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『水下載具』專輯
目  錄 封面
「水下載具」專輯序言
水下殘骸搜尋辨識技術與國內水下偵蒐能量調查
深海載具系統設計與開發
傳統加工產業活化與水下技術發展
自主式水下無人載具近況與技術介紹
沉船位置標定及水下攝影驗證:以探測M.V.Sea Angel作業為例
日本311大地震後之快速深鑽計畫
飽和潛水施工能量及在海事工程之應用
海洋及水下科技季刊一0一年度第二十二卷第二期封面


「水下載具」 專輯序言
(第二十二卷第二期-序言)
摘要
 本期專輯包含5篇以水下載具技術為主題的文章。水下載具的系統是結合多門類水下科技之產物,專輯文章由從事水下載具技術發展多年的作者專家們,說明研究與水下科技的緣起,載具設計方向以及想要達成的功能。他們在海洋與水下技術的專業領域中專心致力於境界提升的過程,完整呈現了努力的成果,藉由文字拉近尖端科技與讀者間距離,使讀者深刻體驗水下科技的應用成果。此中,無人水下載具技術自1970年觀念形成與基礎研究興起,歷經2000年應用研究大行其道,至今自動控制的無人載具已經成熟商用,在海洋中擔負地形測繪、水文觀察、安全監視,以及水下施工等各式功能。隨著各種應用研究紛紛出籠,水下載具與水下技術已進入臺灣周圍的海下世界,為吾人在海洋環境中的耳目與拳腳。

以下向各位讀者介紹專輯的文章:

1.「水下殘骸搜尋辨識技術與國內水下偵蒐能量調查」:本文整理及介紹水下飛機殘骸之搜尋、辨識與聲納影像定位系統整合之相關技術,以及調查了國內公部門現有水下相關的偵蒐裝備與技術,包含精確水下側掃聲納影像定位系統、測試載具以及系統模擬能力。而為了達到整合國內現有偵搜人力與設備之目的,本文也提出一整合之水下偵搜流程的建議。

2.「深海載具系統設計與開發」:本文藉由文獻回顧了解深海工作遙控載具發展與設計方向,並介紹國研院海洋中心發展深海遙控載具的背景,設計規格制訂的說明與研發現況。文中簡介海洋中心發展之3000公尺潛深、150馬力,250公斤酬載之深海遙控載具之主體零組件設計、加工組裝,周邊設備等。預期本裝備在2012年底測試確定後,將能加入我國深海水下探測技術行列。

3.「傳統加工產業活化與水下技術發展」:本文為作者參與國內精密機械工業以產學合作的模式,成功地整合多個產業鏈中的技術,轉換產能生產海下技術相關產品的歷程。透過一個傳統加工業者經「學產官」三方整合,成功切入生產水下技術相關設備如水下遙控載具等的故事,提供產業轉型的可能方向。本文亦提及國內對水下技術相關的需求豐沛,明顯可見於幾項國家正在推動的能源計畫,例如離岸風力發電、黑潮發電、潮汐發電、甲烷水合物探採等以及更廣泛的海事工程需求裡。

4.「自主式水下無人載具近況與技術介紹」:本文是自主式水下載具技術方面的文獻研究,含自主遠程航行、續航力、精確定位及機構設計等方面等整理。雖然商用載具技術已大致成熟,但是載具作業、維修,以及性能提升的工作仍需有持續不斷的研發投入。大力推廣發展水下載具的關鍵技術研究,可望縮短與其他國家的差距。本文借鑒與應用多方研究單位及企業的基本構思,了解目前自主式水下載具系統的發展架構及感測器的應用方向,以便在系統研發時可根據任務目的及需求研製出適合的載具。

5.「沉船位置標定及水下攝影驗證:以探測M.V. Sea Angel作業為例」:本文以沈船探測實例展示水下探測任務的程序與作業困難度。調查作業流程為先利用多波束測深儀與側掃聲納確認沉船所在位置,再以水下無人載具進行該沈船目標在海床上之目視檢測,最後完成目標殘骸特徵之確認。掃測任務時之海象變化如風、流水效應等更有可能影響到任務之執行效率,甚至潛在威脅工作儀器之保存率以及人員之安全性。由於船體沉沒後繩索漂浮於船骸四周,嚴重威脅水下無人載具之安全性,更考驗操作技術以及下水拍攝前輔助測量的精確度。此篇文章報導水下載具之應用,足供吾人參考。

  本期季刊更有「日本311大地震後之快速深鑽計畫」、「飽和潛水施工能量及在海事工程之應用」等2篇精彩文章,期待讀者們閱讀時的豐富知識之旅。

作者:郭振華/國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 教授

   黃清哲/成功大學水利及海洋工程學系 教授

   文展權/國立高雄海洋科技大學航運技術系 講師   

水下殘骸搜尋辨識技術與國內水下偵蒐能量調查
(第二十二卷第二期-水下載具)
摘要

 針對飛航事故的調查,本研究整理及介紹水下飛機殘骸之搜尋、辨識與聲納影像定位系統整合之相關文獻,期能藉由最新聲納的探測技術結合相關的設備來準確、快速辨識出飛機殘骸及其周遭的海底地形與地貌,並將殘骸影像給予準確定位,此外,本文亦調查了國內公部門現有水下相關的偵蒐裝備與技術,包含現有之精確水下側掃聲納影像定位系統、測試載具以及系統模擬能力。而為了達到整合國內現有偵搜人力與設備之目的,本文提出一套整合之偵搜流程,並建議未來應整合研發人力,發展水下航空器殘骸辨識系統,結合精確水下側掃聲納影像定位系統即時提供疑似殘骸位置,並建置具精確水下側掃聲納影像定位系統之測試載具,探討其作為海上緊急搜救支援平台之可行性。

關鍵詞:飛機殘骸,聲納影像,定位系統,水下載具,水下救難

作者:陳冠宇/國立台灣大學工程科學與海洋工程學研究所 博士候選人

   郭振華/國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 教授

深海載具系統設計與開發
(第二十二卷第二期-水下載具)
摘要

  深海載具系統的設計與開發是海洋產業開發和海洋技術發展的最重要關鍵技術,也是目前世界上臨海國家科技發展的方向之一。一般而言,深海載具的整合設計過程是綜合性且跨領域的技術,主要內容包括:系統結構設計、系統動力設計、系統控制、系統整合和作業技術等,彼此相互偶合。而為藉由過去國外發展經驗,提升國內深海載具發展之技術內涵,本文綜合了國外深海載具技術發展與相關深海研究的最新動態,分析了深海載具技術的發展趨勢與關鍵零組件,以瞭解我國與世界先進水準之間的差距,並整合國外成功的經驗應用於設計與發展適合我國海洋環境的深海載具。

關鍵字:深海載具、整合設計、載具設計

作者:穆凌吉/國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   陳冠宇/國立台灣大學 工程科學及海洋工程學系

   黃盛煒/國立台灣大學 工程科學及海洋工程學系

   施銓熙/國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   陳坤林/國家實驗研究院 國家太空中心

   趙瑞君/國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   陳慶盈/國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   楊文昌/國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   郭振華/國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 教授

傳統加工產業活化與水下技術發展

(第二十二卷第二期-水下載具)

摘要
 台灣目前尚無具規模的水下技術相關產業出現因為從第一層面看來,國內市場需求量不足以支撐這類產品的開發。但是經過分析後,事實上水下技術相關的需求是隱含幾項國家正在推動的能源計畫,例如離岸風力發電、黑潮發電、潮汐發電、甲烷水合物探採等以及更廣泛的海事工程需求裡。探究水下技術核心內容可知,其中包含許多傳統加工技術是台灣有長久根基的。不過這些傳統加工產業目前卻面臨大趨勢的產業外移所帶來的窘境:上下游都外移。本文希望透過一個傳統加工業者經「學產官」三方整合,成功切入生產水下技術相關設備如「水下遙控載具」等的故事,提供產業轉型的另一個可能方向。

作者:王兆璋/國立中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所

   陳信宏/國立中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所

   方銘川/國立成功大學系統與船舶機電工程系

   林忠宏/國立成功大學系統與船舶機電工程系

   張乃仁/鍵銘螺絲實業有限公司

   張碩文/鍵銘螺絲實業有限公司

   湛翔智/船舶暨海洋產業研發中心

   侯勃有/海歷企業有限公司

自主式水下無人載具近況與技術介紹
(第二十二卷第二期-水下載具)
摘要

  台灣地狹人稠四面環海,加上陸上資源有限,海洋資源的開發與利用便成為一個重要的努力方向。整體而言,舉凡海底資源的探索與開發、海底電纜管線的探測與檢修、海洋生物識別與樣品的取得…等,都需要水下載具的支援,除此之外,由於水下環境嚴苛且需要長時間探勘,所以對於相關所需的輔助機器,就有了迫切的需要。近年來隨著電子相關科技的進步,許多國家皆投入大量的人力、物力以及財力進行水下作業或探勘載具的設計與研發,因此水下載具也因應而生。有鑑於此,本文透過文獻收集方式,針對目前國內外適合於水下無人載具做一詳細之技術評析,期能對於後續相關單位進行研究發展時做出技術上之參考。

關鍵詞:水下無人載具、自主式水下無人載具、整合設計

作者:楊雅兆/財團法人國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   邱意明/財團法人國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   陳慶盈/財團法人國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   穆凌吉/財團法人國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   楊文昌/財團法人國家實驗研究院 台灣海洋科技研究中心

   郭振華/國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 教授

沉船位置標定及水下攝影驗證:以探測M.V. Sea Angel作業為例
(第二十二卷第二期-水下載具)
摘要

 Sea Angel輪於2010年1月26日,突遭風暴襲擊沉沒於澎湖東北海域,銓日儀公司於2010年4月起,接受船東泰國Sinsimon Navigation公司委託,執行沉船位置標定及其他相關之水下攝影暨驗證作業。為完成合約需求,本作業主要使用三項設備作水下探測:多波束聲納、側掃聲納以及水下無人載具。經過兩天的巡航偵搜以及進一步之水下作業,順利完成任務要求。研究成果先以Kongsberg EM 710多波束聲納精確標定沉船位置、初略外觀以及週遭水深資料;再利用 Edge Tech 4200側掃聲納一窺沉船之立體外觀及四週圍之海床顯像;最後再施以Seaeye Panther XT 工作級水下無人載具對沉船的船名及外觀做影像拍攝及船舶身分之再確認,成功完成所交付之水下探測任務。

關鍵字:水下探測、多波束聲納、側掃聲納、水下無人載具

作者:文展權/國立高雄海洋科技大學航運技術系 助理教授

   趙尊憲/銓日儀企業有限公司 經理

   許華智/國立高雄海洋科技大學航運技術系 助理教授

   廖 宗/國立高雄海洋科技大學航運技術系 副教授兼系主任

   許哲英/國立高雄海洋科技大學海事資訊研究所 學生

日本311大地震後之快速深鑽計畫
(第二十二卷第二期-海洋科技報導)
摘要

 2011年日本外海發生規模9.0的311大地震,引發的海嘯造成日本東北沿海城市在生命財產上非常嚴重的損失。而日本政府為了想更瞭解這種大地震發生的機制,所以與來自美國等國家的科學家合作,在很短的時間內,就規劃了一個快速深鑽計畫。這個計畫是在2012年4月到5月利用「地球號」鑽探船在水深接近七千公尺、離震央不遠的井位,鑽取岩心,未來並將架設井下儀器,以量測因311大地震所產生的地熱異常等變化,希望蒐集到的資料能解決一些科學上的問題。由於過去很少有鑽井船會在這麼深的海域作業,加上過去鑽探計畫從開始撰寫計畫書到委員會審查通過幾乎都要好幾年的時間,所以能在短短一年內就執行這樣一個快速深鑽計畫實在不簡單。

關鍵詞:日本311地震、快速深鑽計畫(JFAST)、地球號(CHIKYU)

 

作者:邱瑞焜/國立海洋科技博物館籌備處

   劉紹勇/國研院台灣海洋科技研究中心

↑回目錄

 

飽和潛水施工能量及在海事工程之應用
(第二十二卷第二期-海洋科技報導)
摘要

 經濟與生存需求,投入地球佔有約70%面積的海洋開發是人類最基本的方向,海洋開發在過去四十年來積極與蓬勃地發展,水下作業能量需求也成正比例的成長,為符合國家能源與資源永續發展政策,本研究對國外潛水員資格探討、飽和潛水人員配置資料彙整以及規範標準研析、彙整國外大型商業潛水公司飽和潛水相關設備及各類資料分析與研判,並完成國外海事工程與潛水作業關聯性分析以及國外飽和潛水於海事工程應用現況分析探討、國內潛水作業程序、潛水設備以及潛水人員訓練規範研析。期能早日完成建立潛水訓練能量,培養國家在海洋資源調查與探採的自主作業能力。

關鍵字:飽和潛水、海事工程、潛水訓練、海洋資源調查

 

作者:簡連貴/中華民國海洋及水下技術協會 秘書長

       國立海洋大學河海工程系 教授

   許硯蓀/中華民國海洋及水下技術協會 副秘書長

   黃漢勇/中華民國海洋及水下技術協會文化教育訓練委員會 主委

   馬道心/中華民國海洋及水下技術協會文化教育訓練委員會 副主委

   許朝敏/國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心 組長

↑回目錄

 

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