武汉轨道交通2号线岩溶地段隧道工法研究

武汉地铁2号线虎泉站-光谷广场站区间隧道沿线灰岩分布广泛,岩溶发育,采取钻探、物探等综合勘探技术,查明了岩溶分布特性。在区间隧道施工前,进行了溶洞注浆加固处理;并在此基础上,对区间隧道矿山法、盾构法以及明挖法等工法进行了综合比较,提出了适应本地层条件下的矿山法施工方案,达到了预期的效果,可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

权重自适应模糊层次分析方法及应用

借鉴了误差反向修正理论和增量式的思想,结合层次分析法固有的优势,提出了具有自适应能力的权重设定层次分析法(adaptive weight setting method,AWS)新方法,使盾构法隧道施工风险识别模型能够利用较少的施工数据,完成进行权重调整,满足了实际隧道施工中风险评估的需求.该方法在上海地铁某区间隧道工程中进行了试用,取得了良好的效果,表明了该方法的有效性和实用性.     

基于拓扑绝缘体异质结的宽带太赫兹探测器

二维材料中的新量子态对凝聚态物理和现代光电器件的发展具有重要意义。然而具有宽带、室温和快速响应能力的太赫兹光电探测技术,由于缺乏暗电流和光吸收之间的最佳平衡,仍然面临着巨大的挑战。在这项研究中,作者合成了新型拓扑绝缘体材料GeBi₄Te₇,并搭建了其与Bi₂Te₃的范德华异质结,以实现高灵敏度的太赫兹光电探测器。在平面金属-材料-金属结构中实现了在室温下将低光子能量太赫兹波段直接转化为光电流。结果表明,基于Bi₂Te₃-GeBi₄Te₇的太赫兹光电探测器能够实现0.02～0.54 THz的宽谱探测,且具有很高的光响应率(在0.112、0.27、0.5 THz下分别为592 V·W^-1、203 V·W^-1、40 V·W^-1),响应时间小于6μs。值得注意的是,它被用于高频太赫兹的成像应用演示。这些结果为Bi₂Te₃     

绝缘子污秽等级的高光谱特征优化识别技术研究

为解决传统污秽检测方法对输电线路绝缘子污闪防治的局限性,采用非接触式、高分辨率的高光谱成像技术对污秽在线检测技术进行研究。为有效提取反应污秽度的光谱特征并削弱冗余与干扰信息的影响,提出一种小波包能量谱特征优化的绝缘子污秽等级识别技术。首先,对不同污秽度的绝缘子样品的光谱图像进行背景分割,提取均匀覆污区像素点光谱均值曲线;其次,对不同图像的光强均匀度差异、环境噪声进行预处理,并通过导数变换提升不同污秽等级间的可区分性。再次,对预处理后的谱线进行小波能量谱特征提取。最后,基于所提特征建立基于支持向量机(support vector machines, SVM)的污秽等级识别模型。实验结果表明,相比于采用全波段数据或PCA特征数据作为输入,基于小波能量谱特征建立的支持向量机(SVM)污秽等级识别模型对样品识别准确率达到99.8%。#$NL关键词：关高光谱成像;绝缘子污秽等级;小波包能量谱;支持向量机#$NL中图分类号：TM933     

典型工业粉尘地区复合绝缘子污秽成分及其闪络特性

近年来,盐城德隆镍业厂区附近数次发生输电线路外绝缘放电、污闪现象,且采用复合绝缘子后仍不能得到有效抑制,而临近的化工区却没无该情况发生。因此,本文对盐城电网辖区内镍厂、化工厂绝缘子进行污秽取样,开展了污秽化学成分分析测试,包括阴阳离子含量、不溶物元素组成、主要化合物成分等;继而基于成分分析结果,开展了混合污秽下的污闪特性试验,得到了不同污染源典型污秽成分下复合绝缘子的闪络特性。研究结果表明：化工厂和镍厂附近绝缘子污秽成分有一定的差异,体现在镍厂污秽成分含硝酸盐较多,而化工厂附近含氯盐较多;对于一大两小型复合绝缘子,其在镍厂典型污秽下的闪络梯度要比化工厂低5%-10%;对于重工业粉尘地区的外绝缘配置,建议采用一大一小型绝缘子来提高电气强度。     

基于深度学习和灰度纹理特征的铁路接触网绝缘子状态检测

铁路接触网绝缘子状态检测对铁路行车安全有着 重大的意义,为解决目前人工对绝缘 子图像检测结果的不确定性,提出一种深度学习结合灰度纹理特征的检测方法。首先使用 Faster R-CNN (faster region-based convolutional neural network)目标检测算法对图像中绝缘子精确识别,再通过灰度共生矩阵对绝缘子纹理 特征进行分析提取,之后结合支持向量机将绝缘子分为正常绝缘子和异常绝缘子,实验数 据结果证明使用能量、熵、相关度3种纹理特征进行绝缘子状态分类时对实验数据中的正 常状态绝缘子的分类精度可达100%,异常状态绝缘子的分类精度达97.5%,最后依据绝缘 子图像灰度分布的周期性特点,利用灰度积分投影将异常绝缘子分为破损绝缘子和夹杂异 物绝缘子。实验结果表明所提方法可以有效对绝缘子状态进行检测分类。     

基于无人机影像的电网绝缘子自爆识别

电网因其在电能传输方面的关键性作用,在我国民生项目建设领域一直扮演着至关重要的角色。电网杆塔上的绝缘子一旦发生自爆(也称“缺陷”),绝缘子会自动剥落,输电线路就会产生安全隐患,严重时会降低输电线路的运行寿命,甚至会引发供电中断,发生大范围的停电事故,造成巨大的财产损失。目前,主流的巡检方法为人工巡检,该方法不仅耗时耗力,而且也存在一定主观出错率,已不适用于目前电路巡检的实际情况。本设计采用YOLO V5网络模型,对无人机航拍影像中绝缘子串及绝缘子自爆进行自动识别。首先通过平移、翻转、裁剪等,对航拍绝缘子影像数据集进行数据增广,并对增广后的数据集在LabelImg中进行标注,然后利用YOLO V5网络模型对绝缘子串及绝缘子自爆进行识别,最后采用PyQt5框架在PyCharm中设计了绝缘子自爆识别的系统界面,对模型进行调用,实现了绝缘子串及绝缘子自爆识别。本设计采用从网络上下载、国家电网提供、数据增广所得到的500张无人机航拍影像作为数据集,对所得数据集进行人工标注,再使用YOLO V5网络模型进行训练和测试,结果表明YOLO V5网络模型对绝缘子串具有较高的识别精度,最高识别精度为90.2%,对绝缘子自爆的最高检测精度为80.8%。这说明了YOLO V5网络模型在绝缘子串识别方面有较好的表现,但是由于训练集中绝缘子自爆的样本影像数量有限,所以该网络模型对绝缘子的自爆识别存在一定局限性,本实验能够部分代替人力实现电网绝缘子智能巡检,提高了检测效率。     

Designing Metallic and Insulating Nanocrystal Heterostructures to Fabricate Highly Sensitive and Solution Processed Strain Gauges for Wearable Sensors

All‐solution processed, high‐performance wearable strain sensors are demonstrated using heterostructure nanocrystal (NC) solids. By incorporating insulating artificial atoms of CdSe quantum dot NCs into metallic artificial atoms of Au NC thin film matrix, metal–insulator heterostructures are designed. This hybrid structure results in a shift close to the percolation threshold, modifying the charge transport mechanism and enhancing sensitivity in accordance with the site percolation theory. The number of electrical pathways is also manipulated by creating nanocracks to further increase its sensitivity, inspired from the bond percolation theory. The combination of the two strategies achieves gauge factor up to 5045, the highest sensitivity recorded among NC‐based strain gauges. These strain sensors show high reliability, durability, frequency stability, and negligible hysteresis. The fundamental charge transport behavior of these NC solids is investigated and the combined site and bond percolation theory is developed to illuminate the origin of their enhanced sensitivity. Finally, all NC‐based and solution‐processed strain gauge sensor arrays are fabricated, which effectively measure the motion of each finger joint, the pulse of heart rate, and the movement of vocal cords of human. This work provides a pathway for designing low‐cost and high‐performance electronic skin or wearable devices.     

分布式通风隔声罩的设计和效果研究

针对动力设备同时满足降噪和散热的需求,提出一种周期分布式结构的通风隔声罩。隔声罩的罩壁内嵌通风消声单元,声波衰减的同时,气流可顺利通过罩壁进行耗散。介绍了分布式通风隔声罩的设计,并对其隔声性能进行了理论计算。通过分布式通风隔声罩对三种不同设备的插入损失分别进行了实际测量和分析。研究结果表明,在通过频率以上,隔声罩插入损失的计算值和实测值吻合较好,分布式通风隔声罩在其通过频率以上具有良好的隔声效果。该分布式通风隔声罩的有效降噪频率可根据不同声源的频率特性进行专一设计,适用于各种需要通风散热的设备的隔声。