【NG型风电安装船负荷实验完成信号采集系统优化】

随着全球海上风电装机容量的快速增长，大型化、深远海化趋势对风电安装船的技术性能提出更高要求。作为当前全球技术规格最高的NG20000型风电安装船，其负荷实验中信号采集系统的优化成为保障设备安全性和作业效率的关键环节。本文结合工程实践，系统阐述了负荷实验中信号采集系统的优化路径及技术成果。

一、负荷实验的技术挑战与需求

NG20000型风电安装船在吊装15MW及以上风机时，主吊机需承受超过2500吨的瞬时载荷1实验数据显示，桩腿沉桩作业时的动态载荷波动范围可达±30%，而绞车系统在多工况协同作业中易产生瞬时过载冲击1传统信号采集系统在以下方面存在不足：

采样精度不足：常规传感器难以捕捉毫秒级的载荷突变信号；

抗干扰能力弱：电磁环境复杂的甲板区域易导致数据丢失；

实时性滞后：传统数据处理流程无法满足动态预警需求。

二、信号采集系统的优化方案

针对上述挑战，项目团队从硬件升级、算法优化、系统集成三个维度实施改进：

（一）硬件层面的革新

高精度传感器网络：采用分布式光纤传感技术，布设10431个信号采集点，较传统方案提升40%覆盖率

抗干扰防护设计：开发电磁屏蔽舱室，将环境干扰对数据的影响降低至0.5%以下；

冗余备份机制：关键节点配置双路采集通道，确保单点故障不影响整体数据完整性。

（二）算法优化策略

动态滤波算法：基于小波变换的自适应滤波技术，有效分离有效信号与噪声成分；

实时预警模型：构建载荷突变预测模型，将预警响应时间缩短至50ms；

数据融合技术：通过卡尔曼滤波实现多源数据的协同处理，提升系统鲁棒性。

（三）系统集成创新

边缘计算部署：在甲板控制室配置边缘计算节点，实现数据本地化处理；

5G+工业互联网：建立低延迟数据传输通道，保障岸基监控中心实时掌握设备状态；

数字孪生集成：将采集数据实时映射至三维仿真模型，辅助故障诊断与决策。

三、技术成果与应用价值

优化后的信号采集系统在2024年11月的实船测试中取得显著成效：

数据完整性：连续72小时实验期间，数据有效率提升至99.98%；

预警准确率：成功识别3次超过安全阈值的瞬态载荷，准确率达100%；

运维效率：通过数据驱动的维护策略，设备停机时间减少40%

该技术成果已形成3项发明专利，相关标准被纳入《海上风电安装船检测规范》修订草案，为深远海风电装备智能化发展提供了关键技术支撑。

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