海上固定式光伏桩基局部冲刷监测技术发展现状.docx

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1、海上固定式光伏桩基局部冲刷监测技术发展现状随着我国“双碳”目标的提出，海洋新能源的发展越来越受国家和地方的重视。我国东部沿海的山东、河北、浙江、江苏、广东和福建等地已陆续出台了海上光伏的支持政策，内容涉及立体确权、发展规模及补贴方案等。海上光伏产业正逐步发展成为一个大规模的新业态，必将在未来几年迎来产业发展的爆发期。海上光伏电场的智能监测是海上光伏电场运维环节的重要内容,是确保海上光伏电场安全运营和发电效率提质增效的基础和关键。桩基固定式海上光伏电场的基础是圆柱桩群，具有桩体密集、桩长较短、桩径较小、基础较浅等特征。在复杂的海洋动力环境中，这类桩基础更易受极端海洋动力环境影响，存在超限位移、倾

2、斜或共振破坏的风险，严重威胁电场的运营安全。因此，亟需开展海上光伏工程智慧安全监测关键技术和系统的研究。圆柱桩群基础是桩基码头、桩基桥梁、海洋导管架平台等工程中常用的基础形式。此类桩群一般与桩承台配套使用。桩基固定式海上光伏电场的圆柱桩群,桩体密集且相对独立（一般不建设桩基承台）。由于桩体之间没有固连，且桩体数量庞大，以往针对单桩、群桩承台的点状监测方案无法直接适用。目前，海上固定式光伏桩基局部冲刷仍面临两大技术瓶颈：一是缺乏低成本、分布式监测方案；二是针对光伏桩群冲刷监测的专项研究尚未系统开展。海上光伏桩群在特定水动力条件下会产生独特的海床冲刷形态,相关冲刷机理本文不予以探讨。本文主要面向海

3、上固定式光伏桩群冲刷监测技术匮乏的现状，通过系统地整理和分析现有桩基冲刷监测技术，探讨适合海上光伏桩群冲刷监测的高性价比方案，为固定式海上光伏工程的智慧安全监测技术和高效运维发展提供科学依据，并促进海上光伏产业的健康可持续发展。一、桩基冲刷监测技术发展现状桩基冲刷监测是海洋工程、桥梁工程和水利工程运维过程中的重要环节。早期，桩基冲刷通常通过定期视觉检查或地形测量来评估桩基冲刷。然而，桩基失稳往往是缓慢累积、突然发生的，这种状况难以准确测量并及时预警。随着技术的发展，基于声学、光纤传感、磁学等原理的监测技术逐渐成熟，并被先后部署到港口、桥梁、水库或大坝等水利工程的监测场景中。除了数据采集端的技术

4、进步，数据传输、处理、存储、分析、发布等系列技术均逐渐成熟，不仅极大地提高了冲刷监测的效率和准确性，也使桩基冲刷实时监测成为可能。1 .基于声学探测的冲刷监测技术利用声波探测技术可准确获取水下地形数据。声学技术的优势在于：声波信号在海水中衰减弱、穿透能力强，且具有较好的方向性,分辨率高，有助于精确测量桩基周边的水深变化；声学探测技术适应能力强，能够在不同水文地质条件下稳定获取数据；若使用新型三维声呐系统，还可实现区域全覆盖和三维成像，有助于更好展示和理解冲刷形态和发展趋势。因此，基于声学探测方法的冲刷监测技术在桥梁基础和近海建筑物的监测中应用较为广泛。目前，常用的声学探测技术包括基于声呐(如单

5、波束、多波束、双轴声呐和侧扫声呐等)和基于超声波的冲刷监测技术。基于声呐的冲刷监测技术声呐技术是一种成熟的水下目标物探测技术。然而传统声呐只能实现点状探测，对桩基冲刷这种面域监测并不具备绝对优势，但经改造后可应用到桩基冲刷监测场景中。桩基冲刷监测常用的声呐包括扫描声呐和多波束测深声呐，其工作频率通常为几十至几百千赫。为提高声呐技术的适用性,North设计的监测系统(K-Observer)采用了双轴声呐进行多头部署，并通过对采集数据的后处理，实现对海底面状点云数据的获取。这套系统能耗低，适合长期部署，并且具备全自动、全时监测和预警的能力。止匕外，王振双等提出了一套基于扫描声呐的技术方案，该方案将

6、扫描声呐安装在固定桩基上，同样具备全天候数据采集、传输、存储、分析和发布的功能。张龙等将两台双轴扫描声呐固定安装，声呐探头以一定的水平角度和垂直角度步进旋转，实现了在水平、垂直旋转指定角度区间实时三维点云图像采集功能。上述方案代表了基于传统声呐技术的改造路线，在一定程度上提高了声呐的覆盖面积和采集效率，实现了对桩基周围冲淤趋势的长期实时监测。多波束测深系统是在单波束测深技术的基础上发展起来的，它能同时发射和接收多个波束，从而对海底进行条带式测量，进而实现面状全覆盖测量，并且精度高，能提供详细的水下地形数据。多波束系统的使用，确实能提高桩基周边水深地形监测效率，但固定安装的多波束系统只能实现线状

7、的监测，无法满足桩基周围更大范围的监测需求。李最森等提出了多波束定点实时冲刷监测系统，该系统的创新之处在于增加了一套伺服云台系统，能够带动多波束系统旋转，从而实现了多波束面状测量，大大提高了对底床的扫描监测范围。尽管上述技术对单一桩基场景具有很好的适用性，但用于海上光伏桩群时，这些系统的部署成本会剧增。因此，多波束系统更多的是被应用于船舶搭载的周期性监测的场景中。基于超声波的冲刷监测技术超声波是一种频率高、波长短的机械波，频率超过了人耳可听到的最高阈值（2OkHZ）,并具备一些良好的特性：方向性好，可以定向发射；能量高，可长距离传播；能量损失小，在多数介质中穿透能力强。因此，在桩基冲刷监测方面

8、有很大潜力。在监测过程中，超声波收发换能器的频率范围较广，通常为零点几至几十兆赫，但超声波的频率越低就越容易绕开水中悬浮物，从而探测到冲刷坑壁，因此基于超声波原理的监测系统更适合选用低频率的收发换能器。常见的超声波冲刷监测方案有两种：一种是固定式监测，将超声波收发换能器安装在固定位置上来监测深度变化；另一种是移动式监测，将超声波收发换能器安装在移动装置上，该装置可以在监测区域内进行移动监测，从而测得区域内的深度变化。但是，这两种传统方法都存在缺点：传统的移动式监测方案只适用于水动力条件良好且流速低的区域和时段，在强水动力阶段传感器容易受到破坏，而桩基失稳往往就发生在强水动力的时段；固定式监测方

9、案监测范围有限，只能进行点状测量。图1基于超声原理的桥梁基础冲刷监测系统示意图针对上述问题，吴彪设计了一套基于超声波的冲刷监测方案，将收发换能器安装在一个垂直插入底床的套筒中，这与传统方案不同（图1）。换能器改为水平放置，因此深度数据不再基于计算发射波与接收波之间的时间差来获得。水平放置的换能器接收回波时，若套筒之外是水体，则换能器会收到两个回波信号；若套筒之外是土体,则只会收到一个回波信号。通过换能器自上而下地移动，并测量首次获得1个回波信号的位置，即可获得底床所处深度的数据。该方法虽然保护了换能器免受损坏，实现了在强水动力环境下的监测能力，但并不能实现线状和面状的测量。2 .基于光栅光纤传

10、感器的冲刷监测技术布拉格光栅具有反射特定波长光的特性，而光栅光纤传感器正是基于这一原理的传感技术。该传感器具有精度高、耐久性好、耐腐蚀性强、质量轻、体积小和功耗低等优点。经过封装后，可以在恶劣环境中进行分布式精确测量，已经在构筑物变形监测领域得到了广泛应用。由于光栅光纤传感器可以反射特定波长的光，而反射光的中心波长与应变和温度有关，因此通过观测反射光中心波长的变化可反推结构物的形变情况。熊文等利用此项技术在实验室内开展了桩基冲刷监测实验(图2)。在该实验中，光栅光纤传感器以IOCnl间隔串联安装到一个钢板上，钢板则嵌入底床中，随着冲刷的发展，传感器会露出土体并监测到中心波长的变化。Kong等设

11、计了与熊文等相似的冲刷监测系统，并在桥梁桩基进行了现场监测实验，实验结果显示光栅光纤传感器监测的冲刷深度与实际冲刷深度一致，从而验证了光栅光纤传感器在桩基冲刷监测领域的应用潜力。(d)监测原理示意图图2基于布拉格光栅传感器的桥墩基础冲刷监测系统图由于中心波长的变动受温度影响，因此需对监测结果进行温度补偿。何俊提出了基于拉曼光时域分析技术(ROTDR)的温度补偿方法，并通过实验验证了该方法的有效性，为实现长距离、高精度的应变监测提供了技术支撑。潘洪亮等设计了一种带有温度补偿功能的光栅光纤冲刷传感器，并进行了桩基冲刷监测实验，取得了良好的效果。光栅光纤传感技术还可以与其他技术结合，以提升冲刷监测的

12、效能。孙东坡等针对水下地形冲刷过程的特点，引入了医学领域的图像处理与分析技术。该技术采用波长635nm的红色线状激光作为辅助光源，结合MATLAB图像识别处理技术，实现了水下地形的非接触性测量和实时同步监测。并通过实际应用和误差分析，验证了该监测系统的有效性。Chang等设计了微相机追踪系统，该系统结合亮度强度分割（BlS）和粒子运动检测（PMD）两种算法，实现了对冲刷深度的实时监测。其中BlS方法通过图像处理技术识别冲刷线，而PMD方法则利用泥沙颗粒的运动来检测冲刷线。上述两种方法的应用，提高了冲刷监测的自动化程度和准确性。光栅光纤传感技术在桩基冲刷方面具备多种优势，既能传感又能传输数据，便

13、于组网和实时监测，这对于大范围的冲刷监测非常有利。但是，该技术也存在一些问题：传感器本身较为脆弱，安装时大多需置入底床中，这对封装工艺提出了很高的要求；该技术实现的是点状监测，即使组网也只能监测多个离散点的状态。3基于电阻率的冲刷监测技术电阻率法基于电阻率测量原理，根据不同介质环境下的电场分布差异判定水-土分界面位置。海水与海底沙土导电性差异显著，这就使得电场分布在水-土界面处产生突变性差异，因此可以通过测量电位差来确定水-土界面的位置，从而实现对桩基础冲刷的实时监测。常用的方案是将嵌有等间距电极的贯入式环形探杆贯入土体，对探杆内的电极阵列依次供电、测量，从而得到电位差随深度变化的对应关系。而

14、电位差在跨介质界面会发生突变，由此可以测得水-土界面的位置，根据界面位置的变化来评估桩基础周围冲刷状况。王飞依据此原理设计了一款电极间距为O.02m的探杆，并在实验室进行了竖直贯入、倾斜贯入、异物包裹等实验。实验结果表明，竖直贯入的监测结果更为准确。郭秀军等设计了一款长1m、电极环间距为0.Im的探杆（图3）,并在胶州湾大桥架设区进行了现场试验。在试验中，探杆被垂直贯入海床约02m,并连续监测了10d,结果显示监测效果良好。测量导线插口盘电极环mi水土分界线锥形头图3杆式电阻率测量系统示意图随着技术的不断进步和创新，电阻率法及其衍生技术在桩基冲刷监测领域具有一定的应用前景。但是该技术会受水中悬

15、浮泥沙和地球磁场的影响，在高含沙量的水体和部分地磁环境复杂的区域不能适用。4 .磁学冲刷监测技术基于磁学原理的冲刷监测方法是通过一些磁性物体，结合磁力梯度仪或磁感应场测量设备，实时监测并反演磁场数据，以确定桩基水-土界面的监测技术。作为一种非接触式监测技术，它适用性强、维护简单，不易受水流和淤泥等影响，可以粗放布置，在恶劣气候和极端条件下也能进行有效监测，且具有长期实时监测的特点。基于磁学原理的冲刷监测系统，一般将磁性物体抛掷在桩基础前侧，当发生冲刷时，磁性物体会随着冲刷活动而移动，磁力梯度仪根据磁性物体的位移场变化进而就能得到桩基础冲刷深度的变化，实现冲刷监测的目的，但前提是需要将地球磁场的

16、影响剥离。江胜华等提出了一套基于磁学原理的冲刷监测方案（图4）,该方案消除地区磁场的机理如下：在系统布置后的初始状态下，磁力梯度仪所在位置的磁场梯度张量视为由磁性标签石块产生，与地球磁场无关；当磁性标签石块移动后，将该石块简化为一个磁偶极子模型。这个系统通过一个万向支架将磁偶极子模型5个运动自由度降低至3个，以解决基于优化搜索的磁场梯度反演中的非线性和不适定性问题。实验结果表明，最大冲刷误差为02m,最大相对误差为5%,满足桩基冲刷监测的要求。Tang等设计了一种内置磁铁的混凝土球，该装置可以确保内部磁铁方向始终向下，从而将磁偶极子模型5个运动自由度降低至3个。现场实验结果表明，该方案的定位误

17、差为0.26-0.33m,并成功监测到了一次洪水事件对冲刷坑的影响。杨则英等通过重力驱动导轨将磁偶极子的运动自由度降至1个，极大降低了环境磁场对监测的影响，同时实现了分布式监测，适用于桩群的监测场景。图4基于磁性标签石块的桥墩局部冲刷监测系统示意图5 .其他技术除声学、光栅光纤、电阻率和磁学方法外，目前应用的冲刷监测技术还包括基于水压力传感器和热传导等技术的方案。这些方案为冲刷监测提供了多样化的技术手段。陈志坚等提出了一种基于压力传感器的监测方案（图5）。该方案使用了一种振弦式水压力传感器，将安装有传感器的钢圈套入基桩并沉入水底，此时，传感器只能沿着桩基上下移动。当发生冲刷时,传感器的位置会随

18、之改变，从而实现对冲刷深度的有效监测。对于动水环境，单纯的水深传感器观测结果不能客观反映冲刷深度的变化,图5基于水压力传感器的冲刷监测系统示意图热传导是指通过分子或原子的振动或自由电子的移动将热量从高温区域向低温区域传播的过程。由于不同介质导温系数不同，所以热量在不同的介质中传热速率也不同。根据传感器在不同环境中的温度变化，便可辨别传感器所处的环境介质，分析得到冲刷深度。颜腾腾设计了一种热传导传感器，并通过实验室实验确定了判定环境介质的量化环境系数。然而，在实际场景中不只热传导一种热传递方式,同时还存在着对流和辐射的热量传播过程，这些过程通常会对监测结果产生影响。熊文等提出了一种基于上部结构振

19、动响应的桥梁基础冲刷状态分析方法，该方法通过多次采集大地脉动下的桥梁结构加速度数据并进行模态分析，发现从结构整体刚度变化的角度可准确识别桥塔的冲刷状态。但是在实际应用中，不同物体的结构模态参数受多种因素影响，冲刷深度与多种结构动力关联因子之间难以解耦，因此，建立基础冲刷深度和模态参数的定量关系较为困难，限制了该方法的实际应用。二、海洋桩基冲刷监测技术现状海洋桩基冲刷监测技术经历了从早期的简单监测方法到现代综合应用技术的发展历程，其进步显著提升了对海洋环境中桩基冲刷现象的监测精度和实时性能。当前针对海洋桩基的冲刷监测技术仍然以周期性巡检和在线实时监测两种方式为主。1.周期性巡检方式基于多波束的冲

20、刷监测技术作为一种成熟的周期性巡检方式，在海上桩基冲刷监测中得到了广泛应用，尤其是在海上风机基础冲刷和跨海大桥桥墩的局部冲刷监测中。然而基于多波束的冲刷监测技术作为一种周期性巡检的方法，常以季度甚至年度为单位进行桩基检测。在两个巡检周期之间发生的冲刷变化则难以被及时观测，当有极端天气或其他突发事件发生时，可能会错过事故发生的关键时机。而且该方式得到的数据连续性不足，采集到的数据间隔时间较长，难以分析冲刷趋势和变化，影响对冲刷发展情况的评估。2实时监测方式在海上桩基冲刷监测中，采用在线实时监测系统可有效克服周期性巡检的不足。实时的桩基冲刷监测系统通常由监测模块、存储模块、数据传输模块、数据展示和

21、分析模块，以及预测评估与预警模块组成。其中，监测模块是系统的核心，它利用各种技术来实时监测冲刷状况,如第1节中的基于声学、光栅光纤、电阻率、磁学、水压力传感器和热传导等方法都是监测模块中可以用到的技术。存储模块负责保存监测到的数据，数据可以是实时数据，也可以是按照一定间隔自动保存的数据。数据传输模块负责将监测到的数据从监测点传输到平台或陆地等信号接收终端，既可以使用光纤等有线传输设备，也可以使用ZigBee和GPRS等无线通信技术。ZigBee适用于局部的设备通信，而GPRS适用于远程的数据传输。数据展示和分析模块可以将原始监测数据转换为易于理解的图表和报告等格式，还可以进行数据分析，以识别冲

22、刷趋势和潜在问题。预测评估与预警模块基于收集的数据，可以预测冲刷发展趋势，并在潜在的危险情况下发出预警。除监测模块外，其他模块是各种冲刷监测的通用性技术。对海洋应用场景中实时监测系统的新型监测模块的应用情况进行总结如下。海上风电桩基冲刷监测海上风电是近些年来新兴的领域，并且发展迅速，目前对其桩基的防护措施和布置方案研究较多。海上风电桩基形式常为单桩或者桩群承台，总体桩基数量较少，因此监测模块的布设相对简单。除上述声学技术外，振动、电容传感器等新技术手段也应用于此场景的桩基冲刷监测中。声学监测技术王振双等将扫描声呐以垂直于海面的方向固定安装在桩基上，对海底进行扫描，并在江苏大丰某海上风电场桩基进

23、行了应用实验。通过与多波束水下地形测量数据进行对比，验证了该实时检测系统检测效果较好，能实现海上风电桩基局部冲刷的实时监测。振动监测技术海上风机与其基础刚性连接，并且受到来自水体、空气等外部作用的激励而产生振动。其自振频率与基础埋深密切相关。利用速度传感器或者加速度传感器采集风机的固有频率，对数据进行滤波处理和快速傅里叶变换计算，得到风机结构振动的时域、频域曲线和固有频率值。冲坑不同深度会对单桩基础自振频率产生不同影响，随着冲刷深度的增加，桩基础的自振频率会下降，依此可以进行冲刷深度监测。张智伟等提出了基于低频振动传感器的监测模块，并在实验室内验证了该系统的可行性。王鑫等设计的系统与张智伟等相

24、同，并在其基础上进行了现场测试，结果显示振动频率与冲刷深度变化高度一致。Tang等提出了一种基于倾角计和加速度计的监测模块，并在江苏如东海上风电场进行测试，通过动态特性和动态响应预警指标的相互印证，证明了该系统的有效性。目前，该技术仍需进一步构建自振频率与底床冲淤厚度之间关联的理论模型，以更准确地反演底床深度的变化。电容式传感器技术Michalis等研发了一种用于海上冲刷监测的电容式传感器冲刷监测系统，该系统监测模块由小型电容式冲刷探头阵列组成。当传感器测得的工作频率和振幅发生变化时，就意味着传感器周围介质产生了变化，该处发生了冲刷现象。实验表明，尽管传感器会受到海水温度和盐度的影响，但仍能有

25、效地监测到冲刷现象。跨海大桥桩基冲刷监测相较于河湖桥梁，跨海大桥桩基冲刷监测需面对更加复杂的水动力环境。蒋兵等通过光栅光纤传感器和单波束测深系统相互耦合采集数据，在杭州湾跨海大桥上构建了多源局部冲刷实时感知监测系统。实际监测效果显示，该方法能在恶劣的海洋环境下稳定工作，监测结果具有实际参考价值。李最森等通过安装在桩基上的旋转云台带动多波束声呐探头测量水下地形数据，实现了桩基附近一定范围内的水下地形监测及冲刷预警。海工构筑物基础冲刷监测姚庆雄研发了一种新型的光栅光纤传感器，并设计了一套分布式冲刷深度监测系统。该传感器具有较高的灵敏度(IkPa),并能适应IonI埋深的工况。整套系统在江苏某港口码

26、头进行了测试，取得了良好的效果。三、海上光伏电场桩基冲刷监测技术展望目前，海上光伏发电属于新兴业态，未来几年将进入产业发展的爆发期，但在海上光伏安全监测技术领域尚无成熟方案。海上桩基固定式光伏电场多分布于近海区域，平均水深浅，因此桩长普遍在3040m左右,桩径不足1m。相较于海上风机、海上平台等构筑物的桩基，其桩径、桩长均小很多，承载荷载也低很多，并以浅基础为主。此外，最大的不同是桩基固定式光伏电场桩基密集，如图6所示的山东昌邑近岸滩涂的光伏电场桩群。虽然目前缺少实际的海上光伏工程案例,但是通过各种信息可以断定，桩基固定式海上光伏电场应是由数个桩基共同承担一组独立的桁架。针对海上光伏桩基的特点

27、其桩基冲刷监测技术方案在满足鲁棒性、准确性、实时性的要求之外，还需满足低成本的要求。结合目前针对桥梁和海上风电桩基的冲刷监测要求，以及类比分析现行海上风电场有关行业标准海上风电机组地基基础防冲刷设计导则NB/T116022024和海上风力发电机组基础安全监测运行规范NB/T115712024的有关规定，我们建议海上桩基固定式光伏电场桩基冲刷监测的主要监测要素为基础冲刷深度和冲刷范围（桩群外缘外延50m),实时监测采样频率为150Hz,周期性监测频率为1次/季1次/年，监测精度为0.20m(水深小于等于20m)。由前文的介绍可知，光栅光纤传感器具有精度高、抗电磁干扰、电绝缘性能好、耐腐蚀、化学

28、性能稳定、体积小、重量轻和传输损耗小等优点，具备数据采集、传输一体的能力，并且适合进行分布式监测。但由于需在每一个桩基进行部署，相对成本较高。当然，成本可以随着产业的规模化发展而降低。振动监测技术可通过监测一个刚性体的振动情况反演底床冲刷深度。这对于数个桩基连接一组桁架的海上光伏结构来说，也同样适用。采用振动监测方案，可以视一组桁架为一个刚性体，部署一套监测单元即可。同时，振动监测常用的加速度计、倾角仪等传感器还可以和全球卫星导航定位系统(GNSS)进行融合，在冲刷监测的同时兼顾变形监测的需求。总体而言，光栅光纤传感器或振动监测技术各有优势。我们更推荐使用成本更低的振动监测方案。除了成本更低这

29、一优势外，该方案还兼有变形监测的能力，可进一步降低监测成本。当然，振动监测技术仍需进一步发展，需使用更多的实验数据来建立经验模型。但是，上述两种方案仅能完成海上固定式光伏电场点状或局部区域的冲刷监测，无法实现面状监测。现有的监测方案除多波束测深声呐的定期监测方案外，大多不能实现面状监测。但是多波束方案常被用来进行周期性监测。尽管有学者设计并实现了多波束+云台的方案,以实现面状实时监测。但将昂贵的多波束固定在海底开展面状实时监测非常不经济。因此，实时的点状监测并补充面状的周期性监测仍然是目前进行海光伏桩基冲刷监测的最优选择。本文以一组光伏桁架单元为例（图7）介绍一种高效的冲刷监测方案。该监测方案

30、分为实时监测和周期性监测两部分。实时监测如果使用四天线GNSS/加速度计组合系统，则将4个GNSS天线安装在光伏桁架单元的四角，加速计分别安装在4个桩腿的侧壁；如果使用光栅光纤技术，则在每个桩腿与海床交界处预先安装光栅光纤传感器。周期性监测则采用无人船搭载多波束测深声呐的方案，按照设计的监测周期定期进行水深测量，测量覆盖范围应为桩腿外沿外推50m,作业测线按照“田”字形布设，分为绕桩测线和下穿测线两种。多波束测深声呐作业设计航线图7海上桩基固定式光伏桩群冲刷监测方案示意图四、结语与展望现有的多种监测技术和系统的研究成果不仅推动了海洋工程监测技术的发展，还为海上结构的安全运行与维护提供了有效的数

31、据支撑，具有重要的工程应用价值和科学意义。海洋桩基冲刷监测技术已从早期的铅锤测探、人工锥探测和人工下潜探测等传统方式，发展至当前基于多波束测深声呐的周期型巡检、基于各种传感器的在线实时监测等技术手段。这些技术的发展不仅提高了监测精度，多样化的技术还使得在复杂海洋环境下对桩基稳定性的评估更加全面和可靠。同时，这些海洋桩基冲刷监测技术为海上桩基固定式光伏电场桩群基础的冲刷问题提供了有效的参考解决方案，并通过创造性转化和创新性发展实现了海上光伏电场桩群基础冲刷的现场监测应用。其中，光栅光纤实时方案已相对成熟，而振动监测实时方案成本低但仍需更加精确的经验模型，多波束定期监测方案仍然是实时方案的有效补充

32、未来的海洋桩基冲刷监测技术必将朝着高度智能化和自动化方向发展，有待全面融入人工智能和机器学习技术，实现对实时数据的自动分析与决策，从而大幅减少人工干预并提高系统的响应速度。同时，传感器技术的进一步发展将提供更精细的监测数据，并通过集成多维度的数据融合技术，能够更全面、准确地评估冲刷现象及其对桩基的影响。止匕外，借助大数据分析、云计算和高性能计算技术提高数据处理能力，提升数据处理速度和分析精度，以应对多源融合的海量要素和变量的计算。通过开发更加耐受环境干扰的传感器，提高系统在极端且复杂的海洋环境条件（如高温、高压及高盐度等）下的适应能力。未来的系统还将具备更强的预警能力，利用先进的监测手段和强大的数据分析能力，及时发现潜在风险并自动生成预警信息，从而在问题发生前采取有效的预防措施。这一系列技术进步将显著提高海洋桩基监测的安全性、精度和响应能力，为海洋工程的稳定性和可靠性提供更强有力的技术保障。