水雷作战效能海洋环境影响评估

提出并定性分析了海洋环境对水雷作战效能的影响,提出了构造模糊隶属函数,归一量化描述不同环境参数;采用层次分析法构建水雷作战效能指标参数,建立水雷作战效能与海洋环境参数之间的关联和层次结构,构造环境参数到水雷效能的训练样本;采用机器学习方法对海洋环境影响下水雷作战效能进行评估。通过实例,给出了水雷作战效能量化评估过程。     

基于多阶段贝叶斯网络法的脐带缆全寿命周期可靠性分析

脐带缆是深海油气开发的关键设备之一,主要由钢管单元、电缆单元、光缆单元、护套及铠装单元组成。脐带缆在全寿命周期经过设计制造、储存、安装、在位运行、修复阶段,其每个阶段的可靠性并不是某个常数,而是随时间变化的函数,因此有必要对脐带缆全寿命周期可靠性的变化进行分析。建立某气田水下脐带缆在储存、安装、在位运行阶段的故障树模型,将其转化为多阶段贝叶斯网络模型进行建模分析,基于OREDA手册数据,假设部件寿命服从指数分布,对脐带缆存储、安装、在位运行阶段的可靠性进行分析,得到不同阶段脐带缆可靠性的变化曲线,并与可靠性框图方法进行对比分析。同时,通过引入条件可靠性对该方法进行了优化,分析脐带缆修复后的可靠性变化,以及对脐带缆关键部件进行重要度分析,针对薄弱环节提出改进措施。可靠性分析可为水下脐带缆的安全运行提供技术支持,同时也为海洋结构与设备的全寿命周期可靠性分析提供了一种方法参考。     

不同天气条件下高山滑雪冰状雪赛道制作方法

为攻克冬奥会等顶级赛事高山滑雪项目赛道制作技术,在黑龙江省亚布力体育训练基地、张家口密苑云顶乐园和北京延庆国家高山滑雪中心开展了多次冰状雪赛道制作试验,发现-12℃晴空天气条件最适宜开展赛道制作,最优方案为-15～-10℃(气温)/6～9 bar(注水压力)/4～8 s(注水时长)。基于试验数据,建立了冰状雪赛道合格标准,以及国际上第一个冰状雪赛道制作的天气-注水定量模型,该模型可应用于大陆性气候条件下高山赛事并有潜力推广至其他冷干地区。此外,研究发现人造雪含水量和微观结构对赛道质量有显著影响,含水量越低、雪颗粒越小、雪形态越均一,赛道稳定性和硬度越大。研究成果弥补了国内有关冰雪体育保障技术的空白,可为我国承担大型冰雪赛事提供智力支撑。     

南海东沙海域网状沙丘的发现及其成因探讨

基于多波束测深和高分辨率多道反射地震数据,以及遥感资料研究南海北部东沙海域深水沙丘,总结底形形态分布特征,分析其水动力成因.按照空间分布形态将沙丘分为平行沙丘、波状沙丘和网状沙丘,本文首次发现水下网状沙丘,重点讨论网状沙丘的特征分布和形成机制.网状沙丘发育在东沙环礁东北部水深约352~420 m之间,研究发现其延伸方向共有三个走向：NS、NE-SW和EW,前两个方向为西向传播的内波所致,而最后一个则很有可能是由洋盆西向传播的内波遇到东沙环礁后形成衍射,向北传播的内波引起了向南的近海底底流,冲刷海底底层,剥蚀出足够的沉积物颗粒,从而形成EW走向的水下沙丘.值得一提的是,在多边形网状沙丘的上方,反射地震剖面揭示水层中发育与下方沙丘相当波长的高频震荡内波,并且在遥感资料上也发现相关的衍射和内波干涉区域,而内波干涉很有可能导致高频震荡,从而形成网状沙丘.本研究丰富了水下沙丘形态类型,探讨了新型水下沙丘的形成机制,在陆坡底沙运动及工程应用中具有重要的价值.     

多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术

针对采用传统海洋测量手段难以获取危险及争议海区的水深和水下碍航物信息,提出了基于卫星遥感进行水深反演和水下碍航物探测的新思路。探讨了多光谱遥感水深反演的数据预处理方法、遥感水深反演模型的构建及水下碍航物遥感探测方法,并开展了相应的实验验证。实验表明,采用卫星遥感手段可以快速地获取测量船只不易到达海区的水深和水下碍航物信息,研究成果对海洋测绘技术的发展具有一定的指导意义和应用价值。     

长江南京段近20年来河槽演变及其对人类活动的响应

利用 1998年和2013年历史水下地形数据,结合2015年和2016年多波束测深、流速与河床沉积物数据,探讨了南京段河槽演变对人类活动的响应规律。结果表明：① 1998~2013年南京河段整体呈现冲刷状态,净冲刷量为0.56亿 m³。② 南京段主河槽发育有平床和沙波等微地貌,两侧发育有水下陡坡。其中,平床和小尺度沙波区域平均流速为0.79 m/s,而巨型沙波区域平均流速为1.41 m/s。③ 人类活动对该河段的水下微地貌演变与河势演变起到至关重要的作用。由于三峡大坝等人类活动的影响,上游来沙量仍将持续低于多年平均值,南京段河槽会进一步冲刷并极可能给涉水工程安全带来威胁。     

基于排队论的水下预置反舰导弹部署优化

随着武器装备的逐渐智能化和信息化,武器系统的水下预置已经成为了未来水下无人作战体系中的重要研究内容之一。以封锁作战为背景,用水下预置反舰导弹构建多层防御阵线封锁战略航道,对敌实施打击。利用排队论相关理论研究了水下预置反舰导弹对来袭舰船编队总的命中概率并建立了其线形部署优化模型。通过仿真算例验证了模型的有效性,分析了影响优化结果的其他因素,结果表明：该模型能够准确找出在总命中概率最大时最佳的部署层数和各层部署数量,可为水下预置反舰导弹的部署决策提供一定科学参考。     

水下预警探测声呐基阵与反潜兵力的融合运用初探

海军反潜作战装备的快速发展,反潜作战能力的不断提升,要求我们加快反潜作战战法创新。 在水下预警探测声呐基阵信息支持下,为拓展反潜兵力的应用场景,发展创新了传统反潜兵力的战术战法, 深入分析了作战指挥原则和兵力使用方法。     

无人水下航行器故障预测与健康管理框架研究

针对无人水下航行器维修保障难度大、成本高的问题,论述了 PHM 技术在无人水下航行器的系统级、分系统级、设备级的应用问题,提出了一套适用于无人水下航行器机载、岸基故障预测与健康管理(PHM) 系统框架结构。分析了其中的关键技术,在此基础上进行了无人水下航行器 PHM 数据流结构设计。最后,以 PHM 技术工程应用为线索,提出了无人水下航行器 PHM 总体集成技术方案。     

基于注意力的光照感知水下图像复原网络

水下环境光线昏暗,仅依靠自然光源难以清晰成像,通常需要增加人工光源,但人工光源的引入会导致场景亮度不均。在这种包含自然光源和人工光源的混合光照环境下,所拍摄的水下图像质量严重退化,不仅降低视觉观感,更影响后续高级计算机视觉任务的顺利开展。然而现有方法大都只考虑了自然光源的影响,对混合光源环境下的水下图像复原效果不佳。为了解决混合光源环境下水下图像存在的光照不均、色偏、细节模糊等问题,提出了一个光照感知编解码器网络用于水下图像复原。一方面,在多尺度结构中引入注意力机制和改进残差结构高效提取丰富的结构细节特征,另一方面增加光照感知图作为先验约束网络复原结果的对比度。此外,设计了合适的损失函数,引导网络充分学习水下图像和清晰图像间的非线性映射关系,使恢复图像的色调更自然,纹理细节更丰富。对比试验结果证明此方法在主观感知和客观指标上均优于对比算法,消融实验证明所提网络模块和光照感知的有效性。