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利用旋转双目立体相机的桩体倾斜度测量方法

海洋测绘 2024年第3期44卷 32-36,52页

作者：王效愚闫利王崇明隋海琛谢洪武汉大学测绘学院湖北武汉430079 天津水运工程科学研究所天津律300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

桩体倾斜度监测在沉桩作业中至关重要,现有方法普遍存在安置过程复杂、工作耗时长等典型问题。针对以上问题,以双目立体设备研制为基础,提出了一种基于双目立体视觉的桩体倾斜度测量方法。首先,该方法通过旋转码盘与相机的高精度标定实... 详细信息

桩体倾斜度监测在沉桩作业中至关重要,现有方法普遍存在安置过程复杂、工作耗时长等典型问题。针对以上问题,以双目立体设备研制为基础,提出了一种基于双目立体视觉的桩体倾斜度测量方法。首先,该方法通过旋转码盘与相机的高精度标定实现利用码盘旋转角度读数来高效计算相机在任意旋转角度的位姿信息。其次,在双目影像同步采集以及高频倾斜角度测量条件下,设计了一种新的利用提取桩体边线几何的方法来拟合桩体中心轴线方向向量,从而快速计算柱体的倾斜度。实验结果表明,该方法可准确计算相机相对位姿以及柱体倾斜度,倾斜度测量精度可达到优于0.1°,且单次自动测量效率优于10 s,相较于常用的全站仪测量方法,其效率可提高6倍以上,能够满足连续高效且高精度的桩体倾斜度测量需求。

关键词：视觉测量旋转双目立体相机桩体倾斜度相机位姿拟合中心轴向量

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实时PPP离岸潮位遥测方法与试验

海洋测绘 2024年第2期44卷 18-21页

作者：刘亮交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术企业重点实验室天津300456

为降低离岸潮位实时遥测成本,提高适用性,提出了基于实时精密单点定位的离岸潮位数据获取与提取方法,利用小型浮标搭载具有实时PPP和远程通讯功能的GNSS接收机进行离岸潮位遥测,原始观测数据经粗差剔除、均值化处理、S-G滤波后,较好地... 详细信息

为降低离岸潮位实时遥测成本,提高适用性,提出了基于实时精密单点定位的离岸潮位数据获取与提取方法,利用小型浮标搭载具有实时PPP和远程通讯功能的GNSS接收机进行离岸潮位遥测,原始观测数据经粗差剔除、均值化处理、S-G滤波后,较好地剔除了风、浪、流等引起浮标姿态变化所带来的测量误差。研发了相应软硬件,并在天津港外海进行了试验,测试结果优于±8cm,整体中误差为±3.7cm,满足海洋观测规范要求。相较基于压力式传感器加声学通信的现行数据采集方式,该方法具有建设成本较低、观测方式简单、后期维护方便、产业化前景好等特点,可进一步在实际项目中推广使用。

关键词：海洋测绘潮位遥测实时精密单点定位实时数据流 S-C滤波

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波浪荷载作用下防波堤地基土动强度试验研究

岩土工程学报 2024年第S1期46卷 186-190页

作者：李治朋李一良张宇亭天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456 交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心天津300456 河南省地质研究院河南郑州450001

通过模拟波浪荷载,对防波堤地基土做了等压固结不排水动三轴剪切试验,分析得出,循环剪应力比与破坏振次可用幂函数拟合,但拟合参数不是常数,与土类和围压有关;土体在剪切过程中孔隙水压力会不断增加,但始终没有达到初始的围压数值,达到... 详细信息

通过模拟波浪荷载,对防波堤地基土做了等压固结不排水动三轴剪切试验,分析得出,循环剪应力比与破坏振次可用幂函数拟合,但拟合参数不是常数,与土类和围压有关;土体在剪切过程中孔隙水压力会不断增加,但始终没有达到初始的围压数值,达到破坏标准时,约为初始围压的60%~80%;动孔压比与振次比关系可用幂函数很好地拟合,拟合参数不是常数,与土性有关;3种土的动应变发展模式不同,粉质黏土的压应变一直大于拉应变,粉土是压应变与拉应变基本同时发展,砂土则在开始一段时间,轴向应变很小,压应变小于拉应变,中后期,轴向应变迅速增长,压应变逐渐超过了拉应变。

关键词：波浪荷载动三轴试验动强度振次孔隙水压力应变

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质量比对D形截面柱体流致振动的影响

力学学报 2024年第3期56卷 540-549页

作者：宋吉宁李壮蒋学炼金瑞佳刘宇航天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心天津300456

利用涡激振动进行海流能收集的VIVACE装置是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ωSST湍流模型和Newmark-β法,通过数值模拟探究了四个质量比(2,5,7和10)在迎流角90°下D形截面柱体的流致振动响应,系统分析了D形截面柱体在横流... 详细信息

利用涡激振动进行海流能收集的VIVACE装置是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ωSST湍流模型和Newmark-β法,通过数值模拟探究了四个质量比(2,5,7和10)在迎流角90°下D形截面柱体的流致振动响应,系统分析了D形截面柱体在横流向上的振动幅值、频率、平衡位置偏移量、尾涡脱落模式以及能量转化效率.所模拟的雷诺数范围为288~2880,对应的约化速度为2~20.结果表明,质量比对D形截面柱体流致振动的影响明显,质量比会改变D形截面柱体流致振动的响应分支.质量比越大,D形截面柱体进入驰振对应的约化速度越低;质量比增大,D形截面柱体平衡位置偏移量相对减小.随着约化速度的增大,D形截面柱体出现了涡激振动、涡激振动-驰振及完全驰振等响应分支.在所模拟的范围内,D形截面柱体高能量转化效率出现在涡激振动分支,而不是在驰振分支;在质量比为10且约化速度为4.5时,一级能量转化效率达到最大值44%.相关研究可为VIVACE装置的振子选型提供参考.

关键词：质量比 D形截面柱体涡激振动能量俘获装置数值模拟流致振动

双自由度D形截面柱体流致振动的二维数值模拟

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船舶力学 2024年第6期28卷 896-906页

作者：宋吉宁李壮蒋学炼金瑞佳刘宇航邓钰瑶天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程研究中心天津300456

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格... 详细信息

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格和时间步长敏感性,并与相关文献的实验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性。基于计算结果,系统分析了D形截面柱体的振幅、振动频率、水动力系数、尾涡脱落模式,以及平均位置偏移情况。结果表明,双自由度D形截面柱体在约化速度为8~14的区间内表现为涡激振动-驰振模式,尾涡多为2S和S+2S交替脱落,双自由度振幅比单自由度有显著的增大。升力主要偏向截面的直线边一侧,且升力出现了多个倍频。横流向和顺流向平均偏移量最大都可达到一倍特征长度以上。

关键词： D形截面不对称迎流流致振动双自由度

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入海河流生态净化水对海洋环境影响研究

珠江水运 2024年第13期 69-72页

作者：陆伟朱宇新杜跃天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室交通运输部天津水运工程科学研究院

本研究针对达标尾水入河入海的环境影响进行研究,通过建立近岸滩涂区数学模型作为研究手段,采用水动力模型和污染扩散模型对不同条件下达标尾水排放入海的环境影响进行模拟、预测,研究主要的污染因子CODMn在不同的潮汐时刻的影响扩散情... 详细信息

本研究针对达标尾水入河入海的环境影响进行研究,通过建立近岸滩涂区数学模型作为研究手段,采用水动力模型和污染扩散模型对不同条件下达标尾水排放入海的环境影响进行模拟、预测,研究主要的污染因子CODMn在不同的潮汐时刻的影响扩散情况,并通过对比分析研究达标尾水经湿地生态净化的措施下CODMn的影响情况。计算结果表明,研究水域受柘汪河挡潮闸每天一次开闸放水的影响,下泄的水流主要经滩涂滩槽向东南侧外海流出,在达标尾水经生态净化后,高浓度CODMn的影响面积下降幅度较大,达到20.92%,最远影响距离下降了5.91%,而低浓度的影响面积略有下降,其原因可能是由于近岸滩涂沟槽限制了高浓度污染因子的扩散,而高浓度污染因子抵达外侧海域后,又能在海水的稀释、携带作用下快速扩散开。

关键词：生态净化达标尾水数值研究污染物预测

17α-乙炔雌二醇胁迫下零价铁对硝化污泥中抗性基因的影响

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中国环境科学 2024年第1期44卷 548-554页

作者：王丽丽李安婕张传国交通运输部天津水运工程科学研究院水路交通环境保护技术交通行业重点实验室天津300456 北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室水环境模拟国家重点实验室北京100875

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中A... 详细信息

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中ARGs丰度提高了724.42TPM(每百万转录本中来自于某基因的转录本数目),但ZVI削减了此过程中的ARGs丰度增长趋势,EE2及ZVI改变了ARGs亚型的分布,但对ARGs类型及亚型种类无明显影响.EE2使得硝化污泥中属于高风险等级(Q1及Q2)的ARGs丰度增加了555.75TPM及151.08TPM,ZVI降低了硝化污泥中的抗性风险.多重耐药是硝化污泥中丰度占比最大的高风险(Q1和Q2等级)ARGs类型,占比高达49.23%.微生物群落是硝化污泥中ARGs的重要驱动因子,鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis)等菌属与多种ARGs显著正相关,可能是多种ARGs的共同潜在宿主.

关键词：硝化污泥 17α-乙炔雌二醇(EE2) 抗生素抗性基因(ARGs) 零价铁(ZVI)

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刍议海河下游内河电子航道图系统建设的意义

科技资讯 2024年第3期22卷 121-124页

作者：苗琪房新玉王瑞成解静熊伟天津市港航管理局交通运输部天津水运工程科学研究所天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

随着内河水运信息化的发展,构建内河电子航道图系统是当前国内各航道管理部门研究的热点。通过对国内外研究现状介绍,梳理了海河下游内河电子航道图系统构建的框架和主要功能模块,为海河下游内河电子航道图系统建设打下基础;对未来建设... 详细信息

随着内河水运信息化的发展,构建内河电子航道图系统是当前国内各航道管理部门研究的热点。通过对国内外研究现状介绍,梳理了海河下游内河电子航道图系统构建的框架和主要功能模块,为海河下游内河电子航道图系统建设打下基础;对未来建设面临的困难和机遇进行了分析,总结了项目建设的意义,为海河航道信息化打下坚实基础。

关键词：内河水运电子航道图助航导航航道信息化

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双轴扫描声呐在桥墩冲刷监测中的应用

自动化与仪器仪表 2024年第4期 266-270页

作者：张龙隋海琛孙辉崔志伟交通运输部天津水运工程科学研究所天津300456 天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

针对潜水探摸费用高、作业时间受限,传统光栅监测不直观及多波束测深监测在实时性连续性上存在缺陷,采用定点静态监测方法,将两台双轴扫描声呐设备固定安装在指定桥墩上,声呐探头以一定的水平角度和垂直角度步进旋转,在水平、垂直旋转... 详细信息

针对潜水探摸费用高、作业时间受限,传统光栅监测不直观及多波束测深监测在实时性连续性上存在缺陷,采用定点静态监测方法,将两台双轴扫描声呐设备固定安装在指定桥墩上,声呐探头以一定的水平角度和垂直角度步进旋转,在水平、垂直旋转指定角度区间形成一幅完整的三维点云图像。采集的数据由串口服务器转为网络数据后通过4G DTU远程传输给数据接收终端进行处理、汇总、分析、成图、显示。通过软硬件集成系统实现大范围、长时间、高频次、高精度的无人值守冲刷监测,避免了探头中途拆装等操作对前后所测数据的一致性产生的可能影响。同时,固定安装的声呐系统克服了其他监测手段数据不直观、不及时等缺陷,可按照指定时间获取面状的全覆盖海底地形数据,对桥墩周边海床基础数据进行实时冲刷监测,监测系统运行稳定,远程采集控制及回传数据正常,数据精度可达0.1 m,数据点密度可达1 m×1 m。数学模型对冲刷坑的冲刷深度和范围与实测值相比,结果吻合。

关键词：桥墩冲刷局部冲刷双轴扫描声呐监测系统杭州湾大桥