Ship Acoustic Signature Analysis
Gemi Akustik İz Analizi

Umut Fırat [1] , Tayfun Akgül [2]

68 170

The frequency lines extracted from ship-radiated propeller and machinery noise give the essential information for underwater target classification. Amplitude modulated broadband propeller noise imposed by cavitation contains the implicit propeller tonals while underwater-radiated narrowband propulsion and auxiliary machinery noise gives rise to machinery tonals. Detection of these propeller and machinery tonals are mainly handled by an envelope detection method, Demon and by a low frequency analysis method, Lofar, respectively. In this paper we discuss the utilization of these methods on the identification of targets employing real-world ship noise recorded in the Strait of Istanbul. We showed that different ship types yield different propeller and machinery tonal frequencies. Main challanges are environmental conditions causing nonstationary signals as well as lack of data from controlled experiments. Thus, future work should include the investigation of suitable methods to cope these challenges.

Pervane ve makine kaynaklı gemi gürültülerinden çıkarılan frekans hatları su altı hedef sınıflandırmada kullanılan en önemli verilerdir. Kavitasyon sonucu ortaya çıkan genlik modülasyonlu geniş bant pervane gürültüsü zımnen pervane tonellerini içerirken gemi itki sistemi ve yardımcı makinelerinin su altına yayılan dar bant bileşenleri  makine tonellerini  oluşturur. Zarf tespitine dayalı Demon ve alçak frekans analizine dayalı Lofar yöntemleri sırasıyla pervane ve makine tonellerinin tespiti için başvurulan temel yöntemlerdir. Bu çalışmada, bu iki yöntemin hedef sınıfını belirlemede nasıl kullanılabileceği İstanbul Boğazı'nda kaydedilmiş gerçek gemi gürültülerinden yararlanılarak tartışılmaktadır. Farklı tipte gemilerin farklı frekanslarda pervane ve makine tonelleri ürettiği gösterilmiştir. Yaşanan başlıca zorluklar arasında, durağan olmayan sinyallere yol açan çevresel şartlar ve gemi gürültülerinin kontrollü deneylerle kaydedilmemiş olması sayılabilir. Gelecek çalışmalarda bu zorlukları aşmak için farklı yöntemler denenmelidir.

  • [1] R. J. Urick, Principles of underwater sound, 3rd ed. New York: McGraw-Hill, 1983.
  • [2] D. Ross, Mechanics of underwater noise. Los Altos, California: Peninsula Publishing, 1987.
  • [3] J. G. Lourens and M. W. Coetzer, “Detection of mechanical ship features from underwater acoustic sound,” in Acoustics, Speech, and Signal Processing, IEEE International Conference on ICASSP’87., vol. 12. IEEE, 1987, pp. 1700–1703.
  • [4] J. Lourens, “Classification of ships using underwater radiated noise,” in Underwater Acoustic Data Processing. Springer, 1989, pp. 591–596.
  • [5] A. Kummert, “Fuzzy technology implemented in sonar systems,” Oceanic Engineering, IEEE Journal of, vol. 18, no. 4, pp. 483–490, 1993.
  • [6] H. Amindavar and P. P. Moghaddam, “Estimation of propeller shaft rate and vessel classification in multipath environment,” in Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop. 2000. Proceedings of the 2000 IEEE.
  • [7] R. Fischer and R. D. Collier, “Noise prediction and prevention on ships,” Handbook of Noise and Vibration Control (2007): 1216-1232.
  • [8] R. O. Nielsen, “Cramer-rao lower bounds for sonar broad-band modulation parameters,” Oceanic Engineering, IEEE Journal of, vol. 24, no. 3, pp. 285–290, 1999.
  • [9] A. Kudryavtsev, K. Luginets, and A. Mashoshin, “Amplitude modulation of underwater noise produced by seagoing vessels,” Acoustical Physics, vol. 49, no. 2, pp. 184–188, 2003.
  • [10] F. Bao, X. Wang, Z. Tao, Q. Wang, and S. Du, “Adaptive extraction of modulation for cavitation noise,” The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 126, no. 6, pp. 3106–3113, 2009.
Konular Mühendislik ve Temel Bilimler
Dergi Bölümü Akademik ve/veya teknolojik bilimsel makale
Yazarlar

Yazar: Umut Fırat
Kurum: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, BİLGEM
Ülke: Turkey


Yazar: Tayfun Akgül
Kurum: İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Bibtex @araştırma makalesi { emobd300248, journal = {EMO BİLİMSEL DERGİ}, issn = {1309-5501}, address = {TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası}, year = {}, volume = {7}, pages = {25 - 31}, doi = {}, title = {Gemi Akustik İz Analizi}, key = {cite}, author = {Fırat, Umut and Akgül, Tayfun} }
APA Fırat, U , Akgül, T . (). Gemi Akustik İz Analizi. EMO BİLİMSEL DERGİ, 7 (13), 25-31. Retrieved from http://dergipark.gov.tr/emobd/issue/34416/300248
MLA Fırat, U , Akgül, T . "Gemi Akustik İz Analizi". EMO BİLİMSEL DERGİ 7 (): 25-31 <http://dergipark.gov.tr/emobd/issue/34416/300248>
Chicago Fırat, U , Akgül, T . "Gemi Akustik İz Analizi". EMO BİLİMSEL DERGİ 7 (): 25-31
RIS TY - JOUR T1 - Gemi Akustik İz Analizi AU - Umut Fırat , Tayfun Akgül Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - DO - T2 - EMO BİLİMSEL DERGİ JF - Journal JO - JOR SP - 25 EP - 31 VL - 7 IS - 13 SN - 1309-5501- M3 - UR - Y2 - 2017 ER -
EndNote %0 EMO BİLİMSEL DERGİ Gemi Akustik İz Analizi %A Umut Fırat , Tayfun Akgül %T Gemi Akustik İz Analizi %D 2018 %J EMO BİLİMSEL DERGİ %P 1309-5501- %V 7 %N 13 %R %U
ISNAD Fırat, Umut , Akgül, Tayfun . "Gemi Akustik İz Analizi". EMO BİLİMSEL DERGİ 7 / 13 25-31.