基于A*算法与贝塞尔曲线的AUV路径规划算法研究摘要:伴随着计算机和其他电子技术发展,在海洋科考及其他水下工程领域,水下自动机器人(AUV)技术也得到了极大发展并被广泛应用.在多种水下任务场景中AUV需要自主规划路线并按照规定路线行驶,辅助工程人员完成各种水下工作.传统的路径规划方法通常利用布谷鸟算法等智能优化算法,存在搜索目标不可达、收敛速度慢、避障能力弱等问题,而A*算法基于栅格地图,虽解决了以上问题,却无法满足AUV对路线平滑性的要求.针对这些问题,本文提出融合A*算法与贝塞尔曲线,从利于AUV水下姿态保持方面,对A*算法进行改进以完成路径规划.基于Windows11操作系统,利用Python搭建仿真环境对本文改进算法进行了仿真实验验证,结果表明,在保障航行的安全下,基于A*算法与贝塞尔曲线法的AUV路径规划不仅可以使路径最短,而且可以使整个路径进一步光滑,有利于保持AUV运行过程姿态稳定.
水下自动机器人A*算法贝塞尔曲线路径规划
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胜利埕岛海域海底松软沉积物声学探测方法探讨摘要:胜利埕岛海域位于复杂的黄河三角洲沉积体系中.由于黄河的断流,在风浪和海流作用下原三角洲体系受到侵蚀,在部分海底具有松散沉积物沉积.采用侧扫声纳、双频测深仪及浅地层剖面仪3种海上物探方法,对埕岛海域海底松软沉积物进行声学探测,确定了浮泥、软土层顶、海底界面及浮泥和软土层和海底界面及浮泥和软土层的厚度,研究了埕岛海域海底松软沉积物的基本分布变化规律,为今后海洋工程地质勘察海底松软沉积物奠定了基础.
埕岛海域松软沉积物浮泥软土层声学探测
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海上钢结构防腐蚀措施的研究摘要:针对海上钢结构严重腐蚀环境,分析了影响其腐蚀的主要因素,比较分析了钢结构常用的几种腐蚀防护方法.由于电弧喷涂复合涂层具有20 a以上的长效防腐寿命和涂层结合强度高、免维护等特点,因而成为海上钢结构防腐蚀的优选技术方案.还列举了国内外钢结构热喷涂防腐措施的应用实例及相关标准,对加强海上钢结构长效防腐的立法和推广应用提出了看法.
海上钢结构热喷涂防腐喷涂锌
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基于振荡水柱原理的大型海洋浮标供电系统设计及优化摘要:大型海洋浮标需具备独立工作、连续监测、实时传输数据的能力,稳定、便利的供电系统是保障浮标正常工作的关键.目前应用较为广泛的太阳能与蓄电池的混合供电系统,受昼夜交替、日照时长和海上高盐高湿环境影响较大,维护成本高.而波浪能作为一种清洁能源同时具有获能不间断的特点,可以为浮标持续性供电.本研究设计了基于振荡水柱原理的大型海洋浮标供电系统,通过数值模拟计算,研究了装置在不同结构形式下的气动性能,计算结果表明波长气室直径比Ld=5.5、孔板面积比e=1.25%、波长气室间距比Lk=7时装置具有最佳功率与俘获宽度比,装置从基本尺寸经结构优化后,俘获宽度比从0.178 m-1 增加至0.260 m-1,提高了约46.1%.
振荡水柱大型海洋浮标波浪能供电数值计算分析
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基于Sentinel-1的辽东湾海冰冰情监测摘要:辽东湾是渤海的三大海湾之一,在每年冬季经常会遭受大面积海冰灾害影响.本文选取 2015年至 2023年Sentinel-1 A/B遥感数据,对照Landsat-8数据采用灰度共生矩阵提取SAR影像纹理特征,对比了神经网络、支持向量机以及最大似然分类三种分类方法的精度;统计 2015年至 2023年辽东湾海冰冰情信息,研究了气温、海表面温度、盐度与海冰的相关关系和相互影响.研究结果表明:对于Sentinel-1 A/B数据,最大似然分类方法精度最高,分类精度达到 82.75%;辽东湾海冰通常在 12月底或者 1月初开始发育,辽东湾结冰顺序为由北向南、由近岸向远岸,消融时顺序为由西向东、由远岸向近岸;辽东湾海冰与气温的Pearson相关系数为-0.502(P<0.01),与海表面温度的Pearson相关系数为-0.553(P<0.01),说明辽东湾冰情与气温、海表面温度为显著负相关,海表面温度对海冰的形成、发育及消融影响更大.此外,盐度对于海冰的影响存在一定的滞后性.
辽东湾海冰SAR影像
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上海洋山深水港区海域海床演变分析摘要:根据洋山深水港区近期(2004-2013年)的水文泥沙、水深现场观测资料,较深入地分析了洋山港区海域海床冲淤变化情况,阐明了海床的冲淤变化原因,为后续工程规划设计提供基本依据.主要结论如下:洋山深水港区海域海床总体上保持了稳定状态,西北端颗珠山汊道的泄流出沙,对维持洋山深水港区前沿水域的安全起到决定性的作用;洋山港海域的泥沙运动及海床变化是与其水流动力条件相适应的,一、二、三期工程码头的建设、小洋山北岛链的封堵和四期码头岸线工程的建设是导致通道北侧冲刷,通道南侧淤积的主要原因.
演变分析地形港区
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海州湾北部海域表层沉积物污染分布特征及环境质量评价摘要:为了了解海州湾北部海域表层沉积物污染分布特征及环境质量状况,以2010-09在该海域的监测数据为基础,分析了该海域表层沉积物污染物含量及污染分布特征,并采用单因子质量指数法对该海域沉积物的质量情况进行评价.结果表明:1)表层沉积物的分布在调查海域承现中部及西部近岸区域高,东部低的趋势;2)该海域表层沉积物各调查要素符合第一类海洋沉积物质量标准.
海州湾沉积物分布特征
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海洋桩基平台钢管桩自由站立深度分析与问题探讨摘要:钢管桩基础是海洋导管架平台比较常用的一种基础形式,对钢管桩自由站立深度的准确预测是导管架平台安装项目中的一项重要工作.如果自由入泥深度评估不准确,现场施工时可能会导致钢管桩发生变形损坏,进而可能影响到整个油气田的生产运营.基于实际生产项目,讨论了钢管桩自由站立深度实际结果与预测值之间的关系,分析了造成实际结果的原因,论证了除自身结构性质外,钢管桩自由站立深度的影响因素主要包括海底地层性质和沉桩速度.海底浅部地层性质直接决定土对桩的承载力;沉桩速度决定土对桩的应力类型.实践表明,应用多种方法对钢管桩自由站立深度进行综合分析评价,能够考虑到多种影响因素,从而使评估工作更加全面,大大提高预测的准确度.
钢管桩自由站立深度地层性质沉桩速度
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中日韩海洋水色卫星计划对比分析摘要:21世纪以来,围绕海洋资源开发、海洋环境安全和海洋权益维护,国际上开展了新一轮的海洋竞争,所有这些竞争都离不开对海洋环境的认知,卫星海洋遥感作为世界各国提升海洋环境认知能力的重要高新技术手段,日益得到各国的重视.海洋水色卫星遥感是重要的海洋探测技术,它通过卫星平台上的探测器对海洋表面的水色进行探测,反演出海洋水体中的叶绿素浓度、泥沙含量及黄色物质浓度,进而得到其他相关信息.文章在概要介绍中日韩三国海洋水色卫星发展历程及性能的基础上,对中日韩三国的海洋水色卫星计划及其应用进行了初步的对比分析,基于参考文献对其异同点进行了阐述与评价,从发展思路与发展方式等角度提出了针对我国未来海洋水色卫星计划发展的建议与启示.
中国日本韩国海洋水色卫星计划
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海洋开发利用对鹿耳环江海洋水动力和地形地貌的影响分析摘要:钦州湾鹿耳环江滨海公路和三墩公路两项工程的建设导致了海湾的整体形态发生改变,为研究海洋工程开发利用对海湾造成的影响,本文构建了 2000年、2013年和 2020年三期水动力模型并对各期水深数据进行了对比,对海湾的水动力分布及海底地形变化进行了量化分析,研究结果发现:①2004年滨海公路建成,造成周边过水通道产生明显的"集水效应";②2010年三墩公路建成,鹿耳环江被整体"分离",涨、落潮主导路线发生改变;③海湾内水体落潮时间增加,涨潮时间减少,潮位曲线形态发生改变;④2000年主导强潮流在麻蓝岛北侧沿NE—SW方向分布,2013年之后变为沿三墩公路S—N方向分布,三墩公路东西两侧海域流速整体特征发生改变;⑤强潮流通道与 2 m等深线位置的变化十分吻合,麻蓝岛东南侧流速的普遍增加导致 0 m等深线范围内发育形成新的过水通道;滨海公路路基间过水通道不断冲刷海底,原有深槽向东偏移;⑥麻蓝岛周边深槽均呈现"V"型,存在偏移或不断加深的态势;三墩公路东侧的冲刷导致新的深槽发育,整体呈现"V"型,南部靠近口门位置则为"W"型.本文研究结果有助于加深对该海域海洋开发利用所造成的影响程度的认识,了解海湾水动力特性的变化规律及海湾地形地貌未来可能的变化趋势,对于下一步科学合理地重塑鹿耳环江具有重要意义.
鹿耳环江模型预测流速变化潮位变化地形地貌
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胶州湾物理模型地形图制作方法摘要:物理模型地形制作需以物理模型地形图为基础,物理模型地形图制作的科学性将直接影响物理模型实验的精度.通过选取可靠的胶州湾地形数据,以统计方法合理地选择符合要求的插值方法,制作了胶州湾物理模型地形图.该地形图制作方法对胶州湾物理模型及其它物理模型地形图制作具有一定的参考价值.
胶州湾物理模型统计比较插值地形图制作
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自升式平台分段延时插桩法在浅层气海域的应用摘要:海底浅层气一般指海床浅地层内聚集的气体,是一种典型的海洋灾害地质类型,施工作业时一旦发生灾害,将对生命财产造成不可估量的损失.本文通过介绍海底浅层气的性质和危害,同时对辽东湾浅层气海域的进行工程物探资料分析,结合浅层气海域地层物性的特点,针对带桩靴的自升式平台在浅层气海域桩的插桩过程中存在的风险,提出了自升式平台分段延时插桩方法.并通过实践,指导中油海6平台在该海域的成功插桩,验证了该方法在浅层气海域插桩的可行性,同时实现了桩靴式自升式平台在该区块作业的零突破,具有一定的指导意义.
自升式平台分段延时插桩法浅层气海域辽东湾
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日照北部重点海滩侵蚀现状与保护对策研究摘要:分析了日照海滨国家森林公园海滩和日照万平口海水浴场海滩剖面在"温比亚""利奇马"两场台风过境前后的监测数据,认为台风是引起海滩侵蚀淤积的一个重要因素.海滨国家森林公园海滩 2个探槽均表现出浅部样品的分选性优于深部的特点,南部探槽样品的分选性优于北部探槽;万平口海水浴场海滩 3个探槽均表现出中部样品的分选性优于浅部和深部的特点,中部和南部探槽样品的分选性优于北部探槽.这些数据可为滩肩抛沙提供粒径依据.海滨国家森林公园海滩北部和万平口海水浴场海滩宜采用人工养滩和离岸潜堤相结合的方法,以达到海滩保护修复的目的,可实现生态环境影响较少,无损于视觉景观的效果.
日照北部海滩侵蚀淤积修复保护
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珠海电厂温排水分布特征及排水工程降温效果研究摘要:根据2009-07和2010-01三次调查的数据,分析了珠海电厂温排水分布特征、季节变化;同时,利用调查资料分析排水明渠和跌入式阶梯的降温效果。结果显示,以排水口为中心,电厂温排水向外海扩散的距离越远,水温越低;最高温升4℃的影响面积小潮期大于大潮期,冬季大于夏季。电厂排水方式采用排水明渠有一定的降温效果,但效果不太明显,而温排水经跌入式阶梯跌落入海的降温效果较为突出,平均降温约3.7℃。
滨海电厂温排水取排水排水工程
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人工采砂坑地形对水动力泥沙环境影响摘要:海底管道是重要的能源生命线,海底管道路由上的采砂坑对管道在位稳定性造成严重威胁.为评估深港海底管道路由区域海流冲淤采砂坑对深港海底管道在位稳定性的影响,本文利用长期实测资料对比,并结合数值模拟方法分析海底管道路由上采砂坑冲淤问题,建立的有限元分析模型与实测资料能够较好吻合.研究得出波浪潮流作用下采砂坑的冲淤规律和未来十年的变化特征:采砂区内为淤积环境,北侧边界向西北方向扩展,远离管道走向,对管道无影响;南侧边界向东南方向扩展,造成铜鼓水道附近管道冲刷;东侧靠近管线段采砂坑坡顶受到侵蚀,导致采砂坑边界线向管线扩展.本文为深港海底管道路由采砂区海流冲淤分析提供了科学有效的方法.
人工采砂坑泥沙冲淤海底管道数值模拟
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码头工程建设对红树林湿地的影响及修复措施摘要:受码头建设的影响,北海铁山港榄根作业区附近的红树林湿地出现受损退化现象.为了恢复稳定良好的湿地生态,2021年 9月在对该区域红树林及其生境进行调查采样的基础上,分析了红树林湿地的受损退化原因.结果表明,码头工程建设期间,高岭土悬浮物沉积或附着于红树林根部及叶片上,不仅严重影响植物呼吸和光合作用,而且致其根部腐烂进而导致死亡;码头建设导致的红树林湿地内水流减缓,以及因围填活动引起的局部滩面抬高也是红树林受损退化的原因.提出新增或拓宽现有潮汐通道、局部微地形改造,以及红树林造林恢复等生态修复措施,为沿海地区开展码头工程建设对红树林的影响研究与生态修复实践提供借鉴.
红树林修复码头工程建设高岭土悬浮物潮汐通道铁山港
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黄河入海径流对河口海域盐度影响研究摘要:为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律.结果表明:黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2665.61?km2,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65?km2;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化.在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件.
黄河口入海径流近海水动力盐度模拟FVCOM
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一种反弧倾斜板透空防波堤结构消浪性能试验研究摘要:在垂直板透空堤结构基础上,提出了一种反弧倾斜板透空防波堤结构.通过物模试验研究了该结构在规则波作用下的消浪性能,分析了在不同相对波高(H/d)、不同相对宽度(W/L)、不同反弧板开孔率(Nd)、不同下挡板布置方案情况下该结构波能耗散和透射的变化规律.结果表明:与垂直板透空堤结构相比,该结构有更好的消浪性能,在全部试验工况内,最大波能耗散系数Ks为 0.86,最小透射系数Kt仅为 0.17;Nd对Ks和Kt影响较大,与其他Nd相比,Nd 为 11%~15%时消浪性能较好,Ks最大可提高10%;当增设下挡板且前部下挡板长度不断增大时,Ks不断减小,最小仅为 0.69;增设下挡板能明显减小波浪透射.本文研究结果可为相关工程设计提供参考.
反弧倾斜板物理模型试验波能耗散系数透射系数开孔率
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信息技术在海上平台的建设及前景展望摘要:由于受海上自然条件制约,埕岛油田自建设初期就高起点高标准要求,采用先进的自动化技术,建立了采油、火气、平台现场、电力、船舶等一系列自动化系统,建成了一个新型的信息化油田.实践证明,这些信息化技术的应用,极大地降低了生产风险及强度,具有良好的发展前景.
信息化平台建设展望
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海水入侵与土壤盐渍化现状及生态修复措施研究摘要:针对潍坊市北部沿海研究区域,以海水入侵与土壤盐渍化为研究对象,设置了监测断面、站位(监测井),选取了地下水电导率等监测指标对海水入侵程度、土壤盐渍化类型及程度等进行分析研究.2022年监测结果显示,研究区域受到海水入侵影响,且监测站位的海水入侵程度以严重入侵居多;土壤盐渍化类型以硫酸盐类型为主,其占比达 73.69%,研究区盐渍化类型及程度整体情况为:轻盐渍化土(47.37%)大于盐土(21.06%)大于中盐渍化土(13.16%)大于非盐渍化土(10.53%)大于重盐渍化土(7.89%),海水入侵与土壤盐渍化趋势具有一致性.总结提出 4条生态修复措施,以期为莱州湾沿岸城市及全国海水入侵城市生态修复提供理论思路和实践经验.
海水入侵土壤盐渍化生态修复潍坊
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