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本项目开展了港口大型装卸机群作业状态抗风性能评估技术研究；基于WRF与CFD的港口风场多尺度耦合模拟与分析，系统解决了风速风向动态实时校正、主从设备智能配群与联动报警等技术难题；开发港口大型装卸机群风灾监测预警系统，实现风灾精准监测与科学报警。项目研究成果在营口港进行推广应用，效果良好，可保障港口大型装卸机械安全稳定运行，减少港口船舶压港，提升港口营运的安全性与经济性。
（一）主要技术内容
开展港口大型装卸机群作业状态抗风性能评估技术研究。选取了典型的港口大型装卸机械，提出工作状况抗滑移、抗倾覆计算模型与评估方法，确定大型装卸机械工作状态可承受的风载荷为：3s瞬时风速为20m/s的风载荷或10min平均风速为15.8m/s的风载荷，实现抗风作业的标准化、规范化、科学化。
开展港口大型装卸机群风速风向仪布点优化研究。基于WRF与CFD的港口风场多尺度耦合模拟与分析，实现港口亚尺度精细化风场特征描述；研究港口地形、装卸机械机群遮挡效应对风场脉动特征的影响规律，优化了真实复杂场景下大型装卸机群风速风向仪的报警点位，解决主从设备智能配群与联动报警的技术难题（1台主动报警机械+2-4台从动报警机械）。
研发适用于港口大型装卸机群风灾监测预警的内嵌式可编程控制模块，建立不同风廓线位置上平均风剖面梯度高度的计算模型，形成电子罗盘自校正安装技术，解决大型装卸机械不同基准面风速与风向的校准标定难题，实现精准监测与科学报警。
开发港口大型装卸机群风灾监测预警信息化系统。所开发的风灾监测预警警信息化系统的功能包括：实时接收储存风速风向信息、报警信息，向从动报警机械推送报警信息，设备管理，报警关联、可编程控制器参数配置等功能，提高了风灾监测、预警、管控的智慧化水平。
（二）申请专利情况
一种用于港口门座式起重机作业风速预警的方法及装置
一种用于港口门座式起重机作业风速预警的方法及装置
（三）技术经济指标
大型装卸机械工作状态可承受的风载荷为：3s瞬时风速为20m/s的风载荷或10min平均风速为15.8m/s的风载荷。
每组大型装卸机械内（主动报警机械+2-4台从动报警机械）30m高度处风速差最高不超过5%。
信息化系统实时动态数据（风速风向、报警）、静态数据查询（机械信息、参数配置）传输网络延迟不超过1s，并能同时接受大于400台风速风向仪的数据传输。
（四）应用推广及效益情况
本项目所开发的港口大型装卸机械风灾监测预警管控系统已经在辽港控股（营口）第一分公司等八余家企业进行了推广应用，取得了显著的经济效益，共节省设备投资200余万元、减少安装费用50余万元，减少了风速风向仪检测成本60%，以此系统运行10年为例，可节省检测支出150余万元。同时，该系统投入运行以后，能减少停产作业时长，提高大型装卸机械利用率。
本项目所开发的港口大型装卸机械风灾监测预警管控系统可以在我国各大沿海港口进行推广应用，对于保障港口大型装卸机械的安全运行起到重要作业，经济和社会效益显著。
2022年度中国港口协会科技进步奖一等奖
项目名称：港口大型装卸机群风场精细化模拟及风灾监测预警系统研发
完成单位：交通运输部天津水运工程科学研究所、辽港控股（营口）有限公司、天津东方泰瑞科技有限公司
