水下沉排質(zhì)量檢測技術(shù)研究

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摘要：為了更好地展開航道整治工程，能夠按照標(biāo)準(zhǔn)對軟體排鋪設(shè)進(jìn)行作業(yè)并在施工完成后對最后的效果進(jìn)行監(jiān)測，水下沉排質(zhì)量檢測技術(shù)有著不容忽視的意義和作用。本文通過對水下電視檢測技術(shù)、側(cè)掃聲吶檢測技術(shù)、沉排圖像塔接寬度識別3種技術(shù)進(jìn)行淺要分析和探討，通過對水下沉排質(zhì)量檢測技術(shù)的應(yīng)用，有效推動航道整治工程的工作進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：航道整治工程；水下沉排；水下電視檢測；沉排圖像塔接寬度識別；側(cè)掃聲吶檢測

在經(jīng)濟(jì)全球化的背景之下，在各大市場的共同作用結(jié)果下，我國對航道整治工作的開展有了更高的要求和期望。而現(xiàn)階段，我國的航道整治工程正面臨著各種各樣的問題，其中尤以軟體排鋪設(shè)形勢嚴(yán)肅。軟體排鋪設(shè)對于航道整治工程有著非常重要的作用，是整個工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。通過水下沉排質(zhì)量檢測的各項(xiàng)技術(shù)保證軟體排鋪設(shè)的效果，從而為整個航道工程建立起良好的基礎(chǔ)。

1航道整治工程中水下沉排質(zhì)量檢測的相關(guān)技術(shù)

1.1水下電視檢測技術(shù)。水下電視，顧名思義可以理解為對水下的一系列活動、因素進(jìn)行拍攝并記錄。水下電視的原理是通過將攝像機(jī)采取有效的措施放到水下，對要觀察研究的對象和目標(biāo)進(jìn)行攝像和記錄。可以用于多種情境，比方說水下偵察、防險救生、探雷、資源調(diào)查勘探以及導(dǎo)航等種種作用，充分利用水下電視技術(shù)的性質(zhì)和特征，將其利用于水下沉排質(zhì)量檢測之中，有利于為航道整治工程打下良好的基礎(chǔ)。根據(jù)原理可以大體上將水下電視檢測技術(shù)分為兩類，分別是可見光水下電視和超聲波水下電視。可見光水下電視在水下沉排質(zhì)量檢測中相對要普遍一些。主要利用水下攝像機(jī)、傳輸電纜、控制器和監(jiān)視器4個部分組成，其他根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)定。目前可見光電視在水中的可視距離十分有限，30m以外的距離需要利用人工照明[1]。因此，相關(guān)技術(shù)人員正在加速發(fā)展水下激光電視，在水下光的基礎(chǔ)之上，預(yù)期在水下的可視距離能夠達(dá)到120m左右。超聲波電視主要利用“超聲”去“照射”水下物體，超聲波電視通過反射回波經(jīng)過攝像機(jī)接受和聲透鏡聚焦等方式將收到的回波變成相對應(yīng)的圖像信號，然后在經(jīng)電纜傳輸，在顯示器上顯示出可視圖像。超聲波電視在水下的可視程度相對于可見光電視來說距離要遠(yuǎn)一些，但因?yàn)榉N種原因尚未在水下沉排質(zhì)量檢測中被廣泛使用。1.2沉排圖像塔接寬度識別技術(shù)。沉排圖像塔接寬度識別技術(shù)是水下沉排質(zhì)量檢測的關(guān)鍵所在。在利用鋪排塔對寬度進(jìn)行測量的時候，要尤其重視并充分利用聲吶圖像分割技術(shù)。聲吶圖像從總體上可劃分為3個區(qū)域，區(qū)域與區(qū)域之間相互融合，相互滲透，相互作用。1）目標(biāo)高亮區(qū)，高亮區(qū)主要利用聲波對目標(biāo)的表面進(jìn)行反射，從而形成反射區(qū)域[2]。2）目標(biāo)陰影區(qū)，這一部分可以說是對明亮區(qū)的補(bǔ)充，對被目標(biāo)物阻擋的部分，對聲波不易到達(dá)并且形成的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充。3）背景區(qū)，背景區(qū)是聲吶圖像分割技術(shù)的集中體現(xiàn)所在，利用目標(biāo)背景區(qū)在不損壞圖像原始信息以及邊緣信息的前提下對高亮區(qū)和陰影區(qū)進(jìn)行提取和加工。例如，聲吶圖像分割技術(shù)中的MRF模型，它的算法流程主要為：讀入原始聲吶圖像、確定初始參數(shù)、平面的MRF分割、層次的MRF分割、形成并輸出分割結(jié)果。利用該流程對聲吶識別的原始圖像進(jìn)行初始分割，通過K-均值聚類算法對分割后的圖像進(jìn)行初步計(jì)算，并以此得出初始噪聲參數(shù)。然后再以此為基礎(chǔ)對所有圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行最大似然分割，從而獲得初始MRF參數(shù)，并最終建立MRF參數(shù)模型。通過這些算法模型，利用圖像塔接寬度識別技術(shù)對水下沉排質(zhì)量進(jìn)行更高效的監(jiān)測，從而促進(jìn)我國的航道整治工程進(jìn)程。1.3側(cè)掃聲吶檢測技術(shù)。側(cè)掃聲吶技術(shù)的主要應(yīng)用主體是回聲，還可以叫做旁側(cè)聲吶或者是海底地貌儀。側(cè)掃聲吶技術(shù)根據(jù)水質(zhì)的不同，有不同的速度，比如在海水中的聲速是1500m/s，在淡水中的聲速是1400m/s。以這樣的速度傳播，在遇到目標(biāo)物的時候會形成回波，將聲吶反射回來，這就是側(cè)掃聲吶技術(shù)的工作原理。側(cè)掃聲吶在水下沉排質(zhì)量檢測中可以分為數(shù)據(jù)顯示、記錄單元、數(shù)據(jù)傳輸、拖曳電纜、水下聲波發(fā)射以及接收換能器幾個部分。然后通過拖魚以固定發(fā)射信號和接受傳感的起始和終端，利用GPS、TPU等方式，保障聲吶在水中的掃描方向、穩(wěn)定性還有水流是否垂直[3]。通過對側(cè)掃聲吶技術(shù)的應(yīng)用，能有效還原并展示水底的面貌，并作用于水下沉排質(zhì)量檢測，以提高整個航道整治工程的質(zhì)量。

2航道整治工程中水下沉排質(zhì)量檢測的注意事項(xiàng)

2.1水下沉排質(zhì)量檢測人員的專業(yè)水平。航道整治工程中水下沉排質(zhì)量檢測需要科學(xué)化、現(xiàn)代化、合理化的技術(shù)，對數(shù)據(jù)和各個方面的調(diào)查有著極高的要求。對數(shù)據(jù)的精確性，對調(diào)查對象的目的性，對整個工程的全面性都有著明確的標(biāo)準(zhǔn)，而在實(shí)際操作中各項(xiàng)步驟都要符合這些標(biāo)準(zhǔn)或者超過這些標(biāo)準(zhǔn)[4]。因此，相關(guān)部門應(yīng)加大對檢測人員的重視，對其專業(yè)水平、從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、業(yè)務(wù)水平以及心理素質(zhì)等各個方面都要有明確的要求和考核，并且對這些人員進(jìn)行定期培訓(xùn)。只有這樣才能夠確保整個工作的準(zhǔn)確性，才能夠充分發(fā)揮水下沉排質(zhì)量檢測技術(shù)的作用，并更好地服務(wù)于航道整治工程。2.2水下沉排質(zhì)量檢測工作的監(jiān)控管理。航道整治工程中會有各種各樣的風(fēng)險，整個水系統(tǒng)每一分每一秒都在發(fā)生著變化，也因此給水下沉排質(zhì)量檢測帶來了不可忽視的影響。檢測人員需要在確定排體塔接等相關(guān)區(qū)域以后，還要選取最正確的最合理的地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)實(shí)際情況選取適合的監(jiān)控設(shè)備，根據(jù)質(zhì)量檢測的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整設(shè)備，若有需求可以先進(jìn)性試運(yùn)行。通過這一系列的方法措施，來保證在水下沉排質(zhì)量檢測的工作中，能夠正常平穩(wěn)的推動工程進(jìn)度。保障監(jiān)控效果，提高水下沉排質(zhì)量檢測工作的效率，對航道整治工程有著重要影響和作用。2.3水下沉排質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時掌控。數(shù)據(jù)和信息影響了整個水下沉排質(zhì)量檢測工作，包括沉排區(qū)域的水深、流速、可見度等種種要素。在做好監(jiān)控管理的基礎(chǔ)之上，要對工作進(jìn)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和把控。有利于預(yù)估風(fēng)險，并提前對風(fēng)險提出整改方案，各個參與方將數(shù)據(jù)和信息共享，及時發(fā)現(xiàn)問題，有效地解決問題，以確保水下沉排質(zhì)量檢測的效果。2.4水下沉排質(zhì)量檢測任務(wù)的要求標(biāo)準(zhǔn)。每一個行業(yè)都有明確的法律法規(guī)等各項(xiàng)規(guī)章的限制，每一個工程也都有明確的要求和標(biāo)準(zhǔn)。航道整治工程自然也不例外，在進(jìn)行水下沉排質(zhì)量檢測的時候，要保護(hù)好各項(xiàng)資料，比方說水下檢測報(bào)告，比方說檢測現(xiàn)場的照片或者是視頻等[5]。在滿足各項(xiàng)規(guī)定要求的基礎(chǔ)上，以提升我國航道整治工程的整體水平素質(zhì)。

3結(jié)語

隨著社會的進(jìn)步和市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航道整治工程也需要被更高效的實(shí)施和完成。水下沉排質(zhì)量檢測是航道整治工程的基本，有效地監(jiān)測工作可以為整個工程保駕護(hù)航。本文通過對水下沉排質(zhì)量檢測中應(yīng)用到的水下電視檢測技術(shù)、沉排推向塔接寬度識別技術(shù)和側(cè)掃聲吶檢測技術(shù)進(jìn)行淺要分析，并提出幾點(diǎn)在進(jìn)行質(zhì)量檢測時應(yīng)該注意到的事項(xiàng)，以此推動我國航道整治工程更好更快地持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳懷波.航道整治工程中水下沉排質(zhì)量檢測技術(shù)探討[J].中國水運(yùn)(下半月),2017(10):137-138.

[2]黃偉.荊江河段水下沉排工程質(zhì)量檢測技術(shù)方案[J].中國水運(yùn),2015(6):63-65.

[3]董足熙,胡佳俊.聲吶技術(shù)在航道整治中的應(yīng)用[J].中國水運(yùn),2016,37(3):54-55.

[4]董光輝,宋云濤,閻成棟.長江中下游航道整治工程施工與水位關(guān)系探討[J].中國水運(yùn)(下半月),2018,v.18(06):118-119.

[5]牛作鵬,李國杰,劉莉.基于BIM的航道工程多源測量數(shù)據(jù)集成技術(shù)[J].水運(yùn)工程,2018(2):142-145.

作者:劉保軍 單位:重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院