寒区海洋经济型抗冰结构预警报管理系统

于嵩松，张大勇，王 刚，吕奇鑫，王延林，岳前进，李 刚

(1. 大连理工大学 运载工程与力学学部，辽宁 大连116024；2. 大连理工大学 海洋科学与技术学院，辽宁 盘锦124221)

0 引 言

寒区海洋资源开发面临海冰威胁。我国渤海、黄海等北部海域受寒潮影响，每年冬季都有不同程度的结冰现象，海冰的生消、漂移可能引发平台结构的振动、倾覆等灾害事件[1-2]。由于冰与结构相互作用的复杂性和冰载荷研究的局限性，现役海洋工程结构在设计阶段主要考虑极限冰力引起的结构破坏，对动冰力作用下的结构安全性研究还不充分。并且出于经济性考虑，我国北部海域的资源开发存在大量简易结构。与传统海洋工程结构相比，该类结构具有刚度低、质量小、水线处直径小等特点，在海冰作用下更易发生剧烈的冰激振动[3]。

寒区海洋工程结构的现场监测是保障海洋资源开发安全的有效手段。目前，国际上成熟的海冰管理大多应用于高纬度极区环境中的宽大结构，主要考虑常年冰、冰山等严重冰情作用下的结构安全问题[4-5]。波弗特海的锥形钻井装置Kulluk于1983年系统搭建面向寒区资源开发的安全保障体系，包括海冰监测和预测系统、结构预警系统和破冰船支持系统[5]。其冰情监测包括：通过破冰船上观察者的视觉观察获取海冰分布、密集度、大小、类型、漂移速度等局部冰情信息；通过卫星、机载雷达等获取浮冰的分布特征和浮冰运动等区域信息，用以发现和跟踪海冰的运动和消融情况；……