基于视频图像的海底隧道渗水水位识别

发布时间：2020-05-16 03:32

【摘要】：海底隧道的修建为海峡两岸的交通运输带来巨大的便利,对于促进经济交流起着不可磨灭的作用。海底隧道运营维护的主要工作是将隧道渗水从废水房中排出,以确保海底隧道能够安全稳定运行。本论文针对海底隧道渗水抽排与否取决于渗水水位值是否达到预设阈值的特点,设计了海底隧道渗水水位识别系统,以实时监测废水房中渗水的水位值,从而保障海底隧道始终处于安全状态。本论文的主要研究工作和成果如下:首先,以获取的厦门翔安海底隧道废水房视频图像数据为研究基础,充分剖析视频图像内容并明确功能需求。在此基础上设计出无标尺情况下海底隧道废水房渗水水位识别系统的整体框架,包括硬件部分配置和软件部分功能设计。然后,运用拓扑学相关知识对废水房三维空间场景进行拓扑,结合本文设计的硬件部分,进一步拓扑出渗水水位测量系统。根据透视投影中交比不变根本性质以及构建的渗水水位测量系统,设计出海底隧道渗水水位测量模型,并给出详细的测量模型求解方案。最后,根据设计的测量模型解决方案,采用视频图像处理技术求取测量模型中的未知量。首先,对实验图像数据进行预处理操作,包括图像放缩处理、基于MSRCR算法的图像增强处理、基于高斯滤波、中值滤波、双边滤波的图像平滑;然后,提出基于FAST角点检测并结合标定物槽钢几何特征的方法,实现特征角点p'检测;提出基于图像自适应阈值化结合基准实验修正的直线拟合法来测定水面与水池壁交线,进而确定出特征点p;提出基于彩色图像特征、灰度梯度、自适应阈值化相结合的边缘检测算法,实现标定物槽钢边界线检测,进而确定出灭点v1,v2,V3。最后,依据透视投影中灭线的性质,求出沿目标物pp'方向与灭线的交点f。将已求解的未知量和预给的已知量代入渗水水位测量模型,最终实现海底隧道渗水水位无标尺识别。
【图文】：

海底隧道,厦门

修建海底隧道，将自然的地理隔离消除，对海峡两岸的交通运输以及促进经起到巨大的推动作用。但是，伴随海底隧道运营年限的增长，海底隧道的可能出现漏水、结构变形等不可逆危害因素［１４］。本论文研究数据来源于厦底隧道废水房改造工程。根据相关文献资料，厦门翔妥海底隧道坐落于厦与岛外翔安区之间的海峡，翔安隧道全长约为６．１公里（见图１－１），海峡段隧约为４公里，整个隧道呈东北向展布Ｍｌ。西段起点在厦门本岛五通侧，连接通道仙岳路，沿北偏东方向跨越海峡，至东滨盐田，桥接大陆岸连接线，门市翔安区西滨，与福厦高速公路连接［１４］。翔安海底隧道的开挖方案采用海法进行施工。根据保障工程绝对安全的选线方针，隧道选择从地质条件和岩相对单一的海底花岗岩下通过。但是隧道施工将面临以下两个问题：其一是域段有多处全强风化深槽风化囊；其二是隧道两岸的引线及隧道经过的海峡

抽水系统

逦第一章绪论逦逡逑变得尤为突出。据统计，厦门翔安隧道每天的抽水量达到了邋２万立方米左右，运营逡逑维护的成本比较高。为了满足隧道的安全运营要求，路桥管理部门专门为隧道渗水、逡逑漏水的排出组建自动化抽水系统，而本论文研宄的着重点就是该自动化抽水系统的逡逑子系统，，如图１－２所示，渗水水位识别模块。渗水水位的准确识别，将直接影响抽水逡逑系统能否在渗水达到设定的水位值时，快速反应启停潜水泵工作。进而影响到整个逡逑海底隧道排水工程能否顺利进行。逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U459.5;TP391.41

【参考文献】