基于贝叶斯网络的朝鲜海峡大气能见度推理模型及实验

针对当前海上贸易航道通航风险评估工作中存在的能见度数据缺失等问题,提出基于贝叶斯网络的能见度数据推理技术。通过研究海域的确定、节点因子的选取、样本数据集的生成、推理模型的构建及参数学习和推理计算等流程,构建了基于贝叶斯网络技术的能见度数据推理模型,并以朝鲜海峡海域为例展开试验分析。结果表明:能见度具有年变化和年际变化特征规律,利用多年某月的数据作为训练样本推理该月的能见度等级具有较高的准确性,且相同样本形式下样本数据数量与推理结果准确性呈正相关。     

茂名地区海雾含水量的演变特征及其与大气水平能见度的关系

2008年3月16—19日,在广东茂名博贺海洋气象科学试验基地,利用美国DMT公司生产的FM-100型雾滴谱仪,连续观测了海雾的雾滴谱、数浓度等微物理量。在此基础上分析了海雾液态含水量的演变特征,并结合同期的气象观测与分析数据,进行了海雾中低能见度成因的天气学分析。研究表明,海雾发展过程中含水量有着上下起伏变化的特点;直径10μm以上雾滴的增多是含水量增大的主要原因;随着含水量的增大,雾滴谱分布有向大雾滴方向增宽的趋势,其峰值高度也不断增大。在相同的含水量区间,不同的大气能见度样本表现出明显不同的谱分布特征;在相同高数浓度区间的情况下,导致大气能见度降低的主要原因是含水量的增大。而海雾过程中低能见度的出现,是众多天气因素共同影响的结果:地面天气图上的均压场范围更大,大气低空及地面风速小,大气低层处于弱不稳定状态,以及高湿度层主要在近地层等等。     

基于MODIS资料反演海上能见度的经验模型

利用2002年10月~2003年8月的中分辨率成像光谱数据MODIS(ModerateResolutionImagingSpectrora-diometer)和华南沿海及海上能见度观测数据,对华南海域连续的、长时间序列的能见度遥感监测和定量反演进行了试验。将MODIS影像分为:晴空(Ⅰ);雾和低云(Ⅱ);有降水积云(Ⅲ)和其它(Ⅳ)4类,并按照通道间相关性最小和与大气水平能见度相关最大的原则进行通道筛选。初步分析表明,水平能见度确实与MODIS卫星表观反照率存在一定的函数关系。在此基础上,对每一类进行通道筛选和特征因子提取,建立分类的反演经验模型进行大气水平能见度的遥感反演,并与观测结果进行了比较。结果表明,在Ⅰ和Ⅲ类大气状况条件下,能见度的反演结果较好(相关系数分别达到0.6和0.9,远大于95%信度检验水平),而大气状况较为复杂的II类反演精度较低,相关系数只有0.5(仅达94.2%显著性检验水平)。由此可见,对于海上下垫面均一、而大气状况复杂的遥感反演问题,根据大气状况分类简化的统计反演是较为有效的1种方法。同时,对大气的辐射消光特性的了解和MODIS通道特性的分析,也是决定反演结果的重要因素。     

基于MODTRAN模式的MODIS水汽通道光谱特征与海上能见度相关特性分析

海上能见度是重要的海洋环境信息,为了能够深入有效的开展海上能见度卫星反演方法研究,本文利用MODTRAN辐射传输模式模拟不同能见度等级下的MODIS水汽通道辐射值,进行不同能见度等级条件下MODIS水汽通道的光谱特征及其与能见度的相关特性分析研究,初步得出水汽通道光谱特征与海上能见度的相关性.     

基于MODIS数据的海上气象能见度遥感光谱分析与统计反演

重点分析了不同等级能见度过程在MODIS 36通道中的谱特征及与能见度的相关性,并对能见度进行了光谱统计分析.经去云处理后,对多点测站的相关分析发现能见度因子和ch1,3,4,8,16,24,25,29～36的辐射和反射率存在很好的相关性(置信度达90 %以上,相关系数≥0.8),进一步的通道筛选和压缩对能见度的反演有重要意义.典型个例分析发现低能见度与高能见度天气过程存在较明显的光谱辐射和反射差异,可用于低能见度的识别.     

目标触底瞬态地震波信号的检测

目标触底过程中通常会产生强烈的瞬态地震波信号,通过对此类地震波信号的监测、处理和分析,能够帮助判断该信号的产生是否是由异常活动产生的,并且能够根据信号分析相关信息,实现早期预警, 从而做出快速响应。 由于双谱检测具有很好的抗高斯干扰能力,对高斯平稳随机过程和试验模拟目标触底瞬态地震波信号的双谱特性进行了分析,并在高斯背景中对试验采集的瞬态信号进行了检测仿真,仿真试验结果表明:在高斯背景的干扰下,双谱检测能够有效实现对瞬态信号的检测^[1] 。     

基于火箭发动机的脉冲信号检测

水下火箭发动机工作时,尾部会产生高强度、宽频带背景噪声。在分析火箭发动机噪声产生机理和物理特性的基础上,主要研究了火箭发动机噪声背景下脉冲信号的检测流程和方法。采用自适应消噪和滤波,减弱背景噪声强度并提高了信噪比,建立了火箭发动机噪声背景下脉冲信号的检测方法,解决了强背景噪声脉冲信号难以检测的问题,为火箭发动机水下应用提供了新的思路。     

基于紫外荧光法检测水中油含量的浸入式传感装置的研究

介绍了一种基于紫外荧光分析法的水中油类污染物的检测传感器的设计。重点介绍了该传感探头的检测部分和控制部分的设计,检测部分由紫外发光二极管和探测器等组成信号采集装置,控制部分通过采用运算放大器、滤波器以及模数转换器实现了对微弱信号的高精度放大和处理。紫外荧光分析法具有快速、非接触性检测、操作简单、绿色环保无污染等优点,结合单片机技术在工程上有广泛应用。     

基于地基微波辐射计观测的东营地区低能见度天气指示性分析

针对东营市2016—2017年出现的27个低能见度天气过程,利用MP-3000A型地基微波辐射计二级数据,计算过程影响期间逐10 min的逆温层温差、逆温层厚度和低层相对湿度等物理量。结合空气质量和能见度变化情况,按照雾和霾、雾、降水三类天气对27次过程进行分类研究,总结地基微波辐射计观测的温湿度量对低能见度天气的指示意义和参考指标。结果表明：(1)雾和霾共同影响导致的低能见度天气出现在冬半年,PM_2.5浓度越大通常对应的能见度越低;逆温层温差和逆温层厚度与能见度的相关系数分别为-0.39和-0.45,逆温层温差增大指示能见度降低,逆温层厚度减小指示能见度升高。低层相对湿度在90%以上时,能见度受雾影响通常小于2 km;低层相对湿度在80%以下时,能见度受霾影响仍然维持在5 km以下。(2)雾影响导致的低能见度天气多出现在冬半年,与PM_2.5浓度无关;逆温层温差和逆温层厚度与能见度的相关系数分别为-0.54和-0.45。在逆温层生成和破坏阶段,逆温层温差变化幅度大,对能见度的指示性更强,而逆温层厚度变化幅度相对较小,多维持在300～400 m...     

基于图像处理的回声定位信号检测方法

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物.本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法.该方法首先对收集到的数据进行分帧,计算每帧信号的时频图;使用Frangi滤波器对时频图进行滤波,以降低...     

Prediction of visibility in the Arctic based on dynamic Bayesian network analysis

With the accelerated warming of the world, the safety and use of Arctic passages is receiving more attention.Predicting visibility in the Arctic has been a hot topic in recent years because of navigation risks and opening of ice-free northern passages. Numerical weather prediction and statistical prediction are two methods for predicting visibility. As microphysical parameterization schemes for visibility are so sophisticated, visibility prediction using numerical weather prediction models inclu...     

基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计

溶解氧浓度检测在水产养殖和环境监测中具有重要的意义。本文提出了一种基于快速数字锁相的溶解氧检测优化设计,利用快速数字锁相算法与过采样技术,实现了荧光信号和调制信号的快速相位解调,并得到二者相位差,根据Stern-Volmer方程求出溶解氧浓度值。本文分析了调制频率对测量结果的影响,选择合适的调制频率用于测量,并利用最小二乘法对测量结果进行拟合,拟合后的确定系数R-square为0.999 25。实验数据表明,测量结果相对误差（RE）小于±1.5%,相对标准差（RSD）小于4%,稳定时间小于50 s。本文提出的优化设计不仅具有较高的测量精度,还简化了硬件设计,降低了成本。     

1999～2002年福州机场白天气象能见度的气候特征分析

本文采用1999～2002年福州民航站白天逐时气象能见度的观测资料，利用统计和小波分析等方法，对该站气象能见度的日变化、季节变化以及季节内的变化等气候特征进行了分析．结果表明，其能见度日变化呈白天的早、晚时段较低，午后达到最高．能见度的季节变化呈冬、春季的较低，夏、秋季的较高，且存在着“6月份突变”的特性．其季节内变化主要以准两周(10～20d)振荡和30～60d准周期的振荡为主，且季节内振荡可能与东亚季风的季节内振荡密切相关。     

A new method for platform design based on parametric technology

A new method for platform design, named parametric platform design method (PPDM), is presented in this paper in order to improve the mobile platform design efficiency. In this method, an integrated parametric system that fully considers the characteristics of the platform is developed, which significantly optimizes the design process with the top–bottom design concept. In the parametric system, the main geometric dimensions are taken as parameters, while the topology between the structure members, the function requirements and the safety requirements are converted into geometric constraints. By geometric constraint solving (GCS), a set of parameters that satisfy all the given constraints are determined, and then the design scheme is obtained by several core algorithms, such as parametric tank subdivision, 3D stability calculation, parametric structure design, FEM preprocessing, etc. The parametric method greatly increases the changeability and the reusability of the platform model, and concurrent design is well supported. As the model is driven by parameters, PPDM is an excellent method for optimization design. As a result, PPDM has incomparable advantages on the design efficiency over traditional methods.     

新型深水钻井隔水管悬挂系统设计

南海海域台风频发,对于深水浮式钻井平台,常规避台模式要求回收所有隔水管,但是在深水、超深水海域,这种应对台风的方案有其局限性。据测算,水深超过1 500 m时,台风准备时间(回收所有隔水管、处理井口的作业时间)超过4天,而目前天气预报的水平只能提前4～5天,因此常规避台难度极大,经常会遭遇到还没有起完隔水管,台风已经逼近平台位置的情况,悬挂隔水管成为一种不得不面对的防台避台方案。硬悬挂和软悬挂是目前悬挂隔水管两种常见的模式,由于软悬挂能够补偿和缓解钻井船升沉施加在悬挂隔水管上的动态载荷,因此业内普遍认为软悬挂模式在提高悬挂隔水管对海洋环境的适应能力方面具有一定的优势,但是常规的软悬挂模式作业程序复杂,而且实施过程中存在伸缩节、张力器液缸等相关设备冲程超标的风险。通过对隔水管悬挂状态下横向和轴向的动力响应进行分析,确定了限制隔水管悬挂安全的主要因素,针对隔水管应力超标和转角过大、干涉等风险,设计了一种具有加装扶正器的锥形悬挂短节;针对悬挂隔水管的轴向压缩风险,研制了一种具有补偿功能的隔水管悬挂装置,降低了悬挂隔水管动态载荷产生轴向压缩和动态应力超标的风险。定量评估表明使用新型隔水管悬挂系统,可以将常规的悬挂窗口由不足10年一遇波流环境条件提高到满足100年一遇的波流环境条件,大大提高了悬挂隔水管的安全性。     

A knowledge based expert system for design of berthing structures

Rapid growth in the water transport system demands the construction of more port and harbour structures. Berthing structures are constructed in ports and harbours to provide facilities such as berthing and mooring of vessels, loading and unloading of cargo and embarking and disembarking of passengers. Quays, wharfs, piers, jetties and dolphins are the most widely used berthing structures. The construction and maintenance of these structures are very expensive and, therefore, the most economical design should be adopted. These structures will be checked against limit state of crack, which is important in respect to preventing corrosion. A knowledge based expert system, KNOWBESTD, has been developed using LEVEL5 OBJECT for the design of berthing structures. This paper describes the development of KNOWBESTD and illustrates the design of a typical berthing structure.     

基于LabVIEW的波浪驱动测量系统仿真设计

提出了一种通过虚拟仪器软件LabVIEW对水下测量系统进行仿真的方法,通过受力分析,可以近似地模拟出波浪驱动测量系统在水中的工作状态,为系统合理地布放提供有效的搭配方案。     

网络地理信息系统及其在海岸带管理中的应用

通过对国内外ＧＩＳ技术及其应用水平的剖析,提出了海岸带管理信息系统软件集成的发展方向,阐述了海岸带网络地理信息系统的软件开发、应用系统建设、信息集成方案等实现方法。     

Mooring system of ocean turbulence observation based on submerged buoy

A comparison experiment has been taken in the Kiaochow Bay between a newly designed mooring turbulence observation instrument (MTOI) and microstructure profiler MSS60 made by Sea & Sun. The whole observing system is based on a submerged buoy, in which the turbulence observation instrument is embedded, with a streamline-shape floating body, which is made of buoyancy material of glass microsphere. For the movement of seawater and the cable shaking strongly anytime influence the behaviors of the floating body, the accelerate sensors are used for the vibration measurement in the instrument together with the shear probe sensor. Both the vibration data and the shear data are acquired by the instrument at the same time. During data processing, the vibration signals can be removed and leave the shear data which we really need. In order to prove the reliability of the new turbulence instrument MTOI, a comparison experiment was designed. The measuring conditions are the same both in time and space. By this way, the two groups of data are comparable. In this paper, the conclusion gives a good similarity of 0.93 for the two groups of shear data in dissipation rate. The processing of the data acquired by MTOI is based on the cross-spectrum analysis, and the dissipation rate of it matches the Nasmyth spectrum well.