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1700450641 广西
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:项目开展以来,通过对国内外海洋监测系统的分析,着重研究了水下传感器网络(UWSN)、水面浮标系统以及空间通信卫星等多维度构建海洋立体监测网络体系的可行性与传感器网络接入技术解决方案。项目成果《近海岸无线监测浮标系统的应用研究》等论文,论述了以海洋近海海域为研究对象,海面浮标作为三维立体监测系统水下传感网与北斗卫星通信中继站,通过北斗终端机的应用,改造海面浮标节点,提高浮标定位、通信的集成度,在浮标节点Zigbee组网的研究基础之上,进一步对其应用展开了应用拓展方面的研究工作。其中,项目负责人以第一作者发表相关学术论文3篇,其中中文核心2篇。通过研究表明国外关于海洋环境监测的研究相对成熟,国内海洋监测方面的技术研究与实施起步较晚,但是发展较为迅速,多方面的理论成果为建立海洋立体监测体系,提供了理论基础及关键技术研究等方面的支撑。海洋立体监测体系一般包括:水下的传感器节点、水面浮标节点、空间卫星、地面信息发射、接收站,监测数据信息中心等几个部分。随着海洋开发、监测的热度越来越高,构建合理的立体海洋监测网络对海洋资源勘查、海洋资源开发、海洋生态保护等方面具有深远的意义。北斗卫星系统,具有中国自主知识产权,其应用前景广阔,将北斗卫星通信在海洋监测方面必将成为未来重点的应用研究方向之一。在该项目研究过程中,项目负责人发表了相关的学术论文,从知网检索至今的下载量已达246次,具有一定的学术应用。
1700450673 广西
[P71, TP2] 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:该成果是在广西壮族自治区教育厅重点资助下开展相关的项目研究取得的。在人类面临资源危机的今天,开发海洋资源具有重要的战略意义。海洋探测主要是采用单体的大型水中机器人,存在诸多不足,在有些应用场合采用多机器人协作取代单体的大型水中机器人是一种趋势。该成果研究的多水中机器人编队控制是机器人协作技术中的基础问题,具有重要理论意义与应用价值。该成果的主要论点和创新点如下:开展基于CPG模型的定量位姿控制研究:基于一种线性的CPG模型,提出了改进的比例导引位姿控制算法,实现机器鱼位置和角度的同时控制,并根据机器鱼初始位姿和终止位姿的相对关系,采用了分段切换控制的方式,实现仿鲹科三关节机器鱼游动模态的连续切换,增强机器鱼的姿态控制能力,实现精确的机器鱼位姿控制。以仿生箱鲀鱼为例,应用双闭环串级PID算法控制机器鱼的偏航角、翻滚角、俯仰角,同时引入卡尔曼滤波算法,能够对机器鱼各位姿的进行较精确稳定控制,实现机器鱼水下三维任意姿态游动。以盒子鱼为例,设计其人工侧线系统,通过改变CPG模型的运动控制参数,能够感知水流信息,得到机器鱼在向前、左转右转和上升下潜时的压强变化,为水下机器人提供了一种感知游动模态的新办法。为了解决仿生机器鱼处在复杂的水环境中难以建立精确的数学模型的难题,设计了一种适应的模糊控制算法,可以实时地控制机器鱼的方向和速度,使机器鱼能够快速地、较精确地到达目标点。开展基于一致性理论的编队控制研究:基于图论法,提出了一种三维坐标系下领导者-跟随者编队策略和一致性理论相结合的编队控制方法,具有容易控制和控制稳定的特点。在Matlab环境下进行了3D(三维)仿真。开展具有时变线性控制协议的网络化多智能体系统的有限时间一致性研究:建立了系统在任何预设时间内实现一致的时变线性反馈增益控制协议,该控制协议下所需网络系统通信拓扑条件与渐近一致的情况相同,所取得阶段性成果为更好探索一致性编队研究提供了新理论支撑。开展移动机器人最优路径的动态规划算法研究:提出了一种结合路径权重系数的动态规划算法,提高算法效率,有效抑制算法陷入局部最优以及减少移动机器人在移动过程中的不确定状态。开展物理机器鱼样机研究:获得一些技术发明成果,包括提供一种提高尾部摆动频率、提高机器鱼速度的仿生机器鱼尾部摆动机构,减小了尾部摆动惯性带来的能量损失,大大提高了机器鱼的尾部摆动频率;提供一种结构简单、体积小、成本低的类真空弹射装置,实现水中机器人实际应用中的物体传递、搬运以及多机器人之间的相互协作等任务;提供一种仿生程度高、驱动结构多样、运动自由度较大的类蝾螈机器人。
1700440013 浙江
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:在舟山东极海岛建设了一个300米深的海岛深井地震综合观测示范台站,安装了井下地震监测仪和地面GNSS观测站,用作海洋地震观测台网组网技术研究的先期场所,获得了大量观测数据并用于研究;通过对海底流动观测设备的选型、测试,以及深海投放实验,获得了海底流动地震仪投放的完整技术。这些工作确保了浙江海洋地震监测组网技术的获得,并已经提出了基本的组网方案。1)解决的相关技术主要包括海洋深井监测台站的成井技术;通讯传输技术;远程管理技术;监测资料的数据处理技术;监测资料的质量评估;各类监测、传输、存储设备的适用性;浙江东海海域的监测干扰背景场特征。申请实用新型专利"用于海底地震仪投放的小型投放装置",该专利提供了一种用于投放海底地震仪的装置,解决了传统方法无法控制地震仪进入海水时的姿态减轻振动,使地震仪损坏的问题。2)海洋地震监测资料的数据处理技术;海洋环境对仪器的各类干扰影响的数据分析结果。3)东海海啸数值模型设计和海啸在东海大陆架的传播、放大效应。提供华东海啸数值模型1套。构建了华东沿海海啸模拟数据库,为将来建设海啸预警系统服务。4)发表相关论文5篇,编写"华东沿海海啸模拟软件"。并进行了软件著作权登记:利用数字地震资料及海洋地震地质基础数据,基于Matlab平台在Windows系统下重编译Philip liu等人编写的海啸模拟源程序,将分层静态位移解结果与已建立的海啸传播初始场快速融合,用交错网格蛙跳差分方法求解笛卡尔坐标系下非线性浅水波方程,模拟华东沿海地区地震海啸传播过程。
1800120435 天津
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:只有知道海洋状态场从过去到现在是如何变化的,才可以预知其未来。海洋再分析利用数据同化技术将历史海洋观测资料与动力模式相结合,再现过去海洋状态场的变化,与海洋预报/预测紧密关联,是国际业务化海洋学前沿领域。主要研究内容:海洋再分析的关键“三要素”,即观测资料、动力模式与数据同化,是研究重点。基于此,拟从观测资料、再分析动力模式、再分析数据同化、系统构建和产品集研制、再分析产品应用示范等方面设置如下6个研究内容。(1)多源海洋历史观测资料处理技术研究。(2)全球高分辨率冰-海耦合再分析模式开发研究。(3)全球高分辨率时空多尺度多变量海洋再分析数据同化模型研制。(4)全球高分辨率冰-海耦合再分析系统构建和产品研制。(5)全球高分辨率海浪再分析产品研制。(6)全球高分辨率海洋再分析产品应用示范。
1800120461 浙江
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:该项目针对潮能资源丰富的典型海湾和波浪能资源丰富的开敞海域,开展新型潮能和波浪能资源评估,开发利用关键技术和新型开发技术试验研究,首次提出利用海湾潮波相位差的全新潮能开发方式,基于数学物理方法理论上导出考虑阻力条件下潮能水头解析解,揭示了相位差潮能的聚集机制;据以获得理想装机功率与潮流强度和过水面积相关的计算公式,进而提出海湾相位差潮能选址的4项原则,为新型相位差潮能开发提供了科学与技术支撑。同时,该项目首次在典型海湾开展相位差潮能示范研究,系统研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,着重分析了PTO阻尼特性和参数变化的影响,创造性地提出了基于双行程做功的波浪能液压传动系统新方案;提出自适应切换优化能量流的理想阻尼匹配控制策略,有效提高了波浪能发电系统控制的动态响应能力。利用波浪浮标结合遥感技术的观测手段,以及高分辨连续10年数值模拟的计算手段,得到中国波浪能重点海域资源储量;基于多层要素的波浪能选划指标体系,评估得出波浪能资源优选区块,为波浪能开发利用提供了重要的科学依据。
1800120626 广东
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:海底天然气水合物作为一种新型的海底资源,储量十分巨大,具有广阔的开发前景。目前我国正处于海底天然气水合物勘探调查和试采的关键时期,亟待解决海底天然气水合物样品的保压转移和在线检测等技术问题。由广州海洋地质调查局牵头、浙江大学和大连理工大学共同参与研发的“十二五”国家863计划课题“天然气水合物样品保压转移及处理技术”,主要目标是研制一套船载天然气水合物样品保压转移及在线检测装置,应用于天然气水合物勘探调查中的钻探样品保压转移,实现高品质样品理化检测分析。浙江大学承担“天然气水合物样品保压转移技术研究”任务并成功研制了一套船载天然气水合物样品保压转移系统,该系统具有样品推送、切割、分装、内压自适应平衡调节等功能,并且配备多种接口以及多种保压分装子系统,系统适用保压样品压力可达20兆帕,且在样品转移过程中内压力变化≤20%。天然气水合物样品保压转移系统由保压取样器和保压转移装置两部分组成,其中取样器用于从海底获取水合物保压岩心样品,保压转移装置用于保压岩心样品分装保存和在线检测。保压转移装置主要由卡爪、推送单元、切割卡紧单元、球阀连接单元、内压平衡单元和声波检测单元等几部分组成。卡爪的主要功能是抓取岩心管并进行回拉,在达到预定位置后实现自动脱扣,使岩心管从取样器进入保压转移本体。其关键技术在于通过推送单元外螺纹筒的旋转带端部十字形卡爪内外收放,实现样品管的对接并水平推拉以及切割完成后的样品管脱扣,完成样品管切割后的转移分装。 内切割装置外置由伺服电机、刀具进给单元、抱管单元、电机轴平衡单元等四部分组成。为了使结构合理紧凑,电机通过内齿轮的变速传动带动切割刀具的旋转运动,而刀具的进给和包管单元的运动则是由轴向的顶杆换向运动来实现。保压转移过程压力稳定的控制是该课题的成功关键, 压力维持系统的设计采用液压泵与蓄能器共同保压的方案。蓄能器吸引与稳定压力波动,液压泵可以提高保压回路补偿泄漏的能力并通过系统溢流实现压力高泄低补。二次取样装置主要包括液压缸、二次转移保压筒、取样管、连接套、筒体连接法兰、球阀、球阀连接法兰、液压系统等几部分。此外,关键机构还包括从海底采取沉积物样品并保持原位压力提取到船上的机构——保压取样器。“天然气水合物样品保压转移及处理技术”课题经过3年的研究,研制了天然气水合物样品保压转移与在线声波探测装置的试验样机,形成了相关的样品处理技术。该装置除球阀和声波发射接收器引进之外,其他部件都是自主设计制造,课题自主研制部件超过80%。2016年6月,天然气水合物样品保压转移与在线声波探测装置顺利通过海试,完成了两次样品保压转移与在线声波探测,成功率100%;各项性能均达到设计要求,达标率100%。转移获得了小保压样品,为天然气水合物岩心可视化测试提供了海底原样,为天然气水合物岩心处理技术体系的建立打下了基础。
1800120675 广东
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:2011年中国科学院广州能源研究所成功发明了“一种具有半潜船特征的新型漂浮鹰式波浪能发电装置”,获中国、美国和澳大利亚发明专利授权,PCT国际专利检索书面意见显示,该技术具有创造性、新颖性和工业实用性。实海况试验证明,鹰式波浪能技术能够实现将高度不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,启动做功的波况范围宽,对波况的适应性好,可在0.5米微小波高下间歇发电,4米高大浪工况下安全发电,机能量转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%,处于国际领先地位。成果创新性:(1)多个鹰式吸波浮体共用一个母船基体。看似一个装置,实为一个波浪能装置群,其单个一基多体式装置相当于一个波浪能群,但其所占海域仅为一个波浪能群的几分之一,节约海域资源的效果明显;(2)装置基础平台为半潜船体,一体多用。装置投放、回收和维修时为拖行载体和维修平台,工作时船体下潜到设定深度成为稳定装置的水下附体。装置稳定性好,海上拖航、投放、维护便利;(3)经过水动力学优化的轻质鹰式外形吸波浮体,随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽;(4)具有蓄能环节的自治液压转换系统,在无人值守条件下将不稳定的波浪能转换为稳定的电力输出,各级能量转换环节均保持较高的效率,装置整机转换效率大于20%。多个波浪能吸收体共用一套能量转换系统,集中发电,有效降低装置建造成本。成果独占性:鹰式外形吸波浮体已申请专利保护,具有随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽等特点。具有蓄能环节的自治液压转换系统已申请专利保护,实现机械式自治控制,将不稳定的波浪能有效转换为稳定的液压能。模块化设计的鹰式技术具有延展性,发电能力可迅速扩展至MW级。鹰式波浪能发电技术,也可以充分利用其半潜驳的基体和产生的电能做深海养殖,该技术模式也已申请专利技术保护。成果盈利性:鹰式波浪能发电技术采用半潜驳为基体,可在海上随时上浮维修,该特点大大降低了已有波浪能装置的维护成本;同时,基体所提供的宽阔平台空间可以搭载各类海洋测量仪器并通过自身产出的电能给其供电,既降低了海上测量仪常规维护费用又提高了测量数据的密度及真实性,从提高产出方面,更加降低了波浪能装置的建造成本。鹰式波浪能发电技术,可以解决岛屿供电问题。通过电缆将清洁绿色能源输送到岛上,同时又不影响岛屿的生态环境,为岛屿的可持续开发利用提供支持。技术成熟后,漂浮式海洋波浪能独立发电系统的发电成本约为1.5元/度,而我国边远的沿海地区、岛屿、海上孤立场所的发电成本超过2元/度。若以电价2元/度计,年平均发电功率10kW的海洋波浪能独立发电系统每年可盈利4.38万元;若以电价3元/度计,每年可盈利13.1万元。若将海洋波浪能独立发电系统应用于海洋开发,其经济效益更加明显。鹰式波浪能发电技术,可以充分利用其半潜驳的基体做深海养殖发展。基体内部空间可转换为养殖空间,通过波浪转换的电能使搭载各种设备持续运转,通过波浪能制造的淡水可供人居住生活实用,可促使海洋养殖逐渐向深海发展。成果持续性:鹰式波浪能技术已经中国、美国、澳大利亚发明专利授权,同时还申请相关波浪能技术的专利保护。该技术的逐渐成熟,形成了一套科学严谨的试验方法,培养了一个团结实海况经验丰富的技术团队。鹰式波浪能技术主要解决海上绿色能源供给问题,在海洋科考及监测、海上生活补给、海岛能源输送、海洋渔业等很多方面都有切入点。在现有成熟的技术基础上,加强实际应用的开发,不久的将来会形成各种面向客户的成熟产品。成果先进性:(1)获得中国、美国、澳大利亚发明专利授权,在国内外属于独自创新;(2)鹰式装置设计图纸获法国船级社(BV)认证,是稳定可靠的波浪能技术;(3)鹰式波浪能技术以半潜驳船为基础,加装水动力学优化的鹰式吸波体。与国内外同领域技术相比,鹰式技术便于拖拽运输,便于投放,便于现场维修,便于大型化,而国外研发了13年的英国Oyster技术和10年的美国PowerBuoy技术,均无法实现现场维护,运输和安装也存在着问题;能量转化方面,目前国内外从波浪到电的转换效率大多在15%左右,而鹰式技术转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%。
1800120253 天津
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:针对中国不同海域海水循环冷却技术规模化应用的共性问题,开展海水循环冷却公用技术研究,形成相关设计规范(规程),提出环境评价和科学用海特征要素及指标,指导工程取排水设计;完成海水水处理药剂和海水冷却塔等装备产品定型,形成海水水处理药剂及冷却塔塔芯构件新产品和批量生产能力;实现海水循环冷却技术在中国沿海各省市的规模化应用。同时,探索黄海冷水团利用可行性,提出引水工程方案设计。主要成果:(1)海水循环冷却公用技术。(2)海水循环冷却关键技术装备产品定型。(3)海水循环冷却技术产业化开发应用。(4)黄海冷水团利用。
1800120290 北京
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:甲壳质等海洋生物材料方面的研究基础,甲壳质转化衍生物制备关键技术,达到提高甲壳质资源的综合利用率,开发一批高值化新产品。确立了甲壳素清洁化生产工艺及甲壳质衍生物羧基化及裂解技术体系,原料转化率大于85%,原料损失率降低40%以上,生产成本下降约60%,废水排放量下降70%。建立了2条中试生产线,生产能力分别达到500和5000吨/年,开发新型的甲壳质寡聚酸衍生物原料,研制出3种新型产品,产品附加值提高约8~10倍。完成了农用甲壳素质量标准的备案,获得了功能性钙素肥料的正式登记证和土壤重金属固化剂有机肥料正式登记证。获得了以六寡糖为主体的手性(4~8)分子量小于1000的壳寡糖,分子量小于2000的壳寡糖和分子量小于3000的壳寡糖产品,其含量达到80%的高质量产品。
1800120418 山东
TP2 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:以准确测定海水中不同形态铁为研究目标,采用电分析方法和技术,通过对电极材料的改进和创新,结合筛选高效络合剂以及催化剂,发展了多种灵敏检测海水中不同形态铁的分析方法。将进一步提高项目组对铁的生物地球化学循环和铁的不同形态与浮游植物之间的相互作用的认识,更好地为赤潮预报等应急事件提供高质量的数据。项目成果:(1)发展了十种测定Fe(III)的方法,实现了海岸带水体中溶解态总铁的灵敏检测。解决了现有检测方法受海水基体干扰大,干扰离子多,检出下限不能满足海水中痕量铁检测的问题,同时采用一系列化学修饰电极及锡铋合金电极代替电化学方法中常采用的汞电极,避免了使用汞电极所存在的对环境不友好及操作困难等问题。(2)发展了一种测定Fe(II)的方法。该方法借助于电极修饰材料纳米碳化钛和铂纳米花的电子传递速度快和催化效应以及全氟磺酸的吸附作用,大幅度降低了对海水中Fe(II)的检出限,解决了海水中低浓度Fe(II)检出困难的问题。(3)发展了一种适用于近岸海水中5种不同形态铁的测定方法。该方法测定的检出限低至0.84纳米。该方法解决了其他分析测试方法(如分光光度法、原子光谱法、电感耦合等离子体质谱发等)所不能实现的海水中不同形态铁的检测问题。
1700450087 广西
X55 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:项目来源:该课题“北部湾海洋污染监测预警及应急技术研究”(课题编号:桂科攻0992027-1)来源于广西科学研究与技术开发计划项目“广西北部湾经济区污染监测预警及防灾应急技术系统研究”。对广西北部湾沿海地区的典型海洋生态环境进行调查,获取其本底数据;建立海洋环境数据库系统;收集北部湾潮流、潮汐、流场、风场等海水动力数据,结合相关本底数据;基于海洋流体动力学基本原理和有限差分技术、粒子扩散概念、物质输运扩散方程,建立二维潮流数值模型、北部湾溢油漂移扩散动态跟踪模型;使用C/S架构、VB+MapX技术构建了可视化展示平台,实现了溢油漂移过程的可视化展示;基于“3S”技术构建北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统。技术原理和性能指标:技术原理:对广西北部湾沿海地区的典型海洋生态环境进行调查,获取其本底数据;建立海洋环境数据库系统;收集钦州湾潮流、潮汐、流场、风场等海水动力数据,结合相关本底数据;基于海洋流体动力学基本原理和有限差分技术、粒子扩散概念、物质输运扩散方程,建立二维潮流数值模型、钦州湾溢油漂移扩散动态跟踪模型、污染物输运扩散模型;使用C/S架构、VB+MapX技术构建了可视化展示平台,实现了潮流场、水位过程曲线、溢油漂移过程、溢油中心轨迹、水质等值线、包络线的可视化展示;基于“3S”技术构建北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统。性能指标:建立基于GPRS技术的北部湾经济区重大海洋污染事件、水质预测模型及环境容量管理和海洋重大污染预警评估模型;建立海洋生物链模型及污染扩散预警模型和广西北部湾海水水质、污染的综合预警模型;构建基于“3S”的北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统;可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新;研发基于海面典型监测网的海洋船舶污染及溢油动态监测技术;发表论文13篇。技术的创造性与先进性:查新报告显示,在所查国内针对广西北部湾经济区的污染监测预警及防灾应急技术系统研究中,除该查新项目委托单位的部分研究外,以下内容未见有报道:基于“3S”技术、GPRS技术和数据处理技术开发了北部湾海洋环境自动监测与数据处理系统;开发了钦州湾海域污染物、溢油扩散预警系统。广西北部湾沿海海洋污染数据的采集及数据库系统利用MapObjects GIS组件实现对图形空间数据的管理,用SQL数据库实现对自动站数据和其它文本数据进行管理,同时两类数据实现链接。采用先进的数值模拟技术建立北部湾海域环境预测系统。主要内容包括:潮流场数值预测模型、溢油漂移动态跟踪计算模型和污染物水质影响预测模型。同时配备了功能齐全界面友好的图形显示系统,实现数值产品的可视化。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目是钦州学院和国家海洋局北海海洋环境监测中心站、钦州市海洋环境监测预报中心、防城港市海洋环境监测中心共同努力完成的,本身就积累了较好的推广、应用经验,也是比较符合海洋监测与管理需求的。因此,在后面的推广上,该项目将进一步完善系统与功能,根据立足广西北部湾沿海区县,采用多种渠道、灵活的方式,积极向海洋管理部门如应急联动中心、海洋局、海事局、环保局、渔业局、旅游局等开展宣传与推介(例如技术研讨会、培训班、网络宣传等),逐步与海洋管理部门和涉海企业进行推广合作。同时在这些部门与企业使用的过程中,逐步完善、优化该平台的各种功能。还可以将该平台的内容移植到相关行业,为更多的沿海地区的海洋事业部门和涉海中小企业提供服务。
1700470198 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 在所有自然灾害中,地震被称为“群害之首”。当今地震预报仍是科学难题、应急救援侧重于震后救助,震害防御被认为是最有效的减灾行为。从上世纪80年代的地震地质会战到“十五”期间的城市活动断层探测,从“奥运保障”项目到“十一五”社会服务工程,以及近20年的城市重大工程地震安全性评价等工作的开展,北京地区已经积累了丰富的震害防御研究成果和实践经验。如何实现成果和数据的有效管理和应用,由分散化、碎片化管理向集中化、网络化管理转变,提升数据的服务能力,避免资源浪费和重复建设成为亟待解决的问题。因而,充分利地理信息系统(GIS)强大的空间数据存储管理和展示分析功能,建设北京市震害防御工作平台,实现系列震害防御成果与数据的统一存储管理、分析应用、社会服务,对于全面提升地震灾害防御能力具有重要意义。 主要技术创新点: (1)自主研发了基于预缓存模式的GIS地图服务平台。基于国际上通用的地图服务标准,将多源空间数据(遥感影像、矢量数据、DEM数据等)进行融合处理,建立空间数据缓存数据库,基于通用的Web服务接口提供快速的网络地图服务;该平台不依赖于商业GIS软件平台,可以独立运行,总体性能和技术水平达到国内领先水平。 (2)对北京地区的场地放大效应对典型建筑物结构响应的作用进行系统研究,给出了不同沉积层厚度卓越频率分布区内的典型易损性建筑物结构模型,对现有建筑物给出抗震减灾建议,对未建和规划建设建筑物提出防震减灾对策,为保障首都安全进行科学的震害防御和地震应急救援提供理论服务和技术支持。 (3)首次实现了一张GIS底图上多种地震专业要素数据(包括历史地震、活动断裂、监测台站、避难场所、五代区划图、历史安评资料等)的分层叠加显示与GIS空间分析功能,通过开放式Web服务接口,为全市地震工作部门提供工作平台。 成果产生的价值: 该成果得到国家“十一五”重大建设项目、中国地震局地震科技星火计划项目、北京市地震局任务性科技专项等多个项目的支持。发表相关研究论文33篇,申请专利11项(已获批6项),获得软件著作权证书13项。成果主要应用于防震减灾社会治理与服务领域,已经在全市地震工作部门进行了推广应用,促进了全市震害防御信息化管理水平和社会服务能力,对提升北京市地震灾害防御能力和社会稳定运行具有重要社会应用效益。此外,该成果的应用和推广节省了商业软件的购买和研发费用,具有一定的间接经济效益。
1800120097 甘肃
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:以中国ELF电磁观测台站和长极距地面电阻率观测台站记录中强地震的电磁扰动为研究对象,从观测技术、观测环境、异常演变与地震关系等方面对2008年以来发生在中国大陆的中强级地震前出现的现象进行分析,为可能与地震活动有关的电磁场异常现象作了研究,通过全天候观测得到ELF电磁资料,用频谱分析技术分析信号的背景变化,研制了ELF电磁仪器远程控制设备、控制产品完成后应用到ELF观测系统,可以提高电磁观测场地工作范围,用电磁噪声背景较小的观测场地工作,产出高质量的数据,为地震科学研究提供支撑;利用长极距成都台地电数据分析汶川和芦山地震前视电阻率变化,其特征具有重现性、相似性和各向异性;发现震前地电场极化方位角的指向,对地震震中的判定有某种指导意义。
1800120280 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:通过采集方法研究、技术开发和样机研制,结合台站实际观测方法和地震信号特点,解决24位采集器在实际地震监测中动态范围不足的应用问题。多转换器分幅采集的实施方法和实现技术研究。以多转换器分幅采集法为基础的高分辨率、宽动态范围的地震数据采集器样机的研制。
1700450390 广西
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:任务来源:《龙滩库区流—固耦合作用过程与水库诱发地震研究》是中国地震局地震科技星火计划攻关项目(XH12035),广西壮族自治区地震局实施。技术原理及性能指标:在龙滩库区三维地质建模,岩石力学与物性参数测试,初始、边界和约束等条件确定的基础上,利用有限元方法研究库区流—固耦合作用的动力学过程,探讨库水渗透扩散过程;利用龙滩水库地震台网最新资料对库区地震进行精定位,研究水库地震时空演化与库水加卸载及渗透扩散过程的关系;通过震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析,探寻水库地震的可能前兆,对库区诱发地震进行及时跟踪预测。技术的创造性、先进性:通过该项目实施所获得的主要创新内容如下:创新了水库诱发地震问题的定量求解方法,将其物理力学模型分为2个层次:一是以孔隙介质为载体的流体渗流对岩体变形和稳定性的影响,由流—固耦合形式的岩体变形与孔隙渗流模型进行描述;二是对断层相关的水库诱发地震定量研究则将水库附加水头压力沿断层面(区)的扩散与断层库仑应力变化联系起来,解决了以往研究中难以处理库区复杂介质条件的问题。揭示了库区地震活动受控于库仑应力的动态变化过程,并主要发生在库仑应力加速升高时段的自然规律,对水库地震预测和构造地震数值预测探索具有重要的科学意义。创新应用有限元方法研究水库蓄水过程中库区弹性波场的变化规律。创新给出了震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析结果,探寻了水库地震的可能前兆。发现了龙滩水库蓄水后,深、浅部地震活动水平和地震性质存在显著的差异,并随蓄水过程发生动态变化的现象,分析了其物理力学机制。技术的成熟程度,适用范围和安全性:水库地区中小地震震源精确定位、震源机制解、震源参数等技术已相对成熟。经过多年的实践,该项目发展的基于流—固耦合理论的水库诱发地震有限元求解方法已得到较好的推广应用。该项目技术成熟程度较高,具有进一步的推广应用的前景,可为重大水库工程建设的决策提供更加充分的科学依据,从而保障水库工程和水电等重大基础设施的安全。应用情况及存在的问题:该项目研究成果已应用于2012-2017年度广西地震趋势会商及日常震情跟踪工作中,为龙滩库区震情趋势分析研判提供了科技支撑;已通过学术交流活动或其他方式,将水库地震数值模拟预测技术在全国范围内推广应用。历年获奖情况:无。成果简介:龙滩库区流—固耦合作用过程与水库诱发地震研究项目属基础研究,旨在以流—固耦合理论为指导,发展针对水库诱发地震问题的有限元求解方法;通过广西龙滩水库的重点解剖,研究水库地震时空分布演化与水库加卸载及库水渗透扩散过程的关系,探讨水库诱发地震动力学机制;利用数值模拟方法计算水库蓄水导致库区弹性波场的变化,对比分析其可能的成因及影响程度;通过震源波谱参数与应力场、应变场、渗流场动态演化图像的对比分析,探寻水库地震的可能前兆,对库区诱发地震进行及时跟踪预测。从而为做好水库地震监测预报工作、减轻水库诱发地震灾害提供科技支撑。研究成果不仅将应用于大量水库地震研究,而且可望为数值地震预报探索起到示范作用;同时,该项目成果的应用将提高对已有大量水库地震危险性评估的水平,有利于对“病危”水库的大坝采取相应的抗震加固措施,有助于更有效地减轻水库地震灾害,争取在可能的水库地震灾害的减值中取得相对增值的效益。
1800120013 吉林
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研究意义:(1)该局现有地震监测平台无法实现地震事件的三维定位演示,定位结果所使用的基础底图过于单调,未将新的影像数据、数字线划数据、数字高程数据等新技术加入。吉林省地震监测系统三维演示平台的研发与应用可解决上述问题,也是为提高综合监测能力面临最为紧迫的问题。(2)吉林省监测台网分布,使用传统2D-GIS平台显示不直观也不具体,对台站周围的环境、建筑物结构、地形地势情况都不能描述。引入前沿的三维建筑物地理信息表达技术是推陈出新,提高信息表达形式的一种趋势,也是面对地震行业值得研究与新技术引进转化的问题。(3)吉林省基础影像、数字高程数据匮乏,只掌握省会长春市图幅的数据。全吉林省面积约为18.7平方公里,经走访、调研测绘部门,影像与数字高程数据购买费超过200万元。基础数据购买费用高昂的无奈性与地震行业监测、预报、应急体系急需基础影像与高程数据的迫切性是必须解决的问题。研究内容:(1)研究国内外前沿技术,结合现状与本地化特点,制定将数字线划、数字栅格、数字高程、三维模型、地震行业数据整合到统一平台的技术方案。(2)使用ArcGIS10地理信息平台,通过涉及数据项、获取途径、数据处理、数据存储4个阶段,产出数字线划、数字栅格、数字高程、地震行业4类数据成果。(3)使用Photoshop、AutoCAD、3dsMax、Sketchup专业平台,通过资源获取、3D模型建立、模型渲染、数据存储、成果表达5个阶段,产出吉林省11座有人值守地震台站建筑物三维模型。(4)使用ArcGlobe10地理信息环境,实现深源地震事件的三维应用,浅源地震事件、地震、地质、影像的多源数据综合表达,固体地球结构透视,全省地震监测台站建筑结构、环境、地质地貌的三维动态演示。(5)研究近年来相关数据产品规范,规范化项目产出成果。制定成果与技术长期推广应用机制,旨在节约资源,造福行业。研究成果:(1)数字栅格成果。(2)数字高程成果。(3)地震台站三维模型成果。(4)建立地理信息成果数据库。(5)项目资助发表论文2篇,成果推广应用证明5项,培训硕士研究生1人。
1800120015 上海
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:在地震短临预报中国际上不少学者认为地震电磁学方法是有希望的方法,但其中还有许多问题需要深入研究。一方面,是在地震电磁信号的产生过程方面还须做出更进一步的深入研究;另一方面,地电流在地下传播路径的变化特征与区域地质条件的密切关系,如所谓的地电场传播中的“选择性问题”和地电场观测的“敏感点”问题都是需要更进一步深入研究的问题。在地电场多级距系统的观测中,往往都是基于台站下方介质电性是均匀的条件下去分析资料的,但实际情况并非总是如此;再则,地电场观测台站地下电性结构的非均匀性对地电场信号的影响也是非常重要的因素,在对资料处理分析中必须要认真考虑这种非均匀特点因素。另外,通过对一些地震电信号的处理分析也显示震前地震电信号是非常重要和可靠的地震短临信息,课题组必须对此给予充分的重视,以使课题组更好地实现地震短临预报从而挽救人民生命财产的巨大损失。该项目目标就是围绕着上述问题而进行的。研究内容:(1)通过对华北及华东地区源自大电流源的附加地电场变化特征研究,阐释了地电场异常信号在地下传播特性与地下电性结构的密切关系,从而为解释地震前地电场异常前兆信号的传播特征提供了比以往实验室研究和数值模拟研究结果更加客观和更加贴近实际的依据。(2)通过对深部岩石压裂过程中的地电场异常信号观测研究(三次油田深部岩石压裂过程中的地电场观测试验),证明了地下岩石压力剧烈变化时在地表实验区域中所记录到的电磁信号的重复性。通过这样的观测与研究,充分证明了地震前地电场异常信号存在的客观性和重复性,这为课题组今后进行基于地震电信号的地震短临预报研究与实践提供了非常重要的依据。(3)通过对地电场台站电极布设区域的高密度电法勘探(包括崇明台浅层高密度电法勘探、青浦台浅层高密度电法勘探),证明地电场台站某些电极下方存在着浅层局部非均匀电性结构,这为解释多级距地电场观测曲线中所呈现的地电场异常信号的非均匀性特征提供了证据。(4)通过对一些地震前地电场异常信号进行的总结,以实际震例来说明地震电信号的变化特征。多极距地电场观测去噪音原理基础上研究分析了芦山M7.0大震前的异常电磁信息;总结了近10年的昌黎台地电场前兆异常特征分析及其震例;初步观测到了地震同破裂电信号;并介绍了小波变换在地电场数据分析中的应用。研究进展与初步成果:通过该项目的研究,从如下方面推进地震电磁学中震前地电场异常信号的实质:(1)通过对华北及华东地区源自大电流源的附加地电场变化特征研究,包括对源自宁东高压±660千伏电压直流输电网在青岛换流站接地极的地电场研究和源自上海及其周边地区多个大电流源的华东地区地电场空间变化特征的研究,深入研究了地电场异常信号在地下传播特性与地下电性结构的密切关系问题,从而为解释地震前地电场异常前兆信号的传播特征提供了比以往实验室研究和数值模拟研究结果更加客观和更加贴近实际的依据。(2)通过对深部岩石压裂过程中的地电场异常信号观测研究,包括在胜利油田、长庆油田、四川页岩气田三次油田深部岩石压裂过程中的地电场观测试验,证明了地下岩石压力剧烈变化时在地表实验区域中所记录到的电磁信号的重复性。完成了地下深部岩石压裂过程中在地表的电磁试验观测报告,文章《深部岩石压裂过程中的电磁信号研究》正在完稿中。通过这样的观测与研究,充分证明了地震前地电场异常信号存在的客观性和重复性,这为课题组今后进行基于地震电信号的地震短临预报研究与实践提供了非常重要的依据。(3)完成了对崇明台、青浦台、长江农场台等地电场台站电极布设区域的高密度电法勘探,探明了崇明、青浦、长江农场地电场台站某些电极下方存在着浅层局部非均匀电性结构,这为解释多级距地电场观测曲线中所呈现的地电场异常信号的非均匀性特征提供了证据,也为这些台站电磁扰动观测中出现的地震电磁扰动异常信号的解释提供了重要的地下电性结构特征信息。(4)通过对一些地震前地电场异常信号进行的总结,以实际震例来说明地震电信号的变化特征。其中首先对多极距地电场观测去噪音原理、观测数据与异常信息的提取原则进行阐述和总结。进而研究分析了芦山M7.0大震前的异常电磁信息;总结了近10年的昌黎台地电场前兆异常特征分析及其震例;初步观测到了地震同破裂电信号;并介绍了小波变换在地电场数据分析中的应用。(5)通过上述研究认识结果,充分应用了该项目研究制定的地震电信号和地震电磁扰动前兆异常信号的筛选分拣原则,以及对崇明、长江农场台和青浦地电场异和电磁扰动常变化的总结,课题组在2014年7月10日上海市地震预测分析中心加密震情会商会以及7月11日苏浙沪三省市地震局震情趋势会商会上较好地预测了2014年8月6日发生在江苏省启东地区的Ms3.0级地震(其中时间和地点预测准确,预测震级偏大0.5级),对地震电信号的分析充分地运用了崇明地震台、长江农场台和青浦台地电场测区高密度电法勘探结果、接地极电信号空间变化特征研究结果。通过上述四大部分的工作,完成了预定研究内容,公开发表12篇研究论文(其中SCI检索2篇,其余为核心期刊),完成和正在完成的研究论文还有4篇。项目组共完成了16篇研究论文,超额完成了考核指标要求的研究论文数量和质量。依托该项目,培养1名硕士研究生,另1人获得副研究员职称晋级。
1800120016 福建
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:大量的震例统计资料表明,被埋压人员在震后1小时内救出成活率可达91%,1~24小时内救出成活率为81%,而24~48小时内救出成活率仅有36.7%。当破坏性地震发生后,地震灾害损失快速评估是高效、有序、迅速地进行抗震救灾应急指挥和决策的关键。然而以专业技术人员的现场震害调查为基础的地震灾害损失评估在时效性无法满足应急救援的需求。而传统基于烈度衰减关系确定地震影响场进行的地震灾害损失快速评估也具有一定的局限性,一方面,烈度衰减关系是建立在当地大量的震例统计的基础上,另一方面,需要对该次地震的破裂方向进行估计。依托福建省政府投资建设的84个实时传输的烈度与预警台站,地震烈度速报系统已经实现了在线试验运行。地震烈度速报是利用地震观测仪器得到的地震动记录,无需现场调查而快速计算各观测点的地震影响程度,进而给出完整的地震影响场,可结合当地的易损性模型和人口经济等基础数据,进行地震灾情准实时评估,为地震应急救援和工程抢险修复决策提供依据。主要研究内容:基于现有的地震仪器烈度速报系统快速提供的震区烈度分布,通过调研并建立具有区域特点的分区易损性模型,借助网格化技术,以网格点作为评估单元,统计分析地震造成灾情的分布情况,为地震应急指挥人员提供决策依据。图1为基于仪器烈度速报的地震灾情准实时评估系统的流程图,通过空间分析行政区划与网格点的关系,将基于行政区域的人口和建筑等基础数据通过网格化技术投影到网格。真实破坏性地震发生后,地震仪器烈度速报系统给出的台站仪器烈度数据,通过时空插值计算出网格点的仪器烈度,最后利用易损性模型进行地震灾情评估。研究成果:通过模拟福建省宁德市柘荣县发生破坏性地震,周边地震观测台站测得地震仪器烈度,利用时空插值得到基于网格的地震仪器烈度分布,如图2所示。以地震仪器烈度分布为影响场进行网格化的灾害评估,图3为该次模拟地震造成的房屋倒塌,图4为地震造成的人员伤亡分布。
1800120258 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:研制地应力测量实验室标定平台,建立地应力测量与监测野外标定试验基地,开展地应力测量与监测标定实验,在实验标定的基础上建立各种测量与监测方法的行业技术规范,以便取得可靠且统一规范的地应力数据,为国家重大工程的规划、设计提供基础资料,为深部资源开发提供安全保障,为地质灾害的发生机理、预测预报和大陆动力学研究提供科学依据。完成了室内双轴地应力标定装置的设计、加工、实验室改造、设备安装调试,经过了中国计量科学研究院的计量检测,设备双轴方向全量程的力值测量误差优于1%,达到了设计要求,可用于地应力测量设备的标定试验。建成了野外地应力测量与监测标定试验基地,开展了地应力监测标定试验。
1800120261 北京
P31 应用技术 地震服务 公布年份:2017
成果简介:超24位的高分辨率地震数据采集器,使其能够有效配合当代的宽频带大动态反馈地震计,扩大观测系统的有效动态范围。研制低噪声前置放大模块。低噪声前置放大器的作用是将地震计输出的模拟信号放大到一定的幅度,满足AD转换器对输入信号下限的要求,并保证AD转换器有较大的动态范围;研制超24位的高分辨率的模拟数字(AD)转换模块。该模块的主要功能是将输入的模拟信号(幅度达±15伏)转换为数字信号,实现计算机化的数据处理和记录,为进一步利用地震波形进行研究提供高质量的数字化观测资料。课题组拟利用过采样增量总和调制技术和数字校正技术,来实现超24位的分辨率;研制频率特性极为稳定的数字信号处理单元。增量总和调制技术的原理是:首先通过调制器将模拟信号转化为1bit高速率低分辨率的数字信号,然后用复杂的数字滤波器将该1bit信号转换为高分辨率低速率的数字信号,其实质是以采样率换取精度,以附加的数字电路降低对模拟电路精度的要求。这里的数字信号处理单元的核心任务就是通过执行数字滤波与抽取来进行采样率变换;研制高稳定的电压源。课题组将设计和选择稳定度好的电路和器件,尽可能地降低电源对AD转换性能的影响,同时采用一定的保护措施来防止雷电或者其它原因造成的过电压/过电流对电路的损坏。
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