[01169845]岸船空基海上油膜探测传感识别技术及应用

岸船空基海上油膜探测传感识别系统包括了机载激光荧光溢油探测、港口紫外荧光非接触式溢油探测、船载雷达溢油监测立体平台系统。目前国内外尚没有一个完整的岸船空基立体监控与追踪集成的技术产品，特别是恶劣环境下溢油信息的获取技术以及油膜厚度信息提取技术是溢油探测的瓶颈问题，是公认的世界难题。在“十一五”国家科技支撑重大项目支持下，岸船空基海上油膜探测传感识别系统突破海上溢油油种识别，油膜厚度信息提取，微量泄漏油膜的紫外荧光实时光谱信息获取，海面恶劣气候下油膜探测等溢油遥感信息获取的瓶颈问题，为中国海事、海洋和石化企业安全管理提供完全自主知识产权原创性高端装备制造产品。经科技部和交通部组织鉴定，成果总体水平达到国际先进，其中机载激光荧光系统的溢油监测和识别技术处于国际领先地位。获得授权国家发明专利6项，实用新型6项，软件著作权2项。研制的可搭载直升机小型化激光荧光溢油探测装置是该项目核心发明点，实现海上油膜油种及油膜厚度的信息获取。提出不同增益下光谱定标方法，去除荧光信号强度随距离变化的差异。提出一种非线性激光荧光光谱实时识别方法，按照荧光衰减顺序分别采集不同延时的荧光光谱，可准确快速识别油种。提出拉曼荧光光谱油膜厚度分析法，建立不同油种的溢油厚度反演模型，可探测最小油膜厚度为O．3Mm。该发明探测高度可达700米，整装重量仅为50kg。基于上述技术发明的机载激光荧光溢油探测产品在国内外均属首创。该项目第二发明点是港口紫外荧光溢油探测产品，能够应用于岸基油膜信息的实时获取。在国际上首次形成应用于更为复杂海况的产品结构控制体系。集成芯片组成的跨导型峰值保持电路，消除光源抖动所引起的荧光信号强度采样值的波动，油类及二甲苯的探测精度可达0．5ppm。第三个发明点是船载雷达溢油监测系统，在不改变航海雷达导航功能的基础上，通过雷达信号分配器将单路信号转换为多路信号，使航海导航和油膜分析工作同步进行。经过雷达信号采集处理器，通过图像数据极坐标和平面坐标变换、活动轮廓模型和快速窄带C-V水平集模型图像分割油膜提取算法，实现了溢油信息识别和探测。该发明探测距离为6海里，并在2～3海里范围内获取最佳信息，像素分辨率优于0．75m。机载激光荧光溢油探测产品在国内外均属首创，具有极大的市场前景。港口紫外荧光非接触式溢油探测系统，应用近百台，国内市场份额过半，正推进开辟国际市场。航海雷达溢油监测产品可避免国外产品所要求的专用雷达天线的附加投入，大幅 度节约投入费用。核心技术成果应用于大连市政府、交通运输部海事局、中石化、中海油、中石油等企事业单位，实现经济效益总额数亿元。特别是在大连“7．16”溢油事故中发挥关键作用，为国家清污领导小组的清污、事故处理及污染评估等提供科技支撑，使中国海上溢油应急反应能力和技术迈上新的台阶，有效保障具有战略意义的石油储运基地国家信息安全。