微细光缆的水下应用研究综述

微细光缆是一种国际上最新研制出的直径在1mm左右的光纤缆,它与传统的光纤缆相比具有重量轻、成本低等特点,现在已越来越多地在水下工程中得到应用.文章较为详细地介绍了微细光缆在水下工程领域的应用情况,其中包括在重型鱼雷、大潜深潜水器、海底监测网络建设等方面的应用.文中分析了微细光缆应用于水下工程领域所需要解决的一些主要关键技术,并对其作了初步探讨.文章最后也给出了作者的一些初步结论和看法.     

ARV-微细光缆耦合系统的数值模拟研究

混合型水下机器人（ARV）是一种自带能源并可通过微细光缆进行水面操作作业的新型水下机器人。通常的潜水器-脐带缆耦合系统一般采用集中质量法对缆索进行建模分析,忽略缆索弯曲的影响。由于微细光缆的直径较小,文章针对ARV与微细光缆这一新的耦合系统,建立了二维控制方程。该控制方程考虑了微细光缆的弯曲影响。由控制方程得到的非线性偏微分控制方程采用有限差分法和标准的Newton-Raphson方法求解。通过采用M atlab@实现数值模拟分析,给出了几种操作机动下的仿真结果。     

微型海光缆水下高速布放研究

提出了将微型海光缆用于海上作业平台大容量通信的临时通信线路的思想,设计了一种可控的微型海光缆水下被动式高速放线器,对用该放线器水下放线时微型海光缆的受力状态和位置信息进行了计算机模拟仿真,仿真结果为下一步海上放线试验提供了理论参考.     

海底光缆传输网络总体设计研究

论文介绍了国外海底光缆传输网络的最新研究和应用情况,提出了海底光缆传输网络的拓扑结构,设计了系统的总体结构和重点研究设备。海底光缆传输网络将海底分散的海洋环境观测、地质勘探等科学研究节点组网,实现各类海洋科学信息至岸基的综合传输与交换,具有高速、大容量的通信特点,是水下信息传输的重要手段,为深海科学研究提供关键技术支撑。     

一种新型小弯曲半径大拉力低损耗微细拖曳光缆

本文结合中国水下装备对于微细拖曳光缆的使用需求,以上海电缆研究所研发的一种高可靠的小弯曲半径大拉力低损耗微细拖曳光缆为例,介绍了光缆的研发过程、工艺要点、试验方法等。     

微细光缆静水高压环境下的传输衰减特性试验研究

最近我国也研制成功了微细光缆,该光缆直径小于1mm,极限拉伸强度约400N.如果它在高压环境下的传输衰减特性能满足要求,则它在很多水下工程结构如各类大潜深潜水器以及海底观测基站上会有很广泛的应用前景.文章的主要目的就是介绍该种国产微细光缆在静水高压环境下的传输损耗试验情况.文中对微细光缆的静水高压传输损耗试验进行了介绍和描述,并对试验结果进行了初步分析,获得了一些有用的结论.     

光视觉在水下管线巡检中的应用

水下观察一般多由位于水面支持母船上的操作员遥控ROV完成。然而,水下管线巡检任务冗长而又艰巨,尤其在长距离、低照明度或者水流环境下。较为详细地介绍了一套自主研制的基于光视觉的水下管线自动巡检系统。该系统可以搭载在AUV上进行长距离的海底管道、光缆、电缆等水下管线智能巡检。在该系统的设计中,试图克服深海图像照明微弱、含有大量悬浮杂质颗粒等困难,并考虑管线植物附着、周围干扰物等较不利于辨识的恶劣状态。进一步的研究还包括三维环境建模、自适应扩展kalman滤波以及统计信号检测技术等。     

一种新型水下机器人的研究与开发

详细介绍了一种全新概念的水下机器人-ARV(Autonomous& Remotely-operated Vehicle).它综合了遥控水下机器人(ROV)和自治水下机器人(AUV)的优点,既可以像AUV一样依靠预设指令进行自主巡航来完成大范围搜索探测任务,又可以像ROV一样,通过水面遥控完成精细作业.ARV最显著的特点是用微细光缆取代了传统的脐带电缆,使水下机器人更具长距离、大深度、实时操作、机动灵活及高可靠性等特点.着重阐述其研究背景、关键技术、实物样机的研制及其发展的重要意义.     

海底光缆信息传输网络规划的研究

针对海底光缆信息传输系统的特点,通过与陆上光纤网络的对比,从海洋环境的特殊性考虑影响海底光缆通信系统的因素.根据多种业务承载能力,研究海光缆信息传输系统的网络拓扑结构和主要的技术指标,从而对各种网络结构的性能进行具体的分析.论文分别对于三种常用的光纤网络组成方案,包括基于SDH的网络设计方案、基于WDM的网络设计方案、基于SDH+ WDM的网络设计方案,从可靠性、可行性、复杂性进行分析和对比,为海光缆的实际网络规划设计提供参考.     

港口近程水下安防系统战术指标设计

对港口水下安防系统的建设进行了研究.分析了水下安防系统的组成结构和信号基本流程.说明了水下安防系统的战技术指标的作用与构成.介绍了几个重要战技术指标的制定过程,使用声纳方程重点计算了系统的多种条件下的探测距离.战术指标的正确制定对于港口水下安防系统的研制具有重要的指导价值.     

玻璃钢电缆保护管在港区堆场的应用

针对玻璃钢电缆管具有轻质高强、耐腐蚀、寿命长、施工方便、工程造价低、综合效益好的特点,介绍玻璃钢电缆保护管的概况。介绍了玻璃钢电缆保护管的技术规格和安装方法。将玻璃钢电缆保护管和镀锌钢管性能进行对比。实践证明:玻璃钢电缆保护管由于其优良性能,在港区堆场应用中有着广阔的发展前景。     

纤维系缆动刚度特性研究

随着海洋油气开发向深海转移,新型绷紧式系泊系统凭借其在深水应用中表现出的诸多优越性而倍受关注。文中对聚酯纤维系缆的应力应变关系进行了考查,基于弹性模量的经验公式,推导出无量纲的动刚度计算公式,采用误差控制的迭代求值方式求解单根系缆动刚度。该理论计算方法较之于有限元数值计算方法更简洁快速。选取了一座工作水深为1500 m的新型单柱式（Spar）平台,计算系泊系统单根系缆的动刚度和张力,并与有限元计算结果进行对比,二者非常吻合。     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大.因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力.因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题.本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供.     

光缆接头器安装工艺的改进

我国光缆线路工程按照平原设计规范安装接头器工艺的改变,在长江重庆通信管理局涪陵处得到了全面的应用,该处经过对接头器安装工艺的改变,在日常生产中保证了光缆线路的光传输特性,减少了光传输特维护资金、人力和物力。     

基于光纤布里渊散射的分布式传感海底电缆在线监测技术研究

针对海底电力电缆出现的故障，提出了采用基于布里渊散射分布式光纤传感器（DOFS）检测电力电缆内部温度及所受外力的方法。在对该技术原理分析的基础上，提出了一种光相干外差检测式BOTDR传感实验系统，通过检测布里渊散射光的频移特性和光强，从而实现了光纤的分布式温度和应变传感，系统简单，测量精度高。通过理论分析和实验证明了该技术能够有效地在线检测电力电缆所受外力和内部温度变化，为海底动力电缆的运行状态实时监测提供一种新技术方法。     

海底光缆制造中的优化

在计算双层铠装海底光缆拉伸强度的基础上，建立了海底光缆结构参数的优化模型，对于海底光缆的设计制造有一定的指导意义。海底光缆铠装钢丝层之间的滑动对于海底光缆的拉伸强度有重要影响，分析这种滑动产生的原因，提出控制滑动的一些方法，并建立相应的结构参数优化模型。     

深海系泊缆的动刚度特性

针对纤维缆在交变载荷作用下存在的动刚度问题,基于集中质量法的思想建立了系缆的动张力计算模型,编制了能够有效分析系泊系统动力响应的源程序.将张力程序计算结果与商业软件计算结果进行对比,验证了算法程序的准确性,并在此基础上分析了纤维缆复杂的应力应变行为,采用统计的原理计算平均张力和张力幅值,将动刚度引入模型中探究其对系泊张力的影响.此外,分析系统在不同运动形式及环境载荷下的张力结果,研究考虑动刚度后系统参数对系泊张力的影响规律.     

基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究

随着我国铁路建设进入快速发展时期,对铁路安全运输提出了更高的要求,建立铁路异物侵限监测系统显得很有必要。由此提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电类传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计了基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统并分析了预警过程。所设计的铁路异物侵限监测系统实现了分布式测量、光缆传输、系统集成、实时监测、在线控制等功能,为列车安全运行提供了可靠保障。