船舶動(dòng)態(tài)吃水實(shí)時(shí)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、內(nèi)河航運(yùn)由于其成本低、運(yùn)量大、污染少等特點(diǎn),在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用。近年來(lái)隨著航運(yùn)運(yùn)量的不斷加大,內(nèi)河航運(yùn)超吃水問題也越來(lái)越嚴(yán)峻,嚴(yán)重影響了通航安全和效率。海事執(zhí)法部門主要采用登船目測(cè)吃水線檢測(cè)船舶吃水,即費(fèi)時(shí)費(fèi)力又影響船舶正常通航。目前尚無(wú)有效的技術(shù)手段對(duì)通航船舶動(dòng)態(tài)吃水進(jìn)行離船式的檢測(cè)。
　　 根據(jù)通航船舶吃水檢測(cè)要求,研制了基于超聲波傳感器陣列的通航船舶動(dòng)態(tài)吃水實(shí)時(shí)檢測(cè)與預(yù)警系統(tǒng),在不影響船舶正常通航的情況下實(shí)現(xiàn)了

2、對(duì)通航船舶吃水離船、快速、實(shí)時(shí)檢測(cè),并對(duì)超吃水船舶提出預(yù)警。目前該系統(tǒng)在長(zhǎng)江三峽已投入試運(yùn)行。
　　 超聲波傳感器陣列安裝在檢測(cè)門支架上,檢測(cè)門同步自動(dòng)升降子系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)門支架進(jìn)行速度和位置的閉環(huán)控制,確保檢測(cè)門平穩(wěn)運(yùn)行、安全地工作在水下合適的位置。船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)通過(guò)超聲波傳感器檢測(cè)門陣列,采集通航船舶吃水?dāng)?shù)據(jù),對(duì)通航船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理,完成異常數(shù)據(jù)的剔除和并行通航船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)的分割,并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將各通航船舶吃水?dāng)?shù)

3、據(jù)發(fā)送到船舶吃水信息管理子系統(tǒng),與當(dāng)前航道允許最大吃水深度進(jìn)行比較,并對(duì)超吃水船舶進(jìn)行預(yù)警。
　　 利用通航船舶動(dòng)態(tài)吃水實(shí)時(shí)檢測(cè)與預(yù)警系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)獲取船底吃水的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本文分析了點(diǎn)云數(shù)據(jù)突變點(diǎn)的分布特征和現(xiàn)場(chǎng)干擾因素,將異常數(shù)據(jù)分為兩類,并對(duì)通航船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理消除異常數(shù)據(jù)的干擾。提出了將點(diǎn)云數(shù)據(jù)中值濾波算法應(yīng)用于消除超聲波傳感器探測(cè)船底時(shí)“第一類異常數(shù)據(jù)”的干擾；并針對(duì)“第二類異常數(shù)據(jù)”出現(xiàn)在船尾特點(diǎn),提出了最小二乘直線

4、回歸預(yù)測(cè)法消除船只螺旋槳尾流干擾。采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 對(duì)通航船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,消除各類噪聲影響后,本文對(duì)并行通航船只吃水?dāng)?shù)據(jù)的分割進(jìn)行了詳細(xì)分析。提出了采用基于寬度的船舶吃水點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割算法對(duì)并行通航船只吃水點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。并對(duì)其中涉及的船舶進(jìn)、出檢測(cè)門識(shí)別、船舶寬度識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 最后給出了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果,確定系統(tǒng)比對(duì)精度,并對(duì)測(cè)量不確