沉排(软体排)是航道整治工程的根基,可有效防止河床水土流失及水流渗透造成的局部破坏。然而,水下沉排的铺设质量信息获取困难:铺排过程中需要实时检测相邻排体的搭接宽度,铺排事后又需要检测是否存在搭接不合格区域。两个阶段检测手段的缺失,导致铺排成本高、质量不稳定,事后也无法对沉排进行及时维护。普思海洋将 BlueView BV5000 三维成像声呐应用于水下沉排搭接实时监测,为这一行业难题提供了工程化解决方案。

Teledyne BlueView BV5000 三维机械扫描成像声呐(图源:Teledyne Marine)
铺排过程检测:声呐经船载支架直入江中,实时回传水下沉排影像。检测算法分三步走——首先对铺排声呐图像进行边缘检测,然后对四条主要边缘进行直线拟合,最后通过直线边缘交点计算搭接宽度,确保搭接宽度满足设计要求(不小于 3 米,砼联锁片排不小于 5 米),超限自动报警提示调整船位,检测精度达分米级。
铺排事后检测:通过对沉排声呐图像的分割分析,自动检测排体中是否存在搭接不合格区域,为事后清理维护与质量验收提供客观依据。两个阶段的声呐图像分析相互衔接,实现了铺排精确指导与事后质量检测的完整闭环。

水下沉排砼块联锁结构实拍

沉排铺设近景:砼块与系结排布

BV5000 对沉排搭接区域的三维声呐扫描点云
BlueView BV5000 是 Teledyne BlueView 推出的机械扫描式三维成像声呐,一键扫描即可生成水下场景三维点云,在低能见度乃至零能见度水体中获得类似激光扫描的效果,并可与陆上激光扫描点云无缝拼接。以 BV5000-1350 为例:频率 1.35 MHz,最大量程 30 米(最佳 1-20 米),256 个波束(1°×1°),时间分辨率 1.5 厘米,更新率最高 40 Hz,支持 45°-360° 扇区/球面扫描,耐压 300 米,输出标准点云格式并兼容 Leica Cyclone 等主流点云软件,可安装于三脚架、ROV 或固定支架,广泛应用于三维现场勘查、结构检测、桥梁检查、水下计量与冲刷监测。
在长江南京以下深水航道等整治工程中,此类"水下铺排实时监控系统"已完成上百万平方米软体排铺设的搭接检测,数百个搭接处实现零返工,被工程界形象地称为"水下 CT"。普思海洋将持续推进三维声呐检测技术在航道整治、桥隧工程等领域的深度应用。
资料来源:Teledyne Marine 官网、长江航道整治工程公开报道。图片版权归原作者所有。
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