[01923460]长输海管悬跨安全预警系统

海管安全评价系统（Ocean Pipeline Security Evaluation System，简称OPSES）由 中国科学院力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室海洋环境与工程应用课题组开发。系统经过了大量的实测资料和实验数据的验证，计算结果可靠。系统包含六个模块：1）海洋环境预报分析模块；2）ROV调查资料分析模块；3）海管悬跨预报分析模块；4）流固耦合计算模块；5）结构响应和可靠性分析模块；6）海管风险评价模块。本系统的五个模块既可联合运行，也可独立运行。

海洋环境预报分析模块具有如下功能：1）指定时间段内给定海域的三维海洋流场、温盐结构模拟；2）指定时间段内给定海域的海底沙波运移模拟；3）指定时间段内对给定区域有影响的台风统计，台风路径图绘制，最大风速等相关数据显示；

ROV调查资料分析模块具有如下功能：1）ROV调查资料中底床相对管线位置的全局和局部查看及多次调查资料对比显示；2）对ROV调查资料进行统计分析，绘制悬跨段数、累积悬跨长度、平均悬跨长度和最大悬跨长度的空间分布；3）根据给定悬跨阈值，从调查数据中筛选出大于该阈值的悬跨段；4）沿管线步进查看底床相对管线位置；5）同步播放ROV调查视频。

海管悬跨预报分析模块具有如下功能：1）波峰、波谷与海管的相对位置分析，悬跨剖面预报；2）海管浮重作用下的海床土体应力分布预测；3）海管下方冲刷坑的三维形态计算；4）局部冲刷的发展过程预报。可对海管路由区内的沙波运移和局部冲刷导致的悬跨情况进行预报和分析。

流固耦合计算模块具有如下功能：

1）规则波（微幅波、斯托克斯波和椭圆余弦波等）以及随机波（支持PM谱、JONSWAP谱等波谱）的产生和传播计算；

2）包含波、流以及波流联合作用的水动力过程模拟；

3）刚、柔性结构物与波流之间的相互作用过程的动态模拟。可用于模拟复杂的海洋水动力环境以及海工结构物与流体之间的相互作用过程。

结构响应和可靠性分析模块具有如下功能:

1）悬跨海管的结构响应分析，包括：a）悬跨海管的静态极限承载状态分析，平均挠曲线或应力分布计算；b）模态频响

特性分析，各阶湿模态频率和振型计算；c）瞬时动态响应分析，应力和位移沿轴分布的时程响应计算。

2）悬跨海管的可靠性分析，包括：a）疲劳指标、采样周期内的疲劳损伤量及疲劳寿命计算；b）基于可靠性分析

的安全性指标、可靠性指标，失效概率等计算。

海管风险评价模块基于海管风险评分规则，综合分析了各项数据特点，设计合理、高效的数据结构，开发友好、便于使用的图形界面，编制合理的业务逻辑和数据处理流程，包含了风险要素、单项风险评分和总风险评分三个层级数据。该模块由数据存储、数据调用、数据处理和分析（自动评分计算）、数据上传和结果展示等部分组成，具有合理清晰的业务流程，快速、全自动的风险评分计算功能，丰富的数据查询和显示形式。该模块可实现海管全生命周期多风险因素定量综合评价、风险等级实时监控、风险状态动态显示及历史回溯等，为海管完整性管理的风险减缓措施与效能评价提供有力的科学决策依据。