水下电视系统在船闸的应用

王珊

摘 要：浑水环境下的设备设施情况能通过清水箱等摄像设备配合水下电视直观的反映出来。为日常的船闸水下检查留下图像视频资料，也使得在发生水下故障时通过图像反映能快速判断故障原因，有效的缩短了船闸停航时间，并能通过图像视频来检查维修效果。

关键词：水下电视 船闸 浑水

1 背景

苏北航务管理处所属船闸目前共有28座，分布在运输任务十分繁忙的京杭大运河航道上，由于运输任务十分繁忙，为及时消除故障隐患，保障船闸安全畅通，苏北航务处采取每季度进行一次水下检查的方式。由于运河水质较浑，水下能见度很低，给水下设施的损坏情况及故障判断带来了一定的困难，极易给船闸安全运行留下隐患。

为了解决水下设备监控的盲区，京杭运河江苏省船闸应急保障中心决定进行船闸水下摄像研究，利用水下摄像技术对我们水下设备进行检测，及时发现故障隐患，防止意外事故发生，同时岸上技术人员可以利用水下摄像对水下设备进行故障观察和分析，可以尽快的解决已发生的故障，协助主管部门对故障程度进行分析，决定处理方案，所以如何将浑水环境下的局部情况用图像的形式反映出来将成为处理水下故障及对水下设备监测的主要手段。

2 当前应用概况及研究方向

目前水下成像技术主要有声探测和光电探测两种途径。声探测技术即声波探测技术，它探测距离较远，但成像的空间分辨力较差。光电成像技术是指将光学像投射到光电阴极，使之发射电子，再通过电子光学系统聚焦成与原光学象共形的电子像并加速至探测元件上读出以提高感光能力的技术。水下光电技术成像分辨力高，直观快速地传递目标与景物的二维乃至三维信息，成为诸多潜水器、水下作业系统、目标探测系统的必要装备。

目前水下电视系统主要由控制箱、摄像头、照明光源、监视器、传输电缆五个部分组成。控制箱起电源分配、照明控制、信号转换等作用。水下电视系统具有模拟和数字输出的功能，可连接电脑或监视器进行监控录像，摄像照明一体化的设计，实现对各种水下结构进行摄像、录像、照明及监控，适合于对水库大坝闸门、港口码头、桥梁、海上石油平台、水下管线等各种水下结构物进行检测及上下施工监理。在水下工程施工、救助打捞、海洋调查、军工等领域均得到广泛地应用。

3 船闸水下电视相关设备介绍

为了解决水下摄像在船闸中的应用问题，对相关光学浑水水下摄像设备SXD-IIIBFKR型水下电视厂家进行调研，并进行了试验和试用：

3.1 SXD-IIIBFKR型水下电视简介

SXD-IIIBFKR型水下电视主要用于在救助打捞、防汛抢险、施工检测、水下试验监测等水下作业中进行水下观察、识别和摄录，既可以安装在潜水器、救生钟等水下设备上，也可以安装到水池、作业平台等固定场所，或是在潜水作业时由潜水员携带进行水下观察。

该系统配置清水箱专用水下摄像机， 适用于能见度比较低的水下作业环境，该摄像机自带高亮白光LED照明，配备广角镜头，具有成像清晰，视角开阔等特点。

清水箱专用水下摄像机

3.2 工作原理

SXD-IIIBFKR水下电视主要由三部分组成。其一是干端的水下电视主机，也称显控台，主要是为水下摄像机提供电源并对其视频信号、深度数据等进行处理，然后通过显示器对水下摄像机所摄图像进行显示。主机通常包含一路水下电话，与潜水员头盔连接后可直接在水面指挥潜水员水下作业。主机内置硬盘录像机，由摄像机所拍摄的视频资料可第一时间进行录像存储。硬盘录像机采用先进的移动式存储设备，可随插随录，体积小巧，便于移动和携带。主机一般采用黄色的防水箱作为机箱，密闭时可防水防盐雾，有效的保护电子器件不受侵蚀。其二是湿端的水下摄像机，作为水下电视的主要组成部分，水下摄像机担负水下拍摄的重任。SXD-IIIBFKR水下电视标配三种不同的水下摄像机，以应对不同水下环境和作业任务的需求。

SXD-IIIBFKR水下电视的工作原理其实很简单，由水下摄像机拍摄水下作业的视频，经预处理后通过水下电缆传回主机，经后处理以后显示在主机的显示屏上。水面指挥人员可以通过主机画面观察所需的水下作业画面，同时可通过潜水电话指挥潜水员行动。

4 厂内试验及船闸水下现场试验报告

针对运河水质较浑这一特点，对清水箱水下摄像机进行了试验。

4.1 SXD-IIIBFKR型水下电视厂内模拟试验：

在中船重工750试验场基地进行了水下电视的厂内模拟浑水水下试验。

将报纸及有焊缝的钢板放于浑水试验池中，进行试验，效果较好。

厂内浑水试验池试验情况

4.2 SXD-IIIBFKR型水下电视实地水下试验：

對中船重工750试验场生产的水下电视进行了实地水下试验。

（1）试验地点：刘老涧三号船闸

4.2.1试验目的：将水下设施的情况通过图像的方式直观的反应出来。

4.2.2主要试验步骤：

4.2.3潜水员携带手持式清水箱专用水下摄像机，下水对船闸闸门底止水及压板、底枢部位、底槛部位等进行摄像；

4.2.4潜水员携带手持式清水箱专用水下摄像机，下水对船闸阀门主轨道镶面板部位等进行摄像；

（2）试验地点：刘山一号船闸

4.2.6试验目的：将水下设施的情况通过图像的方式直观的反应出来。

4.2.7主要试验步骤：刘山一号闸下游

底止水压板及压板螺栓

4.2.8潜水员携带手持式清水箱专用水下摄像机，下水对船闸横拉门底轨道、轨道压板螺栓、底平车等部位进行摄像；

4.2.9潜水员携带手持式清水箱专用水下摄像机，下水对船闸阀门主轨道镶面板部位等进行摄像。

五、试验结果分析及结论：

对照试验情况及图像视频的情况，SXD-IIIBFKR型水下电视的优点是可手持、操作简单、摄像图像清晰直观、视野开阔、浑水环境下局部摄像效果较好，综合设备功能和试验结果，并按照研究目的和使用要求，SXD-IIIBFKR型水下电视作为船闸水下摄像设备较为合适，为船闸浑水环境下的水下设施摄像起到了一定效果，特别是清水箱水下摄像机在船闸中得到充分有效的利用，基本能达到预期的目的，可以在浑水状况下的船闸应用。