基于视频监控技术的桥梁防撞系统

针对桥梁防撞研究这一工程界的热点问题,概述了典型的桥梁船撞事故.以此为基础,提出了基于视频监控技术的桥梁防撞系统解决方案.通过摄像机的递次架设及视频分析技术完成了从发现、监视到报警的三级立体监控预警体系,对目标船舶进行实时、准确的监控,为桥梁的船舶碰撞问题提供了可行有效的解决方案.     

泰州大桥中塔墩防船撞研究

泰州大桥主墩位于航道边缘,可能遭受船舶的撞击。为保护大桥,综合考虑多种因素研究大桥中塔墩防船撞方案。针对泰州大桥三塔悬索桥型,结合通航船舶规划、桥梁参数、桥墩基础特点,开展防撞研究,提出针对性防撞方案,进行防撞特性计算分析,确定防撞方案的技术、经济特性。通过有限元数值仿真技术,研究泰州大桥在船舶撞击下的安全性和防撞方案的有效性。     

基于SSD卷积网络的视频目标检测研究

针对传统卷积神经网络对远距离视频目标识别效果差的原因,本文提出一种改进的基于SSD卷积网络的视频目标检测模型.首先,对数据集进行剪裁,旋转等预处理,提高网络检测泛化能力,其次,采用coco数据集Mobilenet_SSD预训练模型,由于其具有轻量级网络模型特点,减少计算开销,减少内存占用量.然后,再结合voc2012数据集进行二次训练微调处理,加快训练收敛速度,使用自定义数据集能有效检测特定场景目标,能够有效识别远距离场景下视频目标物体.实验结果表明,改进的网络检测模型适用于远距离目标检测,减少计算量,降低硬件内存资源消耗,提高网络模型性能和检测精确度,具有较好的鲁棒性.     

多维数字航道模型研究

分析了二维电子航道图和三维航道模型各自存在的优势和不足,提出了互相融合的多维数字航道模型.该模型在三维航道模型的水面上融合了标准的二维矢量电子航道图数据,方便进行航行状态、航线设计、船舶和航标管理中的空间计算和分析,在统一框架下很好地结合了二维电子航道图的宏观、精准、整体、简洁性和三维航道模型的局部、真实、直观的优点.最后,利用NASA的虚拟地球World Wind JavaSDK实现了多维数字航道模型,为多维船舶导航、船舶监控、航标遥测遥控等数字航道应用系统构建了一个基础平台.     

圆端形夹层结构桥墩防撞浮箱的碰撞性能分析

为最大程度减轻撞击和满足柔性耗能防撞设计要求,采用钢-聚氨酯夹层板制造了一款圆端形桥墩曲面防撞浮式套箱,用于内河航道桥墩防撞;利用ABAQUS有限元软件建立了船舶、防撞浮箱、桥墩碰撞系统的计算模型,对不同角度撞击时该浮箱以及桥墩的受力影响、能量转换、拨动船头程度进行了分析.结果表明:最不利撞击时该浮箱具有良好的防撞效果,能吸收绝大部分的船舶动能,减少桥墩受力;在一般斜撞时该浮箱易拨开船头,将船舶绝大部分动能保留在船上,能更有效地保护桥墩.     

复杂场景图像中人员目标检测算法的改进

图像或视频中的人员目标检测,一般采用单个深层神经网络检测器(SSD)算法.但在复杂场景下,SSD算法因场景复杂、物体重叠、遮挡等干扰,检测精度大大降低.在SSD算法中加入反卷积网络反馈用于增加环境感知信息;采用辅助损失函数以促进损失降低,并将复杂场景中的目标检测多分类问题转换为二分类问题.以无人机拍摄的复杂场景下的行人数据集为例进行人员目标检测实验,对比分析多种检测方法的准确率表明,改进后的SSD算法在检测速度和识别精度上均提高明显.     

用于交通标志检测的窗口大小聚类残差SSD模型

SSD通常被认为适合于求解小目标图像检测问题,但在特征表征和检测效率两方面还存在改进空间.提出一种聚类残差SSD模型,一方面将原始SSD模型中的VGG16基础网络替换为更深的ResNet50残差网络,以改善特征表征能力.另一方面采用K-均值聚类算法取代盲目搜索机制,确定SSD中默认窗口的大小,以改善检测效率.针对德国交通标志检测数据集,模型获得了97.1%mAP和每幅图像0.07 s的检测速度.针对中国交通标志数据集,模型获得89.7%mAP和每幅图像0.08 s的检测速度.与原始SSD模型比较,本文所提模型的检测性能得到改善.     

夹层结构曲面环形浮式桥墩防撞套箱碰撞分析

针对船舶撞击桥梁的安全问题,提出一种钢-聚氨酯-钢夹层板制作的新型曲面环形浮式桥墩防撞套箱.采用显式动力瞬态非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了船舶撞击桥墩的仿真模型,通过撞击过程中船舶撞击力和速度的变化,分析了船舶、防撞套箱、橡胶护舷、桥墩之间的能量转换以及防撞套箱撞击部位的受力和变形.研究表明:当防撞套箱受最不利撞击时,夹层板曲面环形桥墩防撞套箱能吸收70%的船舶撞击能量,且具有节省箱内加劲板及支架、构造简单、质量轻等特点.本文提出的桥墩防撞套箱具有良好的抗冲击性能和弹塑性能,为工程应用提供了理论依据.     

运河桥梁浮式防船撞设施的模拟计算

为了避免船舶与桥墩的直接碰撞,达到既保护桥墩安全又保护船舶安全的目的,根据苏南运河桥梁防撞设计的特殊要求,利用船和防撞设施碰撞中走锚、浮体移动和锚链拉伸过程来消耗船舶动能的柔性浮式防撞原理,提出了桥墩防船撞设施方案;基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了一艘1000 t级货船与防撞设施的碰撞模型,分析了撞击力、能量转换的特点和规律,并与船舶和桥墩直接碰撞的结果作比较,研究了浮式防船撞设施的工作效能.结果表明,浮式防船撞设施能够满足桥墩防撞要求,可为运河桥梁防撞设计提供参考.     

新型柔性防撞装置在山区桥梁中的应用

山区河流航道狭窄,滩多流急,通航环境十分复杂,同时桥梁林立,存在较大的船撞风险。综合分析国内外现有防撞技术,依托重庆双碑大桥,围绕船撞风险、船撞力、防撞方案等方面对该桥进行全面研究;并通过详细的方案对比分析,表明新型柔性防撞装置可削减约55%的船撞力;且在碰撞过程中拨转船头、改变航向,有效地保护了船舶与大桥安全,能较好地适应局部流速大、比降大、水位落差大的河段,在山区桥梁中具有广阔的应用前景。