疏浚船水下违规抛泥行为的声学检测方法

南京大学学报(自然科学版) ›› 2015, Vol. 51 ›› Issue (7): 120–.

疏浚船水下违规抛泥行为的声学检测方法

袁飞1，张榕鑫1，汪佳乐2，程恩1*

出版日期:2015-12-27 发布日期:2015-12-27
作者简介:（1. 水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室（厦门大学），福建厦门，361005; 2. 厦门港口管理局安全监督与科技信息化处，福建厦门，361005）
基金资助:

基金项目：福建省交通运输科技发展项目（ 201437 ），国家自然科学基金 (61001142 ； 61471308)

收稿日期：2015-06-30

* 通讯联系人， E-mail: chengen@ xmu.edu.cn

Acoustic Method for Detecting Underwater Illegal Dumping Behavior of the Dredging Vessels

YUAN Fei1, Zhang Rong-xin1, Wang Jia-Le2, CHENG En1*

Online:2015-12-27 Published:2015-12-27
About author: (1.Key Laboratory of Underwater Acoustic Communication and Marine Information Technology, Ministry of Education (Xiamen University), Fujian Xiamen 361005, China) (2.Security Management & Technological Innovation and Information Department Xiamen Port AuthorityFujian Xiamen 361005, China)

摘要/Abstract

摘要： 针对港口疏浚驳船存在违规抛泥现象，本文提出一非接触式检测方案，以Chirp信号作为探测信号，利用希尔伯特黄变换提取探测信号成分，进而获取信号特定频段的能量熵特征。通过对“无抛泥”和“抛泥”两种状态下的接收信号进行分析，得到两者希尔伯特边际谱的能量熵具有明显的差异，以此作为疏浚驳船抛泥行为的检测。在不同场景条件下进行大量的数据仿真分析发现，无抛泥情况下误检概率0%，抛泥情况下漏检概率在6%以下，该方案具有良好的稳定性和可行性。

袁飞1，张榕鑫1，汪佳乐2，程恩1*. 疏浚船水下违规抛泥行为的声学检测方法[J]. 南京大学学报(自然科学版), 2015, 51(7): 120–.

YUAN Fei1, Zhang Rong-xin1, Wang Jia-Le2, CHENG En1*. Acoustic Method for Detecting Underwater Illegal Dumping Behavior of the Dredging Vessels[J]. Journal of Nanjing University(Natural Sciences), 2015, 51(7): 120–.

参考文献

[1] Naomi Harte, Andrew Rankin, Gary Baugh, et al. Detection of Illegal Dumping from CCTV at Recycling Centres [C]. Machine Vision and Image Processing Conference, 2007. IMVIP 2007. International.
[2] 林奇, 冯月永. GPS在海洋执法管理方面的应用：HYQ2-1型自航式倾废航行数据记录仪 [J]. 海洋技术, 2001, 20(4): 54-56.
[3] 何桂芳, 袁国明, 董雷, 等. 改进海洋倾废监控仪器装置的初步设想 [J]. 海洋开发与管理, 2011, 28(1): 26-28.
[4] 罗婧, 施朝健, 冉鑫. 一种视频图像船舶吃水线自动检测方法 [J]. 船海工程, 2012, 41(1): 30-32.
[5] 刘仁金, 高原飙, 郝祥根. 船舶吃水线定位分析及算法研究 [J]. 皖西学院学报, 2009, 25(5): 1-4.
[6] 盖志刚, 赵杰, 杨立, 等. 一种新型激光智能水位测量系统的研制 [J]. 光电子, 激光, 2013, 24(3): 569-572
[7] 苏华. 船舶吃水动态检测方法的研究 [D]. 武汉理工大学, 硕士学位论文, 2008.
[8] N.E.Hunag, Z.Shen, S.R.Long, et al. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis [J]. Proceedings of the Royal Society of London Series A, 1998, 454: 993-995.
[9] 申丽然, 李雪耀, 王慧强, 等. 基于Hilbert-Huang变换理论的语音增强初探 [J]. 哈尔滨工程大学学报, 2005, 26(2): 220-224.
[10] 苏中元, 基于希尔伯特-黄变换周期平稳类微弱故障信号检测 [J]. 东南大学学报: 自然科学版, 2006, 36(3): 389-392.
[11] 陈衍婷, 尹丽倩, 陈进生, 等. 厦门近海表层沉积物结构特征及物源初探 [J]. 环境科学与技术, 2011, 34(12H): 1-6.
[12] 方建勇, 陈坚, 李云海, 等. 厦门湾现代沉积环境特征研究 [J]. 沉积学报, 2010, 28(2): 356-364.
[13] 厦门港概况 [EB/OL].http://www.portxiamen.gov.cn/xmsgkglj/zjshmg/gkjj/.
[14] 孙博, 程恩, 欧晓丽. 浅海水声信道研究与仿真 [J]. 无线通信技术, 2006, 15(3): 11-15.
[15] H.Schulkin, H.W.Marsh. Sound Absorption in Sea Water [J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 1962, 34(6): 864-865.
[16] R.J.Urick. The Absorption of Sound in Suspensions of Irregular Particle [J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 1948, 20(3): 283-289.
[17] 孙承维, 魏墨盦. 高浓度悬浮液声学特性的探讨 [J]. 声学技术, 1983, 2(1): 1-6.
[18] R.Coates. An Empirical Formula for Computing the Beckmann-Spizzichino Surface Reflection Loss Coefficient [J]. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 1988, 35(4): 522-523.
[19] 汪德昭, 尚尔昌. 水声学（第二版） [M]. 北京: 科学出版社, 2013(7).

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed