海底掩埋目标声探测与识别关键技术进展

为了准确呈现海底掩埋目标声探测与识别研究存在的问题与技术难点,推动该领域相关技术的发展,本文主要从探测系统及信号处理技术两方面出发进行研究。首先分析了基于水声探测海底掩埋目标所面临的难点,介绍了国内外掩埋目标声探测与识别系统,然后论述了抗混响、特征提取、目标检测和目标识别等关键技术环节的主要研究进展,最后总结了掩埋目标探测与识别面临的问题和挑战,并对未来发展方向进行了展望。

谈《长日留痕》和《被掩埋的巨人》中的角色互文

石黑一雄的《长日留痕》和《被掩埋的巨人》两部作品看似风格迥异,但两部作品的主人公史蒂文斯和高文的人生追求、情感困境和命运归宿却高度一致,呈现出一种相互指涉、相互对话的状态,两者构成了多重的互文关系。基于此,本文从互文性视角出发对这两个普通人的生存境况进行细致分析,挖掘两部小说蕴含的深刻哲理意味与精神价值,以期为困于生存的现代人提供一些启示。

储气库掩埋井口精确磁定位技术

在建设地下储气库时,首先应确保储气库的密封性,要确定废弃掩埋老井的位置并对其进行封堵,常见测量手段存在一定的误差和不确定性。为此提出一种掩埋井口精确磁定位技术,通过主动激发掩埋井口周围的磁场分布特征,结合反向散射信号提取解算,实现精确测量和定位。硬件系统主要由发射器、接收器和计算装置组成,采用信号提取、坐标转换、平面定位、垂向定位等定位算法可以锁定被埋井口位置,同时从算法方面分析了绞车、回路、发射器等可能会对磁定位结果产生的干扰。该技术应用于辽河油田国家级自然保护区的桥下S井定位作业中,共钻进4口浅井,交替测量2次后成功锁定S井井口位置,随后一次开挖成功,与测量坐标的误差小于0.5 m。该技术解决了长期困扰油田的储气库无法顺利建库的难题,为掩埋井口精确定位提供了可靠思路,具有指导意义。

不同泥沙掩埋深度对莲子草生长的影响

为研究不同泥沙掩埋深度和掩埋时间对河南省信阳市南湾湖库区消落带莲子草(Alternanthera sessilis(L.) DC.)生长发育的影响。试验设置3个不同处理(4 cm埋深、8 cm埋深、12 cm埋深,掩埋时间35 d),以不掩埋作为对照,采用相同的泥沙基质进行覆盖,测定莲子草的存活数、株高生长量、叶长和叶宽、生物量干重。试验结果表明,轻、中度掩埋对莲子草存活率影响不明显,重度掩埋会使莲子草的存活率降低;中度掩埋和重度掩埋对莲子草株高和叶片长度的促进作用比轻度掩埋和不掩埋更为明显,且呈现出重度掩埋>中度掩埋>轻度掩埋>不掩埋;相较于不掩埋,掩埋处理均会降低叶片宽度,且叶片宽度呈现出轻度掩埋>中度掩埋>重度掩埋;相较于不掩埋,轻度掩埋莲子草生物量更多的集中在根部,而中、重度掩埋生物量更多的集中在茎叶部分。说明莲子草通过加快茎干生长和改变叶片形态以及调整生物量分配的方式来增强对泥沙掩埋的适应能力。

地下掩埋物弹性波散射的间断有限元建模

针对现有大型弹性波模型数值模拟内存占用高,高阶计算精度不足等问题,基于COMSOL弹性波时域显式接口提出弹性波模型的间断有限元建模方法,推导了间断伽辽金有限元算法(DG-FEM)的空间及时间离散框架。通过模拟兰姆问题,对比解析解验证了该方法在模拟弹性波传播问题的准确性和高效性。对掩埋物的弹性波散射进行了模拟仿真,分析散射波场特征,探讨了掩埋物识别定位的机制,为掩埋物识别与探测等相关研究提供了有效借鉴。

《被掩埋的巨人》中记忆和遗忘的冲突与和解

石黑一雄是2017年诺贝尔文学奖获得者。他的作品多以战争和回忆为主题,讨论战争给人们带来的创伤。《被掩埋的巨人》则是一部最新的关于战争与记忆的作品。该作品以艾克索夫妇寻子之行为主线,开启了人们寻找记忆之路。这部作品虽然发生在远在后亚瑟时期的传奇故事,但意在借古讽今。记忆与遗忘是相互对立的:恢复记忆意味着复仇开始,而忘记过去就意味着对历史的背叛。在遗忘与记忆间,人们最终选择恢复记忆。由此可见,遗忘不可能愈合伤口,唯有铭记历史才能真正带来和平。

基于掩埋图像特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法

分析了冲击地压和煤与瓦斯突出时抛出大量黑色煤岩的掩埋图像特征:监视区域内颜色及其对应图形面积变化、颜色及其对应图形数量变化、颜色及其对应图形形状变化、掩埋位置异常等。根据灾害发生时会造成监视区域内非黑色区域面积减少,且减少的速度和加速度较大的特征,提出了基于颜色及其对应图形面积变化特征的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法。根据灾害发生时会造成监视区域内非黑色区域数量减少,且减少的速度和加速度较大的特征,提出了基于颜色及其对应图形数量变化特征的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法。根据灾害发生时会造成监视区域内非黑色图形的圆形度、矩形度和面积周长比减少,且减少的速度和加速度较大的特征,提出了基于颜色及其对应图形形状变化特征的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法。根据灾害发生时会导致煤矿井下人员、液压支架顶部及靠近顶部等位置被煤岩掩埋的特征,提出了基于掩埋位置异常特征的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法。上述基于掩埋图像特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法具有响应速度快、非接触、监测范围广、成本低和使用维护方便等优点。

海底掩埋缆探挂装置设计与试验

针对海底掩埋缆服役寿命到期更换或意外发生中断需维修等问题,文中设计了一种海底掩埋缆探挂装置,该装置可用于挂钩海底掩埋缆,并对掩埋缆起到标记作用,便于水下作业工具后续对其进行检修和修复。针对该探挂装置搭建试验台架并进行试验研究。利用集成位移传感器和压力传感器采集探挂装置反馈信号,基于试验数据形成海底掩埋缆探挂信息作业窗口图,用于指导判断探挂装置对海底掩埋缆挂钩标记是否成功。该研究成果可为水下作业工具的设计和应用提供重要的技术支持和试验依据。

基于双向流固耦合的大直径掩埋管道强度研究

针对大直径掩埋管道工作中发生的管道结构变形问题,综合考虑管内流体与结构之间的耦合,通过双向流固耦合方法求解管内流体Navier-Stokes(简称:N-S)方程和管道结构运动方程,分析不同工况下管道变形和应力的变化规律。结果表明:管道在竖直方向上的变形量最大,且管道的弯管部位变形量也较大;管道的应力主要集中在入口和出口位置,出口的最大应力是入口的1.45倍;弯管的最大变形集中在管道外侧,最大应力集中在管道内侧,弯管的内外表面的变形和应力基本相同;管道整体和弯管局部的最大变形和最大应力都随流体压力的增大非线性增大。该方法为计算大直径掩埋管道的结构设计提供了有价值的参考。

掩埋异质结激光器的Mesa制备工艺

掩埋异质结结构的半导体激光器具有阈值低、光束质量好的优点。台面(Mesa)制作是掩埋结激光器加工过程中的一步关键工艺,采用传统的全湿法腐蚀工艺制作台面,3英寸圆片内腐蚀深度和器件输出功率水平差异较大。而采用干法刻蚀加湿法腐蚀工艺技术,制备出的台面表面光滑、侧壁连续,腐蚀深度差异为6%,最终器件输出功率水平的差异仅为2%。利用该掩埋结技术制备的1 550 nm大功率激光器均匀性有了较大提升,900μm腔长单管的阈值电流约12 mA,300 mA工作电流时功率输出100 mW。

秸秆捡拾粉碎掩埋复式还田机设计与试验

针对黄淮海地区存在玉米秸秆量大、后续播种难度大等问题,设计了一种秸秆捡拾粉碎掩埋复式还田机,能一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送和开沟掩埋等作业。应用典型弹齿滚筒式捡拾装置工作原理,通过弹齿捡拾秸秆过程的分析,确定了弹齿滚筒式捡拾装置的导轨中心线轨迹和捡拾相位,并对弹齿进行了基于实际作业情况的运动学分析,其运动轨迹与速度变化规律能够满足捡拾秸秆的需求。采用动定刀支撑切割方式粉碎秸秆,并利用粉碎腔体内的高速气流和置于腔体后侧的挡草板,实现秸秆掩埋还田比例调节和部分秸秆抛撒还田。开沟装置、秸秆输送导向装置出草口和圆盘覆土装置从前向后依次布置,顺序完成开沟、秸秆入沟和覆土掩埋工序。田间试验表明,当作业速度为3 km/h时,秸秆捡拾率为93.5%,粉碎长度合格率为92.6%,开沟深度稳定性系数为95.0%,秸秆入沟率与预先设定的掩埋比例基本一致,各项技术指标满足技术要求。

典型铬渣简易掩埋场铬渣及土壤铬污染特征和处置分析

通过钻孔采样分析,研究了典型铬渣简易掩埋场地下铬渣及土壤铬中Cr6+、总Cr的分布特征和污染状况,结果表明,铬渣简易掩埋场铬污染程度严重,引起了周边和地下深部较大面积的土壤污染,深度达到了地下的基岩。铬含量在土壤层剖面中分布呈现规律性变化,即随土壤深度增加,Cr6+、总Cr含量逐渐下降,但绝大多数超过了危险废物毒性鉴别标准。从铬污染程度上看,总体上存在铬渣>土壤>人工填土。在此基础上,提出了铬渣及污染土壤的处置方式,为铬渣污染治理和资源化利用提供科学依据。

秸秆集中掩埋还田深度对二化螟幼虫越冬存活率和出土规律的影响

为研究秸秆集中掩埋还田深度对稻秆内二化螟越冬存活率和春季田间出土行为的影响,在2010年3月至6月、2010年11月至2011年6月、2011年3月至6月设置秸秆春耕还田和秋播还田试验,均设集中掩埋深度5 cm、20 cm、35 cm、50 cm 4个处理,以常规覆盖还田为对照。结果表明:秸秆掩埋还田深度与二化螟越冬存活率呈显著负相关,掩埋越深二化螟存活率越低,还田深度超过20 cm时,幼虫死亡率达60%以上,秸秆春耕还田二化螟越冬存活率比秋播还田低。秸秆掩埋还田二化螟越冬幼虫出土历期最长达85 d(2010年秸秆秋播还田),最短是没有幼虫出土(2011年秸秆春耕还田)。秸秆掩埋还田幼虫出土高峰主要集中在5∶00～7∶00和20∶00～22∶00,而秸秆覆盖还田幼虫出土高峰主要集中在12∶00～14∶00。以上结果说明秸秆集中掩埋还田深度影响二化螟越冬幼虫存活率和其春季田间出土行为。

掩埋海底管道探测方法及新技术应用研究

在海洋油气资源开发中，最常用和有效的油气输运方法是使用海底管道进行输送，因此，随着海洋油气资源的不断开发，海域内所铺设的海底管道数量越来越多，密度不断增高，种类越来越复杂。这些海底管线长期在海洋复杂环境下工作，出现悬空、平面位移、管体损伤等情况，与原始设计状态有很大差异，但未得到精确探测与校核，存在很多事故隐患，对环境和生产造成极大的威胁。

时间反转处理用于掩埋目标检测

研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),将声能聚焦在目标位置处,对SRA接收到的目标散射回波做与发射聚焦互动的接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦。并对常规BS(Broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测两种方法各自的性能进行了比较。实验室波导掩埋目标实验数据处理验证了理论分析的结论,并证明时间反转检测比常规BS发射检测可得到更大的信混比,从而提高了掩埋目标的检测概率。

长江口疏浚土掩埋对两种贝类存活的影响

疏浚土处置产生的土丘状浮泥，会掩埋原有底质，底栖生物被掩埋后或死亡，或垂直向迁移重新获得生存机会，而使底栖生物群落得以重建．为评价疏浚土掩埋对底栖生物存活的潜在影响，采用长江口深水航道工程疏浚土模拟掩埋尖紫蛤（Sanguinolaria acuta）、文蛤（Meretrix meretrix），观测两种贝类对不同埋深的反应及其存活情况．结果表明，文蛤和尖紫蛤被掩埋后均表现出垂向迁移行为，文蛤比尖紫蛤表现出了更强的垂向迁移能力，当掩埋深度为8cm时，可100％迁移至疏浚土表层，获得存活机会，而尖紫蛤仅50％左右个体的进出水管伸出疏浚土表层；疏浚土掩埋深度与尖紫蛤死亡率之间有极其显著正相关关系（R^2=0．967，P=0．007〈0．01），并求得4d—LC50 为6．9cm，95％置信区间5．2～8．6cm．试验所设置掩埋深度与文蛤死亡率之间没有表现出显著相关关系，难以通过统计方法获得文蛤的4d—LC50；借鉴毒理学中推定LOEC（最低有影响深度）的方法，推定文蛤的LOED为10cm．研究表明，疏浚土处置后的沉积厚度对底栖动物种群的存亡具有决定性作用，而底栖动物在被掩埋后表现出的垂向迁移能力大小也可影响自身种群及处置区整个底栖动物群落的最终重建几率，并且积极的管理策略对底栖群落重建意义重大．

海底掩埋物的目标强度和回声信混比

基于两种流体介质中声散射的修正的Kirchhoff近似,导出计算掩埋物回声的近似公式。应用回声计算的板块元方法和底质的地声模型,能够计算任意形状刚性掩埋物的回声特性。海底沉积层的影响主要反映在声波在底质中传播的衰减。界面的作用主要表现在声波经过两次折射或透射产生的损失。计算结果表明,用常规方式探测掩埋物时回声信混比总是很小, 探测是十分困难的。

凋落物覆盖及掩埋对不同质量的藜蒴种子萌发和幼苗生长的影响

以南亚热带常见的先锋乡土树种藜蒴(Castanopsis fissa)为研究对象,通过室内萌发试验,分析了种子质量、凋落物覆盖和掩埋对种子萌发及幼苗早期生长的影响。结果表明,藜蒴种子能否成功萌发并形成幼苗的决定性因素是种子的掩埋深度。掩埋显著抑制了藜蒴种子萌发及形成幼苗的过程,随掩埋深度的增大,这种抑制作用越明显。掩埋对幼苗的存活和生物量没有显著影响,但可提高幼苗根部生物量的分配。深度掩埋时,质量大的种子在幼苗形成过程中具明显优势;而置于土壤表层或浅埋的种子成苗率与种子质量的相关性较低。大质量种子形成的幼苗更易于存活,在生物量的积累方面也表现出一定的优势。凋落物覆盖未抑制幼苗的出土,且对幼苗的存活和生长具有明显的促进作用,表现在可提高幼苗的相对生长率以及生物量的积累。另外,凋落物的覆盖明显提高了幼苗生物量在其冠部的分配。因而,若利用直接播撒藜蒴种子的方式改造南亚热带退化草坡,理论上应尽可能选用大质量的种子直接播种于地表,并覆以原有的地表凋落物,以促进藜蒴幼苗成功建立。

底质掩埋对苦草种子成苗和幼苗存活的影响

为探索底质掩埋对人工恢复苦草(Vallisneria natans)的影响,研究了塘泥和河沙掩埋0、1、3、5 cm深度下苦草种子的成苗状况和苦草幼苗的存活状况。结果表明,掩埋深度增加会显著降低种子的成苗率、幼苗的存活率、植株的株高和干重,其中掩埋深度达5 cm时,苦草种子不能成苗,幼苗不能存活,与无掩埋相比,掩埋1 cm和3 cm处理中,幼苗存活率的下降幅度显著低于种子成苗率,且掩埋1 cm处理的幼苗存活率下降不显著,掩埋3 cm处理的河沙组种子的成苗率和幼苗的存活率显著高于塘泥组;无掩埋、掩埋1 cm和掩埋3 cm处理中,塘泥组苦草的平均株高、株均干重和根冠比均显著大于河沙组。表明底质掩埋对苦草种子成苗的影响大于对幼苗存活的影响;塘泥比河沙更有利于苦草的生长,但掩埋深度较大时,塘泥对种子成苗率和幼苗存活率的影响比河沙更明显。

基于声波探测的海底管道非掩埋状态检测方法

基于声波探测技术,提出一种对海底管道非掩埋状态进行联合检测的方法,以山东胜利油田某海底输油管道为对象,设计一种双声纳探头多波束测深系统,并联合侧扫声纳系统,通过对系统参数进行分析、优化,从而实现对海底管道非掩埋状态的高效精确检测。分析检测结果表明:基于双声纳探头多波束系统的海底管道检测可获得高密度的点云数据,显著提高了管道检测数据的稳定性及可靠性;侧扫声纳系统的良好检测效果有赖于其声波掠射角的最佳取值;参数优化后的联合检测系统的检测效率得到显著提高,能够精确判断出管道的实际状态。