2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——海底管道設(shè)計(jì)與維護(hù)技術(shù)前沿考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)位置。每題2分，共20分）1.下列哪種新型管材因具有優(yōu)異的耐腐蝕性和較輕的重量，在深水及腐蝕性環(huán)境的海底管道鋪設(shè)中受到越來(lái)越多的關(guān)注？A.傳統(tǒng)的碳鋼B.高強(qiáng)度不銹鋼C.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）D.鎳基合金2.在海底管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，利用人工智能算法分析歷史數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)和管道運(yùn)行狀態(tài)，以預(yù)測(cè)潛在故障點(diǎn)和發(fā)生時(shí)間，這種方法屬于哪種前沿策略？A.基于模型的檢測(cè)B.感知式維護(hù)C.預(yù)測(cè)性維護(hù)D.反應(yīng)式維護(hù)3.對(duì)于長(zhǎng)距離、跨海區(qū)域的海底管道，哪種路由規(guī)劃技術(shù)能夠更有效地結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)、環(huán)境因素和施工限制，實(shí)現(xiàn)智能化、最優(yōu)化的路徑選擇？A.傳統(tǒng)人工規(guī)劃B.基于規(guī)則的專家系統(tǒng)C.機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化算法D.粗略的概略測(cè)量4.在海底管道外部檢測(cè)中，相比傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)，分布式光纖傳感技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)在于？A.只能檢測(cè)點(diǎn)狀缺陷B.無(wú)法進(jìn)行高精度成像C.能夠?qū)崿F(xiàn)管道全長(zhǎng)、實(shí)時(shí)、分布式應(yīng)變和溫度監(jiān)測(cè)D.對(duì)環(huán)境噪聲非常敏感5.針對(duì)海底管道局部腐蝕或輕微變形，采用涂層修復(fù)或外部加套層進(jìn)行加固的非開挖修復(fù)技術(shù)，通常被稱為？A.管道更換B.管道移植C.管道內(nèi)襯D.管道外部加固修復(fù)6.海底管道鋪設(shè)過(guò)程中，定向鉆進(jìn)技術(shù)相較于重浮體法，其主要的優(yōu)勢(shì)之一是？A.對(duì)水深限制更小B.更適合在復(fù)雜海底地形作業(yè)C.施工速度通常更快，尤其在穿越障礙物時(shí)D.對(duì)環(huán)境的影響更小7.為了減少海底管道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)海洋哺乳動(dòng)物（如鯨魚）的聲學(xué)干擾，目前研發(fā)并應(yīng)用的一種前沿技術(shù)是？A.增強(qiáng)管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度B.使用更低密度的管材C.應(yīng)用主動(dòng)噪聲抵消技術(shù)D.增加管道鋪設(shè)速度8.在海底管道的設(shè)計(jì)中，考慮使用“智能管匯”或集成傳感器節(jié)點(diǎn)，其核心目的是？A.降低管道初始成本B.減少管道壁厚C.實(shí)現(xiàn)對(duì)管道運(yùn)行狀態(tài)的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集D.提高管道的柔韌性9.對(duì)于位于極地冰蓋下的海底管道，其設(shè)計(jì)與維護(hù)面臨的主要特殊挑戰(zhàn)不包括？A.極端低溫對(duì)材料性能的影響B(tài).冰層運(yùn)動(dòng)對(duì)管道的擠壓和磨損C.傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備難以在冰下作業(yè)D.水下光照不足影響施工visibility10.海底管道全生命周期成本（LCC）評(píng)估中，越來(lái)越被重視的一個(gè)方面是？A.管道初始的材料成本B.施工安裝的費(fèi)用C.運(yùn)營(yíng)期間的能源消耗和維護(hù)修復(fù)成本D.管道更換的殘值二、填空題（請(qǐng)將正確答案填寫在答題紙上對(duì)應(yīng)橫線上。每空2分，共20分）1.利用遙控?zé)o人潛水器（ROV）搭載的聲納或光學(xué)設(shè)備對(duì)海底管道進(jìn)行內(nèi)外部檢測(cè)，是當(dāng)前海底管道__________的主要手段之一。2.為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的海洋環(huán)境污染問(wèn)題，開發(fā)和應(yīng)用可降解或可回收的海底管道__________是可持續(xù)發(fā)展的重要方向。3.海底管道在高溫高壓環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行，其管體結(jié)構(gòu)的__________是設(shè)計(jì)和管理中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。4.新型海底管道鋪設(shè)船如“__________”號(hào)，配備了先進(jìn)的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)和大型吊裝設(shè)備，顯著提升了深水管道鋪設(shè)的能力和精度。5.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的管道腐蝕損傷預(yù)測(cè)模型，能夠通過(guò)分析歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)，提高預(yù)測(cè)的__________。6.在海底管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，除了傳統(tǒng)的物理強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析，還應(yīng)充分考慮__________風(fēng)險(xiǎn)，如甲烷水合物生成、生物污損等。7.對(duì)于跨越大斷裂帶或復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域的海底管道，需要進(jìn)行詳細(xì)的__________評(píng)估，以確保管道的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定。8.海底管道的“綠色維護(hù)”理念強(qiáng)調(diào)在檢測(cè)和修復(fù)作業(yè)中，應(yīng)最大限度地減少對(duì)海洋環(huán)境的__________。9.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）作為海底管道管材，其主要的優(yōu)點(diǎn)之一是具有優(yōu)異的__________，特別適用于腐蝕性環(huán)境。10.預(yù)測(cè)性維護(hù)策略的核心思想是利用先進(jìn)技術(shù)手段，在管道故障發(fā)生前就識(shí)別潛在問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)__________。三、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)將答案寫在答題紙上對(duì)應(yīng)位置。每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述海底管道與傳統(tǒng)陸地管道在設(shè)計(jì)和維護(hù)方面面臨的主要區(qū)別。2.請(qǐng)列舉至少三種用于海底管道非開挖檢測(cè)的前沿技術(shù)，并簡(jiǎn)述其基本原理。3.海底管道鋪設(shè)過(guò)程中，智能化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面？其優(yōu)勢(shì)何在？4.為了保障海底管道在極端環(huán)境（如深海、極地）下的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)和維護(hù)需要采取哪些特殊的考慮措施？四、論述題（請(qǐng)將答案寫在答題紙上對(duì)應(yīng)位置。每題10分，共20分）1.論述將人工智能（AI）技術(shù)應(yīng)用于海底管道全生命周期管理（設(shè)計(jì)、鋪設(shè)、檢測(cè)、維護(hù)、退役）所帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。2.闡述在可持續(xù)發(fā)展背景下，如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐，降低海底管道工程對(duì)海洋環(huán)境的長(zhǎng)期影響。試卷答案---------------------------------------------------一、選擇題1.C解析思路：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，特別適合深水和腐蝕環(huán)境。2.C解析思路：預(yù)測(cè)性維護(hù)利用AI分析數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)故障，符合題干描述。其他選項(xiàng)或?yàn)榛A(chǔ)方法或?yàn)榉磻?yīng)策略。3.C解析思路：機(jī)器學(xué)習(xí)算法能處理復(fù)雜因素，實(shí)現(xiàn)智能化優(yōu)化，是前沿的路由規(guī)劃方法。4.C解析思路：分布式光纖傳感可以實(shí)現(xiàn)管道全長(zhǎng)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，這是其相對(duì)于點(diǎn)式檢測(cè)技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)。5.D解析思路：外部加固修復(fù)指在管道外部進(jìn)行修復(fù)，如涂層或加套層，符合描述。6.C解析思路：定向鉆進(jìn)在復(fù)雜地形和穿越障礙物時(shí)比重浮體法更靈活、速度可能更快。7.C解析思路：主動(dòng)噪聲抵消是主動(dòng)控制噪聲的技術(shù)，用于減少聲學(xué)干擾，符合題意。8.C解析思路：智能管匯和傳感器節(jié)點(diǎn)的主要目的是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。9.D解析思路：水下光照不足是普遍存在的情況，并非極地特有的挑戰(zhàn)，其他選項(xiàng)均為極地挑戰(zhàn)。10.C解析思路：全生命周期成本強(qiáng)調(diào)運(yùn)營(yíng)維護(hù)和修復(fù)成本，占比通常很高，是當(dāng)前評(píng)估重點(diǎn)。二、填空題1.檢測(cè)解析思路：ROV搭載設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)是海底管道檢測(cè)的核心手段。2.材料解析思路：可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)是使用環(huán)保或可回收的材料。3.疲勞解析思路：高溫高壓導(dǎo)致材料性能下降，疲勞是長(zhǎng)期運(yùn)行的主要風(fēng)險(xiǎn)。4.BlueMarlin/BlueMarlinII（或其他類似大型鋪管船名稱）解析思路：BlueMarlin是著名的大型鋪管船，代表該領(lǐng)域先進(jìn)裝備。此處可根據(jù)實(shí)際教學(xué)中的側(cè)重點(diǎn)填寫。5.準(zhǔn)確性/精度解析思路：機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)是提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度。6.環(huán)境解析思路：海底環(huán)境復(fù)雜多變，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)需重點(diǎn)評(píng)估。7.地質(zhì)解析思路：復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域?qū)艿婪€(wěn)定性要求高，需詳細(xì)地質(zhì)評(píng)估。8.污染/影響或兩者解析思路：綠色維護(hù)強(qiáng)調(diào)減少對(duì)環(huán)境的污染和負(fù)面影響。9.耐腐蝕性解析思路：FRP的重要優(yōu)點(diǎn)是抵抗腐蝕能力強(qiáng)。10.預(yù)防/規(guī)劃性維護(hù)解析思路：預(yù)測(cè)性維護(hù)的核心是提前預(yù)防，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃性管理。三、簡(jiǎn)答題1.海底管道面臨海水腐蝕、海床沉降、水流沖刷、生物污損、海洋哺乳動(dòng)物碰撞、甲烷水合物風(fēng)險(xiǎn)、極端環(huán)境（深冷、深熱）等獨(dú)特挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)需考慮耐壓、耐腐蝕、柔性、抗疲勞、防生物污損等；維護(hù)難度大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)高，常依賴ROV等非開挖技術(shù)，且應(yīng)急響應(yīng)要求高。解析思路：對(duì)比陸地管道的穩(wěn)定環(huán)境，強(qiáng)調(diào)海底環(huán)境的復(fù)雜性和管道面臨的特殊風(fēng)險(xiǎn)，以及設(shè)計(jì)維護(hù)策略的差異。2.聲學(xué)檢測(cè)（如多波束、側(cè)掃聲納）：利用聲波探測(cè)管道表面缺陷或周圍環(huán)境；光學(xué)檢測(cè)（如高清攝像頭、機(jī)器視覺(jué)）：通過(guò)ROV搭載的攝像頭進(jìn)行可視化檢查；電磁檢測(cè)（如漏磁檢測(cè)）：利用電磁感應(yīng)原理檢測(cè)管道壁厚減薄或腐蝕；分布式光纖傳感：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道應(yīng)變和溫度變化，用于腐蝕和變形預(yù)警。解析思路：列舉三種主流的非開挖檢測(cè)技術(shù)，并簡(jiǎn)述其基本原理，突出前沿性。3.智能化技術(shù)在鋪設(shè)中的應(yīng)用體現(xiàn)在：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位與姿態(tài)控制、地質(zhì)與環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與融合、施工過(guò)程智能規(guī)劃與調(diào)度、基于模型的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、自動(dòng)化/半自動(dòng)化作業(yè)（如管節(jié)對(duì)接）。優(yōu)勢(shì)在于提高鋪設(shè)精度和效率、增強(qiáng)安全性、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、減少人為錯(cuò)誤、優(yōu)化資源利用。解析思路：從定位、監(jiān)測(cè)、規(guī)劃、控制、安全等方面闡述智能化應(yīng)用，并說(shuō)明其帶來(lái)的好處。4.設(shè)計(jì)上需選用耐極端溫度/壓力的材料、進(jìn)行抗冰設(shè)計(jì)（如增加強(qiáng)度、考慮冰載荷）、優(yōu)化管道路由避開不穩(wěn)定區(qū)域、考慮保溫或隔熱措施；維護(hù)上需使用能在極端環(huán)境下工作的設(shè)備、開發(fā)耐受惡劣環(huán)境的檢測(cè)方法、制定特殊的維護(hù)窗口和應(yīng)急預(yù)案、考慮長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程操作。解析思路：分別從設(shè)計(jì)和維護(hù)兩個(gè)層面，列舉針對(duì)深海、極地等極端環(huán)境的特殊考慮措施。四、論述題1.機(jī)遇：AI可提升設(shè)計(jì)優(yōu)化水平（如管道路由、結(jié)構(gòu)優(yōu)化）、實(shí)現(xiàn)檢測(cè)維護(hù)的自動(dòng)化和智能化（如智能缺陷識(shí)別、預(yù)測(cè)性維護(hù)決策）、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理（如流量預(yù)測(cè)、故障診斷）、提高安全性（如風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)輔助）、促進(jìn)全生命周期數(shù)據(jù)的深度挖掘與價(jià)值實(shí)現(xiàn)。挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)獲取與質(zhì)量難題（傳感器部署、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化）、算法模型的魯棒性與可解釋性問(wèn)題、高昂的開發(fā)與部署成本、專業(yè)人才缺乏（需融合海洋工程與AI知識(shí)）、數(shù)據(jù)安全與隱私問(wèn)題、倫理法規(guī)的滯后性。解析思路：全面論述AI帶來(lái)的好處（機(jī)遇）和需要克服的困難（挑戰(zhàn)），涵蓋設(shè)計(jì)、檢測(cè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)等多個(gè)環(huán)節(jié)，并提及相關(guān)實(shí)際問(wèn)題。2.技術(shù)創(chuàng)新：研發(fā)環(huán)保型管道材料（如可降解、可回收復(fù)合材料）、開發(fā)低噪聲/無(wú)噪聲的鋪設(shè)和檢測(cè)設(shè)備、應(yīng)用智能監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)早期損傷預(yù)警和修復(fù)、推廣