以ROV为载体的海洋平台FMD检测技术

在海洋平台水下检测中,通常水深大于50m的作业由于空气潜水无法到达而由ROV来承担;FMD探测是利用超声波原理对平台导管架杆件进行进水探测的先进水下检测技术。本文以海油工程承担的崖城13-1平台水下检测项目为例,对ROV及FMD探测技术进行分析介绍。     

水下非均匀光照场景下的混凝土图像增强方法

检测水下基础设施混凝土表观缺陷是保障水下基础设施安全稳定运行的重要措施。使用遥控水下机器人(remote operated vehicle,ROV)采集混凝土表观图像是当前水下检测最高效的方式，然而ROV采集到的混凝土图像存在光照不均、色彩失衡、对比度差和边缘信息弱等问题。该文针对水下混凝土图像质量不佳的问题，提出了水下非均匀光照场景下的混凝土图像增强方法。首先采用图像修复技术(image inpainting technique,IIT)对图像局部高光区域进行修复；然后在暗通道图像增强方法的基础上引入图像对比度感知调节方法，选取不同窗口尺寸，在每个局部窗口区域中实现图像增强；最后采用自然图像质量评估、基于感知的图像质量评估、无参照物图像质量评估和水下彩色图像质量评估4个指标对增强后的图像进行评估。实验结果表明：该文提出的方法在多个对比指标中优于现有水下图像增强方法，能有效提升水下图像质量。     

水电站多元场景水下智能巡检关键技术与实践

针对运行期水电站多元场景下复杂结构与环境水下检查的重大难题和迫切需求，以雅砻江流域梯级电站为典型场景，对比分析水电站水下检测环境与海洋开放水域场景的差异，该文提出了复杂场景下水工建筑物水下智能巡检实施的技术路径，构建了水下检测机器人系统装备、超长距离水下供电与通信、水下精确导航与定位、大断面快速精细检测、巡检过程实时监控和缺陷信息智能分析等关键技术体系，进而形成水工建筑物多元应用场景的系统解决方案。该文重点在典型水工隧洞结构和高山峡谷区半开放水域开展多元化应用实践，实现了水工建筑物智能巡检与安全管控，提升了流域梯级电站电力生产经济效益，大幅降低了传统检测成本。该研究成果与实践经验可促进水电枢纽水下智能巡检技术发展，具有重要的行业推广意义。     

水下结构物点蚀缺陷的识别与定量分析

运行多年的水下结构物会存在不同程度的点蚀缺陷,必须对其进行检测和安全评估。基于图像处理、模式识别以及计算机视觉技术提出了一种水下结构物点蚀缺陷识别与定量分析方法。用采集设备获得点蚀缺陷图像,对其进行特殊的图像处理后,提取其特征并进行识别,通过摄像机系统标定确定缺陷的真实尺寸。分析了水下结构物点蚀缺陷的特征提取和识别的理论依据。用二次标定法对摄像机进行了系统标定,并结合实例给出了标定当量及点蚀特征的实际值。点蚀缺陷识别和定量分析结果为水下结构物应力计算和安全可靠性评估提供了必要的基础数据。     

水下结构物点蚀缺陷的识别与定量分析

运行多年的水下结构物会存在不同程度的点蚀缺陷，必须对其进行检测和安全评估。基于图像处理、模式识别以及计算机视觉技术提出了一种水下结构物点蚀缺陷识别与定量分析方法。用采集设备获得点蚀缺陷图像，对其进行特殊的图像处理后，提取其特征并进行识别，通过摄像机系统标定确定缺陷的真实尺寸。分析了水下结构物点蚀缺陷的特征提取和识别的理论依据。用二次标定法对摄像机进行了系统标定，并结合实例给出了标定当量及点蚀特征的实际值。点蚀缺陷识别和定量分析结果为水下结构物应力计算和安全可靠性评估提供了必要的基础数据。     

浅水爆炸冲击荷载下高拱坝抗爆性能分析

水下爆炸冲击荷载作用下大坝动力响应较之静态荷载和地震荷载作用下要复杂得多.通过构建高拱坝水下爆炸大型数值全耦合模型,考虑混凝土材料的高应变率效应,采用三维非线性有限元法对近水面水下爆炸冲击荷载作用下的大坝动态响应进行了全性能数值仿真,探讨了高拱坝在浅水爆炸冲击荷载作用下的动力响应、潜在破坏模式及失事机理,研究了爆心距及炸药量对大坝抗爆性能的影响.研究结果表明:拱坝由于其拱形受力特点,具有较高的承压能力;在常规小当量炸药爆炸冲击荷载作用下,坝体仅产生局部开裂破坏;当大当量高能炸药在库区浅水近场爆炸时,上游面坝顶中部发生严重压碎和剪切破坏并形成上下游贯穿的裂缝,且裂缝向坝体下部扩展至1/2坝高处,导致坝体产生严重破坏.     

丰满新建重力坝基础 F67断层处理技术方案拟定研究

丰满水电站大坝全面治理工程中，新建重力坝坝址区右岸存在威胁坝体稳定和运行安全的F67断层，调查分析了部分已建工程处理基础断层所采用的技术措施，结合丰满新建大坝的工程及地质特点，对F67拟定了3种处理技术方案，经过计算分析和比较，最终确定采用断层部位开挖置换混凝土的方案处理F67断层。     

梨园水电站混凝土面板堆石坝GPS实时监控系统应用技术

本文结合梨园水电站混凝土面板堆石坝工程大坝填筑的施工特点和技术要求,主要介绍了GPS实时监控系统在坝体填筑施工中的主要结构组成、功能原理以及应用。工程实践证明该系统具有全过程、实时、有效监控碾压遍数并进行数据信息反馈的功能,有力地保证了坝体的移定性,确保了工程结构使用功能、施工安全,对于提高大坝质量控制具有十分重要的创新和指导意义。     

水下RC结构检测与安全评价技术综述

经济发展和科技进步使许多跨海桥梁得以兴建,如何对这些桥梁水下结构服役状况进行检测,进而掌握其安全状况是人们关注的问题.现代检测技术的发展,使得水下结构的检测更加简便和多样化,但相关技术还不够成熟、实用和有效.现代检测技术的引入与桥梁管养政策的推进,产生海量多源的数据和图像信息,如何合理有效地获取、处理这些多源信息,进而开展水下结构安全状况评价成为国内外同行关注的热点和难点.信息融合、深度学习及人工智能技术的发展为以上问题和难题提供了技术支撑.基于此,文中从上述问题入手,对当前的水下结构检测及安全评价技术进行归纳总结,并对今后需进一步开展的工作进行展望.研究发现,人工智能和信息融合技术是水下结构检测与安全评估的有效技术和今后的发展趋势.     

基于深度学习的水下生物目标检测方法综述

水下生物目标识别对水产养殖、濒危生物保护、生态环境监测具有重要意义。综合分析了当前各种深度学习方法在水下生物目标检测中的应用情况。首先介绍了常用的水下生物目标检测数据集；然后，按照两阶段和单阶段对当前常用目标检测方法进行分类、分析和总结，详细阐述了各类检测方法的实际应用状况，并重点对上述各类检测方法优化策略的优势与不足进行了分析和总结；最后，对基于深度学习的水下生物目标检测提出今后的研究重点，为该领域的研究人员提供了资料性的参考依据。     

基于视觉机器人的大坝水下表面裂缝检测系统设计

针对大坝质量安全检测的问题,设计开发了一种基于视觉机器人的大坝水下表面裂缝检测系统,主要对其系统方案进行了设计,包括系统硬件平台、软件平台及信号传输方法,在此基础上,开发了裂缝自动检测算法,并通过实验进行了验证.结果表明,本文所提供的方法能有效地检测出不同类型的大坝水下表面裂缝,可为大坝水下表面裂缝巡检提供详细的技术指导,提高了大坝安全预警系数.     

水下三维激光扫描在导管架平台损伤测量中的应用

海洋石油导管架结构受损点的尺寸测量目前主要使用机械卡尺测量,这种测量方法存在较大的误差,无法全面评估损伤点对导管架的影响,为此,需要引进新的方法和技术来满足导管架损伤点的测量。为准确评估损伤点对导管架的影响,保证导管架运营的安全,采用水下机器人（ROV）搭载三维激光扫描仪,分别对中国某海域导管架的阳极和已知损伤区域进行激光扫描,通过对激光点云数据的处理,得到被测物的三维模型,从而实现损伤结构的尺寸测量。研究结果表明,激光扫描仪便于ROV搭载和安装,可以应用于导管架已知损伤点的测量,测量精度可达毫米级。激光扫描测量的精度受诸多因素影响,作业时需优化作业方式,从而得到高质量的数据。ROV搭载水下三维激光技术,为深水结构物的尺寸测量提供了一种高精度的可行性方案,可以进行水下结构物的三维建模和尺寸测量,调查结果准确可靠,为后续的完整性评估提供参考。     

峡山水电站大坝变形监测成果初步分析

大坝变形是坝体和基础状态的综合反映,也是衡量大坝运行时结构是否正常、可靠、安全的重要标志,而大坝变形监测为大坝的安全运行和维护提供了可靠的依据。该文以赣州境内贡江流域峡山水电站为基础,采用了大坝自动化监测和人工观测的方法,取得了2014年5月至7月的观测数据,介绍了大坝变形监测的周期确定、点位布设等技术设计,通过成果资料的整理和分析,对大坝的水平、沉降动态情况、工作性态进行分析,对监测结果进行了阐述,提出了合理的建议。     

浅析积石峡水电站面板堆石坝坝体填筑质量控制

积石峡水电站面板堆石坝最大坝高101m，坝体填筑工期短，强度高，为保证大坝填筑施工质量目标，必须对大坝填筑施工进行有效的质量控制，本文结合积石峡水电站坝体填筑实际施工情况，介绍在坝料的开采、坝料运输、坝料填筑等过程中的重要工序的质量控制。     

串级PID控制在水下机器人俯仰控制系统中的应用

针对水下复杂环境中水下机器人(ROV)俯仰角的控制问题,设计了串级PID控制器.分析了ROV水下受力情况,建立了ROV俯仰控制系统的运动学模型.复杂智能控制算法的实现(软件编程实现等)具有难度,而串级PID比传统PID控制器有更大的调节范围和更快的响应速度,在设计时有更大的灵活性,且可以处理实际中由非线性特性所带来的问题.Simulink仿真结果表明,对于ROV俯仰控制系统,串级PID控制器具有更好的控制性能.运用泳池测试验证了串级PID控制算法在ROV俯仰角控制中的可操作性.     

混凝土重力坝接触爆炸的响应及破坏特性分析

运用显式非线性动力分析程序LS-DYNA模拟正常蓄水位及空库条件下混凝土重力坝接触爆炸.考虑爆炸荷载作用下混凝土的高应变率的影响,采用HJC(HolmquistJohnson-Cook)本构模型模拟坝体混凝土的损伤破坏及塑性变形的破坏特性.首先构建炸药-空气-水-混凝土试块模型并对其进行了模型验证.然后构建炸药-空气-库水-坝体-地基之间的动态全耦合模型,并对正常蓄水位与空库条件下TNT炸药接触爆炸的大坝动态响应及破坏特征进行了分析.研究结果表明:运用该方法研究混凝土重力坝水下接触爆炸引起的结构动力响应问题,具有稳定的可靠性,弥补了试验研究的不足.正常蓄水位下,在上游布置炸点对坝体的动力响应及损伤程度影响更大,因此在研究大坝抗爆性能时,应重点关注正常蓄水位条件下大坝上游侧炸点水下接触爆炸时大坝的破坏特性.     

蓑衣滩枢纽坝体结构分析

根据对广东省小北江河段蓑衣滩水电站枢纽坝体实地振动测试确定的坝体固有频率和振型,建立了相应的坝体有限元计算模型,确定了坝体的参数,同时对坝体进行了结构静力分析,并据此对大坝运行提出了建议.     

水下核爆作用下混凝土重力坝模型破坏试验

采用落锤冲击模拟水下核爆的一次冲击波对混凝土重力坝的作用.试验遵循弹性-重力联合相似准则,并以冲量相似条件确定冲击摆的质量与悬挂高度.对两种坝体和坝基接触条件,即一种在平滑基底上筑坝,一种在锚固基底上筑坝,开展模型坝的冲击试验,得到模型坝体的动力特性.试验结果表明,坝体破坏模式包括贯穿性断裂、滑移、碎裂、层裂和抛掷等.并初步研究了核爆输入能量和大坝耗散能量之间的平衡关系.     

基于合成时空谱的多目标运动分析

针对水下多目标的检测与定位问题，提出了一种基于合成时空谱的多目标运动分析方法．该方法可对多个弱目标同时实现检测、定位、跟踪和运动分析，避免了多目标跟踪中的数据关联、轨迹交叉等信号处理难点，提高了算法的适用性．研究利用遗传算法的小生境技术，实现了多目标的运动参数估计．仿真结果表明，在低信噪比情况下，对强度不等、轨迹交叉的2个目标仍可进行有效地定位和跟踪．     

矶头水电站大坝的地震反应分析

采用坝－水－地基系统动力耦合的边界单元法，计算在基底地震加速度情况下的矶头水电站大坝的地震反应．对坝体系统的动力特性、坝面动水压力、坝顶动力放大系数进行分析和计算，并对大坝的动力稳定性进行校核．