多元感知的强夯施工质量智能监测装备系统

夯坑位置、夯次和夯沉量是强夯法施工质量监测的主要指标,其中夯沉量是传统监测的技术难点,监测的效率和精度往往难以兼顾。为此,本文研发了基于多元感知的强夯施工质量智能监测装备及配套的智能监测系统。构建了基于夯锤主动目标的夯沉量摄影测量监测体系;集成GNSS-RTK和磁方位角传感器实现了夯机和夯坑的协同定位;基于机器视觉和时序模式实现了夯次智能监测;研发了强夯施工质量智能监测云平台发布监测数据,集成上述系统实现了夯次、夯沉量、夯坑位置等施工参数的实时监测系统。现场实验验证了本智能装备的监测精度和效率均满足施工管理的要求。本文可为强夯施工等智能监测装备研发提供参考。     

用小波变换和瞬时功率定位电能质量扰动源

为经济合理地精确定位电能质量扰动,根据监测点的电压电流波形,基于小波多分辨率,提出了一种扰动源定位新方法。该法首先对电压电流波形进行小波变换确定扰动的起止时刻,然后基于瞬时功率计算扰动功率和扰动能量,最后通过分析确定扰动源在监测设备的位置。针对电压暂降和电容器投切造成的扰动,运用此法分别依据ATP仿真数据和实际监测数据进行了分析,准确判断了扰动源在监测点的位置。结果表明,只要电网中的监测设备足够多,依据对扰动源定位的方法可实现扰动源的精确定位。     

基于信息融合的开放式空气质量监测系统的研究

针对空气质量监测网络不完善、监测精细化水平较低等问题,提出了一种开放式空气质量监测系统。融合了小型传感器空气质量监测设备和大型空气质量监测设备的优点,构建了大数据智慧云平台;基于移动位置和数据相关性实现了小型传感器监测设备的自动校准,解决了小型传感器监测设备的零点漂移问题;基于信息融合技术提出了一种智能空气质量预测算法,实现了普通用户对具体位置的空气质量的实时掌握。实验结果表明,该系统预测值均方误差低,精度高,同时可以有效自动校准监测设备。     

强夯振动对周边环境影响的监测试验

当前强夯法施工在地基处理和加固中得到了广泛应用,强夯法施工振动引起的环境公害问题也日益得到工程界和有关部门的关注和重视。对广州花都空港变电站强夯场地开展了强夯振动对周边环境影响的监测试验,在监测试验中考虑了施工工况、锤型、锤重、落距、夯击次数对强夯振动传播的影响,并对隔振沟的隔振效果进行了测试分析,最后通过实测数据界定了安全距离。     

高能量强夯置换法处理变电站深厚软土地基研究

针对明州500 kV变电站的深厚软弱土的特殊地质条件,采用强夯置换法进行了场地地基加固处理,详细介绍了设计方案。通过地基静载荷试验、瑞利面波检测、超重型圆锥动力触探试验等检测方法对地基加固效果进行综合评价分析,进一步验证了强夯置换法的适用条件。建议工程强夯置换实施前通过试夯以确定强夯置换对该工程的适用性及取得强夯置换所需的参数。     

基于北斗载波差分定位技术的输电线路覆冰厚度研究

针对传统拉力倾斜传感器以及摄像头监控系统在长期监测高压输电线路覆冰厚度时易出现的使用寿命短、监测精度低、传输速度慢等问题。本文设计了一种基于北斗导航通讯技术的输电线路覆冰情况实时监测系统。该系统利用北斗载波差分定位原理准确获取输电线路的高精度空间三维位置坐标信息,后将位置坐标信息统一到笛卡尔坐标系下进行定位误差修正,根据时域条件下输电线位置变化、输电线线长度和仪器安装位置等多种变量构建覆冰厚度计算模型,并将该模型嵌入智能导线定位终端,构建输电线路监测网络,实现全时段、全位置监测输电线路覆冰厚度情况。通过室内室外多次实验测试证明,该系统可有效实现毫米级精度、毫秒级速度的输电线路覆冰情况实时监测反馈。     

变电站局部放电区域检测与精确定位方法研究

针对传统局部放电带电检测方法与装置应用于变电站整站检测时,工作量大、效率低、成本高等缺点,基于局部放电特高频检测和多传感器联合检测原理,提出一种先巡检进行区域定位,后精确定位与绝缘诊断的变电站局部放电检测方案。文章对局部放电特高频传感器阵列时差定位算法中时延误差对定位结果的影响进行理论探讨,证实了区域巡检定位算法的合理性与有效性。通过理论研究与变电站现场测试,结果证实该方案与检测系统可有效、快速定位出敞开式变电站全站领域内的外绝缘放电以及离非屏蔽绝缘较近的设备内部放电。局部放电;区域定位;精确定位;超声;特高频     

基于UHF/SHF与X光激励联合的GIS局部放电定位方法及工程应用

研究SF_6组合电器局部放电检测与精确定位方法对提高设备检修效率具有重要意义。文中针对某些特殊情况下GIS局部放电的精确定位难题,首先研制了宽频带UHF(0.7~4 GHz)等角螺旋天线新型传感器,提出了基于多次加权平均的局部放电波形综合处理与时延定位算法,并建立了基于X光激励的局部放电缺陷辅助确认方法。以220 kV某站2号变高GIS间隔局部放电缺陷现场定位为例,相比于现有常用特高频定位方法,实践证明,文中提出的综合诊断方法对某些特殊情况的局部放电精确定位更加有效。     

煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统设计

本文针对井下监测系统的研究现状及存在问题,设计了一种煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统,描述了系统的整体框架和各主要部分组成,详细阐述了利用无线传感器网络进行井下定位的工作原理及实现方案,该系统可以实时监测各种环境信息准确反映井下,地面的设备运行状态,从而提高煤矿安全监控系统的可靠性和安全性.     

基于实时动态基线的运行设备多元状态估计方法

针对稳定运行的设备状态监测问题,本文提出基于实时动态基线的运行设备多元状态估计方法。该方法通过对运行设备监测所得大数据的学习和训练,构造稳定运行工况下的设备健康矩阵;然后针对设备当前运行观测值,计算实时偏差;根据偏差构建实时动态基线,实现对设备运行状态的判断,通过及时反馈故障成因的贡献率定位异常测点。将该方法应用于某机组风烟系统,结果表明:该方法能在早期准确发现设备异常状态并进行故障诊断,有效解决设备异常状态固定阈值判断的不确定性和滞后性,降低设备故障误判概率。     

沥青混凝土心墙摊铺厚度及平整性实时控制研究

针对沥青混凝土心墙摊铺质量控制的要求,本文研制了基于GNSS和高精度超声波测距的摊铺厚度实时检测与定位装置,提出了摊铺厚度和平整度实时计算方法,开发了相应的实时监控系统,实现了心墙摊铺厚度和平整度的动态监测与精准定位,可沿心墙纵断面自动显示摊铺厚度和平整度;当摊铺质量不合格时发出报警,以提醒施工管理人员及时纠偏。实例应用表明,心墙摊铺厚度和平整度误差都很小,能满足工程要求的控制精度;开发的系统可实时远程同步监控心墙摊铺过程,从而能够为沥青混凝土心墙摊铺质量的精细管控提供有效的技术手段。     

碾压混凝土坝仓面压实质量5D可视化馈控研究

为满足碾压混凝土坝施工质量精细化控制要求，研发了碾压混凝土坝仓面压实质量5D（三维位置、时间和质量参数等5维）可视化馈控系统。首先，提出基于AutoCAD/OpenGL的施工期3D快速建模方法，方便施工一线技术人员构建坝体施工单元3D信息模型，可精确表现随仓面施工进度推移而叠加演变的坝体形态，并有效显示施工阶段坝体实体信息；其次，基于仓面实时获取的碾压工艺参数，建立了基于BP-ANN的碾压层压实度计算模型，给出碾压混凝土坝压实质量全仓面智能评价方法，远程3D模型上可实时显示碾压层施工质量数字可视化云图，并形成Web在线碾压质量报告，实时指导施工人员针对欠碾区域及时补碾修复和再评价，实现了智慧施工。研发系统应用于工程实际，验证了其可靠实用性。     

实时监控下考虑料源不确定性的堆石坝压实质量评估

影响堆石坝碾压质量的因素包括碾压参数(包括碾压速度、激振力状态、碾压遍数、压实厚度等)与料源参数(包括含水率、不均匀系数、曲率系数等),堆石坝施工质量实时监控技术提供了全仓面任意位置的碾压参数,而料源参数难以实时监测且存在较大不确定性,因此导致了仓面压实质量的评估也存在一定的不确定性。本文以仓面试坑试验数据为基础,利用多层前向人工神经网络建立碾压参数、料源参数与压实质量标准(干密度值)之间的非线性映射关系,采用改进的Bootstrap方法产生仓面任意位置处的料源参数,结合碾压监控成果,对仓面任意位置处的干密度进行拟合。结果表明,仅以碾压参数得到的仓面干密度的拟合值偏高,且分布较为集中,而结合料源参数与碾压参数的仓面干密度的拟合值分布较为分散,具有更大的不确定性,能够更加客观地评估仓面压实质量,避免了仅以碾压参数评估以及试坑试验的片面性。     

High-Integrity IMM-EKF-Based Road Vehicle Navigation With Low-Cost GPS/SBAS/INS

User requirements for the performance of Global Navigation Satellite System (GNSS)-based road applications have been significantly increasing in recent years. Safety systems based on vehicle localization, electronic fee-collection systems, and traveler information services are just a few examples of interesting applications requiring onboard equipment (OBE) capable of offering a high available accurate position, even in unfriendly environments with low satellite visibility such as built-up areas or tunnels and at low cost. In addition to that, users and service providers demand from the OBEs not only accurate continuous positioning but integrity information of the reliability of this position as well. Specifically, in life-critical applications, high-integrity monitored positioning is absolutely required. This paper presents a solution based on the fusion of GNSS and inertial sensors (a Global Positioning System/satellite-based augmentation system/inertial navigation system integrated system) running an extended Kalman filter combined with an interactive multimodel method (IMM-EKF). The solution developed in this paper supplies continuous positioning in marketable conditions and a meaningful trust level of the given solution. A set of tests performed in controlled and real scenarios proves the suitability of the proposed IMM-EKF implementation as compared with low-cost GNSS-based solutions, dead reckoning systems, single-model EKF, and other filtering approaches of the current literature.     

面向智能运检管理的变电站三维实时监测展示系统开发与应用

变电站三维实时监测展示系统基于Bentley Navigator三维检视平台和i-Model技术,在三维模型基础上,集成设备在线运行监测系统、辅助控制系统、视频监控系统的实时数据,在虚拟现实的环境中,实现了变电站静态数据和动态数据的综合展示,可实时展示、监控关键设备的运行状态、动态数据及运行数据发展趋势,为变电站智能运检提供了可行的实施途径。     

双目视觉系统实现羽毛球实时跟踪

利用双目视觉系统实现三维空间中羽毛球的实时跟踪。主要从双目图像获取、双目标定、图像校正、立体匹配等方面对双目进行探究,以识别运动中的羽毛球为导向,实现对运动中的羽毛球进行实时跟踪定位。为增加系统稳定性,采用背景减除算法和Camshift算法相结合的方法实现羽毛球在较为复杂背景的跟踪监测,再通过双目获得目标羽毛球的位置信息,再将羽毛球的位置实时反馈给机器人运动控制系统。通过不断测试,实现了羽毛球在飞行过程中的跟踪检测和轨迹三维信息的计算,并且定位误差在±10 mm范围内,实现对羽毛球的实时跟踪定位。     

基于地理信息系统构建电气设备在线状态信息系统的方法

设备管理／地理信息和系统（FM／GIS）目前主要应用在离线的配电管理系统,还未包含35－220kV电气设备绝缘运行状态的特征量。如何合理有效地组织大量的电气设备实时状态信息,从而实现对名种电气设备在线监测信息的有效管理,是电力系统亟待解决的一个问题。作者采用GIS空间拓扑数据模型来解决变电站内部设备的动态拓扑分析问题,并提出一种将FM／GIS与电气设备绝缘在线监测系统进行集成的方法,用实例说明了构造该实时状态信息系统的方法和步骤。应用表明,该方法能全面地反映电力系统及设备的运行状态,可大大减少突发故障造成的损失,能适应电力系统现代化管理的需要;并指出,FM／GIS发展的方向是集成GIS与电气设备绝缘在线监测系统,以此形成全新的电气设备绝缘在线监测实时信息系统。     

振动监测在强夯试验中的应用

以工程实例为基础,较深入地探讨了强夯试验中振动监测在确定最大夯击数、划分强夯振动影响范围以及计算地基能量吸收系数等方面的应用。