术也在稳步提升，其前景不可估量。船体长期监测系统的进步，这对船舶业的发展也有着重要的影响。
参考文献
[1]杨洁，徐进，郑余良，杨非，张宝强，金平涛，惠军涛.西安地区害虫性诱自动化监测预警系统的应用现状[J].陕西农业科学，2017，（05）：84-86.
[2]朱学智.远程自动监测系统在大气污染中的应用分析[J].绿色环保建材，2017，（05）：208-209.
[3]陈伟，魏纳新，张斌珍.船体长期监测系统的应用现状及发展趋势[J].舰船科学技术，2016，（03）：1-6.
论文作者:陈栋,彭家文,包俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/21
标签：船体论文; 船舶论文; 传感器论文; 监测系统论文; 应变论文; 结构论文; 危险论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;