KR20140022774A

KR20140022774A - 무결성 모니터링 시스템 및 고정적인 구조물의 무결성을 모니터링하는 방법

Info

Publication number: KR20140022774A
Application number: KR1020137014345A
Authority: KR
Inventors: 헨릭 로란드 한센; 랄스 호가드; 더크 마이왈드
Original assignee: 엔케이티 케이블스 그룹 에이/에스; 에너지넷.디케이
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2014-02-25
Anticipated expiration: 2031-11-03
Also published as: CN103201592B; CA2811780C; EP2635875A1; KR101916004B1; JP2014502345A; LT2635875T; ES2623405T3; US9612189B2; EP2635875A4; DK2635875T3; CA2811780A1; BR112013009669A2; DK177172B1; CN103201592A; US20130275055A1; WO2012059108A1; CY1118876T1; JP5941921B2; HRP20170609T1; PT2635875T

Abstract

발명은 고정적인 구조물의 적어도 일부의 무결성을 모니터링하기 위한 무결성 모니터링 시스템에 관한 것이다. 시스템은 시간에 따른 진동을 감지하기 위한 진동 센서, 컴퓨터, 진동 센서로부터 컴퓨터로 진동 데이터를 전송하기 위한 전송 수단, 이동체가 전송기를 포함하는, 선박, 차 또는 굴지구(digging tool)와 같은, 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고, 이동체가 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 이내에 있을 때 컴퓨터로 시간 데이터에 따른 위치를 전송하기 위한 수단을 포함한다. 모니터링 사이트는 모니터링될 고정적인 구조물의 부분을 포함하고 진동 센서는 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지하도록 배열된다. 컴퓨터는 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 위치를 비교하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

Description

무결성 모니터링 시스템 및 고정적인 구조물의 무결성을 모니터링하는 방법{AN INTEGRITY MONITORING SYSTEM AND A METHOD OF MONITORING INTEGRITY OF A STATIONARY STRUCTURE}

발명은 파이프 또는 전력 케이블과 같은, 오프쇼어(offshore) 또는 온쇼어(onshore) 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하기 위한 무결성 모니터링 시스템에 관한 것이다. 발명은 또한 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

파이프라인들(pipeline)을 모니터링하기 위한 음향 센서들을 사용하는 것, 예를 들어, 와이어(wire) 파손 또는 그와 유사한 것들을 감시하는 것이 잘 공지되어 있다. 이러한 모니터링 시스템의 예는 예를 들어, US 6,082,193에 설명되어 있다. 이 모니터링 시스템은 케이블을 따라 이격된 그리고 콘크리트 파이프라인을 채운 유체 내에 배치된 음향 센서들의 어레이를 포함한다. 센서들은 음향 이상(anomalie), 특히 콘크리트를 위한 강화 와이어의 파손으로부터 초래되는 이상을 찾도록 모니터링된다. 와이어 파손의 위치는 수집된 데이터로부터 찾을 수 있다.

음향 모니터링 시스템들은 또한 오프쇼어에 적용되어 왔다. US 7,751,977은 음향 센서가 인공 구조물에 연결되거나 또는 인공 구조물 근처에 위치되는, 인공 구조물과 선박(vessel) 사이의 충돌을 회피하기 위한 시스템을 설명하고 있다. 음향 센서에 의해 측정된 데이터는 선박으로 무선 전송된다.

WO 03/100453은 복수의 하이드로폰들을 가진 음향 모니터링 시스템을 설명하고 있다. 음향 측정들의 도움으로 시스템은 불균형들, 진동들 및 누출을 발견할 수 있다. US 2009/0132183에는 광섬유에 작동 가능하게 연결된 파이프라인을 모니터링하기 위한 기술이 설명되어 있다. 광섬유는 예를 들어, 브릴루앙(Brillouin) 후방 산란의 관찰과 일관된 레일리(Rayleigh) 소음을 결합할 수 있다.

EP 2006 654는 하이드로폰들을 사용하는, 전송 및 분포 파이프들의 음향 센서 누출 검출을 위한 몇몇의 방법들을 개시하고 있다.

많은 상황들에서 종래 기술의 음향 센서 시스템들은 잘 작동한다. 그러나, 일반적으로 고정적인 구조물의 무결성을 모니터링하기 위한 개선된 모니터링 시스템에 대한 필요와 특히 긴 시간 동안, 예를 들어, 몇 년 동안, 알맞은 자리에 배치되어야하는 고정적인 구조물들의 무결성 모니터링에 대한 필요가 존재한다.

발명의 목적은 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하기 위한 무결성 모니터링 시스템을 제공하는 것이고, 무결성 모니터링 시스템은 고정적인 구조물에 대한 높은 보안을 제공하고 무결성 모니터링 시스템은 동시에 매우 유익한 효과에 비해 비교적 저렴한 가격으로 제공될 수 있다.

발명의 무결성 모니터링 시스템은 청구범위들에서 그리고 다음의 설명, 예들 및 도면들에서 규정된다.

발명의 추가의 이점들과 발명의 실시예들의 추가의 이점들은 인용항들로부터 뿐만아니라 다음의 설명, 예들 및 도면들로부터 명백해질 것이다.

여기서 사용될 때 용어 "포함하다/포함하는"은 열린 용어로써 해석되는데, 즉, 요소(들), 유닛(들), 완전체(들), 단계(들), 구성 요소(들) 및 그 조합(들)과 같은, 구체적으로 언급된 특징부(들)의 존재를 명시하도록 취해져야 하지만, 하나 이상의 다른 언급된 특징부들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 강조되어야한다.

범위들과 바람직한 범위들을 포함하는 발명의 모든 특징들은 이러한 특징들을 결합 못 할 특정한 이유들이 존재하지 않는다면, 발명의 범주 내에서 다양한 방법들로 결합될 수 있다.

발명의 무결성 모니터링 시스템의 중요한 특징은 무결성 모니터링 시스템이 데이터에 대해 배열되거나 또는 적어도 2개의 다른 소스들(source)로부터 데이터를 획득할 수 있고 이러한 데이터를 결합할 수 있고 및/또는 이러한 데이터를 비교할 수 있다는 것이다. 무결성 모니터링은 그렇게 함으로써 매우 간단한 방식으로 매우 신뢰성이 높아질 수 있다. 게다가 무결성 모니터링 시스템이 제공될 수 있고 고정적인 구조물의 적어도 일부분을 모니터링하기 위해 절약적으로 아주 좋은 방법으로 작동될 수 있다.

용어 "고정적인 구조물"은 손상되지 않은 상태에서 예컨대 바람 및/또는 물에 의한 자연 환경적 영향들에 기인하여, 선택적으로 제한된 움직임들만을 받는 일반적으로 고정 위치에서 유지되는 임의의 견고한 구조물을 의미하도록 여기서 사용된다. 예를 들어, 고정적인 구조물이 해저의 구조물이라면, 예를 들어, 세디먼트들(sediment), 예를 들어, 모래 언덕들을 이동시킴으로써 야기되는 해저 내의 변화들은 하나의 실시예에서 예를 들어, 진동들이 해류에 의해 야기될 때 고정적인 구조물의 플러딩(flooding)을 이끌 수 있다. 고정적인 구조물들의 추가의 예들은 아래에 주어진다.

이하에서 용어 "고정적인 구조물"은 다른 것이 구체적으로 언급되지 않는다면 고정적인 구조물의 전체 또는 부분을 포함한다.

고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하기 위한 발명의 무결성 모니터링 시스템은 적어도

- 진동 센서와;

- 컴퓨터와;

- 진동 센서로부터 컴퓨터로 진동 데이터를 전송하기 위한 전송 수단과;

- 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단을 포함한다.

무결성 모니터링 시스템은 이하에 설명된 바와 같이 추가의 요소들 및/또는 기능들을 포함할 수 있다는 것을 유념해야 한다.

게다가, 컴퓨터가 무결성 모니터링 시스템의 임의의 다른 요소들 내에 통합될 수 있다는 것, 예를 들어, 컴퓨터 또는 컴퓨터의 부품이 진동 센서와 통합될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 컴퓨터는 임의의 종류의 컴퓨팅(computing) 장치 또는 장치의 부분일 수 있다. 컴퓨터는 데이터를 컴퓨팅할 수 있는 장치로서 여기에 규정되어 있다. 즉, 컴퓨터는 데이터를 수신할 수 있고 수신된 데이터를 사용하여 예측하도록 프로그램될 수 있다. 컴퓨터는 입력된 데이터를 수신할 수 있고, 데이터를 처리할 수 있고, 유용한 포맷(format) 내의 출력을 제공할 수 있는 프로그램 가능한 기계일 수 있다. 메모리는 항상 컴퓨터의 통합된 부분이거나 또는 컴퓨터와 데이터 통신을 한다. 컴퓨터는 바람직하게는 디지털 작동 시스템(들)을 사용하여 작동하고, 바람직하게는 집적 회로 기술을 사용하고 마이크로프로세서들을 포함한다. 대부분의 상황들에서, 컴퓨터가 PC 또는 PC의 부분이거나 또는 컴퓨터가 PC 또는 PC의 부분을 포함하고 하나 이상의 컴퓨팅 요소들이 예를 들어, 이러한 다른 요소(들) 내에 매장되는 것에 의해 시스템의 다른 요소 또는 다른 요소들 내에 포함될 수 있다는 것이 바람직하다.

"데이터"는 임의의 종류의 데이터를 의미하지만, 대부분의 상황들에서 디지털 데이터 신호 또는 아날로그(analog) 데이터 신호 또는 예를 들어, 그래픽 카드 또는 다른 데이터 전환 요소들을 사용하여 전환되는 조합의 형태일 것이다.

"시간 데이터에 따른 위치"는 또한 "위치 (h)"로서 지칭될 것이고 주어진 시간에 대한 물리적 위치를 의미한다. 위치는 해저의 구조물과 관련될 수 있거나 또는 지리학적 좌표 내에 있을 수 있다. 시간은 공지된 (예를 들어, 선택된) 출발점으로부터 지난 시간의 형태일 수 있거나 항해 표준 시간과 같은 표준 시간 또는 UTC(Coordinated Universal Time) 또는 다른 표준 시간 구역들일 수 있다.

"무결성 모니터링"은 모니터링될 해저의 구조물의 부분이 정상적인 작동을 방해하는 손상과 같은, 손상을 심각하게 받았는지의 여부를 적어도 검출할 수 있다는 것을 의미한다. 바람직하게 무결성 모니터링은 해저의 구조물의 손상의 증가된 위험을 나타내는 파라미터(parameter)를 모니터링함으로써 해저의 구조물에 대한 덜한 손상을 모니터링하고 손상을 예방하는 데 충분히 민감하다.

"진동들"은 임의의 파장의 진동들, 특히 액체, 선택적으로 고체 내의 기계적 파동들을 의미하도록 여기서 해석되어야 하는, 음향 진동들을 의미하도록 여기서 해석되어야 한다.

무결성 모니터링 시스템은 시간에 따른 진동을 감지하기 위한 적어도 하나의 진동 센서, 컴퓨터, 진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단, 이동체(movable object)가 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 내에 있을 때 전송기를 포함하는 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 컴퓨터로 전송하기 위한 수단을 포함하고, 모니터링 사이트는 고정적인 구조물의 부분을 포함하고 진동 센서는 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지하도록 배열되고, 컴퓨터는 시간 데이터에 따른 위치와 진동 데이터를 비교하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

이동체는 이론상으로 시간 데이터에 따른 그 위치가 예를 들어, 위성, 인터넷 하나 이상의 무선 전송들, 지구 위치 요소들 또는 다른 전송 요소들을 포함하는 하나 이상의 다른 요소들을 통해 또는 직접 컴퓨터로 전송될 수 있도록 전송기를 포함하는 임의의 종류의 이동체일 수 있다. 이동체는 예를 들어, 차, 비행기, 모터가 달린 수단 또는 선박일 수 있다. 추가의 예들은 아래에 제공될 것이다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 고정 방식으로 적용된 및/또는 지상에 놓인 및/또는 해저 위에 있는 구조물 및/또는 매장된 및/또는 트렌치된(trenched) 고정적인 구조물과 같은, 실질적으로 고정된 구조물이다.

"실질적으로 고정된"은 고정적인 구조물이 활발히 움직이지 않고, 즉, 모터가 달린 유닛에 연결되지 않거나 또는 모터가 달린 유닛을 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게 실질적으로 고정된 해저의 구조물은 + - 약 20 m의 거리 이상에서 움직이지 않고, 더욱 바람직하게는 실질적으로 고정된 해저의 구조물은 + - 약 10 m의 거리 이상에서 움직이지 않고, 훨씬 더 바람직하게는 실질적으로 고정된 해저의 구조물은 최대로 최대 + - 약 5 m의 거리에서 움직인다. 고정은 예를 들어, 닻 또는 닻 구조물, 하나 이상의 볼트/너트 시스템들 또는 고정적인 구조물의 움직임들을 제한하거나 또는 방해하는 다른 고정 요소들에 의해 제공될 수 있다.

하나의 실시예에서, 실질적으로 고정된 구조물은 예를 들어, 바람 또는 물로부터 직접적으로 또는 간접적으로 영향을 받는, 환경으로부터 불규칙한 영향들에 의해 제공되는 소극적인 움직임을 받는다.

하나의 실시예에서, 고정적인 구조물은 실질적으로 고정된 구조물이고, 구조물은 해저 위에 있는 해저의 구조물 또는 매장된 및/또는 트렌치된 해저의 구조물이 됨으로써 또는 매장된 비-해저 구조물이 됨으로써 고정 방식으로 적용된다.

"해저의 구조물"은 여기서 그 무결성을 위해 모니터링될 해저의 구조물의 적어도 부분이 해수면 아래에 적용되도록, 해수면 아래에 배열되는 구조물 또는 구조물의 부분을 의미한다.

"비-해저 구조물"은 여기서 그 무결성을 위해 모니터링될 비-해저 구조물의 적어도 부분이 해수면 위에 적용되도록, 위에서 규정된 바와 같은 해저의 구조물이 아닌 구조물 또는 구조물의 부분을 의미한다.

따라서 고정적인 구조물은 그 무결성을 위해 모니터링될 고정적인 구조물의 부분이 해수면 위에 있고 그 무결성을 위해 모니터링될 고정적인 구조물의 다른 부분이 해수면 아래에 있다면 해저의 구조물과 비-해저 구조물 모두를 포함할 수 있다.

용어 "트렌치된(trenched)"은 해저의 구조물이 디치(ditch) 내에 적용되지만 세디먼트로 완전히 덮여지지 않은 것을 명시하도록 사용된다. 용어 "매장된(buried)"은 고정적인 구조물, 예를 들어, 해저의 구조물이 세디먼트, 모래, 돌, 콘크리트 및/또는 아스팔트로 완전히 덮인 것을 명시하도록 사용된다.

용어 "세디먼트"는 침식된, 수송된 그리고 침전된 또는 침식되었고, 수송되었고 그리고 침전되었던 임의의 고체 재료를 의미한다. 용어 "커버 재료(cover material)"는 고정적인 구조물을 덮는 또는 고정적인 구조물을 덮을 수 있는 그리고 세디먼트, 모래, 돌, 콘크리트 및/또는 아스팔트를 포함하는 재료에 대한 공통 명칭이다.

발명의 무결성 모니터링 시스템을 적용함으로써 실질적인 이익을 얻기 위해서, 고정적인 구조물은 적어도 부분적으로 이동체 또는 이동체의 부분 또는 이동체에 연결된 부분에 의해 손상되거나 또는 이동체와 함께 움직일 수 있는 위험에 있는 구조물일 수 있다.

게다가, 고정적인 구조물은 시각 모니터링으로부터 부분적으로 또는 전체적으로 감춰질 수 있거나 또는 시각적으로 모니터하는 것을 어렵거나 또는 비싸게 할 수 있는 적어도 하나의 큰 치수를 가질 수 있다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 길이 치수에 대해 수직인 결정된 가장 긴 치수의 적어도 약 100 배인 길이 치수를 가진 긴 구조물이다. 고정적인 구조물은 바람직하게는 적어도 약 100 m와 같은 적어도 약 10 m의 길이를 가질 수 있다.

무결성 모니터링 시스템은 고정적인 구조물이 케이블, 파이프 및/또는 광섬유이거나 또는 케이블, 파이프 및/또는 광섬유를 포함하는 상황에서 특히 유익하다. 케이블들, 파이프들, 광섬유들 및 그 조합들은 종종 꽤 길고, 시각적으로 모니터링하는 데 어렵거나 또는 비싸고 움직이는 물체들 또는 움직이는 물체들의 부분 또는 이동체에 연결되거나 또는 이동체와 함께 이동하는 부분과 같은 움직이는 부분들에 의해 손상을 받게 되는 많은 상황들에서 있을 수 있다. 발명의 무결성 모니터링 시스템은 특히 케이블, 파이프들, 광섬유들 및/또는 그 조합들 또는 부분들의 모니터링을 위한 유익한 해결책을 제공한다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 선택적으로 케이블 번들(bundle)이거나 또는 케이블 번들을 포함한다.

케이블 번들은 2개 이상의 다른 형태들의 케이블들, 파이프들 및/또는 섬유들로 구성된다. 이것들은 예를 들어, 그 길이를 따라 2개 이상의 위치들에서 적어도 서로 묶일 수 있고, 서로 더 또는 덜 통합될 수 있거나 또는 이것들은 예를 들어, 도관(conduit), 공급선(umbilical) 또는 유사한 외부 커버링층(covering layer) 내에 완전히 통합될 수 있다.

고정적인 구조물이 해저의 구조물인 하나의 실시예에서, 해저의 구조물은 실질적으로 수평 방향으로 적용되는 유동 라인(flow line)이다.

고정적인 구조물이 해저의 구조물인 하나의 실시예에서, 해저의 구조물은 실질적으로 수직 방향으로 적용되는 라이저(riser)이다.

이러한 해저의 구조물들은 기술 분야에 잘 공지되어 있고 여기서 추가의 상세 사항들에서 설명되지 않을 것이다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 전력 및/또는 전자파들을 전송할 수 있는 고정적인 구조물 및/또는 유체, 예를 들어, 탄화수소 유체 및/또는 물과 같은 유동 가능한 매체를 수송할 수 있는 고정적인 구조물과 같은, 이동하는 고정적인 구조물이다.

전자파들은 파동(들)의 임의의 진동수를 가진 전자기 복사(electromagnetic radiation)를 의미한다. 전자파들은 예를 들어, 전파들, 마이크로파들, 적외선, 가시광선, 자외선, X-선 및 감마선일 수 있다. 전자파들은 바람직하게는 약 10 nm 이상의 파장들을 가질 수 있다. 광섬유들에 대해, 파장은 보통 약 10 nm 내지 약 2000 nm, 바람직하게는 400 nm 내지 1600 nm 이내일 것이다. 하나의 실시예에서 파장은 바람직하게는 전파들(약 1 m 이상) 또는 마이크로파들(약 1 m 내지 약 1 mm)일 수 있다.

이동하는 고정적인 구조물의 무결성 모니터링은 중요한 보안을 제공하고, 심지어 예를 들어, 공장들, 병원들 및 다른 곳에서 손실이 클 수 있는 및/또는 일반 가구에서 성가신 것을 야기할 수 있는 탄화 수소의 누출 및 유출 및/또는 공급된 기체, 물 또는 전력의 손실에 기인한 손상의 예방을 초래할 수 있다. 발명의 무결성 모니터링 시스템에 기인하여 손상은 예측될 수 있고 이동하는 고정적인 구조물은 정지될 수 있고 및/또는 이동하는 고정적인 구조물의 전체 파열 전에 대체될 수 있다.

무결성 모니터링 시스템은 하나의 실시예에서 이동하는 고정적인 구조물의 파열을 예방하도록 약간 손상된 이동하는 고정적인 구조물을 수리하는 옵션(option)을 제공할 수 있고, 그렇게 함으로써 이동하는 고정적인 구조물의 수명을 연장할 수 있다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 바람직하게는 고전압 전력 케이블(약 72 kV 이상, 예를 들어, 최대 약 550 kV 또는 심지어 그 이상), 중간 전압 전력 케이블(약 10 내지 72 kV), 초전도 케이블, 광섬유 케이블 및/또는 통신 케이블로부터 선택되는, 단일의 및/또는 전력 전송 케이블과 같은, 케이블을 포함한다.

하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 물, 기체 및/또는 탄화 수소들, 예를 들어, 원유와 같은, 유체들을 수송하기 위한 파이프와 같은, 파이프를 포함한다. 따라서 유체들의 유출의 예방은 발명의 무결성 모니터링 시스템의 결과로서 제공될 수 있다.

진동 센서는 이론상으로 모니터링될 고정적인 구조물의 부분 또는 고정적인 구조물의 무결성 모니터링을 제공하기 위한 진동들을 감지하도록 충분한 민감도를 가진 임의의 종류의 센서일 수 있다. 진동 센서들은 일반적으로 기술 분야의 숙련자에게 공지되어 있고, 숙련자는 예를 들어, 진동 센서들의 생산자와 연락함으로써, 주어진 무결성 모니터링 시스템을 위한 적합한 진동 센서 또는 센서들을 찾을 수 있을 것이다. 진동 센서(들)의 선택에 있어서, 숙련자는 예를 들어, 진동들/소음들의 다른 유형들에 대한 진동 센서의 민감도, 진동 센서의 비용, 진동 센서의 예상되는 수명, 진동 센서의 정확도뿐만 아니라 진동 센서의 크기 및 진동 센서로부터 출력을 얻는 가능한 방법들을 고려할 수 있다. 예를 들어, 무결성 모니터링 시스템의 주어진 적용들을 위한 선호되는 센서들의 예들은 아래에 제공되어 있다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 음향 센서이다. 음향 센서들은 일반적으로 기술 분야에 공지되어 있고 많은 다른 적용들에 사용된다. 진동 센서는 바람직하게는 마이크로폰, 하이드로폰(hydrophone), 지진계 및/또는 광섬유 음향 센서를 포함할 수 있다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 연속적으로 작동하고 출력 신호가 시간을 경과하여 연속적으로 획득될 수 있다. 진동 센서들의 많은 유형들은 이러한 연속적인 작동에 적합하지만, 또한 특정 선택된 db 레벨 이상의 진동들 상에서 및/또는 충격에서, 사전 결정된 간격들의 작동을 위해 적용될 수 있다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 사전 결정된 간격들로 작동한다.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 진동 센서의 작동을 조절하기 위한 조절 기능을 포함한다.

조절 기능은 예를 들어 진동 센서의 활동도 및/또는 민감도를 조절하도록 적용되는 자동, 반자동 또는 정착한(settable) 조절 메커니즘일 수 있다.

전력을 저장하기 위해서(예를 들어, 배터리 전력) 조절 기능은 하나의 실시예에서 활동도에 대해 자동으로 조절될 수 있다. 그러나, 대부분의 상황들에서, 전력 저장 모드는 즉, 모든 활성 구성 요소들이 육지에 위치되고 어떠한 배터리 기반 시스템도 포함되지 않은 상황들에서, 적합하지 않을 것이다. 일반적으로 요구되는 전력량은 전력 저장 모드 없이 상당히 적다.

하나의 실시예에서 조절 기능은 진동 센서의 민감도를 조절하는, 자동 또는 반자동 조절 메커니즘이다. 일반적으로, 고정적인 구조물 주위의 환경에서의 소음 그리고 또한 모니터링 사이트 내의 소음은 시간 경과에 따라 일정하지 않을 것이고 완전한 고정적인 구조물을 따라 동일하지 않다. 그러므로 적합한 민감도를 갖기 위해서 진동 센서가 소음을 필터링하기 위한 이러한 자동 또는 반자동 조절 메커니즘을 포함한다면 유익하다. 자동 또는 반자동 조절 메커니즘은 예를 들어, 고정적인 구조물을 따라 및/또는 시간 경과에 따라 잡음 레벨들의 변화들을 고려하기 위한 시간 의존 이득 제어 및 범위를 포함할 수 있다.

증가된 보안을 위해 무결성 모니터링 시스템은 하나의 실시예에서 하나 이상의 여분의 진동 센서들을 포함할 수 있다. 이 하나 이상의 여분의 진동 센서들은 오작동하는 진동 센서들을 대체하도록 및/또는 활성화 진동 센서들을 테스트하기 위해 예를 들어, 활성화 진동 센서를 캘리브레이트(calibrate)하기 위해 적용될 수 있다. 여분의 센서 또는 센서들은 진동 센서(들)와 동일할 수 있거나 또는 진동 센서(들)와 다를 수 있고 대체하도록 및/또는 테스트하도록 고려된다. 일반적으로 여분의 센서 또는 센서들이 실질적으로 동일하도록 또는 진동 센서(들)로서 적어도 유사한 유형으로 선택된다면 여분의 센서 또는 센서들이 대체되도록 및/또는 테스트되도록 고려되는 것이 더 간단하다. 하나의 실시예에서 여분의 센서 또는 센서들은 여분의 센서 또는 센서들이 대체되도록 고려되는 진동 센서(들)보다 더 낮은 품질의 것이 되도록 선택되고 이들은 원래의 진동 센서(들)가 교체되는 동안만 단지 사용되도록 구성된다.

여분의 센서 또는 센서들은 바람직하게는 교체되도록 및/또는 테스트되도록 구성되는 진동 센서(들)의 바로 옆에 위치될 수 있다.

하나의 실시예에서 여분의 센서 또는 센서들은 교체되도록 및/또는 테스트되도록 구성되는 진동 센서(들)로부터 거리를 두고 위치된다. 예를 들어 진동 센서가 통합된 진동 센서라면, 여분의 진동 센서는 통합되지 않은 진동 센서일 수 있다.

진동 센서는 원리상으로 진동 센서가 모니터링될 고정적인 구조물의 적어도 부분을 포함하는 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지할 수 있다면, 고정적인 구조물에 대해 어디든지 위치될 수 있다. 진동 센서(들)를 위한 최적의 위치는 모니터링될 고정적인 구조물의 유형에 크게 의존하고 모니터링이 수행될 것이다. 게다가, 진동 센서(들)의 몇몇의 배열들은 추후에 설명되는 바와 같이 추가의 이점들을 제공하도록 도시되었다.

하나의 실시예에서 시스템은 고정적인 구조물 그 자체의 진동들을 모니터링하기 위한 고정적인 구조물과 직접 접촉하여 배열되는 진동 센서를 포함한다. 비교적 시끄러운 환경에서 고정적인 구조물 그 자체의 진동들을 모니터링하기 위한 고정적인 구조물과 직접 접촉한 진동 센서를 배열하는 것이 매우 유리할 것이다. 그렇게 함으로써 소음을 제거하는 것이 더 간단해질 수 있고 고정적인 구조물의 더 정확한 무결성 모니터링이 획득될 수 있다. 게다가, 진동 센서 그 자체가 손상에 대해 매우 노출되어 있을 수 있는 상황들에서, 진동 센서는 고정적인 구조물에 직접 접촉함으로써 -예를 들어, 고정적인 구조물 내에 통합됨으로써- 보호될 수 있다.

하나의 실시예에서 시스템은 고정적인 구조물과 직접 접촉하지 않고 배열되는 진동 센서를 포함한다. 이 실시예는 고정적인 구조물과 이동체 사이의 매우 정확한 결정이 얻어질 수 있는 추가의 이점을 가질 수 있다. 예를 들어 무결성 모니터링 시스템은 이동체가 진동 센서를 지나간다면 경보기가 작동되도록 배열될 수 있다. 예를 들어 고정적인 구조물이 매장된 물 파이프이고 센서가 물 파이프 위에 예를 들어 10 cm 위에 매장되고, 이동체가 드릴(drill) 수단이라면, 경고는 단지 드릴 수단이 물 파이프 근처에 있기 때문에 여전히 허위 경고들이 나오는 것을 회피하는 동안, 작동하는 드릴이 물 파이프에 너무 가깝다면 나올 수 있다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 종래의 전기 하이드로폰 또는 섬유 레이저 하이드로폰과 같은, 적어도 하나의 하이드로폰을 포함한다. 이는 진동 센서가 젖은 또는 촉촉한 환경에서, 예를 들어, 오프쇼어 환경에서 작동하는 상황에서 특히 유리하다.

하이드로폰은 특히 고정적인 구조물이 해저의 구조물인 오프쇼어 시스템들에 적용될 것이다. 하이드로폰은 포인트 센서이다. 이러한 센서들은 기술 분야에 잘 공지되어 있고 여기서 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 하나의 실시예에서 하이드로폰은 섬유 레이저 하이드로폰이다. 이러한 섬유 레이저 하이드로폰은 매우 긴 광학 신호 (연결) 케이블을 허용한다. 하지만 섬유 레이저 하이드로폰은 여전히 포인트 센서이다. 유용한 하이드로폰들의 예들은 예를 들어 US 5,227,624, US 4,536,861, US 4,841,192, US 4,958,329 및 US 5,136,549에 설명된다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 분포형 진동 센서이다.

섬유 센서와 같은 분포형 센서는 예를 들어 1 km 이상, 예를 들어, 최대 수백 km와 같은, 5 내지 100 km 또는 10 내지 50 km와 같은 긴 범위가 하나의 센서에 의해 모니터링될 수 있다는 이점을 제공한다. 따라서 분포형 진동 센서는 모니터링될 고정적인 구조물이 비교적 긴 상황에서 무결성 모니터링 시스템을 사용하는 데 매우 유리하다. 그러나, 분포형 진동 센서에 의해 얻어진 데이터의 프로세싱은 컴퓨터의 복잡한 프로그래밍을 요구할 수 있다. 그러나 이러한 데이터 프로세싱을 위한 소프트웨어는 이용할 수 있고 -과도한 반복 없이- 숙련자에 의해 선택될 수 있다. 종종 주어진 분포형 진동 센서를 위한 필수적인 소프트웨어는 분포형 진동 센서와 함께 판매된다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 광섬유 센서를 포함하고, 광섬유 센서는 바람직하게는 브릴루앙(Brillouin) 후방 산란, 라만(Raman) 후방 산란 또는 레일리(Rayleigh) 후방 산란과 같은, 후방 산란 효과에 의해 작동하도록 배열된다.

하나의 실시예에서 광센서는 바람직하게 섬유 중 어느 하나의 섬유라도(예를 들어, 음향파들에 의해), 후방 산란된 신호의 편광 성질들이 변형들을 검출하기 위해 사용되도록, 광섬유의 편광 성질들을 사용하여 작동한다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 FBGs(Fibre Bragg Gratings) 센서를 포함한다.

진동 센서의 상술된 모든 유형들은 기술 분야에 잘 공지되어 있다.

진동 센서로부터 컴퓨터로 진동 데이터를 전송하기 위한 전송 수단은 무결성 모니터링 시스템의 임의의 요소들/물체들 내에 통합될 수 있거나 또는 통합될 수 없는 임의의 종류의 수단 또는 인터넷과 같은 외부 요소에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 제공될 수 있는 임의의 종류의 수단일 수 있다. 오늘날 데이터가 디지털 전송 수단을 포함하는, 복수의 다른 방법들에 의해 전송될 수 있다는 것이 잘 공지되어 있다.

하나의 실시예에서 진동 센서는 전송 수단과 통합되거나 또는 전송 수단과 직접 연결된다. 진동 센서는 예를 들어 컴퓨터와 직접 연결될 수 있고 전송 수단은 직접 연결에 의해 제공되고 및/또는 진동 센서는 전송기, 예를 들어, 블루투스 전송기 또는 장거리 전송기를 포함한다. 진동 센서는 이 실시예에서 바람직하게는 광섬유 센서일 수 있다.

하나의 실시예에서 컴퓨터는 진동 센서와 직접 연결되지 않는다. 이 실시예에서 컴퓨터는 선택적으로 거리가 원리상으로 임의의 거리일 수 있는 진동 센서에 좀 떨어져서 배열되는 원격 컴퓨터이다. 하나의 실시예에서 컴퓨터는 적어도 약 1 m, 적어도 약 5 m, 적어도 약 100 m, 최대 약 100 km 또는 그 이상에 있는 진동 센서에 좀 떨어져서 배열되는 원격 컴퓨터이다.

컴퓨터는 예를 들어 적어도 하나의 무결성 모니터링 시스템이 본 발명에 따른 몇몇의 무결성 모니터링 시스템들과 연결되는 중앙 무결성 모니터링 컴퓨터일 수 있다. 그렇게 함으로써 어느 곳에나 위치된 많은 고정적인 구조물들의 중앙 무결성 모니터링을 제공하는 것이 가능하다. 이 실시예에서 진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단이 바람직하게는 인터넷을 통해 전송 데이터를 포함하는 것이 선호된다.

하나의 실시예에서 컴퓨터는 진동 센서와 직접 연결되고 진동 센서는 섬유 진동 센서이고 직접적인 연결은 전송 수단의 적어도 일부분을 제공한다.

하나의 실시예에서 진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단은 무선 전송 및/또는 광섬유 및/또는 PLC(Power-Line-Communication)를 통한 전송을 포함하고, 무선 전송은 예를 들어, 장거리 전송들 및 단거리 전송들(블루투스) 모두를 포함하는 전파 또는 마이크로파 주파수 전송일 수 있다.

하나의 실시예에서 진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 기록 매체를 포함한다. 이 실시예에서 전송된 진동 데이터는 시간에 따른 진동을 포함하고 시간 데이터에 따른 진동은 예를 들어 약 10분 내지 약 30일, 약 1시간 내지 약 24시간과 같은 시간 지연으로 지연된다.

진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 수단이 기록 매체를 포함하는 상기 실시예에서, 무결성 모니터링 시스템은 시간에 따른 진동을 기록함으로써 그리고 기록된 데이터를 컴퓨터로 예를 들어 시간 지연에 따라 무선으로 전송함으로써 작동할 수 있다. 하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 특정 시간 길이에 대한 시간에 따른 진동을 제 1 기록 매체 상에 기록함으로써, 제 1 기록 매체 상에 기록하는 것을 종결시킴으로써 그리고 기록된 데이터를 컴퓨터로 예를 들어 무선으로 전송함으로써 또는 예를 들어 제 1 기록 매체(가동성 기록 매체일 수 있는)와 컴퓨터를 물리적으로 연결함으로써 작동한다. 시스템은 컴퓨터로의 제 1 기록 매체 상의 기록된 데이터의 전송이 컴퓨터에 전송된 이동체의 시간 데이터에 따른 위치 상에서 및/또는 고정적인 구조물 상에서 관찰되는 가능한 오작동/손상에 의해 좌우되도록 작동될 수 있다. 제 1 기록 매체 상의 기록을 종결하는 시간과 중첩하여 또는 중첩 시에, 다른 기록 매체 상의 기록은 예를 들어 전체 기록을 얻도록 시작될 수 있다.

그 방법에서 모든 진동 데이터가 컴퓨터로 전송될 필요는 없지만 진동 데이터가 예를 들어 더 이른 사건들의 경우에 예를 들어 고정적인 구조물에 대한 손상의 경우에 나중에 검사될 수 있거나 또는 진동 데이터가 다른 이유들로 추후의 단계에서 점검될 수 있다.

진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단은 특히, 진동 데이터가 지연되어 전송된다면, 시간 데이터에 따른 진동을 전송하도록 배열될 수 있다. 그러나, 진동 데이터는 하나의 실시예에서 시간 데이터 없이 전송될 수 있다. 후자의 상황에서 각각의 진동 데이터와 관련된 시간은 시스템에 의해 바람직하게는 컴퓨터에 의해 생성된다. 이는 진동 데이터가 지연 없이 전송된다면 또는 지연의 길이가 공지되어 있다면, 예를 들어 일정한 시간 지연이 있다면 특히 유익할 수 있다.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 시간에 따른 전송된 진동 데이터를 기록하기 위한 기록 매체를 포함한다. 이 기록은 캘리브레이션(calibration)에 대한 통계 및/또는 사건의 추후의 조사를 위해 사용될 수 있다.

이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단은 임의의 수단 및 그것의 조합들을 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 특히 디지털 또는 아날로그 형태 내의 데이터의 전송이 잘 공지되어 있고 많은 시스템들/방법들이 과도한 반복 없이 숙련자에 의해, 하지만 그저 통상적인 기술을 사용함으로써 적용될 수 있다.

일반적으로 전송기를 포함하는 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단이 무선 전송 수단을 포함하는 것은 바람직하다.

하나의 실시예에서 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단은 직접 이동체의 전송기(예를 들어 VHF 전송기를 사용하여)로부터, 인터넷 전송을 통해, 위성을 통해 및/또는 외부 안테나를 통해 시간 데이터에 따른 위치를 수신할 수 있는 수신기를 포함한다. 수신기는 선택적으로 상기 컴퓨터의 통합된 부분일 수 있거나 또는 컴퓨터와 무선 또는 광섬유 통신을 한다.

하나의 실시예에서 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단은 기록 매체를 포함한다. 이 실시예에서 시간 데이터에 따른 전송된 위치는 예를 들어 약 10분 내지 약 30일, 약 1시간 내지 약 24시간의 지연 시간으로 지연된다.

상기 실시예에서 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 무결성 모니터링 시스템이 이동체의 시간에 따른 위치를 기록함으로써 그리고 기록된 데이터를 컴퓨터로 예를 들어 시간 지연에 따라 무선으로 전송함으로써 작동할 수 있는 기록 매체를 포함한다. 하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 특정 시간 길이에 대한 시간에 따른 위치를 제 1 기록 매체 상에 기록함으로써, 제 1 기록 매체 상에 기록하는 것을 종결시킴으로써 그리고 기록된 데이터를 컴퓨터로 예를 들어 무선으로 전송함으로써 또는 예를 들어 제 1 기록 매체(가동성 기록 매체일 수 있는)와 컴퓨터를 물리적으로 연결함으로써 작동한다. 시스템은 컴퓨터로의 제 1 기록 매체 상의 기록된 데이터의 전송이 컴퓨터에 전송된 시간 데이터에 따른 진동 상에서 및/또는 고정적인 구조물 상에서 관찰되는 가능한 오작동/손상에 의해 좌우되도록 작동될 수 있다. 제 1 기록 매체 상의 기록을 종결하는 시간과 중첩하여 또는 중첩 시에, 다른 기록 매체 상의 기록은 예를 들어 전체 기록을 얻도록 시작될 수 있다.

그 방법에서 이동체의 시간에 따른 모든 위치들이 컴퓨터로 전송될 필요는 없지만, 시간 데이터에 따른 위치가 더 이른 사건들의 검사들을 위해 나중에 조사될 수 있다.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 시간 데이터에 따른 전송된 위치를 기록하기 위한 기록 매체를 포함한다. 이 기록은 캘리브레이션에 대한 통계 및/또는 사건의 추후의 조사를 위해 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서 주어진 시간에 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 선박과 같은, 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 컴퓨터는 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

하드웨어는 이 관계에서 컴퓨터의 물리적 매체를 의미하고 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램들을 의미한다. 상술한 바와 같이 하드웨어 또는 하드웨어의 부분들은 진동 센서 내와 같은, 무결성 모니터링 시스템의 다른 부분들 내에 통합될 수 있다. 무결성 모니터링 시스템에서 사용될 소프트웨어는 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 위치를 비교하는, 다양한 데이터를 수집하도록 그리고 바람직하게는 예를 들어 디스플레이, 모니터 및/또는 프린터를 통해 결과의 출력을 제공하도록 적용되는 잘 공지된 소프트웨어일 수 있다.

하나의 실시예에서 컴퓨터는 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 위치를 비교한 결과와 수신된 데이터를 디스플레이하기 위한 모니터 및/또는 프린터를 포함하거나 또는 모니터 및/또는 프린터와 데이터 통신을 한다.

상술된 바와 같이 무결성 모니터링 시스템은 서로 동일할 수 있거나 또는 서로 다를 수 있는 복수의 진동 센서들을 포함할 수 있다.

진동 센서와 선택적으로 진동 센서를 위한 소프트웨어는 바람직하게는 무결성 모니터링 시스템이 진동 센서에 대한 및/또는 고정적인 구조물에 대한 진동의 방향을 결정할 수 있도록 선택될 수 있다.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 분포형 또는 준-분포형 센서의 형태로 적어도 하나의 광섬유 진동 센서를 포함한다. 준-분포형 센서는 분포형 센서가 아니지만, 분포형 센서가 했던 것과 같이 출력을 감지하도록 적용될 수 있는 센서를 의미하도록 고려되어야한다.

광섬유 진동 센서 및/또는 컴퓨터는 하나의 실시예에서 광섬유 진동 센서의 복수의 선택된 길이 섹션들(N)로부터 출력된 신호들을 얻도록 그리고 선택적으로 처리하도록 구성될 수 있고, 선택된 섹션들(N)은 바람직하게는 각각 적어도 약 1 m, 최대 약 50 m, 약 1 내지 약 10 m의 길이를 갖고, 각각의 섹션들의 길이는 바람직하게는 실질적으로 동일하다.

상기 실시예에서 광섬유 진동 센서의 복수의 선택된 길이 섹션들(N)은 예를 들어 광섬유 진동 센서의 길이를 따라서 실질적으로 질서정연하게 배열될 수 있고, 그렇게 함으로써 분포형 진동 데이터를 얻도록 예측 공정을 단순화할 수 있다. 길이 섹션들(N)은 중첩된 섹션들, 바로 인접한 섹션들 또는 서로로부터 떨어진 섹션들일 수 있다.

하나의 실시예에서 시스템은 예를 들어 별개의 센서들의 어레이의 형태인 또는 분포형 또는 준-분포형 섬유 센서의 형태인, 센서 어레이를 포함한다. 컴퓨터는 바람직하게는 센서 어레이로부터 진동 데이터를 얻도록 그리고 처리하도록 구성될 수 있다. 바람직한 실시예에서 컴퓨터는 진동 방출 물체의 방향, 거리 및/또는 속도를 결정하기 위한 소프트웨어를 포함하고, 진동 방출 물체는 선택적으로 상기 이동체이다.

바람직한 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 센서 어레이 또는 분포형 또는 준-분포형 센서로부터 진동 데이터 상의 빔 형성 기능을 수행하도록 배열된다.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템이 빔 형성 기능을 수행하도록 배열되는데, 즉, 들어오는 음파의 방향 추정을 허용하는 진동(소리)의 방향이 예측될 수 있다는 것이 바람직하다.

센서 어레이들과 예측 방법들(소프트웨어)은 기술 분야에 잘 공지되어 있고 추가의 설명은 예를 들어 US 7,415,117 및 US 7,369,459에서 찾을 수 있다. 빔 형성 기능은 크로스 베어링 방법(cross bearing method)에 기초한 예측을 포함할 수 있다. 어떻게 어레이 프로세싱을 수행하는지 그리고 최적화하는지에 대한 추가의 정보와 예들은 예를 들어 Harry L. Van Trees(ISBN 0-471-09390-4)에 의해 집필된 "최적의 어레이 프로세싱(검출, 추정 및 변조 이론, 파트 Ⅳ)"에서 찾을 수 있다.

발명에 따르면 무결성 모니터링 시스템은 모니터링 사이트가 모니터링될 고정적인 구조물의 부분을 포함하는, 모니터링 사이트에 대해 이동체가 선택된 거리 내에 있을 때 전송기를 포함하는 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 컴퓨터로 전송하기 위한 수단을 포함한다. 모니터링 사이트는 바람직하게는 모니터되도록 요구되는 위치이고, 시스템을 단순화하기 위해 모니터링 사이트는 바람직하게는 모니터링될 고정적인 구조물의 부분에 의해 점유되는 위치와 동일하도록 선택될 수 있다. 하나의 무결성 모니터링 시스템에 의해 모니터링될 몇몇의 고정적인 구조물들이 있다면, 모니터링 사이트는 바람직하게는 모든 모니터링될 고정적인 구조물들을 포함하는 가장 작은 위치이도록 선택된다.

모니터링 사이트에 대해 선택된 거리는 몇몇의 방향들에서 또는 모든 방향들에서 거리를 두고 있다. 예를 들어 고정적인 구조물이 매장된 고정적인 구조물이라면, 이동체가 매장된 고정적인 구조물 아래로부터 고정적인 구조물에 접근해야한다는 것이 매우 불가능한 것이기 때문에 선택된 거리가 고정적인 구조물 아래의 선택된 거리를 포함할 필요가 없다.

게다가 선택된 거리는 모든 방향들에서 동일할 필요는 없지만, 달라질 수 있는데, 예를 들어 수평 방향에서의 선택된 거리는 수직 방향에서의 선택된 거리보다 더 길다. 거리의 선택은 바람직하게는 이동체들 또는 관련된/연결된 요소들로부터의 손상의 위험에 관련된다.

시스템은 전송기를 포함한 이동체가 선택된 거리 내에 있을 때, 시간 데이터에 따른 위치가 획득될 수 있고 컴퓨터로 전송될 수 있도록 배열된다. 이동체가 선택된 거리 내에 있지 않는 한, 시간 데이터에 따른 위치는 무시될 수 있고 획득되지 않고 및/또는 컴퓨터로 전송되지 않을 수 있다. 그렇게 함으로써 시간 데이터에 따른 관련이 없는 위치는 시스템에 의해 무시될 수 있다.

너무 커서 시간 데이터에 따른 관련이 없는 위치들의 많은 수가 컴퓨터로 전송되는 선택된 거리가 선택될 수 있다는 것이 관찰되어야 한다. 이 상황에서 컴퓨터가 시간 데이터에 따른 위치를 분류하기 위한 소프트웨어를 포함하는 것이 바람직하다.

발명의 무결성 모니터링 시스템은 온쇼어 무결성 모니터링 시스템 또는 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템일 수 있다. 숙련자에게 명백해야하기 때문에 온쇼어 무결성 모니터링 시스템 및 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 상세한 선택된 부분이 바람직하게는 시스템의 유형에 대해 그리고 물에서 적용되어야 하는지의 여부에 대해 선택될 수 있다.

바람직한 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고, 고정적인 구조물은 해저의 구조물이고 이동체는 선박이다.

용어 "선박"은 바다 상에서, 운하들 및/또는 강들에서 항해할 수 있고 및/또는 횡단할 수 있는 임의의 종류의 항해용 배, 보트 또는 해저의을 나타내도록 여기서 사용된다. 하나의 실시예에서 선박들은 적어도 300 t 이상의 모든 선박들을 포함한다. 하나의 실시예에서 선박들은 예를 들어 트롤선(trawler)을 포함하는 길이가 25 내지 100 m인 어선과 같은, 적어도 40 t 이상의 모든 선박들을 포함한다.

해저의 구조물은 예를 들어 연안에서 적용되는 상술된 임의의 고정적인 구조물일 수 있다.

하나의 실시예에서 해저의 구조물은 해저의 구조물의 적어도 하나의 섹션에서 실질적으로 수직 방향으로 연장하는 라이저(riser)이다. "실질적으로 수직 방향"은 잔잔한 물에서 해수면에 관하여 보여져야 하고 일반적으로 라이저는 해저 상에서 적용되지 않고 트렌치되지 않고 및/또는 매장되지 않고 라이저는 해수면에 실질적으로 수직으로 적용되지 않는다는 것을 의미한다. 하나의 실시예에서 라이저는 해저로부터 배 또는 플랫폼과 같은 해수면 스테이션(station)으로 연장한다.

하나의 실시예에서 해저의 구조물은 해저 상에 적용된 트렌치된 및/또는 매장된 가요성 케이블 및/또는 가요성 파이프를 포함한다.

발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템에서 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 바람직하게는 AIS(Automatic Identification System)로부터 데이터를 획득하는 것을 포함하고, 데이터는 직접 선박의 전송기로부터, 인터넷 전송을 통해, VTS(vessel traffic service)를 통해 및/또는 외부 안테나를 통해 획득되고, 상기 선박의 상기 전송기는 트랜스폰더(transponder)이다.

AIS는 국제적인 선박 추적 시스템이다. 2004년 12월부터 IMO(International Maritime Organization)는 300 t 이상의 모든 선박들이 선박의 신원확인, 치수들 및 항해 상세 사항들과 같은 몇몇의 다른 정적인 정보 사이에서 선박들의 위치, 속도 및 코스를 전송하는 AIS 트랜스폰더를 선상에 이동시키기를 요구했다.

AIS의 목적은 초기에는 배들 사이의 충돌을 회피하게 하는 것을 돕는 것뿐만 아니라 더 양호하게 해상 교통을 제어하도록 항만 관리 위원회들(port authorities)을 돕는 것이었다. 일반적으로 본선들에서(on board vessel) 허용된 AIS 트랜스폰더들은 위치와 이동 상세 사항들을 수집하는, LORAN-C 또는 GPS(Global Positioning System) 수신기, 및 이 정보를 전송하고 이 데이터를 공유지에서 사용하게 하는, VHF 전송기와 같은 위치 설정 시스템을 포함한다. AIS 트랜스폰더들은 자이로컴퍼스(gyrocompass) 또는 방향 지시기(turn indicator)의 레이트(rate)와 같은, 다른 전자 항해 센서들과 또한 통합될 수 있다. 다른 선박들 또는 기지국들은 이 정보를 수신할 수 있고, 단순한 소프트웨어를 사용하여 정보를 처리할 수 있고 차트 플로터(plotter) 또는 컴퓨터 상에 선박들의 위치들을 디스플레이할 수 있다.

AIS 위치 데이터는 많은 정부 정보 시스템들뿐만 아니라 www.marinetraffic.com, www.vesseltracker.com, www.vtexplorer.com 및 www.shiptracking.eu와 같은, 사적으로 작동하는 지리학 정보 시스템들을 통해 인터넷 상에서 이용 가능하다.

"선박 교통 서비스(VTS)"는 항구들 또는 항만 당국자들에 의해 설립된 해양 교통 모니터링 시스템이다. VTS의 목적은 항해의 안전 및 효율, 바다에서의 생명의 안전 및 항구들 및 항만들 주위의 영역들 내의 해양 환경의 보호를 향상시키는 것이다. VTS는 1997년 11월 27일 자로 나온 International Maritime Organization에 의해 채택된 선박 항해 서비스들(IMO 결의안 A.857 (20))에 관한 가이드라인들과 함께 SOLAS 챕터 Ⅴ 결의안 12에 의해 지배된다.

VTS는 보통의 포괄적인 교통 이미지를 가질 것이고, 이는 교통뿐만 아니라 모든 참여하는 선박들에 대한 정보 및 선박들의 계획들에 영향을 미치는 모든 요인들이 용이하게 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 교통 이미지에 의해, 생기는 상황들은 평가될 수 있고 응답될 것이다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 시간 데이터에 따른 위치는 컴퓨터에 대해 인터넷을 통해 획득된다.

하나의 실시예에서 모니터링 사이트는 모니터링될 해저의 구조물의 부분에 의해 점유되는 위치와 실질적으로 동일하도록 선택된다.

하나의 실시예에서 모니터링 사이트는 해저의 구조물의 전체 방향에 수직이고 수평 방향으로 최대 약 100 m, 최대 약 10 m의 폭과 해저의 구조물을 포함하기에 충분한 높이를 가진 긴 영역이 되도록 선택된다. 해저의 구조물의 전체 방향은 5 m 이하의 길이를 따른 작은 벤드들(bend)을 무시한 해저의 구조물의 길이 방향이다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 선택된 수평 영역을 제공하고, 시스템은 컴퓨터가 선택된 수평 영역 내에 전송기에 의해 선박들로부터 시간 데이터에 따른 위치를 얻도록 배열된다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 진동 센서의 감지 범위 이내에 있는 적어도 평균 소음의 40 t 선박 및/또는 약 100 db의 진동(소리)을 내는 선박이 또한 선택된 거리 이내에 있도록 선택된다.

이런 방법에서 진동 센서가 평균 소음의 40 t 선박을 검출할 때, 평균 소음의 40 t 선박의 시간 데이터에 따른 위치가 검출된 진동 데이터와 관련된 컴퓨터로 전송된다는 것이 보장될 수 있다.

하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 진동 센서(진동 센서에 의해 표시될 수 있는 위치 내에 있음)에 의해 감지될 수 있는 위치 내의 임의의 선박이 선택된 거리 이내에 있도록 충분히 길게 선택된다.

일반적으로 시간 데이터에 따른 위치를 가진 대부분의 중요한 선박들은 이러한 선박들이 종종 해저를 따라 당겨진 장비를 갖고, 게다가 이러한 선박들이 실수로 해저를 따라 당겨진 그 닻에 의해 항해하는 것이 종종 관찰되기 때문에, 트롤선들 및 어선들에 접근한다. 이러한 상황들에서 해저의 구조물들은 손상되게 하는 높은 위험 내에 있을 수 있다. 그러므로 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 선택된 거리는 바람직하게는 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이 경보기를 작동하도록 그리고 바람직하게는 선박들을 경고하도록 충분한 시간에 이러한 트롤선들 및 어선들을 검출할 수 있도록 선택된다.

이러한 관련성에서 주어진 센서가 진동을 감지할 수 있는 음속과 거리가 적어도 약간 물의 온도, 물의 염 함유량 및 물의 난류(turbulence) 및 흐름에 의존한다는 것을 관찰해야만 한다. 달리 명시되지 않는다면 그러므로 결정은 물의 평균 온도와 염의 농도에서 잔잔한 물(still water)로 결정되어야한다.

대부분의 상황들에서 평균 날씨 상태들, 온도, 난류, 염 농도 등은 주어진 영역에 대해 잘 공지되어 있고 선택된 거리는 보안 마진(margin)에 의해 선택될 수 있고, 따라서 진동 센서에 의해 감지되는 모든 선박들에 대한 시간 데이터에 따른 위치는 컴퓨터로 전송될 수 있다.

하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리는 해저의 구조물로부터 적어도 약 100 m에 해당하고, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 1 km에 해당하고, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 2 km에 해당하고, 더욱 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 5 km에 해당한다. 모니터링 사이트가 해저의 구조물에 의해 점유되는 위치일 때, 해저의 구조물에 대한 거리는 모니터링 사이트에 대한 거리와 동일하다.

진동 센서는 바람직하게는 시스템이 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템일 때 비교적 긴 범위를 가져야한다. 종종 선박을 정지시키거나 시동을 켜는 것이 상당히 시간이 걸리고, 위험한 경우에 경보기가 잠재적인 손상에 대해 비교적 일찍 제공될 수 있는 것이 바람직하다. 게다가, 진동 패턴 오프쇼어는 종종 비교적 식별하는 데 정적이고 단순해서, 이러한 소음이 제거될 수 있다. 장거리의/매우 민감한 진동 센서들을 가진 것의 취지는 종종 이러한 진동 센서들이 또한 많은 양의 소음을 잡지만, 언급한 바와 같이 이 취지는 많은 양의 또는 모든 소음을 제거함으로써 극복하기에 단순할 수 있다는 것이다.

하나의 실시예에서 하나 이상의 진동 센서들은 해저의 구조물로부터 약 100 m의 거리 내의 해저를 따라, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 약 500 m의 거리 내의 해저를 따라, 보통의 닻 내림 및/또는 닻 또는 비슷한 수단의 올림 시의 진동들을 검출하도록 배열된다. 그렇게 함으로써 해저를 따라 올려진 닻 또는 다른 장비와 다가오는 선박으로부터의 손상을 예방하도록 충분한 시간에 경보기를 작동하는 것이 가능할 수 있다.

하나의 실시예에서 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 모니터링 사이트에서 약 500 Hz의 진동들을 검출하도록 배열된다.

일반적으로 오늘날 공지된 섬유 광센서들은 대부분의 효과적인 하이드로폰들보다 덜 민감하다. 그러나, 대부분의 진동 센서들에 대해 약 50 Hz 내지 약 1 kHz의 범위 내의 진동들을 위한 검출 범위는 평균 40 t의 선박 및/또는 100 db의 진동(소리)을 내는 선박에 의해 제공되는 진동(소리)의 검출을 위해 약 2 km 이상일 수 있다.

복수의 진동 센서들을 제공하고 복수의 진동 센서들의 빔 형성을 배열함으로써 검출 범위는 증가될 수 있고 모니터링 시스템의 민감도가 또한 증가될 수 있다.

하나의 실시예에서 해저의 구조물과 모니터링 사이트 주위의 검출 범위가 적어도 약 1 km, 적어도 약 2 km 및 바람직하게는 최대 약 10 km인 것이 바람직하다.

500 Hz의 진동에 대해 모래로 뒤덮인 바다 바닥의 댐핑(damping)은 약 0.12 db/m일 것으로 예상된다. 물-세디먼트 인터페이스에서 음속비는 1.04 내지 1.08의 범위이다. 물에서의 음속은 약 1470 m/s이다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 모니터링 사이트에서 약 50 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열된다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 하나 이상의 진동 센서들은 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 2 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 4 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 6 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 10 km의 범위 이내에 있을 때 잔잔한 물에서 선박에 의해 야기되는 약 100 db에 이르는 레벨에서 약 500 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열된다.

상술된 바와 같이 진동 센서는 고정적인 구조물로부터 떨어져서 배열될 수 있고, 고정적인 구조물과 접촉할 수 있거나 또는 선택적으로 고정적인 구조물 내에 통합될 수 있다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 진동 센서는 해저의 구조물의 장착 거리에서 장착된다.

장착 거리는 원리상으로 진동 센서가 장착 위치로부터 진동들을 감지할 수 있다면 원하는 만큼 길 수 있다. 장착 거리는 예를 들어 최대 약 1 km, 최대 약 500 m, 최대 약 100 m, 최대 약 25 m일 수 있다. 하나의 실시예에서 장착 거리는 약 1 m 및 약 100 m 사이이다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 진동 센서는 해저의 구조물과 접촉하거나 또는 해저의 구조물 내에 통합된다.

"-와 접촉하여(in contact with)"는 여기서 물리적인 접촉, 예를 들어 장착되거나 또는 단순히 접촉하여 위치되는 것을 의미하도록 사용된다.

바람직하게는 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 컴퓨터는 주어진 시간에 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 선박에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

일반적으로 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 적어도 하나의 메모리, 예를 들어, 상술한 바와 같은 하나 이상의 메모리들을 포함하는 것이 바람직하다.

하나의 실시예에서 컴퓨터는 데이터베이스 메모리를 포함하거나 또는 데이터베이스 메모리와 데이터 통신을 한다. 데이터베이스 메모리는 여기서 데이터베이스를 포함하는 메모리 또는 데이터베이스를 포함하도록 배열되는 메모리이도록 해석되어야한다. 데이터베이스는 한 명 이상의 사용자들에 의해 사용될 수 있는 데이터의 조직화된 수집으로서 해석되는 것이다. 데이터베이스 메모리는 바람직하게는 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동 및/또는 컴퓨터에 의해 획득되는 시간 데이터에 따른 몇몇의 위치를 저장한다.

그렇게 함으로써 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동 및/또는 컴퓨터에 의해 획득되는 시간 데이터에 따른 몇몇의 위치의 데이터베이스를 형성하고, 데이터베이스는 예를 들어 시스템의 캘리브레이션을 위해, 사건들을 예측하기 위해, 경보기의 활성화를 위한 조건들을 조절하기 위해 또는 다른 것들을 위해 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서 시스템은 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하고 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박들 또는 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대(versus) 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브(calibration curve)를 포함하고, 컴퓨터는 지나가는 선박에 대한 거리를 예측하기 위한 소프트웨어를 포함한다.

하나의 실시예에서 해저의 구조물은 매장된 또는 트렌치된 해저의 구조물을 포함하고 시스템은 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하고, 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박들 또는 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브를 포함한다.

무결성 모니터링 시스템이 진동 패턴을 인지할 수 있다는 것은 바람직할 수 있다. 예를 들어 선박이 반복적으로 예를 들어 정기적으로 매장된 또는 트렌치된 해저의 구조물을 지나가고, 진동 센서가 해저의 구조물과 매장되거나 또는 트렌치되거나 또는 해저의 구조물 옆에 있는 상황에서, 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 커버링 재료의 레벨이 변하는 경우에 진동 레벨의 변화를 검출할 수 있다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이 진동 패턴을 인지할 수 있고, 선택적으로 방향, 속도 및 다른 것을 예측할 수 있다면, 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 컴퓨터는 바람직하게는 해저의 구조물 위의 커버링 재료의 레벨의 변화를 예측하기 위한 소프트웨어를 포함할 수 있다.

그렇게 함으로써 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 커버링 재료의 레벨이 부적합하거나 또는 부적합하게 되고, 추가의 커버링 재료가 예를 들어 해저의 구조물의 손상을 예방하도록 해저의 구조물의 손상 전에 적용될 수 있을 때 그리고 적용될 수 있다면 예측할 수 있고 및/또는 예상할 수 있다.

컴퓨터에 대해 시간 데이터에 따른 위치를 결정하고 전송하기 위한 수단이 AIS(Automatic Identification System)로부터 데이터를 획득하는 것을 포함하는 하나의 실시예에서, 컴퓨터는 AIS로부터 또는 다른 소스(source)로부터 추가의 데이터를 획득하도록 배열된다. 컴퓨터는 예를 들어 하나 이상의 고유의 신분증, 코스(course), 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들을 획득하도록 배열될 수 있다. 일반적으로 추가의 데이터는 적어도 선박의 고유의 신분증을 포함하는 것이 바람직하다.

날씨 상태들에 대한 정보는 예를 들어 바람 방향 및 속도 데이터뿐만 아니라 천둥에 대한 정보를 포함할 수 있다. 날씨 상태 데이터는 예를 들어 인터넷을 통해 직접 제공될 수 있다.

날씨 상태들에 대한 정보는 예를 들어 거센 바람이 부는 상황 동안 정박함으로써 잠재적인 위험들을 예측할 수 있고, 경보기가 작동할 수 있다.

특정한 날씨 상태들이 진동 센서의 민감도를 감소시키고/증가시킬 수 있다. 그러므로 날씨 상태들 또는 날씨 상태들의 예보들은 하나의 실시예에서 경보기에 대한 활성화된 세트 포인트(set point)를 조절하도록 적용될 수 있고, 즉, 경보기의 활성화된 세트 포인트는 날씨에 의존한다.

시간 데이터에 따른 위치를 획득하는 소스에 관계없이, 무결성 모니터링 시스템은 일기 예보들 및/또는 날씨 관련 통계 및/또는 시간에 따른 날씨 상태들에 관련된 데이터와 같은 날씨 관련 데이터를 수집하도록 배열될 수 있다.

날씨 관련 통계들 및/또는 시간에 따른 날씨 상태들에 대한 데이터는 예를 들어 얼마나 무결성 모니터링 시스템이 날씨의 다양한 유형들에 반응할 것인지 및/또는 다시 무결성 모니터링 시스템의 하나 이상의 요소들을 조절하는 데 사용될 수 있는, 향상된 날씨 예보들을 제공하는지를 예측하도록 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서 컴퓨터는 선박 또는 선박 장비에 의한 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하기 위한 소프트웨어를 포함한다. 이 예측은 예를 들어 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 시간 데이터에 따른 위치 및 예를 들어 날씨 관련 데이터 및/또는 속도, 움직임의 방향 및/또는 이동체의 코스와 같은, 데이터베이스 메모리로부터 선택적으로 다른 데이터를 기반으로 둘 수 있다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 컴퓨터는 적어도 몇몇의 진동 데이터와 선박 또는 선박 장비에 의한 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 관련시키기 위한 소프트웨어를 포함한다. 그렇게 함으로써 경보기는 위험이 추정될 때, 예측될 때 또는 다른 방법들로 예상될 때 작동될 수 있다.

하나의 실시예에서 시스템은 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험 시에 작동되도록 배열되는 경보기를 포함한다. 컴퓨터는 바람직하게는 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 배열될 수 있다. 이 예측은 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 위치에 기초할 수 있다. 하나의 실시예에서 시스템은 사전 규정된 패턴 및/또는 맥스-레벨 세트-포인트(max-level set-point) 위의 진동 레벨을 가진 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 조절된다. 그렇게 함으로써 부정확한 경보기 설치의 위험이 크게 감소될 것이고 신뢰성이 높은 경보 시스템이 얻어진다.

하나의 실시예에서 하나 이상의 다음의 경우들이 경보기들에 의해 평가된다.

방향을 바꾸거나 또는 방향을 바꾸지 않는 매우 저속의 선박의 검출.

매우 높은 진동 레벨.

특정한 이동체와 연관될 수 없는 매우 높은 진동 레벨.

이용할 수 있는 AIS 데이터를 갖지 않는 진동/소음.

예를 들어 해저의 구조물의 특정한 부분에 대해 1개월/6개월/1년과 같은 시간 기간에 걸친 진동 레벨의 꾸준한 증가.

하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 온쇼어 무결성 모니터링 시스템이다. 이 실시예에서 고정적인 구조물은 비-해저 구조물인데, 예를 들어, 육지에 적용되는 임의의 상술된 고정적인 구조물들이다. 고정적인 구조물은 바람직하게는 케이블 및/또는 파이프를 포함한다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 매장되거나 또는 하나 이상의 철탑들(pylon) 상에 지지된다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템에서 이동체는 육지에서 이동 가능하고 시간 데이터에 따른 위치를 전송하기 위한 전송기를 포함하는 임의의 종류의 이동체일 수 있다. 이동체는 예를 들어 차, 비행기 및/또는 모터가 달린 수단일 수 있다.

고정적인 구조물이 예를 들어 파이프, 케이블 및/또는 섬유와 같은 전송 고정적인 구조물인 상황에서, 이동체는 예를 들어 산업용 차, 트랙터, 굴지구(digging tool)를 가진 차 및/또는 드릴과 같은 모터 달린 굴지구일 수 있다.

바람직하게 이동체는 GPS(Global Positioning System) 위치와 선택적인 움직임 상세 사항들과 같은, 위치설정(positioning) 시스템 및 바람직하게는 이동체의 고유의 신분증과 함께, 컴퓨터로 데이터를 전송하도록 배열되는, 전송기를 포함하거나 또는 상기 위치설정 시스템과 상기 전송기에 연결된다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 시스템은 시간 데이터에 따른 위치를 수신하기 위한 그리고 선택적으로 무선으로 및/또는 인터넷을 통해 컴퓨터로 데이터를 전송하기 위한 트랜스폰더를 포함하고, 트랜스폰더는 선택적으로 추가적으로 진동 데이터를 수신할 수 있고 전송할 수 있다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 시스템은 컴퓨터가 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 이내의 전송기에 의해 이동체들로부터 시간 데이터에 따른 위치를 획득하도록 배열된다. 컴퓨터는 예를 들어 이동체로부터 그 전송기를 통해 직접 시간 데이터에 따른 위치를 획득할 수 있다.

발명의 온쇼어 무결성 모니터링 시스템에서 선택된 거리는 바람직하게는 특히 고정적인 구조물이 비교적 시끄러운 환경에 배열된다면, 비교적 짧다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 고정적인 구조물로부터 적어도 약 10 m에 해당하고, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 100 m에 해당하고, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 500 m에 해당한다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 해저의 구조물로부터 적어도 약 10 m, 바람직하게는 적어도 약 100 m, 바람직하게는 적어도 약 500 m이다.

하나의 실시예에서 선택된 거리는 이동체의 하나의 유형으로부터 이동체의 다른 유형으로 달라질 수 있다. 예를 들어 하나의 실시예에서 드릴에 대한 선택된 거리는 약 20 cm일 수 있고 산업용 차에 대한 선택된 거리는 약 10 m일 수 있다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 이동체는 모터가 달린 수단이고, 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 약 5 cm 내지 약 5 m, 약 5 cm 내지 약 1 m, 약 10 cm 내지 약 50 cm이다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 모니터링 사이트에서 약 50 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열된다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 진동 센서는 고정적인 구조물의 장착 거리에 장착된다. 장착 거리는 예를 들어 최대 약 100 m, 최대 약 25 m일 수 있다. 매우 시끄러운 환경에서 장착 거리는 바람직하게는 비교적 짧아야한다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 진동 센서는 고정적인 구조물과 접촉하거나 고정적인 구조물 내에 통합된다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 주어진 시간에 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 컴퓨터는 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 컴퓨터는 데이터베이스 메모리를 포함하거나 데이터베이스 메모리와 데이터 통신을 한다. 데이터베이스 메모리는 바람직하게는 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동 및/또는 컴퓨터에 의해 획득되는 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 위치를 저장할 수 있다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 컴퓨터는 추가의 데이터를 획득하도록 배열되고, 추가의 데이터는 적어도 하나의 고유의 신분증, 코스, 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들을 포함한다. 추가의 데이터는 바람직하게는 적어도 고유의 신분증을 포함할 수 있다.

추가의 데이터와 데이터베이스는 온쇼어 무결성 모니터링 시스템에 대해 상술한 바와 같은 상응하는 방식으로 적용될 수 있다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 컴퓨터는 이동체 또는 이러한 이동체와 관련된 장비들에 의한 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하기 위한 소프트웨어를 포함한다. 예측은 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 시간 데이터에 따른 몇몇의 위치들 및 데이터베이스 메모리로부터의 선택적으로 다른 데이터를 기반으로 둘 수 있고, 예를 들어 데이터의 유형들이 설명되거나 또는 상술되었다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템을 위해 설명된 바와 같은 유사한 방식으로 경보기를 포함할 수 있고 경보기는 유사한 방식으로 작동하도록 설정될 수 있다.

온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 하나의 실시예에서 시스템은 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험 시에 작동되도록 배열되는 경보기를 포함하고, 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 위치를 기반으로 하는, 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 배열된다. 시스템은 바람직하게는 사전 규정된 패턴 및/또는 허위 경보의 감소를 위한 맥스-진동 세트-포인트(max-vibration set-point) 위의 진동 레벨을 가진 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 조절될 수 있다.

위에서 지시한 바와 같이, 복수의 무결성 모니터링 시스템들은 예를 들어 무결성 모니터링된 고정적인 구조물의 중앙 감시가 수행될 수 있도록 연결될 수 있거나 또는 결합될 수 있다. 복수의 무결성 모니터링 시스템들은 예를 들어 각각의 무결성 모니터링 시스템들의 그 컴퓨터들이 중심적으로 관리하기 위한 중앙 자리에 위치되도록 결합될 수 있다. 하나의 실시예에서 복수의 무결성 모니터링 시스템들은 서로 부분 또는 부분들을 공유함으로써 결합되고, 복수의 무결성 모니터링 시스템들은 예를 들어 공통 중앙 컴퓨터를 공유할 수 있다.

발명은 또한 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 발명의 방법은

(ⅰ) 시간에 따른 진동을 감지하기 위한 적어도 하나의 진동 센서를 제공하는 단계와;

(ⅱ) 컴퓨터를 제공하는 단계와;

(ⅲ) 진동 데이터를 진동 센서로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단을 제공하는 단계와;

(ⅳ) 고정적인 구조물의 적어도 부분을 포함하는 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지하기 위해 진동 센서를 배열하는 단계와;

(ⅴ) 선박들이 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 이내에 있을 때 전송기를 포함하는 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하는 단계와;

(ⅵ) 시간 데이터에 따른 위치와 진동 데이터를 비교하기 위한 시간 데이터 소프트웨어에 따른 위치 및 진동 데이터를 처리하도록 컴퓨터를 제공하는 단계를 포함한다.

상기의 예들은 이미 위에서 설명되었다. 또한 발명의 방법이 상술한 바와 같은 무결성 모니터링 시스템을 사용하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

각각의 요소들뿐만 아니라 그 조합들은 상술한 바와 같을 수 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 고정적인 구조물은 해저 상에 놓인 해저의 구조물이거나 또는 매장된 및/또는 트렌치된 해저의 구조물이거나 또는 고정적인 구조물은 비-해저 구조물이다. 발명에 따르면 방법은 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 결정하는 단계를 포함한다.

상술된 바와 같이, 바람직한 실시예에서 고정적인 구조물은 바람직하게는 고전압 전력 케이블(약 72 kV 이상, 예를 들어, 최대 약 550 kV 또는 심지어 그 이상), 중간 전압 전력 케이블(약 10 내지 72 kV), 초전도 케이블, 광섬유 케이블 및/또는 통신 케이블로부터 선택되는, 단일의 및/또는 전력 전송 케이블과 같은, 케이블이거나 또는 케이블을 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 진동 센서는 연속적으로 또는 사전규정된 간격들로 작동하고, 무결성 모니터링 시스템은 진동 센서의 작동을 조절하기 위한 조절 기능을 포함하고, 방법은 예를 들어 소음량에 관련하여, 선택된 거리 내의 이동체들의 수에 관련하여, 날씨에 관련하여, 시간(밤/낮/근무 시간대/휴일...등)에 관련하여 및/또는 다른 것과 관련하여, 진동 센서의 작동을 수동으로, 반자동으로 또는 자동으로 조절하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 조절 기능은 자동으로 또는 반자동으로 조절하는 메커니즘이고, 방법은 바람직하게는 모니터링 사이트의 선택된 거리 내에서 진동들의 집중에 의존하여, 진동 센서의 민감도를 조절하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 소음을 제거하는 단계를 포함하고, 바람직하게 적어도 잡음의 일부가 제거된다. 소음을 제거하는 방법들은 숙련자에게 잘 공지되어 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 기록하는 단계를 포함하고 바람직하게 기록된 데이터가 있거나 또는 사건의 추후의 분석을 위해 사용될 수 있다.

예를 들어 모니터링된 고정적인 구조물이 갑자기 손상을 입게 된다면 바람직하게 기록된 진동 데이터와 조합하여 시간 데이터에 따른 기록된 위치가 사고를 분석하기 위해 그리고 선택적으로 이동체의 식별을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 이동체의 조작자가 경보기를 무시했을 수 있고 손상 배상금이 이동체의 소유자 또는 조작자로부터 청구될 수 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 이 상관 관계가 주어진 시간에 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 진동들을 포함했는지의 여부를 추정할 수 있다는 것에 기초하여, 컴퓨터가 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 진동 데이터를 비교하는 것을 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 진동 센서에 대한 및/또는 고정적인 구조물에 대한 진동의 방향을 결정하는 단계를 포함한다. 진동의 방향을 결정하는 방법은 예를 들어 상술된 바와 같을 수 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 시스템은 예를 들어, 개별 센서들의 어레이 형태이거나 또는 분포형 또는 준-분포형 섬유 센서의 형태인, 센서 어레이를 포함하고, 방법은 진동 방출 물체의 방향, 거리 및/또는 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 진동 방출 물체는 선택적으로 이동체이다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 예를 들어 상술된 바와 같은, 센서 어레이로부터 진동 데이터를 빔 형성하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고, 방법은 해저의 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 결정하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 컴퓨터가 AIS(Automatic Identification System)와 통신하는 것을 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고, 방법은 주어진 시간에 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 선박에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 진동 데이터를 비교하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 적어도 몇몇의 시간 데이터에 따른 진동들 및 데이터베이스 메모리 상의 컴퓨터에 의해 획득되는 적어도 몇몇의 시간 데이터에 따른 위치들을 저장하는 단계를 포함하고, 그렇게 함으로써 예를 들어 상술된 바와 같이 데이터의 수집을 한다. 발명의 방법은 예를 들어 언급된 바와 같은 또는 상술된 바와 같은 데이터베이스를 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 추가의 데이터를 얻고 및/또는 획득하는 단계를 포함하고, 추가의 데이터는 상술된 바와 같을 수 있고 예를 들어 적어도 하나의 고유의 신분증, 코스, 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들을 포함할 수 있다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 이동체 또는 이동체와 관련된 장비에 의한 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하는 단계를 포함한다. 예측은 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 시간 데이터에 따른 위치 및 선택적으로 데이터베이스 메모리로부터의 다른 데이터, 예를 들어 상술된 임의의 데이터를 기반으로 둔다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 진동 데이터, 특히 높은 진동 레벨을 포함하는 진동 데이터와 선박 또는 선박 장비들과 같은, 이동체 또는 이동체와 연관된 장비에 의한 해저의 구조물과 같은, 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 관련시키는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 예를 들어 상술된 바와 같이 경보기를 활성화하는 단계를 포함한다. 경보기는 예를 들어 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험 시에 작동될 수 있다. 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 위치를 기초로 두는, 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 바람직하게 배열된다. 발명의 방법은 바람직하게는 사전 규정된 패턴 및/또는 허위 경보기의 감소를 위한 맥스-진동 세트-포인트(max-vibration set-point) 위의 진동 레벨을 가진 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 시스템을 조절하는 단계를 포함한다.

발명의 방법의 하나의 실시예에서 방법은 고정적인 구조물의 표준 진동 패턴에 대한 진동 데이터를 예측하는 단계를 포함한다.

시스템이 오프쇼어 시스템이고 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하는 발명의 방법의 하나의 실시예에서, 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박 또는 선박들의 유형에 대한 선박 거리 대 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브를 포함하고, 방법은 지나가는 선박에 대한 거리를 예측하는 단계 및/또는 예를 들어 상술한 바와 같이 해저의 구조물 위의 커버링 재료의 레벨의 변화를 예측하는 단계를 포함한다.

발명은 바람직한 실시예와 관련되어 그리고 도면들을 참조로 하여 아래에 더 자세히 설명될 것이다.

도 1은 고정적인 구조물이 파이프의 섹션인 발명의 무결성 모니터링 시스템의 일부분의 개략도.
도 2는 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 3은 발명의 결합된 오프쇼어 및 온쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 4는 시스템이 몇몇의 섬유 센서들을 포함하고 해저의 구조물이 부분적으로 매장되고 부분적으로 덮이지 않은 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 5는 시스템이 포인트 센서들을 포함하고 해저의 구조물이 라이저인 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 6은 시스템이 통합된 센서들을 포함하고 해저의 구조물이 해저 상에 놓이는 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 7은 복수의 선박들이 도시되고, 몇몇은 선택된 거리 내에 있고 몇몇은 외부에 있는, 거리로부터 보여지는, 발명의 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 개략도.
도 8은 진동 센서와 빔 형성의 원리의 개략도.
도 9는 무결성 모니터링 시스템이 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템인 발명의 방법의 실시예의 개략도.

도면들은 개략적이고 명료성을 위해 단순화될 수 있다. 처음부터 끝까지, 동일한 참조 부호들은 동일한 또는 해당하는 부분들에 대해 사용된다.

본 발명의 응용성의 추가의 범주는 나중에 주어지는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 구체적인 예들은 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 동안, 발명의 정신 및 범주 내에서 다양한 변화들 및 수정들이 이 상세한 설명으로부터 기술 분야의 숙련자에게 명백해질 것이기 때문에, 오직 실례의 방법으로써 주어진다는 것을 이해해야한다.

도 1에 도시된 무결성 모니터링 시스템은 파이프(1)의 적어도 하나의 길이 섹션의 무결성을 모니터링하도록 구성된다. 무결성 모니터링 시스템은 파이프(1) 주위가 나선형으로 권취된 섬유 센서(2)를 포함한다. 섬유 센서는 예를 들어 상술된 바와 같이 진동 센서이거나 또는 진동 센서를 포함한다. 섬유 센서는 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 신호들을 수신하고 선택적으로 분석하기 위한 보이지 않는 센서 시스템에 연결된다. 무결성 모니터링 시스템은 또한 이 실시예에서 퍼스널 컴퓨터로서 도시되는, 컴퓨터(3)를 포함하지만, 설명된 바와 같이 컴퓨터는 규정된 컴퓨팅(computing)을 수행할 수 있는 임의의 다른 요소 또는 요소들의 조합일 수 있다. 무결성 모니터링 시스템은 진동 데이터를 진동 센서(2)로부터 컴퓨터(3)로 전송하기 위한 보이지 않는 전송 수단을 포함한다. 전송 수단은 섬유 센서(2)와 컴퓨터(3)의 직접 연결에 의해, 무선 전송에 의해 및/또는 예를 들어 상술된 바와 같은 임의의 다른 수단에 의해 제공될 수 있다.

무결성 모니터링 시스템은 또한 이동체들(4a)이 이 실시예에서 파이프(1)에 의해 점유된 위치인 모니터링 사이트에 대해, 여기에서 점선들로 도시된, 선택된 거리(6a, 6b) 내에 있을 때 전송기(5)를 포함하는 이동체들(4a, 4b)의 시간 데이터에 따른 위치를 얻고 컴퓨터(3)로 전송하도록 배열된다.

이동체들(4a, 4b)은 예를 들어 상술된 바와 같이 차들 및/또는 수단들일 수 있다. 이동체들(4a, 4b)은 이동체들(4a, 4b)이 컴퓨터(3) 상으로 추가로 시간 데이터에 따른 위치를 전송할 수 있는, 인터넷 또는 중앙 데이터 수집 시스템과 같은 다른 시스템을 통해 또는 컴퓨터(3)에 의해 직접 수신될 시간 데이터에 따른 위치 또는 그 위치 데이터를 전송할 수 있는 사용법을 가진 안테나들(5)을 포함한다.

도시된 바와 같이 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리(6a, 6b)는 모니터링 사이트로부터 모든 방향에서 같은 거리일 필요가 없지만, 종종 모니터링 사이트로부터의 다른 방향(예를 들어 모니터링 사이트로부터의 방향 및 선택된 거리(6b)에 대한 방향에서)에서의 거리가 모니터링 사이트로부터 하나의 방향(예를 들어 모니터링 사이트로부터의 방향과 선택된 거리(6a)에 대한 방향에서)에서의 거리보다 더 길 수 있다.

컴퓨터는 이 실시예에서 진동 데이터와 시간 데이터에 따른 위치를 비교하도록 규정되고 프로그램되며 그렇게 함으로써 선택된 거리(6a, 6b) 내에서 이동체(4a)가 파이프(1) 손상의 위험에 노출되었는지의 여부를 추정할 수 있다.

도 2에 도시된 무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고 매장된 케이블(11)의 적어도 하나의 길이 섹션의 무결성을 모니터링하도록 구성된다. 매장된 케이블(11)은 해저(17)에서 커버링 재료로 덮인다. 케이블(11)의 바로 위는 매장된 섬유 센서의 형태인 진동 센서(12)이다. 섬유 센서(12)는 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 신호들을 수신하고 선택적으로 분석하기 위한 보이지 않는 센서 시스템에 연결된다. 라인(10)은 육지 그리고 오프쇼어 사이의 라인을 설명한다. 라인(18)은 해수면을 도시한다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 상술된 바와 같이 컴퓨터(13)를 포함한다. 이 컴퓨터(13)는 이 실시예에서 육지에서 예를 들어 선택적으로 발명의 몇몇의 무결성 모니터링 시스템들이 감시 하에서 유지되는 중앙 감시 위치 내에서 배열된다. 시간 데이터에 따른 진동 데이터/진동의 전송 및 시간 데이터에 따른 위치의 전송은 상술된 바와 같이 수행될 수 있다.

도 3은 발명의 결합된 오프쇼어 및 온쇼어 무결성 모니터링 시스템을 도시한다. 결합된 온쇼어/오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 온쇼어 파이프 섹션(21a)과 오프쇼어 파이프 섹션(21b)을 포함하는 파이프(21)의 적어도 하나의 길이 섹션의 무결성을 모니터링하도록 구성된다. 무결성 모니터링 시스템의 온쇼어 부분은 온쇼어 이동체들(24a) 및 선택적으로 오프쇼어 이동체들(24b)로부터의 신호들을 수신하기 위한 수신기 및 전송기를 포함하는 데이터 획득 요소(20a)를 포함한다. 도시된 실시예에서 가동성 이동체(24a)는 굴지구(29a)와 전송기(25a)를 가진 작업 차량으로서 도시되고, 오프쇼어 이동체들(24b)은 더 낮은 닻(29b)과 전송기(25b)를 가진 선박으로서 도시된다.

무결성 모니터링 시스템의 오프쇼어 부분은 상술된 바와 같이 AIS로부터 시간 데이터에 따른 위치를 획득하도록 배열되는 보이지 않는 데이터 획득 요소(20b)를 포함한다. 온쇼어 데이터 획득 요소(20a) 및 오프쇼어 데이터 획득 요소(20b) 둘 다로부터 획득되는 시간 데이터에 따른 위치는 시간 데이터에 따른 관련이 없는 위치가 분류되고 시간 데이터에 따른 관련이 있는 위치가 선택적으로 저장될 수 있는 제 1 컴퓨터(23(1))로 전송된다. 선택적으로 지연된 형태인 시간 데이터에 따른 관련이 있는 위치는 이하에 설명되는 바와 같이 추가의 분석들을 위해 제 2 컴퓨터(23(2))로 이동된다.

발명의 결합된 오프쇼어 및 온쇼어 무결성 모니터링 시스템은 온쇼어 진동 센서 섹션(22a) 및 오프쇼어 진동 센서 섹션(22b)을 가진 섬유 센서 형태인 진동 센서(22)를 포함한다. 진동 센서(22)는 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 진동 신호들을 수신하기 위한 그리고 선택적으로 분석하기 위한 및/또는 저장하기 위한 센서 시스템(22c)에 연결된다. 진동 신호들은 진동 신호들만큼 실시간에 또는 실시간에 또는 시간 데이터에 따른 진동만큼 지연되어 제 2 컴퓨터(23(2))로 이동된다.

상술된 바와 같이 날씨 관련 데이터 또는 다른 것과 같은, 추가의 데이터는 온쇼어 데이터 획득 요소(20a) 및/또는 오프쇼어 데이터 획득 요소(20b)를 통해 및/또는 다른 획득 요소(20(1))를 통해 제 2 컴퓨터(23(2))로 전송될 수 있다.

제 2 컴퓨터(23(2))는 시간 데이터에 따른 진동과 동일한 시간에 관련된 시간 데이터에 따른 위치를 비교하기 위한 그리고 이 비교 및 오프쇼어뿐만 아니라 육지에서 파이프(21, 21a, 21b)의 손상의 선택적인 추가의 데이터 예측 위험을 기초로 한 소프트웨어를 포함한다.

감시 컴퓨터이고 바람직하게는 모니터와 경보 지시기를 포함하는 제 3 컴퓨터(23(3))와 데이터 통신을 하는 제 2 컴퓨터(23(2))가 도시된 실시예에 있다. 몇몇의 무결성 모니터링 시스템들은 예를 들어 또한 감시 하에서 다른 감시 컴퓨터들을 유지하는 조작자에 의해 예를 들어 감시 하에서 유지될 수 있는 동일한 감시 컴퓨터에 연결될 수 있다. 경보기가 작동되면 조작자는 파이프를 손상하는 위험이 있을 수 있는 이동체들에게 즉시 경고할 수 있다. 예를 들어 선박(24b) 상의 선장이 그의 닻(29b)을 끌어올리는 것을 잊고 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 내에서 해저 위로 닻을 끌어올린다면, 이는 경보기가 작동하는 것을 야기할 수 있고 조작자는 즉시 선박(24b)을 식별할 수 있고 선장에게 경고할 수 있어, 선장은 닻이 파이프(22b)를 손상하기 전에 닻(29b)을 끌어올릴 수 있다.

도 4는 사시도로 도시된 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템을 도시한다. 평면(38)은 해수면을 도시하고 평면(37a, 37b)은 해저를 도시한다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 무결성 모니터링될 파이프(31a, 31b)에 평행하게 배열되는 3개의 광학 진동 센서들(32a, 32b, 32c)을 포함한다. 도시된 거리들(MDa, MDb, MDc)은 각각 진동 센서(32a, 32b 및 32c)의 장착 거리들을 나타낸다.

진동 센서들(32a, 32b 및 32c)은 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 진동 신호들을 수신하기 위한 그리고 선택적으로 분석 및/또는 저장하기 위한 센서 시스템(32d)에 연결된다.

오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 또한 컴퓨터(33)를 포함한다. 컴퓨터(23)는 도면 상에 지시된 바와 같이 그리고 상술된 바와 같이 AIS로부터 시간 데이터에 따른 위치를 획득하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다. 진동 센서들(32a, 32b 및 32c)에 의해 획득되는 진동 신호들은 상술된 바와 같이 시간 데이터에 따른 위치를 분석 및 비교하기 위한 그리고 선택적으로 다양한 데이터를 기록하기 위한 컴퓨터(33)로 이동된다.

도 4는 전송기(35) 및 닻(39)을 가진 선박(34)을 또한 도시한다.

해저(37a, 37b)의 평행선이 그어진(hatched) 섹션(37b)에 의해 나타낸 바와 같이, 파이프(31b)의 부분 및 진동 센서들(32a, 32b 및 32c)의 부분들은 매장되고, 반면에 해저(37a, 37b)의 평행선이 그어지지 않은 섹션(37a)에서, 파이프(31a) 및 진동 센서들(32a, 32b 및 32c)은 덮이지 않는다. 덮이지 않은 파이프 섹션(31a)은 바람직하게는 트렌치될 수 있고 특히 덮이지 않은 것은 선택된 배열이다.

이러한 덮이지 않은 파이프는 비교적 민감하고 해저 상에서 올려지는 닻에 의해 쉽게 손상될 수 있다. 선박(34)이 덮이지 않은 영역(31a) 내의 파이프(31a, 31b)에 다가간다면, 선박(34)의 닻(39)에 가장 가까운 센서(32a)는 닻(39)과 닻의 움직임의 방향을 검출할 것이고 컴퓨터(33)로 검출된 진동 데이터를 이동시킬 것이다. 컴퓨터는 또한 선박(34)으로부터 시간 데이터에 따른 위치를 획득할 것이고, 이러한 데이터를 비교함으로써 파이프(31a)가 닻(39)에 의해 손상되는 위험 내에 있는지, 그리고 만약 그렇다면 선박(34)에게 경고할 수 있는지가 예측될 수 있다.

예를 들어 파이프의 덮이지 않은 부분이 의도를 가진 구조물이 아니지만, 커버링 재료가 예를 들어 항해 채널 내의 파이프(31) 위로 지나가는 선박들에 의해 시간에 걸쳐 제거된다면, 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 하나 이상의 선박들 또는 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브를 가진 데이터베이스 메모리를 포함할 수 있다.

캘리브레이션 커브를 사용함으로써 무결성 모니터링 시스템은 진동 패턴을 기록할 수 있고, 따라서 파이프가 지나가는 선박들에 의해 치간이 아닌 것으로(uninterdentally) 덮여지지 않은지가 탐지될 수 있다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이 진동 패턴을 인지할 수 있다면, 방향, 속도 및 다른 것이 예측될 수 있고, 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템의 컴퓨터(33)는 바람직하게는 해저의 구조물(31a, 31b) 위의 커버링 재료의 레벨의 변화를 예측하기 위한 소프트웨어를 포함한다.

도 5는 해저(47) 상에 위치된 플랫폼과 같은, 예를 들어 오프쇼어 구조물(49a, 49b)에 연결된 상술된 것(케이블/파이프)과 같은 해저의 구조물(41)을 도시한다. 오프쇼어 구조물(49a, 49b)은 해수면(48) 아래의 부분(49a) 및 해수면(48) 위의 부분(49b)을 포함한다. 복수의 포인트 진동 센서들(42a, 42b, 42c)은 오프쇼어 구조물(49a)의 아래의 해수면 부분 위에 위치된다. 선박(44)은 예를 들어 오프쇼어 구조물(49a, 49b)에 정박하기 위해, 오프쇼어 구조물(49a, 49b)에 다가간다.

포인트 진동 센서들(42a, 42b 및 42c)은 발명의 무결성 모니터링 시스템의 부분이고 진동 데이터를 진동 데이터가 다가오는 선박들의 AIS로부터 획득되는 시간 데이터에 따른 위치와 비교되는, 보이지 않는 컴퓨터로 전송한다.

선박(44)이 해저의 구조물(41)을 손상시키는 위험 내에 있는 경우에 무결성 모니터링 시스템은 상술된 바와 같이 경보기를 작동할 수 있다.

도 6은 사시도로 도시된 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템을 도시한다. 평면(58)은 해수면을 도시하고 평면(57)은 해저를 도시한다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 해저의 구조물(51) 내에 통합되는 (점선으로서 도시된) 광학 진동 센서(52)를 포함한다. 해저의 구조물(51)은 트렌치되어, 해저(57) 위로 돌출되지 않는다.

무결성 모니터링 시스템은 또한 보이지 않는 컴퓨터, 진동 데이터를 진동 센서(52)로부터 컴퓨터로 전송하기 위한 보이지 않는 전송 수단, 전송기(55)를 포함하는 이동체(54)의 시간 데이터에 따른 위치를 얻고 컴퓨터로 전송하기 위한 보이지 않는 수단을 포함한다. 도시된 실시예에서, 이동체(54)는 선박(54)의 형태이고 해저(57) 위로 올려지는, 닻(59) 및 전송기를 포함한다. 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템은 상술된 바와 같이 작동한다.

도 7에 도시된 무결성 모니터링 시스템은 해저의 구조물(61)의 적어도 하나의 길이 섹션의 무결성을 모니터링하도록 구성된다. 무결성 모니터링 시스템은 해저의 구조물(61)에 바로 인접하여 위치되는 섬유 진동 센서(61)를 포함한다. 섬유 진동 센서는 상술된 바와 같을 수 있다. 섬유 진동 센서는 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 신호들을 수신하기 위한 그리고 선택적으로 분석하기 위한 보이지 않는 센서 시스템에 연결된다. 무결성 모니터링 시스템은 또한 보이지 않는 컴퓨터와 다양한 전송 수단과 상술된 바와 같은 획득 수단을 포함한다.

해저의 구조물(61)과 센서(62)는 예를 들어 도 4에 설명된 바와 같이 플랫폼과 같은, 오프쇼어 구조물(69)에 연결된다.

무결성 모니터링 시스템은 이동체들(64a)이 이 실시예에서 해저의 구조물(61)에 의해 점유된 위치인 모니터링 사이트에 대해, 점선들(66)로 여기서 도시된, 선택된 거리(SD) 내에 있을 때 보이지 않는 전송기들을 포함하는 이동체들(64a, 64b)의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 보이지 않는 컴퓨터로 전송하도록 배열된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 몇몇의 선박들(64b)은 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리(SD) 내에서 영역을 나타내는 점선(66) 외부에 있고, 이 실시예에서 이러한 선박들(64b)이 점선(66) 외부에 있는 시간 데이터에 따른 위치는 획득되지 않을 것이고 보이지 않는 컴퓨터로 전송되지 않을 것이며, 반면에 점선(66)에 의해 둘러싸인, 선택된 거리(SD) 내에서 선박들(64a)에 대한 시간 데이터에 따른 위치는 획득될 것이고 보이지 않는 컴퓨터로 전송될 것이다.

평행선이 그어진 영역(60)은 보호 구역(60)을 가리키고, 무결성 모니터링 시스템은 경보기가 평균 소음의 40 t 선박 또는 약 100 db의 소리를 방출하는 선박이 보호 구역(60) 내에 있다면/있을 때 작동하도록 조절된다.

도 7에 도시된 실시예의 변화에서 점선(66)에 의해 둘러싸인 긴 구역은 실질적으로 해저의 구조물에 평행하고 해저의 구조물은 해저의 구조물의 중앙 축에 적용되고, 바람직하게 오프쇼어 구조물(69)은 실질적으로 긴 구역의 곡면 단부의 중앙에 배열된다.

도 8은 발명의 무결성 모니터링 시스템에 사용될 수 있는 빔 형성의 원리를 도시한다.

빔 형성은 예를 들어 고정적인 구조물 및 이동체 또는 예를 들어 닻 내림과 같은 이동체에 의한 소음 방출 사건 사이의 거리를 추정하는 방법에서 사용될 수 있다. 무결성 모니터링 시스템은 예를 들어 도 3에 도시된 무결성 모니터링 시스템일 수 있다. 선박(24b)이 닻(29b)을 내릴 때, 선박(24b)과 닻(29b)에 대한 거리는 섬유 센서(22b)의 출력 신호들의 빔 형성을 사용하여 추정될 수 있고/예측될 수 있다. 출력 신호들은 센서(22b)의 길이 섹션들과 관련하여, N-2, N-1, N, N+1, N+2, …로 라벨이 붙여진다. 섹션 N의 일반적인 길이는 1 내지 10 m이다. 섹션들 사이의 거리는 고정되고, 일반적으로 값들은 1 내지 3 m이다.

복수의 섹션들(예를 들어 4개의 섹션들)의 어레이의 출력 신호들은 함께 처리되고 공간 기반의(space oriented) 신호들(빔들, 예를 들어 5개)은 번호 …, K-1, K, K+1, …를 가진 각각의 어레이에 대해 생성된다. 이는 들어오는 음파의 방향 추정을 허용한다.

예를 들어 닻(29b)이 해저 상에 떨어지면, 가장 높은 출력 레벨을 가진 섹션이 결정된다. 예를 들어 이 섹션이 어레이 K에 속하는 번호 N이라면, 어레이 K의 근처의 어레이의 출력 신호들은 분석되고 사건 거리의 추정이 크로스 베어링(cross bearing)에 의해 결정된다.

이 방법은 어레이 프로세싱을 뺀 높은 신호-대-소음-비율들에 대해 단순화될 수 있다. 닻이 해저 상에 떨어지면, 가장 높은 출력 레벨(N)을 가진 섹션이 결정된다. 제 2 섹션(예를 들어 번호 N+5를 가진)의 출력 신호는 분석되고 섹션 N의 출력 신호와 관련된다. 2개의 신호들 사이의 시간 차는 사건 거리를 추정하도록 사용된다.

도 9는 발명의 프로세싱 방법의 도면을 도시한다. 진동 센서(82a)는 광선을 센서에 공급하기 위한 그리고 결과로 초래된 진동 신호들을 수신하기 위한 센서 시스템(82b)에 연결된다. 시간 데이터는 예를 들어 시간 설정 유닛(80)으로부터 또는 센서 시스템(82b) 내에 통합된 보이지 않는 시계로부터 센서 시스템에 의해 획득된다. 진동 데이터는 시간 데이터에 따른 진동을 제공하도록 시간 데이터와 관련된다.

시간 데이터에 따른 진동은 시간 데이터에 따른 진동이 분류되고, 선택적으로 고정 소음을 제거하도록 걸러지고 또한 예를 들어 빔 형성에 의해 분석되는 제 1 컴퓨터(83(1))로 전송된다. 시간 데이터에 따른 분석된 진동은 제 1 데이터베이스 메모리(89a)로 이동된다. 제 1 데이터베이스 메모리(89a)는 또한 시간 데이터에 따른 분석되지 않은 진동을 저장할 수 있다.

시간 데이터에 따른 분석된 진동은 또한 다른 데이터와 비교되는 제 2 컴퓨터(83(2))로 이동된다.

동시에 제 1 데이터 획득 요소(90a)는 시간 데이터에 따른 위치와 선택적으로 AIS로부터의 다른 데이터를 획득한다. 시간 데이터는 예를 들어 시간 설정 유닛(80)으로부터 또는 센서 시스템(82b) 내에 통합된 보이지 않는 시계로부터 제 1 데이터 획득 요소(90)에 의해 획득된다. 시간 데이터에 따른 위치는 진동 데이터와 위치 데이터가 일치된 시간 데이터와 관련되는 것을 보장하도록 획득된 시간 데이터와 관련된다.

시간 데이터에 따른 위치는 제 2 데이터 획득 요소(90b)가 또한 다른 소스들로부터 예를 들어 인터넷으로부터 그리고 기상대로부터 데이터를 획득하는, 제 2 데이터 획득 요소(90b)로 이동된다. 제 2 데이터 획득 요소(90b)는 또한 제 1 데이터 획득 요소(90a)로서 시간 데이터를 획득할 수 있다.

제 2 데이터 획득 요소(90b)로부터의 데이터는 관련이 없는 데이터가 걸러지는, 필터 요소(88)로 전송된다. 필터는 제 1 데이터베이스 메모리 상에 저장된 데이터에 따라 조절될 수 있다. 그렇게 함으로써 진동 센서(82a)에 의해 검출된 소음은 데이터가 걸러지는 것에 영향을 미친다.

걸러진 데이터는 제 3 컴퓨터(83(3))로 전송된다. 제 2 컴퓨터(83(2))와 제 3 컴퓨터(83(3))는 하나의 실시예에서 하나의 단일 컴퓨터로 합쳐지고 다른 실시예에서 - 도시된 실시예에서 - 제 2 컴퓨터(83(2))와 제 3 컴퓨터(83(3))는 데이터를 교환한다. 제 2 컴퓨터(83(2))에서 데이터는 분류되고 조직화되고 제 2 데이터베이스 메모리(89b)뿐만 아니라 조작자 모니터(87)로 전송된다. 제 3 컴퓨터(83(3))에서 시간 데이터에 따른 위치 및 시간 데이터에 따른 진동은 비교되고 동시에 다른 데이터는 서로에 대해 관련되고 동일한 컴퓨터에서 또는 제 4 컴퓨터(83(4))에서(도시된 실시예에서와 같이), 위험 평가가 수행되고 결과가 모니터로 전송된다. 동시에 제 4 컴퓨터(83(4))는 선택적으로 감시 하에서 모니터(87)를 유지하는, 조작자의 확인 후에 경보기를 작동할 수 있다.

제 4 컴퓨터(83(4))는 또한 위험들을 평가하도록 또는 추가의 분석을 수행하기 위해 제 2 데이터베이스 메모리(89b)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 시간 데이터에 따른 진동은 또한 제 1 컴퓨터(83(1))로부터 제 2 데이터베이스 메모리(89b) 및/또는 모니터(87)로 전송될 수 있다.

몇몇의 바람직한 실시예들은 상기에 도시되었지만, 발명이 이것들로 제한되지 않지만, 다음의 청구항들에서 규정된 주제 내에서 다른 방법들로 구체화될 수 있다는 것이 강조되어야한다.

Claims

고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하기 위한 무결성 모니터링 시스템에 있어서,
상기 시스템은 시간에 따른 진동을 감지하기 위한 적어도 하나의 진동 센서, 컴퓨터, 진동 데이터를 상기 진동 센서로부터 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단, 이동체(movable object)가 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 내에 있을 때 전송기를 포함하는 상기 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 수단을 포함하고, 상기 모니터링 사이트는 상기 고정적인 구조물의 부분을 포함하고 상기 진동 센서는 상기 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지하도록 배열되고, 상기 컴퓨터는 상기 시간 데이터에 따른 위치와 상기 진동 데이터를 비교하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 고정 방식으로 적용된 및/또는 지상에 놓인 및/또는 해저 위에 있는 및/또는 매장된 및/또는 트렌치된(trenched) 고정적인 구조물과 같은, 실질적으로 고정된 구조물인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 실질적으로 고정된 구조물이고, 상기 구조물은 바람직하게는 해저 위에 있는 또는 매장된 해저의 구조물이 됨으로써 및/또는 트렌치된 해저의 구조물이 됨으로써 또는 매장된 비-해저 구조물이 됨으로써 적용된 고정체(stationary)인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 길이 치수에 수직인 결정된 가장 긴 치수의 적어도 약 100배인 길이 치수를 가진 긴 구조물이고, 바람직하게 상기 고정적인 구조물은 적어도 약 100 m와 같은, 적어도 약 10m의 길이를 갖는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 케이블, 파이프 및/또는 광섬유이거나 또는 상기 케이블, 상기 파이프 및/또는 상기 광섬유를 포함하고, 상기 고정적인 구조물은 선택적으로 케이블 번들(bundle)이거나 또는 상기 케이블 번들을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 가루 및/또는 전자파들을 전송할 수 있는 고정적인 구조물 및/또는 유체, 예를 들어, 탄화수소 유체 및/또는 물과 같은 유동 가능 매체를 수송할 수 있는 고정적인 구조물과 같은, 이동하는 고정적인 구조물인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 바람직하게는 고전압 전력 케이블(약 72 kV 이상, 예를 들어, 최대 약 550 kV 또는 심지어 그 이상), 중간 전압 전력 케이블(약 10 내지 72 kV), 초전도 케이블, 광섬유 케이블 및/또는 통신 케이블로부터 선택되는, 단일의 및/또는 전력 전송 케이블과 같은, 케이블을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 물, 기체 및/또는 탄화 수소들, 예를 들어, 원유와 같은, 유체들을 수송하기 위한 파이프와 같은, 파이프를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 마이크로폰, 하이드로폰(hydrophone), 지진계 및/또는 광섬유 음향 센서와 같은 음향 센서인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 연속적으로 또는 사전 결정된 간격들로 작동하고, 상기 무결성 모니터링 시스템은 바람직하게는 상기 진동 센서의 작동을 조절하기 위한 조절 기능을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 오작동하는 진동 센서들을 대체하도록 및/또는 활성화 진동 센서들을 테스트하기 위해 적용되는 하나 이상의 여분의 진동 센서들을 포함하고, 상기 여분의 진동 센서(들)는 바람직하게는 대체되도록 및/또는 테스트되도록 구성되는 진동 센서(들)에 바로 인접하여 배치될 수 있는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 고정적인 구조물 그 자체의 진동들을 모니터링하기 위해 상기 고정적인 구조물과 직접 접촉하여 배열되는 상기 진동 센서를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 고정적인 구조물과 직접 접촉하지 않도록 배열되는 상기 진동 센서를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 종래의 전기 하이드로폰 또는 섬유 레이저 하이드로폰과 같은, 적어도 하나의 하이드로폰을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 분포형 진동 센서인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 광섬유 센서를 포함하고, 상기 광섬유 센서는 바람직하게는 브릴루앙(Brillouin) 후방 산란, 라만(Raman) 후방 산란 또는 레일리(Rayleigh) 후방 산란과 같은, 후방 산란 효과에 의해 작동하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 16 항에 있어서,
광센서는 바람직하게 섬유 중 어느 하나의 섬유라도(예를 들어, 음향파들에 의해), 후방 산란된 신호의 편광 성질들이 광학적으로 변형들을 검출하기 위해 사용되도록, 광섬유의 편광 성질들을 사용하여 작동하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 FBGs(Fibre Bragg Gratings) 센서를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 전송 수단과 통합되거나 또는 직접 상기 전송 수단과 연결되고, 상기 진동 센서는 바람직하게는 광섬유 센서인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 상기 진동 센서에 직접 연결되지 않고, 상기 컴퓨터는 선택적으로 적어도 1 m, 적어도 약 5 m, 적어도 약 100 m, 최대 약 100 km 또는 그 이상으로 상기 진동 센서와 거리를 두고 배열된 원격 컴퓨터인, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 상기 진동 센서와 직접 연결되고, 직접적인 연결은 바람직하게는 전송 수단을 제공하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 데이터를 상기 진동 센서로부터 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 상기 전송 수단은 무선 전송 및/또는 광섬유 및/또는 PLC(Power-Line-Communication)를 통한 전송을 포함하고, 상기 무선 전송은 예를 들어, 전파 또는 마이크로파 주파수 전송일 수 있는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 데이터를 상기 진동 센서로부터 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 기록 매체를 포함하고, 상기 전송된 진동 데이터는 시간에 따른 진동을 포함하고 시간 데이터에 따른 진동은 바람직하게는 약 1시간 내지 약 24시간과 같은, 약 30일에 대해 약 10분의 지연 시간으로 지연되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 데이터를 상기 진동 센서로부터 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단은 시간 데이터에 따른 진동을 전송하도록 배열되거나 또는 상기 전송하기 위한 수단은 시간 데이터 없이 상기 진동 데이터를 전송하도록 배열되고 각각의 진동 데이터에 관련된 시간은 바람직하게는 컴퓨터에 의한 시스템에 의해 생성되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체의 상기 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단은 직접 상기 이동체의 상기 전송기로부터, 인터넷 전송을 통해, 위성을 통해 및/또는 외부 안테나를 통해 상기 시간 데이터에 따른 위치를 수신할 수 있는 수신기를 포함하고, 상기 수신기는 선택적으로 상기 컴퓨터의 통합된 부분이거나 또는 상기 컴퓨터와 무선 또는 광섬유 통신을 하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체의 상기 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 전송하기 위한 수단은 기록 매체를 포함하고, 상기 시간 데이터에 따른 전송된 위치는 바람직하게는 약 1시간 내지 약 24시간과 같은, 약 30일에 대해 약 10분의 지연 시간으로 지연되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 시간 데이터에 따른 전송된 위치 및/또는 진동 데이터, 바람직하게는 시간 데이터에 따른 진동을 기록하기 위한 기록 매체를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
주어진 시간에 상기 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 선박과 같은, 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 상기 컴퓨터는 상기 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 상기 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 수신된 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치와 상기 진동 데이터의 비교의 결과를 디스플레이하기 위한 모니터 및/또는 프린터를 포함하거나 또는 상기 모니터 및/또는 프린터와 데이터 통신을 하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 광섬유 진동 센서들의 형태인, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 진동 센서들을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 진동 센서에 대해 및/또는 상기 고정적인 구조물에 대해 진동의 방향을 결정하도록 구성되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 광섬유 진동 센서를 포함하고, 상기 진동 센서는 분포형 또는 준-분포형 센서인, 무결성 모니터링 시스템.
제 32 항에 있어서,
상기 광섬유 진동 센서 및/또는 상기 컴퓨터는 상기 광섬유 진동 센서의 복수의 선택된 길이 섹션들(N)로부터 출력 신호들을 얻도록 그리고 상기 출력 신호들을 선택적으로 처리하도록 구성되고, 상기 선택된 섹션들(N)은 바람직하게는 각각 적어도 약 1m의 길이, 최대 약 50 m의 길이, 약 1 내지 약 10 m의 길이를 갖고, 상기 각각의 섹션들의 길이는 바람직하게는 실질적으로 동일한, 무결성 모니터링 시스템.
제 33 항에 있어서,
상기 광섬유 진동 센서의 상기 복수의 선택된 길이 섹션들(N)은 상기 광섬유 진동 센서의 길이를 따라 질서 정연하게 배열되고, 상기 길이 섹션들(N)은 섹션들, 바로 인접한 섹션들 또는 서로에 대해 거리를 둔 섹션들과 겹칠 수 있는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 예를 들어, 개별 센서들의 어레이 형태이거나 또는 분포형 또는 준-분포형 섬유 센서의 형태인, 센서 어레이를 포함하고, 상기 컴퓨터는 상기 센서 어레이로부터 상기 진동 데이터를 얻도록 그리고 상기 진동 데이터를 처리하도록 구성되고, 상기 컴퓨터는 진동 방출 물체의 방향, 거리 및/또는 속도를 결정하기 위한 소프트웨어를 포함하고, 상기 진동 방출 물체는 선택적으로 상기 이동체인, 무결성 모니터링 시스템.
제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 센서 어레이 또는 분포형 센서 또는 준-분포형 센서로부터 상기 진동 데이터 상의 빔 형성 기능(beam forming function)을 수행하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어(offshore) 무결성 모니터링 시스템이고, 상기 고정적인 구조물은 해저의 구조물이고 상기 이동체는 선박인, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항에 있어서,
상기 해저의 구조물은 상기 해저의 구조물의 적어도 하나의 섹션 내에서 실질적으로 수직 방향으로 연장하는 라이저(riser)인, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항에 있어서,
상기 해저의 구조물은 해저 상에 적용된, 트렌치된 및/또는 매장된 가요성 케이블 및/또는 가요성 파이프를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 데이터에 따른 위치를 획득하고 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 AIS(Automatic Identification System)로부터 데이터를 획득하는 것을 포함하고, 상기 데이터는 직접 선박의 전송기로부터, 인터넷 전송을 통해, VTS(vessel traffic service)를 통해 및/또는 외부 안테나를 통해 획득되고, 상기 선박의 전송기는 트랜스폰더(transponder)인, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 데이터에 따른 위치는 인터넷을 통해 상기 컴퓨터에 대해 획득되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리는 선택된 수평 영역을 제공하고, 상기 시스템은 상기 컴퓨터가 상기 선택된 수평 영역 내에서 상기 전송기에 의해 상기 선박들로부터 상기 시간 데이터에 따른 위치를 획득하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리는 적어도 하나의 평균적으로 시끄러운 40 t의 선박 및/또는 상기 진동 센서의 감지 범위 내에 있는 약 100 db의 진동(소리)을 방출하는 선박이 또한 상기 선택된 거리 내에 있도록 선택되고, 바람직하게는 상기 모니터링 사이트에 대해 상기 선택된 거리는 상기 진동 센서에 의해 지각할 수 있는 위치 내의 임의의 선박이 상기 선택된 거리 내에 있도록 충분히 길도록 선택되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리는 해저의 구조물로부터 적어도 약 100 m에 해당하고, 바람직하게는 상기 해저의 구조물로부터 적어도 약 1 km에 해당하고, 바람직하게는 상기 해저의 구조물로부터 적어도 약 2 km에 해당하고, 더욱 바람직하게는 상기 해저의 구조물로부터 적어도 약 5 km에 해당하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 진동 센서들은 상기 해저의 구조물로부터 약 100 m의 거리 내의 해저를 따라, 바람직하게는 상기 해저의 구조물로부터 약 500 m의 거리 내의 해저를 따라, 보통의 닻 내림 및/또는 닻 또는 비슷한 수단의 올림 시에 진동들을 검출하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 상기 모니터링 사이트에서 약 500 Hz의 진동들을 검출하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 상기 모니터링 사이트에서 약 50 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 진동 센서들은 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 2 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 4 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 6 km의 범위 이내에 있을 때, 바람직하게는 상기 선박이 상기 해저의 구조물로부터 약 10 km의 범위 이내에 있을 때 잔잔한 물(still water)에서 상기 선박에 의해 야기되는 약 100 db에 이르는 레벨에서 약 500 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 해저의 구조물의 장착 거리에서 장착되고, 상기 장착 거리는 바람직하게는 최대 약 1 km, 최대 약 500 m, 최대 약 100 m, 최대 약 25 m인, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 해저의 구조물과 접촉하거나 또는 상기 해저의 구조물 내에 통합되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
주어진 시간에 상기 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 선박에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 상기 컴퓨터는 상기 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 상기 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 데이터베이스 메모리를 포함하거나 또는 상기 데이터베이스 메모리와 데이터 통신을 하고, 상기 데이터베이스 메모리는 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동과 상기 컴퓨터에 의해 획득된 상기 시간 데이터에 따른 위치를 저장하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 데이터에 따른 위치를 결정하고 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 수단은 AIS(Automatic Identification System)로부터 데이터를 획득하는 것을 포함하고, 상기 컴퓨터는 상기 AIS로부터 또는 다른 소스(source)로부터 추가의 데이터를 획득하도록 배열되고, 상기 추가의 데이터는 고유의 신분증, 코스(course), 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게는 상기 추가의 데이터는 적어도 상기 고유의 신분증을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 날씨 예보들 및/또는 날씨 관련 통계 및/또는 시간에 따른 날씨 상태들에 관련된 데이터와 같은, 날씨 관련 데이터를 수집하는 것을 추가로 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 선박 또는 선박 장비에 의한 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하기 위한 소프트웨어를 포함하고, 상기 예측은 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치 및 선택적으로 데이터베이스 메모리로부터의 다른 데이터에 기반을 둔, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 상기 진동 데이터, 특히, 선박 또는 선박 장비에 의한 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 위험과, 높은 진동 레벨을 포함하는 상기 진동 데이터를 관련시키기 위한 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 해저의 구조물의 손상이 잠재적으로 또는 실제로 위험을 야기할 시에 활성화되도록 배열되는 경보기를 또한 포함하고, 상기 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치에 근거하여, 상기 해저의 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 배열되고, 바람직하게 상기 시스템은 사전 규정된 패턴 및/또는 허위 경보의 감소를 위한 맥스-진동 세트-포인트(max-vibration set-point) 위의 진동 레벨을 가진 상기 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 조절되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하고, 상기 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박들 또는 상기 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대(versus) 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브(calibration curve)를 포함하고, 상기 컴퓨터는 지나가는 선박에 대한 거리를 예측하기 위한 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 37 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,
해저의 구조물은 매장된 또는 트렌치된 해저의 구조물을 포함하고, 상기 시스템은 상기 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하고, 상기 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박들 또는 상기 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브를 포함하고, 상기 컴퓨터는 상기 해저의 구조물 위의 커버링 재료(covering material)의 레벨 변화를 예측하기 위한 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 1 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무결성 모니터링 시스템은 온쇼어(onshore) 무결성 모니터링 시스템이고, 상기 고정적인 구조물은 비-해저 구조물이고, 바람직하게는 케이블 및/또는 파이프를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 하나 이상의 파일론들(pylon) 상에 매장되거나 또는 지지되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 또는 제 61 항에 있어서,
상기 이동체는 차, 비행기, 모터가 달린 수단인, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체는 GPS(Global Positioning System) 위치와 선택적인 움직임 상세 사항들과 같은, 위치설정(positioning) 시스템 및 바람직하게는 상기 이동체의 고유의 신분증과 함께, 상기 컴퓨터로 데이터를 전송하도록 배열되는, 전송기를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 시간 데이터에 따른 위치를 수신하기 위한 그리고 선택적으로 무선으로 및/또는 인터넷을 통해 상기 컴퓨터로 데이터를 전송하기 위한 트랜스폰더를 포함하고, 상기 트랜스폰더는 선택적으로 추가적으로 상기 진동 데이터를 수신할 수 있고 전송할 수 있는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 컴퓨터가 상기 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 내에서 상기 전송기에 의해 상기 이동체들로부터 상기 시간 데이터에 따른 위치를 획득하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 사이트에 대한 선택된 거리는 상기 고정적인 구조물로부터 적어도 약 10 m에 해당하고, 바람직하게는 해저의 구조물로부터 적어도 약 100 m에 해당하고, 바람직하게는 상기 해저의 구조물로부터 적어도 약 500 m에 해당하고, 상기 선택된 거리는 상기 이동체의 하나의 유형으로부터 상기 이동체의 다른 유형으로 달라질 수 있는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 진동 센서들은 약 30 db에 이르는 레벨, 바람직하게는 약 10 db에 이르는 레벨, 더욱 바람직하게는 약 3 db에 이르는 레벨 또는 심지어 약 1 db에 이르는 레벨을 가진 상기 모니터링 사이트에서 약 50 Hz 내지 약 1 kHz의 진동들을 검출하도록 배열되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 상기 고정적인 구조물의 장착 거리에서 장착되고, 상기 장착 거리는 바람직하게는 예를 들어 최대 약 25 m와 같은, 최대 약 100 m인, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 상기 고정적인 구조물과 접촉하거나 또는 상기 고정적인 구조물 내에 통합되는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 69 항 중 어느 한 항에 있어서,
주어진 시간에 상기 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 상기 컴퓨터는 상기 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 상기 진동 데이터를 비교하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 70 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 데이터베이스 메모리를 포함하거나 또는 상기 데이터베이스 메모리와 데이터 통신을 하고, 상기 데이터베이스 메모리는 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동과 상기 컴퓨터에 의해 획득된 상기 시간 데이터에 따른 위치를 저장하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 추가의 데이터를 획득하도록 배열되고, 상기 추가의 데이터는 고유의 신분증, 코스, 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게 상기 추가의 데이터는 적어도 고유의 신분증을 포함하는, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는 상기 이동체 또는 이러한 상기 이동체와 연관된 장비들에 의한 상기 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하기 위한 소프트웨어를 포함하고, 상기 예측은 적어도 몇몇의 상기 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치 및 선택적으로 데이터베이스 메모리로부터의 다른 데이터에 기반을 둔, 무결성 모니터링 시스템.
제 60 항 내지 제 73 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 고정적인 구조물의 손상이 잠재적으로 또는 실제로 위험을 야기할 시에 활성화되도록 배열되는 경보기를 또한 포함하고, 상기 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치에 근거하여, 상기 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 배열되고, 바람직하게 상기 시스템은 사전 규정된 패턴 및/또는 허위 경보의 감소를 위한 맥스-진동 세트-포인트(max-vibration set-point) 위의 진동 레벨을 가진 상기 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 조절되는, 무결성 모니터링 시스템.
고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 모니터링하는 방법에 있어서,
(ⅰ) 시간에 따른 진동을 감지하기 위한 적어도 하나의 진동 센서를 제공하는 단계와;
(ⅱ) 컴퓨터를 제공하는 단계와;
(ⅲ) 진동 데이터를 상기 진동 센서로부터 상기 컴퓨터로 전송하기 위한 전송 수단을 제공하는 단계와;
(ⅳ) 상기 고정적인 구조물의 적어도 부분을 포함하는 모니터링 사이트 내에서 진동들을 감지하기 위해 상기 진동 센서를 배열하는 단계와;
(ⅴ) 선박들이 상기 모니터링 사이트에 대해 선택된 거리 이내에 있을 때 전송기를 포함하는 이동체의 시간 데이터에 따른 위치를 획득하는 단계와;
(ⅵ) 상기 시간 데이터에 따른 위치와 상기 진동 데이터를 비교하기 위한 시간 데이터 소프트웨어에 따른 위치 및 상기 진동 데이터를 처리하도록 상기 컴퓨터를 제공하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 74 항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 무결성 모니터링 시스템을 사용하는 것을 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 또는 제 76 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 해저 위에 놓인 해저의 구조물 또는 매장된 및/또는 트렌치된 해저의 구조물이거나 또는 비-해저 구조물이고, 상기 방법은 상기 고정적인 구조물의 적어도 일부분의 무결성을 결정하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 77 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정적인 구조물은 바람직하게는 고전압 전력 케이블(약 72 kV 이상, 예를 들어, 최대 약 550 kV 또는 심지어 그 이상), 중간 전압 전력 케이블(약 10 내지 72 kV), 초전도 케이블, 광섬유 케이블 및/또는 통신 케이블로부터 선택되는, 단일의 및/또는 전력 전송 케이블과 같은, 케이블을 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 78 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 센서는 연속적으로 또는 사전 결정된 간격들로 작동하고, 무결성 모니터링 시스템은 바람직하게는 상기 진동 센서의 작동을 조절하기 위한 조절 기능을 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 79 항에 있어서,
상기 조절 기능은 바람직하게는 상기 모니터링 사이트의 선택된 거리 내에서 진동들의 집중에 의존하는, 진동 센서의 민감도를 조절하는, 자동 또는 반자동 조절 메커니즘인, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 80 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 소음을 제거하는 단계를 포함하고, 바람직하게는 잡음의 적어도 일부를 제거하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 81 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체의 상기 시간 데이터에 따른 위치는 기록되고 사건(event)의 추후의 분석을 위해 사용되는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 82 항 중 어느 한 항에 있어서,
이 상관관계(correlation)가 주어진 시간에 상기 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 상기 이동체에 의해 야기되는 진동들이었거나 또는 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 추정하는 것에 기초하여, 상기 컴퓨터는 상기 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 상기 진동 데이터를 비교하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 진동 센서에 대해 및/또는 상기 고정적인 구조물에 대해 진동의 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서,
시스템은 예를 들어, 개별 센서들의 어레이 형태이거나 또는 분포형 또는 준-분포형 섬유 센서의 형태인, 센서 어레이를 포함하고, 상기 방법은 진동 방출 물체의 방향, 거리 및/또는 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 진동 방출 물체는 선택적으로 상기 이동체인, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 85 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 센서 어레이로부터 상기 진동 데이터를 빔 형성하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서,
무결성 모니터링 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고, 상기 방법은 해저의 구조물의 적어도 일부의 무결성을 결정하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 87 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 컴퓨터가 AIS(Automatic Identification System)와 통신하는 것을 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 오프쇼어 무결성 모니터링 시스템이고, 주어진 시간에 상기 진동 센서에 의해 감지된 진동들이 식별된 선박에 의해 야기되는 진동들이었거나 상기 진동들을 포함했는지의 여부를 적어도 추정할 수 있도록 상기 방법은 상기 시간 데이터에 따른 위치와 동일한 시간에 연관된 상기 진동 데이터를 비교하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 데이터베이스 메모리 상의 컴퓨터에 의해 획득된 상기 시간 데이터에 따른 위치와 상기 시간 데이터에 따른 적어도 몇몇의 진동을 저장하는 단계를 포함하고, 그렇게 함으로써 데이터의 수집이 이루어지는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 90 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 추가의 데이터를 얻고 및/또는 획득하는 단계를 포함하고, 상기 추가의 데이터는 고유의 신분증, 코스, 속도, 움직임의 방향, 경고들, 날씨 상태들 및 언급된 데이터의 예측들/예보들 중 적어도 하나를 포함하고, 바람직하게는 상기 추가의 데이터는 적어도 고유의 신분증을 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 이동체 또는 상기 이동체와 연관된 장비에 의한 상기 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 예측하는 단계를 포함하고, 상기 예측은 적어도 몇몇의 상기 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치 및 선택적으로 데이터베이스 메모리로부터의 다른 데이터에 기반을 둔, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 92 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 진동 데이터, 특히 높은 진동 레벨을 포함하는 진동 데이터와 선박 또는 선박 장비와 같은, 상기 이동체 또는 상기 이동체와 연관된 장비에 의한 해저의 구조물과 같은, 상기 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 위험을 관련시키는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 93 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 고정적인 구조물의 손상이 잠재적으로 또는 실제로 위험을 야기할 시에 경보기를 활성화하는 단계를 포함하고, 상기 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 몇몇의 진동 데이터 및 상기 시간 데이터에 따른 위치에 근거하여, 상기 고정적인 구조물의 손상의 잠재적인 또는 실제의 위험을 예측하도록 배열되고, 바람직하게 상기 시스템은 사전 규정된 패턴 및/또는 허위 경보의 감소를 위한 맥스-진동 세트-포인트(max-vibration set-point) 위의 진동 레벨을 가진 상기 진동 데이터의 검출 시에 경보기를 활성화하도록 조절되는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 94 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 고정적인 구조물의 정상적인 진동 패턴에 대한 상기 진동 데이터를 캘리브레이트(calibrate)하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.
제 75 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 오프쇼어 시스템이고 상기 컴퓨터와 데이터 통신을 하는 데이터베이스 메모리를 포함하고, 상기 데이터베이스 메모리는 하나 이상의 선박들 또는 상기 선박들의 유형들에 대한 선박 거리 대 진동 패턴에 대한 캘리브레이션 커브를 포함하고, 상기 방법은 지나가는 선박에 대한 거리를 예측하는 단계 및/또는 해저의 구조물 위의 커버링 재료의 레벨 변화를 예측하는 단계를 포함하는, 무결성을 모니터링하는 방법.