水下沉排質量檢測技術研究

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摘要：為了更好地展開航道整治工程，能夠按照標準對軟體排鋪設進行作業并在施工完成后對最后的效果進行監測，水下沉排質量檢測技術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、側掃聲吶檢測技術、沉排圖像塔接寬度識別3種技術進行淺要分析和探討，通過對水下沉排質量檢測技術的應用，有效推動航道整治工程的工作進程。

關鍵詞：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；側掃聲吶檢測

在經濟全球化的背景之下，在各大市場的共同作用結果下，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形勢嚴肅。軟體排鋪設對于航道整治工程有著非常重要的作用，是整個工作的基礎環節。通過水下沉排質量檢測的各項技術保證軟體排鋪設的效果，從而為整個航道工程建立起良好的基礎。

1航道整治工程中水下沉排質量檢測的相關技術

1.1水下電視檢測技術。水下電視，顧名思義可以理解為對水下的一系列活動、因素進行拍攝并記錄。水下電視的原理是通過將攝像機采取有效的措施放到水下，對要觀察研究的對象和目標進行攝像和記錄。可以用于多種情境，比方說水下偵察、防險救生、探雷、資源調查勘探以及導航等種種作用，充分利用水下電視技術的性質和特征，將其利用于水下沉排質量檢測之中，有利于為航道整治工程打下良好的基礎。根據原理可以大體上將水下電視檢測技術分為兩類，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量檢測中相對要普遍一些。主要利用水下攝像機、傳輸電纜、控制器和監視器4個部分組成，其他根據實際情況具體設定。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，相關技術人員正在加速發展水下激光電視，在水下光的基礎之上，預期在水下的可視距離能夠達到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過攝像機接受和聲透鏡聚焦等方式將收到的回波變成相對應的圖像信號，然后在經電纜傳輸，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一些，但因為種種原因尚未在水下沉排質量檢測中被廣泛使用。1.2沉排圖像塔接寬度識別技術。沉排圖像塔接寬度識別技術是水下沉排質量檢測的關鍵所在。在利用鋪排塔對寬度進行測量的時候，要尤其重視并充分利用聲吶圖像分割技術。聲吶圖像從總體上可劃分為3個區域，區域與區域之間相互融合，相互滲透，相互作用。1）目標高亮區，高亮區主要利用聲波對目標的表面進行反射，從而形成反射區域[2]。2）目標陰影區，這一部分可以說是對明亮區的補充，對被目標物阻擋的部分，對聲波不易到達并且形成的區域進行補充。3）背景區，背景區是聲吶圖像分割技術的集中體現所在，利用目標背景區在不損壞圖像原始信息以及邊緣信息的前提下對高亮區和陰影區進行提取和加工。例如，聲吶圖像分割技術中的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、平面的MRF分割、層次的MRF分割、形成并輸出分割結果。利用該流程對聲吶識別的原始圖像進行初始分割，通過K-均值聚類算法對分割后的圖像進行初步計算，并以此得出初始噪聲參數。然后再以此為基礎對所有圖像數據進行最大似然分割，從而獲得初始MRF參數，并最終建立MRF參數模型。通過這些算法模型，利用圖像塔接寬度識別技術對水下沉排質量進行更高效的監測，從而促進我國的航道整治工程進程。1.3側掃聲吶檢測技術。側掃聲吶技術的主要應用主體是回聲，還可以叫做旁側聲吶或者是海底地貌儀。側掃聲吶技術根據水質的不同，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，在遇到目標物的時候會形成回波，將聲吶反射回來，這就是側掃聲吶技術的工作原理。側掃聲吶在水下沉排質量檢測中可以分為數據顯示、記錄單元、數據傳輸、拖曳電纜、水下聲波發射以及接收換能器幾個部分。然后通過拖魚以固定發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、穩定性還有水流是否垂直[3]。通過對側掃聲吶技術的應用，能有效還原并展示水底的面貌，并作用于水下沉排質量檢測，以提高整個航道整治工程的質量。

2航道整治工程中水下沉排質量檢測的注意事項

2.1水下沉排質量檢測人員的專業水平。航道整治工程中水下沉排質量檢測需要科學化、現代化、合理化的技術，對數據和各個方面的調查有著極高的要求。對數據的精確性，對調查對象的目的性，對整個工程的全面性都有著明確的標準，而在實際操作中各項步驟都要符合這些標準或者超過這些標準[4]。因此，相關部門應加大對檢測人員的重視，對其專業水平、從業經驗、業務水平以及心理素質等各個方面都要有明確的要求和考核，并且對這些人員進行定期培訓。只有這樣才能夠確保整個工作的準確性，才能夠充分發揮水下沉排質量檢測技術的作用，并更好地服務于航道整治工程。2.2水下沉排質量檢測工作的監控管理。航道整治工程中會有各種各樣的風險，整個水系統每一分每一秒都在發生著變化，也因此給水下沉排質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區域以后，還要選取最正確的最合理的地點進行監控。根據實際情況選取適合的監控設備，根據質量檢測的規程和標準調整設備，若有需求可以先進性試運行。通過這一系列的方法措施，來保證在水下沉排質量檢測的工作中，能夠正常平穩的推動工程進度。保障監控效果，提高水下沉排質量檢測工作的效率，對航道整治工程有著重要影響和作用。2.3水下沉排質量檢測數據的實時掌控。數據和信息影響了整個水下沉排質量檢測工作，包括沉排區域的水深、流速、可見度等種種要素。在做好監控管理的基礎之上，要對工作進程中產生的各項數據進行分析和把控。有利于預估風險，并提前對風險提出整改方案，各個參與方將數據和信息共享，及時發現問題，有效地解決問題，以確保水下沉排質量檢測的效果。2.4水下沉排質量檢測任務的要求標準。每一個行業都有明確的法律法規等各項規章的限制，每一個工程也都有明確的要求和標準。航道整治工程自然也不例外，在進行水下沉排質量檢測的時候，要保護好各項資料，比方說水下檢測報告，比方說檢測現場的照片或者是視頻等[5]。在滿足各項規定要求的基礎上，以提升我國航道整治工程的整體水平素質。

3結語

隨著社會的進步和市場經濟的不斷發展，航道整治工程也需要被更高效的實施和完成。水下沉排質量檢測是航道整治工程的基本，有效地監測工作可以為整個工程保駕護航。本文通過對水下沉排質量檢測中應用到的水下電視檢測技術、沉排推向塔接寬度識別技術和側掃聲吶檢測技術進行淺要分析，并提出幾點在進行質量檢測時應該注意到的事項，以此推動我國航道整治工程更好更快地持續發展。

參考文獻：

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

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

[3]董足熙,胡佳俊.聲吶技術在航道整治中的應用[J].中國水運,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系探討[J].中國水運(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據集成技術[J].水運工程,2018(2):142-145.

作者:劉保軍 單位:重慶市交通規劃勘察設計院