基于卡尔曼滤波的机场道面接缝积水检测方法研究

机场道面接缝积水会逐渐破坏机场道面平坦度,影响飞行安全.传统的机场接缝除湿方式易导致水泥焦化且效率低下.利用微波辐射技术设计了机场水泥道面接缝积水的检测系统,将含水量的测定转化为对电压的测量.采用最小二乘法和卡尔曼滤波分别对硬件测量误差进行补偿,分析结果表明,使用最小二乘法优化数据可将平均误差率由0.131 1％降为0.019 4％,而运用卡尔曼滤波算法则可降至0.008 1％,能够显著提高机场道面接缝积水含水量的测定精度.     

微型水深传感器在智能导盲仪中的应用

基于DSP处理器,利用超声波传感器、温度传感器、微型水深传感器,设计了一款智能导盲仪,该导盲仪具有测距、测积水深度、测温、智能求救等功能,并具有语音播报、夜晚警戒灯等感知与提示功能。本文重点阐述微型水深传感器在此导盲仪中的应用,实验结果证明,该微型水深传感器能够有效测量路面积水深度,检测精度高,为盲人雨天出行提供安全保障。     

基于无人机图像的高速公路积水预警系统设计

雨后微干的路面往往容易让机动车驾驶员忽视路面的安全隐患。雨后高速公路路面形成区域性积水后,当高速行驶的车轮与积水区域相接触时,容易产生滑水现象,导致汽车失去部分或全部操纵性,这时极易导致交通事故的发生。针对此类情况设计了一套基于无人机图像的高速公路积水预警系统,该系统由图像采集、积水识别和积水预警三部分组成。利用无人机的机动灵活、覆盖面广和无线传输的特性对高速公路路面情况进行采集,并将其位置信息和路面图像实时传回远端服务器进行处理。通过图像灰度化、图像二值化、形态学运算、消除小面积区域等操作提取出传回图像中潜在的积水区域,然后根据计算出的潜在积水区域相应的形状特征参数判断其是否为积水区域。当远端服务器确认无人机传回的图像中存在积水区域后,通过电子地图、短信提醒、高速公路显示屏等多种方式将积水区域的位置和面积等预警信息告知机动车驾驶员,从而减少此类交通事故发生。     

卡车-无人机协同救灾物资避障配送问题研究

针对洪涝灾害中存在积水障碍区的卡车-无人机协同配送的最优路径及最短配送时间问题,建立了一种整数规划模型,并提出了一种两阶段启发式算法,第一阶段将积水障碍区进行二维网格化处理并确定无人机运输救灾物资时卡车的安全等待点以及各等待点无人机运送客户的集合,第二阶段提出阶段性规划算法,结合改进A*算法与非线性收敛因子的模拟退火鲸鱼算法对卡车绕积水障碍区的配送路径进行优化,在确保卡车行使安全的前提下,将A*算法的全局寻优性及鲸鱼算法的局部搜索精确性结合。解决存在积水障碍区的救灾物资配送问题,最后通过实例验证了所提出方法可以快速安全地解决洪涝灾害中救灾物资的避障配送问题。     

基于PIC单片机的低功耗供热检查井泄漏防盗报警系统

随着城市供热管网的延伸,供热检查井的数量成倍增长,检查井的安全和泄漏情况直接影响到整个管网的安全正常运行。本文以超低功耗的PIC单片机作为核心处理器利用温度传感器对补偿器隔热材料内外温度进行采集,判断补偿器是否损坏发生泄漏,同时利用液位开关监测井内的积水水位,水位过高说明井内发生异常需要检查,同时在井盖下安装防盗开关,防止人为恶意开井,实现了检查井数字化实时监控,对管网数字化做出不可缺少的贡献。     

插入式静电传感器空间滤波法流速测量

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用。利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法。根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用"3dB"原则获取信号的截止频率实现了固相流速在线测量。通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7 m/s时,分别进行了实验验证。实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法。     

轨道运输监测系统研究

现有轨道运输监测大多采用轨道电路和压力传感器,存在机械磨损和产生电火花的可能性,影响安全生产;加上传感器设置在轨道下面,井下巷道积水、环境恶劣,影响传感器性能,系统维护困难、可靠性差.本文提出采用视频图象处理方法,利用模式识别、最优阈值和几何相似理论,实现非接触式的监控与测量.研究结果表明:系统可对列车运动速度、运动方向、列车异常情况、列车有效载荷等数据进行有效监测.系统运行安全、稳定.     

Flow Velocity Measurement Based on Spatial Filter Prindple Using Inserted Electrostatic Sensor

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用.利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法.根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用“3dB”原则获取信号的截止频率实现了同相流速在线测量.通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7m/s时,分别进行了实验验证.实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法.     

静刀式纸浆浓度变送器流速补偿的研究

针对静刀式纸浆浓度变送器的流速补偿问题,建立了纸浆流速、纸浆动力粘度与剪应力之间的数学模型。在数学模型的基础上,提出了通过光学相关方法测量出纸浆流体的流速,再利用单片机根据纸浆流速与剪应力计算出纸浆浓度以实现流速补偿。最后,通过数学仿真验证了该方法可有效的抑制纸浆流速干扰给变送器测量精度带来的影响。     

基于改进LEACH算法的路面积水深度测量系统的设计与实现

研究了积水深度测量优化问题;针对目前我国积水深度测量系统中存在的积水深度数据实时性较差,测量误差大的问题,设计并实现了一种新的公路积水深度测量系统;在硬件设计中,使用AT89C2051与超声波发生器,设计了一种适用于复杂路面的超声波传感器数据采集处理模块,根据路线差测距原理采集路面上的积水深度信息;针对道路积水信息噪声干扰问题,使用温度补偿与高效滤波模块对积水信号进行去噪处理,设计了一种改进的LEACH能量均衡路由算法对系统进行优化,有效减少系统中的节点死亡;系统通过GPRS无线通信技术传输到远程路面控制中心,完成积水深度报警;设计的系统减少了深水测量的误差,提高了实时性。系统测试证明,该系统能在不同的天气情况下对积水深度进行准确、全面的测量,有效地克服干扰,系统能耗下降了5%,优化效果明显。     

城市立交桥积水数值模拟研究

城市排水是智慧水务建设的一部分,而立交桥下积水问题是城区道路积水问题中的一个重点,因此解决好立交桥下的积水问题尤为重要。以SWMM模型为基础,结合GIS和SCADA建立立交桥积水模型,对杭州市滨江区一座铁路涵洞积水进行模拟,计算不同降雨频率下,排水设施运行和路面积水状况。该研究可作为城区暴雨积水决策支持系统的一部分,以供防汛指挥和工程改造应用。     

微通道内气液传质过程比表面积的测定

为了确定微通道中气液两相传质过程中流动体系的比表面积a以及液相传质系数k_L,以此来确定工艺设计及操作的具体参数。本文利用高速摄像系统对微通道中二氧化碳-蒸馏水传质过程Taylor气泡的变化过程进行了测定,并利用自编图像处理软件和MATLAB软件编程计算得到了流动体系的比表面积a。结果显示,a随着气相流速的增大而增大,但随着液相流速的增加,有所减小,且较常规通道中的比表面积大1~2个数最级。利用k_La预测公式计算得到了液相传质系数k_L,在微通道中的k_L数值与常规管道中的数值基本一致,k_L数值几乎不随着气相流速的改变而变化,在相同的气相流速下,随着液相流速的增加而有所增大。     

新型推力式流速传感器的测量原理与结构设计研究

提出了一种基于颗粒相特性进行流速检测的新型推力式流速传感器的实验装置结构.该流速传感器实验装置通过测量牵引线对置于流体中刚性浮球产生的拉力,再根据刚性浮球在流体中受力情况,计算得到流体对浮球的推力.最终利用推力和流体流速之间的经验公式得到流体流速.新型流速传感器结构简单,成本低,不仅可以测量一般河流、输水渠道、湖泊、海...     

井下液体流速检测仪的研制

介绍了一种井下低流速液体流速检测仪的研制 ,阐述了利用 2DCM硅磁敏二极管和波纹管制造井下液体低流速传感器的设计原理与结构 ,提出了用XTR10 4补偿电路和智能化检测系统的方案 ,实验结果表明 ,该项技术方案是可行的     

一种基于温差测量原理工作的集成型流量传感器􀀂

在比较已有的几种低流速流体的流速流量测量方法基础上,提出一种利用与流速相关温差的测量方案,并用芯片集成方法构成流量传感器加以验证,实验结果与理论预期基本相符.该传感器的主要优点是在低流量条件下具有高灵敏度.     

中巴公路沿线冰川运动特征

中巴公路作为一条国际公路,对中国以及巴基斯坦等南亚、西亚国家有着非常重要的意义。公路穿越了帕米尔高原和喀喇昆仑山脉这个山岳冰川分布十分密集的地区,沿线的冰川前进时常威胁着公路的安全运营。利用2016年1月至2017年6月间的81景Sentinel-1合成孔径雷达影像,采用特征匹配的方法获得了1 a多来中巴公路沿线冰川的运动速度,并对比1993年和2006年的流速,对冰川前进的可能性进行分析。中巴公路沿线冰川以新疆塔吉克自治县和巴基斯坦北部城市库达巴德为界可分为北中南3部分,研究发现:北部地区冰川表面流速较为稳定,对公路安全运营的威胁很小;中部地区冰川规模普遍较小,且距离公路较远;而南部地区的大规模冰川流速较快,部分冰川积累区表面流速高达2 md~(-1)以上。为此,在南部地区选取了距离公路较近的巴托拉等4条冰川进行详细分析,结果显示帕苏冰川为1条快速运动冰川,存在冰川末端前进的可能性,巴托拉冰川、固尔金冰川和吉尔密特冰川冰舌上部流速较快,具有较强的活动特性。     

基于神经网络PID的疏浚管道泥浆流速控制

疏浚作业中，泥浆管道内物料的组成、粒径、浓度等随水下地形土质等变化很大，易造成流速波动甚至堵管、爆管等故障，因此泥浆流速稳定控制对泥浆输送的效率和安全具有重要意义；疏浚管道输送系统具有非线性、大时滞和参数时变等特征，传统PID控制方法效果不佳，故此将BP神经网络和传统PID控制算法相结合，并将其应用于泥浆流速控制中。以河海大学管道输送实验平台为对象，采用受控自回归CAR模型描述泥泵变频器频率与管道泥浆流速之间的关系，通过实验和数值处理对模型进行离线辨识；在此基础上通过仿真对比传统PID、单神经元PID和BP-PID的流速控制性能，发现BP-PID控制器的超调量仅为3.8%，响应时间为11s，控制性能较好；最后通过在体积浓度~10%到~30%泥浆范围内，泥浆浓度小幅度和大幅度增减实验，对流速控制方法进行了验证，结果表明在浓度平缓或剧烈波动时，采用BP-PID控制算法的流速控制系统，均能够在保证输送安全的前提下，快速、稳定地达到目标流速，具有较好的自适应控制性能。     

基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响;针对该问题,采用无线传感器/执行器网络(WSAN)技术,设计了道路积水监控系统;该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层;传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制;该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。     

基于流速修正的单直管CMF密度测量方法

科氏流量计(CMF)可以直接测量流体密度,目前单直管CMF的密度测量均未考虑流体流速的影响,密度测量精度受到限制.本文通过力学建模分析,得出了流体流速对单直管CMF密度测量的影响规律,推导了考虑流速影响的单直管CMF密度测量公式,并利用ANSYS Workbench进行了仿真验证.仿真结果表明:当流体流动时,与不考虑流速影响的单直管CMF密度测量结果相比,本文考虑流速影响得到的密度测量值与实际密度值更加吻合.     

基于BPPID的疏浚管道稳定流速控制

针对疏浚船管道输送过程中泥浆管道流速难以控制,容易造成较大的功耗、磨损甚至会堵管、爆管等风险,本文以疏浚泥泵管道输送实验台为研究对象,提出一种基于BP神经网络的PID控制器,对管道输送流速进行稳定控制。在采用系统辨识方法对实验台进行建模的基础上,将BPPID与传统PID控制器进行仿真对比分析并利用模型实验台分别进行了流速阶跃变化和流速跟踪实验。实验结果表明BPPID控制对突变工况具有自适应自学习能力,为实际挖泥船输泥管道的稳定流速提供借鉴。