无线传感器水下监测网络稀疏采样和近似重构 被引量：11

1

作者 邹志强 王悦 +2 位作者 沙超 胡存琛 张飞 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2728-2734,共7页

无线传感器网络在水下生态环境的监测方面有着广泛的应用,但是常常会碰到能量缺乏和生命周期较短的问题。为了克服这些问题,基于压缩感知理论,提出了一种网络节点调度和稀疏采样的优化方法,与传统的无线传感器网络节点调度方法不同,它... 无线传感器网络在水下生态环境的监测方面有着广泛的应用,但是常常会碰到能量缺乏和生命周期较短的问题。为了克服这些问题,基于压缩感知理论,提出了一种网络节点调度和稀疏采样的优化方法,与传统的无线传感器网络节点调度方法不同,它采用随机概率采样模型,只对整个网络的一个子集进行采样,这是一种"物理静止,逻辑动态"的随机调度方案,节省了有限的带宽和能量。同时该方法在节点调度过程中,引入了状态转换图,对节点的状态进行分类控制,增加了网络覆盖要求和最小观测数等约束条件,使得设计的稀疏选择矩阵更为合理。同时研究了在满足最小l1范数的条件下,基于组合算法对稀疏信号进行重构的方法。实验的结果表明,与传统的无线传感器水下监测网络相比,基于上述节点调度方法所构建的无线传感器水下监测网络,具有较低的能耗和较长的网络生存时间,并且能对稀疏采样后的信号以较大的概率进行近似重构,使得重构信号逼近原始监测信号。 展开更多

关键词 无线传感器网络 压缩感知 稀疏表示 能量有效 水下监测

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水下视频监控系统的设计与搭建 被引量：5

2

作者 张汝彬 苏锋 +3 位作者 陈斌 侯莉 谢超 蔡玉龙 《自动化仪表》 CAS 2016年第3期35-38,共4页

针对浅水测试场在测试时需要对水下设备、潜水员等工作画面进行实时监控、存储的问题,设计了一套水下视频监控系统。为扩大监控范围、提高监控系统的灵活性,系统在硬件设备搭建时采用了浮动式水下监控设备与固定式水下监控设备相结合的... 针对浅水测试场在测试时需要对水下设备、潜水员等工作画面进行实时监控、存储的问题,设计了一套水下视频监控系统。为扩大监控范围、提高监控系统的灵活性,系统在硬件设备搭建时采用了浮动式水下监控设备与固定式水下监控设备相结合的监控方式。其中视频采集系统使用VC++进行搭建,控制系统下位机部分使用西门子PLC搭建,并使用Win CC软件组态编写上位机界面。在测试过程中,系统能够清晰、连续地对水下测试画面进行监控及存储,控制系统运行稳定,操作简便。 展开更多

关键词 水下视频监控 浮动监控 控制系统 VC++ WINCC 数据采集 PLC

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深水高压模拟试验舱的研制与应用 被引量：4

3

作者 左其川 刘宏亮 +4 位作者 雷广进 淮超 侯晓东 王秉武 陈叶 《石油机械》 2017年第5期52-56,共5页

为了模拟钻采装备的深水高压工作环境,并对水下装备的承压性能、密封性能、动作(功能)性能、安全性和可靠性等进行系统性试验与研究,研制了深水高压模拟试验舱。该试验舱采用集成法兰,将水压、液压、电源、信息、监控和测试等集于一体,... 为了模拟钻采装备的深水高压工作环境,并对水下装备的承压性能、密封性能、动作(功能)性能、安全性和可靠性等进行系统性试验与研究,研制了深水高压模拟试验舱。该试验舱采用集成法兰,将水压、液压、电源、信息、监控和测试等集于一体,便于统一管理,集成控制,同时减少高压舱的开口数量,提高可靠性和操作性;可对水下装备同时进行内、外水压试验和功能(动作)试验,可同时进行监控、测试和数据采集等。通过不同产品的深水高压模拟试验,证明了高压舱可模拟0~3 500 m水深的压力环境,能够满足深水环境下石油钻采装备的试验与检测。研制的深水高压模拟试验舱是一种安全可靠的多功能、综合性试验平台,可为水下装备的试验研究提供支持与评价。 展开更多

关键词 深水 高压舱 水下装备 模拟试验 水下监控

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柔性水下悬停机器人的液气相变驱动及制造 被引量：4

4

作者 张鸿健 韩捷 +2 位作者 蒋维涛 牛东 刘红忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期10-17,共8页

为解决传统水下机器人功耗大、噪声大、机电特征易被探测的缺点,受河鲀应激防御时体型变化的启发,设计并制造了一种基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人(简称悬停机器人)。机器人基体由柔性硅橡胶材料制成,内部预设一腔体,腔体内封装... 为解决传统水下机器人功耗大、噪声大、机电特征易被探测的缺点,受河鲀应激防御时体型变化的启发,设计并制造了一种基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人(简称悬停机器人)。机器人基体由柔性硅橡胶材料制成,内部预设一腔体,腔体内封装低沸点驱动液体(3M TM Novec TM 7000,沸点35℃),通过加热驱动液体使其发生液气相变,作用在内腔壁面上的饱和蒸气压使悬停机器人的体积发生变化从而改变悬停机器人的浮力;通过控制驱动温度实现悬停机器人的上浮下潜运动与定深悬停。实验表明:悬停机器人在自封装15 mL驱动液体时的驱动温度范围为50~100℃,最大可提供约为自重1.95倍的浮力;在驱动温度为53℃时,可实现定深悬停;在驱动温度范围内,浮力测量值误差小于5%。基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人回避了传统的机电驱动传动,自带工质,尺寸小质量轻,适合水下复杂环境作业;工作功耗小,驱动过程无噪声。 展开更多

关键词 水下监测 悬停机器人 液气相变驱动 定深悬停

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沉管法隧道水下检测技术标准化研究 被引量：2

5

作者 黄继荣 沈永芳 +1 位作者 周小蓉 王兆卫 《中国标准化》 2021年第4期125-129,共5页

沉管隧道工程关键工序多数在水下实施,水下隐蔽工程人眼不可视,施工期间对隧道水下重点部位实施检查、量测、监测工作,对于保障沉管隧道施工安全和质量具有重要意义。沉管隧道施工过程中的基槽开挖、管节浮运、管节沉放对接、基础垫层... 沉管隧道工程关键工序多数在水下实施,水下隐蔽工程人眼不可视,施工期间对隧道水下重点部位实施检查、量测、监测工作,对于保障沉管隧道施工安全和质量具有重要意义。沉管隧道施工过程中的基槽开挖、管节浮运、管节沉放对接、基础垫层、水下最终接头、覆盖回填等工序水下检测标准化和规范化是提高检测综合质量重要措施。本文首先介绍了内河沉管隧道水下检测技术在我国建立、发展和标准规范过程,其次探讨了沉管隧道水下检测项目、检测方法、检测时间、检测频次和检测成果等标准化技术内容,最后分析水下检测的标准化在我国内河沉管隧道中应用及其展望,为沉管隧道建设和水下检测工作提供参考。 展开更多

关键词 沉管法隧道 水下检测 水下监测 标准化

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水下监测与清污机器人的研究与设计 被引量：1

6

作者 卢文 何佳兵 《科技创新与应用》 2022年第20期78-81,共4页

文章研究水下环境对机器人的需求,设计一种水下机器人,该机器人可用于人工鱼塘、公园水池、小区和家庭鱼池、游泳池、蓄水池等地水下监测与清污。解决水下工作困难的问题,具有很好的显示意义。

关键词 机器人 水下监测 水下清污 水下作业

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东海大桥桥墩过度冲刷区域防护技术研究 被引量：2

7

作者 王瑜 《城市道桥与防洪》 2022年第6期171-174,共4页

东海大桥桥墩区域发生严重冲刷现象,部分群桩桥墩冲刷深度已超过设计警戒值,为确保大桥安全,对桥墩区域实施护底防护措施.本着控制桩基区域的冲刷深度和范围,增加海床抗冲刷能力,减少海床颗粒起动的原则,针对东海大桥桥墩受冲刷状态,首... 东海大桥桥墩区域发生严重冲刷现象,部分群桩桥墩冲刷深度已超过设计警戒值,为确保大桥安全,对桥墩区域实施护底防护措施.本着控制桩基区域的冲刷深度和范围,增加海床抗冲刷能力,减少海床颗粒起动的原则,针对东海大桥桥墩受冲刷状态,首先计算防护所需护面块体重量,并确定了单个桥墩的防护范围;分别选取浅水区、深水区代表性桥墩开展防护试验,并给出试验中的施工流程和关键技术措施.后期监测结果证明大桥桥墩防护措施可靠有效. 展开更多

关键词 东海大桥 桥墩 冲刷坑 施工技术 水下监测

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水下工程项目监理的任务与条件 被引量：1

8

作者 张国光 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2002年第3期76-80,共5页

结合近年来参与有关水下工程检测和项目监理的实践体验 ,从总结水下工程项目的基本特征着手 ,分析了水下工程项目监理的主要任务 ,并结合对于实施水下工程项目监理必备装备条件的探讨 。

关键词 水下工程 项目监理 水下监测 技术装备

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超疏水柔性应变传感器在人体运动监测中的研究进展

9

作者 罗灵欢 林祥德 +2 位作者 姜佳怡 应娜 曾冬冬 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期3837-3851,共15页

柔性应变传感器是一种将外界应力变化转变为电信号的设备,它克服了传统刚性传感器硬度大、人体适应性差等缺点,作为一种可穿戴设备在人体运动监测领域有很大发展前景。但在恶劣条件或极端环境下使用仍然存在信号输出失真、易被腐蚀等风... 柔性应变传感器是一种将外界应力变化转变为电信号的设备,它克服了传统刚性传感器硬度大、人体适应性差等缺点,作为一种可穿戴设备在人体运动监测领域有很大发展前景。但在恶劣条件或极端环境下使用仍然存在信号输出失真、易被腐蚀等风险。超疏水柔性应变传感器将超疏水涂层的拒水、表面自清洁、防腐抗污与柔性应变传感器的高延展性、高灵敏度等优势相结合,增强了传感器的性能并拓宽了在人体运动监测等方面的应用。本文综述了超疏水柔性应变传感器的基本性能参数、常用的构建材料与构建方法及其在人体运动监测中的功能与应用,并对该领域做出展望。 展开更多

关键词 超疏水 柔性应变传感器 人体运动监测 水下监测 可穿戴

原文传递

浮动监控平台结构设计与实验 被引量：1

10

作者 苏锋 蔡玉龙 +1 位作者 陈斌 侯莉 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第3期93-96,共4页

为解决水下作业中需要对水下设备工作状态监视的问题,根据海洋石油工程股份有限公司的浅水测试场环境,提出了浮动式监控平台的方案,并对包括平台支架、绞车系统、锚泊系统在内的主要部分进行了相关设计。为了测试平台的相关性能,浮动监... 为解决水下作业中需要对水下设备工作状态监视的问题,根据海洋石油工程股份有限公司的浅水测试场环境,提出了浮动式监控平台的方案,并对包括平台支架、绞车系统、锚泊系统在内的主要部分进行了相关设计。为了测试平台的相关性能,浮动监控平台加工装配完成后,在哈尔滨工程大学深水综合实验水池进行了水下监控实验。测量了受到外力作用后平台在水中的横摇和纵摇自由衰减周期,检验了平台恢复稳定的能力,并通过实验数据求出了平台横摇及纵摇阻尼系数。 展开更多

关键词 水下监视 浮动监控平台 平台设计 水池实验

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双频识别声纳技术在长江河段护岸抛石水下监测中的应用--以南京大胜关水下抛石为例

11

作者 陈智贵 陈小威 +1 位作者 龚浩 宋力 《水利科技与经济》 2023年第11期7-10,39,共5页

以长江河段南京大胜关水下抛石实施为例,阐述双频识别声纳水下抛石监测技术及工作原理,结合双频识别声纳测量成果,对水下抛石护岸型式运行效果进行分析。结果表明,所监测区域整体以淤积为主,局部护岸冲刷,在坡脚处冲刷较为剧烈,后期需... 以长江河段南京大胜关水下抛石实施为例,阐述双频识别声纳水下抛石监测技术及工作原理,结合双频识别声纳测量成果,对水下抛石护岸型式运行效果进行分析。结果表明,所监测区域整体以淤积为主,局部护岸冲刷,在坡脚处冲刷较为剧烈,后期需加强观测,防止冲刷破坏加剧。双频识别声纳水下监测技术可为进一步推广应用先进的水下探测方法提供依据及借鉴。 展开更多

关键词 双频识别声纳 长江抛石 水下监测 应用

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深厚冲积地层护滩堤原型观测技术

12

作者 王亚辉 《汕头大学学报（自然科学版）》 2023年第1期13-22,共10页

原型观测技术更多使用于建筑物填筑出水后通过钻孔预埋设备的情况.对于水下建筑物软土地基变形监测技术方法的研究与应用较少,难以解决水下建筑物软土地基的变形问题,尤其是施工及运行期内始终位于水下的建筑物,因此有必要开展水下监测... 原型观测技术更多使用于建筑物填筑出水后通过钻孔预埋设备的情况.对于水下建筑物软土地基变形监测技术方法的研究与应用较少,难以解决水下建筑物软土地基的变形问题,尤其是施工及运行期内始终位于水下的建筑物,因此有必要开展水下监测技术的相关研究.本文针对性提出水下软基土体变形量测的无线传输成套技术方法并获得了完整的加载期间的地基土变形过程,研究结果对海上构筑物安全建造与相关工程有指导意义. 展开更多

关键词 软土地基 水下监测 原位测试 沉降计算 深厚冲积地层护滩堤

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超短焦水下广角监控镜头的设计与分析

13

作者 胡枫 丁纬 +1 位作者 阳结根 邹林儿 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第21期287-291,共5页

目前市面上的水下镜头以视场角小、光学总长大的镜头为主。利用超短焦距的方案,从6片玻璃镜片的初始结构出发,结合水下成像镜头的特点,设计了一款500万像素的超短焦水下广角监控镜头。其全视场为95°,焦距仅为3.1 mm,系统光学总长为... 目前市面上的水下镜头以视场角小、光学总长大的镜头为主。利用超短焦距的方案,从6片玻璃镜片的初始结构出发,结合水下成像镜头的特点,设计了一款500万像素的超短焦水下广角监控镜头。其全视场为95°,焦距仅为3.1 mm,系统光学总长为32.8 mm,后工作距为5.3 mm。该镜头由隔水窗以及由4片球面镜片和2片非球面镜片(包含滤光片和光阑)所构成的透镜组组成。在水下工作时,该镜头在全视场范围内的调制传递函数在250 lp/mm频率处都在0.3以上,同时中心视场系统的光学性能接近衍射极限,配合IMX675传感器能实现良好的成像效果。通过温度和公差分析,证明该镜头能适应水温变化,满足实际生产和装配的要求。 展开更多

关键词 成像光学 水下监控 广角镜头 视场 调制传递函数

原文传递

国外水下无人装备研究现状及发展趋势 被引量：29

14

作者 冯景祥 姚尧 +1 位作者 潘峰 张晓霜 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第12期1-8,共8页

复杂的水文和海洋环境决定了水下是难以掌控的作战空间,也是世界军事强国竞相争夺的重要战略领域。随着新型水下作战概念的深化和水下无人技术的发展,水下无人装备在军、民、科研等方面迅速发展。为继续保持水下优势,美海军积极推进水... 复杂的水文和海洋环境决定了水下是难以掌控的作战空间,也是世界军事强国竞相争夺的重要战略领域。随着新型水下作战概念的深化和水下无人技术的发展,水下无人装备在军、民、科研等方面迅速发展。为继续保持水下优势,美海军积极推进水下无人航行器军用化、体系化发展,加速全球水下监听、监视系统构建、加强战略前沿水下预置装备部署。本文综述国外在UUV、水下预置装备、水下监听网络等水下无人装备方面的发展规划,分析国外研究进展并总结发展趋势,为我国开展水下无人装备研究提供借鉴。 展开更多

关键词 水下无人装备 水下无人航行器 水下预置装备 水下监听网

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软件定义云边协同架构下的水下监测新机制

15

作者 金志刚 洪叶 +1 位作者 苏毅珊 羊秋玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1101-1108,共8页

传统基于硬件的水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks,UASNs)架构灵活性及可控性较差,难以满足水下多样化监测任务的需求。针对此问题,提出基于边缘计算的水下软件定义监测网络架构,并提出一种多级协同水下监测机制。该... 传统基于硬件的水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks,UASNs)架构灵活性及可控性较差,难以满足水下多样化监测任务的需求。针对此问题,提出基于边缘计算的水下软件定义监测网络架构,并提出一种多级协同水下监测机制。该架构通过主从控制器将集中式云处理任务部署至边缘端,并对网络进行分级控制。该机制首先通过低轨遥感卫星进行大范围海洋监测,其次进行小范围监测,数据经原位处理及边缘处理后上传至水面进行分析,最后进行水下联合监测。仿真结果表明,所提出的监测架构和监测机制可降低异常数据处理时间成本和网络开销,在不同场景下的端到端延迟、网络能耗和包投递率方面都有良好的表现,提高了监测架构的灵活性。 展开更多

关键词 水声传感器网络 监测架构 软件定义 水下监测机制

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水下检测与监测技术在沉管隧道工程中的应用 被引量：5

16

作者 奚笑舟 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期36-42,共7页

由于沉管隧道工程建设的复杂性、隐蔽性、重要性和一次性等特点,所以工程质量,特别是各工序间的过程质量控制具有重要意义。文章简要介绍了沉管隧道工程中水下检测与监测作业的主要内容、作用、主要技术手段等情况,并对其规范化、制度... 由于沉管隧道工程建设的复杂性、隐蔽性、重要性和一次性等特点,所以工程质量,特别是各工序间的过程质量控制具有重要意义。文章简要介绍了沉管隧道工程中水下检测与监测作业的主要内容、作用、主要技术手段等情况,并对其规范化、制度化、系统化及技术革新的发展方向进行了探讨。从水下检测与监测技术的发展和应用可以看到,水下检测与监测技术的应用能够大幅提高沉管隧道工程水下施工过程中质量的可控制性,从而能够更好地保证工程质量。 展开更多

关键词 沉管隧道 水下检测与监测 第三方检测

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水下监测系统中水平指向性噪声实时测量方法 被引量：5

17

作者 马超 乔纯捷 王跃科 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第6期610-616,共7页

海洋环境噪声具有水平指向性。针对水下监测系统测量水平波束噪声谱级的实时处理要求,提出一种水平波束噪声谱级实时测量方法,该方法根据水下监测系统中浮体上环形阵列对应于各1/3倍频程频带的半功率波束宽度对水平指向进行划分,使用选... 海洋环境噪声具有水平指向性。针对水下监测系统测量水平波束噪声谱级的实时处理要求,提出一种水平波束噪声谱级实时测量方法,该方法根据水下监测系统中浮体上环形阵列对应于各1/3倍频程频带的半功率波束宽度对水平指向进行划分,使用选抽降频和延时滤波技术进行测量。分析表明该方法计算代价和存储代价约为常规测量方法的1/6,能够在工程中对水平波束噪声谱级进行实时测量。仿真和实验结果表明,该方法满足实时测量要求,易于工程实现。 展开更多

关键词 水下监测系统 波束噪声谱级 延时滤波 实时处理

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空心玻璃微珠固体浮力材料生产工艺及材料性能检测研究 被引量：4

18

作者 关宏韬 冯志涛 +2 位作者 贾立双 李家军 李墨 《海洋技术》 北大核心 2014年第5期91-95,共5页

固体浮力材料具有密度低、耐压高、吸水率低、稳定等特点,是一种理想的低密度高强度的轻质耐压复合材料。以玻璃微珠为填料,充分利用其微态、轻质、中空等优势,并借助环氧树脂与固化剂之间在一定条件下产生的固化反应,研制生产一种新型... 固体浮力材料具有密度低、耐压高、吸水率低、稳定等特点,是一种理想的低密度高强度的轻质耐压复合材料。以玻璃微珠为填料,充分利用其微态、轻质、中空等优势,并借助环氧树脂与固化剂之间在一定条件下产生的固化反应,研制生产一种新型的玻璃微珠固体浮力材料。该材料具备高强度、低密度、耐腐蚀、可加工性强等优点,符合目前海洋水下监测平台的大深度、复杂环境的实际需求。目前,该浮力材料在西太平洋通过了1 a时间的现场布放试验,试验结果良好,并且在多种水下监测平台中已得到了实际应用。 展开更多

关键词 固体浮力材料 环氧树脂 空心玻璃微珠 水下监测平台

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注水井管道监控系统设计研究 被引量：3

19

作者 杨军 吴疆 《科技通报》 北大核心 2013年第6期194-198,共5页

为有效准确地对注水井管道的声信号进行测试和数据采集以便监控,设计了一款中等功率的水声发射原理样机。注水井管道由于环境复杂,一直没有有效的准确采集声信号的监控仪器,导致对注水井中水声监控的研究滞后。设计的发射机由电压转化... 为有效准确地对注水井管道的声信号进行测试和数据采集以便监控,设计了一款中等功率的水声发射原理样机。注水井管道由于环境复杂,一直没有有效的准确采集声信号的监控仪器,导致对注水井中水声监控的研究滞后。设计的发射机由电压转化电路、主控电路、发射电路、保护电路和指示电路几个部分组成,将产生声信号为管道声传播测试提供声源。在试验阶段,可使用水听器作为接收换能器,信号经测量放大器放大滤波后,做后续调试处理。基于Protel软件平台分模块设计了电路,并制作实物进行测试结合软件程序进行联调测试。测试表明,发射机将达到工作频率5~40 kHz,最大发射功率100 W,具备过流、过热保护机制,具有良好性能,该发射机将为管道声通信信道的研究和管道水声监控提供研究前提,实际测试展示了很好的应用性能,监控效果较好。 展开更多

关键词 注水井 管道 水声通信 发射样机 水井监控

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南北导堤地基抗软化加固现场试验 被引量：1

20

作者 苗中海 高志义 +1 位作者 叶国良 解林博 《水运工程》 北大核心 2006年第B12期153-158,共6页

长江口深水航道治理工作南北导堤地基中的软黏土在大风浪作用下,曾因黏土软化而使其上的沉箱发生较大沉降及位移,欲采用排水板预压的加固方案。为验证方案的抗软化能力能否满足要求,在大面积施工前进行此次现场试验与研究。通过对地基... 长江口深水航道治理工作南北导堤地基中的软黏土在大风浪作用下,曾因黏土软化而使其上的沉箱发生较大沉降及位移,欲采用排水板预压的加固方案。为验证方案的抗软化能力能否满足要求,在大面积施工前进行此次现场试验与研究。通过对地基的沉降、孔隙水压力一年多的监测及加固前后十字板强度对比试验,其间又经过了几次台风考验,沉箱依然很稳定,以实测数据验证了抗软化加固方案是十分成功的。试验中创新地提出一种新的断面沉降监测方法,并首次将水下自动监测系统放在远离海岸的海底进行长期监测,监测效果非常理想. 展开更多

关键词 抗软化加固 现场试验 沉降监测 水下自动监测

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