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三峡升船机通航船舶动态吃水检测系统的研究
| 论文题名： | 三峡升船机通航船舶动态吃水检测系统的研究 |
| 关键词： | 升船机;通航船舶;吃水检测;速度检测;违章取证 |
| 摘要： | 三峡升船机安全高效运行的关键在于通航船舶进入升船机船厢的吃水深度，可是当前国内外关于升船机通航船舶吃水检测技术的研究并不成熟，不能离船实时的检测通航船舶的吃水值。所以开发一套适用于三峡升船机的通航船舶检测系统对升船机的安全高效运行十分有必要，满足三峡升船机通航船舶离船快速吃水检测，速度检测以及船舶违章取证信息保存等需求。 论文依据航道水域声场传播模型研究超声波在水下传播特性。根据超声波的传播特性提出了超声波的衍射原理以及超声波在水下传播的多途效应。同时还研究了水中气泡和船舶运行速度对船舶动态吃水检测的影响。 论文完成了对三峡升船机通航船舶动态吃水检测系统的构成以及各个子系统的设计。三峡升船机通航船舶动态吃水检测系统是由船舶AIS检测子系统、船舶吃水检测子系统、船舶速度检测子系统、信息采集与处理子系统和船舶违章取证信息存储查询子系统五部分组成。 论文完成了船舶吃水检测子系统的软硬件设计以及现场安装。根据三峡升船机的现场实际情况，系统硬件设计主要包括基于FPGA控制采集单元、基于STM32数据采集单元、水位测量模块和数据传输模块;系统软件设计主要采用了数据传输奇偶校验和CRC循环冗余校验算法来解决运距离传输数据误码的问题，采用超声波传感器数据特征标准化算法解决多路传感器间参数不一致的问题，采用粗值定位算法解决吃水检测系统超声波传感器遮挡个数的问题，采用幅值细分算法来解决吃水检测系统超声波传感器遮挡深度的问题，采用均值滤波和中值滤波算法解决随机异常数据的问题，采用选择型最小二乘直线回归预测算法解决船舶尾流噪声的问题。 通过实验室大量实验和国家计量单位认证，升船机通航船舶吃水检测系统实验室环境下的测量对比差为0.028m。工程设计投入升船机现场稳定使用一年后，该系统的实船吃水量测量的对比差为0.056m。综上该系统测量结果可以作为海事部门实时判断通航船舶实际吃水量的依据。 |
| 作者： | 高云飞 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 熊木地 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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