输电线路周边火灾卫星遥感监测研究与应用

为避免电网跳闸停电事故的发生,提高输电线路山火监测的周期性和全面性,本文利用卫星遥感红外探测地表温度技术对福建省输电线路山火发生概率较大的重点县区开展了山火监测的应用研究,实现全天时全天候、大范围面状火点监测。利用自主构建的FAL模型以可信度≥4和输电线路2 km以内为阈值条件获得输变电周边火点,分析火点与输电线路之间的空间位置关系。结果表明,卫星遥感监测在火点发生时间的确定上与现场巡检结果相一致,位置存在一定偏差,但对于全省输电线路火灾预警提供了基础数据支撑,对于输电线路安全运行具有重要意义。     

特高压输变电工程安全风险预警研究

针对特高压输变电工程的安全问题,提炼出安全风险预警指标,运用BP神经网络方法,建立安全风险预警模型。以皖电东送淮南至上海特高压输变电工程实际数据为例,利用MATLAB完成BP神经网络的训练与检验。结果表明,该模型可以及时有效地完成施工过程的安全风险预警工作。     

基于卫星遥感与降雨的山火风险评估

研究了湖北省超特高压输电走廊区域的地表植被覆盖及植被归一化指数(NDVI)、卫星遥感火点、降雨量等因素与湖北冬春季输电走廊山火发生之间的关系,提出了一种月度输电走廊山火风险评估模型。该模型以基于地表植被覆盖和历史火点密度的湖北省山火风险平均结果为基础,引入每月的MODIS NDVI和当月的湖北地区89个气象站降雨量数据作为变量,以实际走廊山火事故作为评价指标,构建评价函数。利用湖北地区2015年冬春季输电走廊山火故障数据进行验证,结果表明该模型获取的山火评估结果与故障数据具有较好的一致性。     

改进的模态曲率改变率对三跨门式刚架损伤识别的研究

应用ANSYS建立工字型截面三跨门式刚架无损伤和有损伤模型,求解无损伤和有损伤情况下的三跨门式刚架节点位移,通过节点位移求出损伤前后的模态曲率。将改进的模态曲率改变率的损伤识别方法应用于三跨门式刚架的损伤位置和损伤程度识别研究。改进的模态曲率改变率法能够确定三跨门式刚架竖柱损伤位置,但不能判定损伤位置的损伤程度;对梁段的损伤位置只能确定一处损伤位置,多处损伤无法确定,损伤程度也无法确定。     

基于边缘计算架构的智慧管廊视频监控系统设计

视频监控系统是智慧管廊建设中的一个重要子系统,本文从管廊视频监控系统的特点出发,通过和常规设计方案相比较,分析了管廊视频监控系统应用边缘计算的可行性和必要性,提出了建立在智慧管廊边缘计算架构上的管廊视频监控系统解决方案,基于边缘计算框架的管廊视频监控系统配置更灵活,工作更可靠,部署更方便,更容易实现智能视频分析算法。     

基于BIM的高铁连续梁桥施工智能监控系统研究

基于建筑信息模型(BIM)与施工现场的传感器、视频摄像头等设备,提出了监控数据与BIM数据的转换方法,利用Revit软件开发接口和互联网TCP数据传输协议,建立了高铁连续梁桥施工智能监控系统,实现了BIM模型中现场传感器数据和监控影像的实时显示,对桥梁施工中超出安全阀值的内力、变形等进行预警,通过人脸和安全帽识别对出入工地现场及未佩戴安全帽的人员进行管控。工程应用表明,建议的系统可有效自动智能识别预警、显著提高监管效率,减少误判、漏判。     

焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤识别

针对焊接空间结构节点易发生损伤和破坏的问题,为了识别焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤,建立了节点焊缝拉裂损伤等效模型,考虑到焊接空间结构具有杆件和节点众多的特点,提出了损伤识别两步法。首先建立有焊缝拉裂损伤焊接球节点三维实体有限元模型,划分焊缝裂缝宽度,然后分析不同焊缝裂缝宽度与节点刚度系数之间的关系,最后将所获得的不同裂缝尺寸焊接球节点刚度系数等效为弹簧刚度,施加于结构杆件两端,成为杆端弹簧约束模型,即考虑节点焊缝拉裂损伤的等效有限元模型; 建立等效模型后,采用两步法识别节点焊缝拉裂损伤位置,先对结构分区,用小波分析方法识别结构杆件有节点焊缝拉裂损伤发生的区域,然后基于等效模型提取应变模态作为损伤标示量,在损伤区域内具体定位有节点焊缝拉裂损伤发生的杆件。结果表明:焊缝拉裂损伤等效模型能够模拟实际结构节点焊缝拉裂损伤,所建立的节点焊缝损伤等效模型易于提取损伤标示量,采用两步法能够识别出焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤位置。     

空间网格结构节点螺栓松动损伤定位有限元分析

以单层柱面网壳试验模型为背景进行损伤定位研究,采用ANSYS软件对其螺栓松动损伤进行了有限元分析,利用神经网络的模式分类功能进行了螺栓松动的分步损伤定位,即首先以整体结构为研究对象,采用面向子结构的损伤定位,确定结构是否存在损伤及损伤的大致位置;然后采用面向节点的损伤定位法,确定子结构中螺栓松动损伤的节点位置。研究结果表明：损伤识别的成功率与杆件灵敏度密切相关,为了保证识别结果准确性,其灵敏度达到2%以上才能正确识别,当杆件的灵敏度过低时将无法通过动力测试识别;采用分步损伤定位方法可以显著减少损伤精确定位时训练样本的数量,适合于不完备的模态数据,利用低阶模态数据即可准确识别损伤的子结构与节点位置。     

一种供水管网泄漏区域定位的机器学习方法

当采用模式识别方法识别供水管网的泄漏时,如果将每一个节点作为分类器的一个标签,由于供水管网节点泄漏特征的相似性,模型训练的准确率会比较低,因此可以通过聚类泄漏特征相似的节点形成区域,以每个区域作为分类器的标签从而提高模型训练的准确率。提出了一种基于随机森林分类器的二分迭代法识别泄漏区域,根据上一级分类器识别的泄漏区域的节点泄漏变化矩阵,采用k-means聚类将上一级迭代识别的泄漏区域聚类为两类(包含泄漏节点的区域和不包含泄漏节点的区域),从而识别包含泄漏节点的区域。随着候选泄漏区域的缩小,对识别泄漏区域有帮助的测点数量也逐渐减少,因此采用平均准确率减少(MDA)进行分类器特征(所需测点)的选择,在保证识别准确率不变的情况下减少分类器训练时所需的特征。与直接进行区域分块的识别方法相比,二分迭代法降低了选择区域分块数目时的盲目性,对于泄漏区域的识别更有目的性,提高了泄漏区域识别的准确率和效率。     

江苏太仓广播电视发射塔关键节点的有限元分析

在江苏太仓塔工程的设计中,考虑到节点的美观和施工质量的控制,提出了一种新型的节点形式。本文对这种节点的力学性能进行了研究,建立了三维有限元分析模型,通过等向强化模型考虑了材料非线性,并利用罚函数法通过试算确定合理的接触刚度和界面摩擦模型,以考虑节点内部连接板件以及螺栓的粘结滑移作用。通过本文的计算分析发现,在设计荷载工况下,节点于相贯线位置出现应力集中现象。当荷载达到2倍设计荷载时,塔柱上出现塑性区,表明节点已经破坏。     

基于BIM的地铁施工阶段火灾监测预警可视化研究

针对传统在建地铁工程火灾监测预警模式存在的可视化程度低、信息管理烦琐等缺陷,结合BIM 技术,提出一种火灾监测预警可视化管理方式。该方式以BIM 模型为载体,通过运用RevitAPI 二次开发技术,将火灾监测信息按照功能和顺序进行分类整合,在Revit 平台搭建具备可视化预警、数据查看、信息分析及信息共享功能模块的“火情预警平台”,进一步提高监测信息与BIM 模型的交互度,优化火灾监测预警可视化管理水平,提高地铁施工安全系数。以南宁地铁3 号线某车站为实例,分析该方式的实用性。实践表明,该方式能提高火灾监测预警的可视化管理水平,具有一定的实际应用价值。     

建设工程施工重大危险源辨识与监控的若干要点

建设工程施工重大危险源辨识与监控调研成果不但建立了施工重大危险源评价数学模型与计算方法,同时提出了简易计算方法;辩识和分析了各种施工重大危险源及风险因素,汇总设定了监控（监测）预警值,构建了施工重大危险源监管体系的主要内容。     

大数据驱动的社区火灾风险智能感知预警研究

通过分析我国社区消防安全管理现状,明确了我国社区火灾主要隐患是防控不足。从消防安全角度,提出应融合大数据、物联网、云计算、雾计算等技术,开展社区火灾风险感知与预警关键技术研究,创建人-机-物-环境共融的社区火灾风险评估体系,进行社区火灾风险数据感知与预警算法研究,搭建社区火灾风险智能感知与预警平台,以期实现社区消防安全的智能管控。     

小尺度和中尺度产烟模型烟气毒性评价研究

摘 要：以现行燃烧性能分级框架内的小尺度动态管式炉法和中尺度单体燃烧试验为产烟模型,选取典型阻燃和非阻燃材料开展燃烧产烟试验,利用FTIR等气体分析技术实时测量烟气组分数据,借助有效剂量分数（FED）等计算模型进行烟气毒性量化研究。结果表明：根据动态管式炉产烟气体分析计算的FED1值约为单体燃烧试验FED3max值的4～17倍;难燃材料单体燃烧试验获得的FED值较小,通常在0.15以下,而易燃材料的FED值则高达0.65;以小尺度动态管式炉和中尺度单体燃烧试验为产烟模型,应用毒性组分计算模型FED1和FED3,可对材料在火灾无焰燃烧（氧化热解）阶段和通风充足的有焰燃烧阶段的烟气毒性做出具有代表性的有效便捷评价。     

建筑结构火灾下倒塌监测及预警技术

对我国近年来建筑结构在火灾中发生倒塌的部分典型案例及长时间火灾下未倒塌的案例进行了总结,介绍了倒塌监测及预警的流程及关键技术,总结了近年来国内外针对建筑结构火灾下的倒塌进行监测及预警的相关研究情况。分析表明,利用结构变形、温度、振动等特征参数进行倒塌监测及预警的相关研究较多,但仍处于理论研究阶段,距离实际应用仍存在很大距离;面向消防救援实战需求,便捷、易用、精准、有效的系统和多方法联用的倒塌监测及预警方法是值得关注的研究方向。     

大型石油储罐区火灾风险预测预警技术研究

针对目前我国大型石油储罐区储运工艺特点与作业条件,通过对典型石油储罐区火灾事故案例的统计与分析,在对罐区关键设备与工艺设施泄漏、火灾、爆炸特性以及事故场景与灾害演化模式分析的基础上,对石油储运罐区火灾风险影响因素以及罐区火灾、爆炸事故危险性进行研究。根据典型的火灾、爆炸事故场景特点,基于信息技术(GIS地理信息系统、RS遥感遥测系统等)与远程信号动态监测技术,提出大型石油储罐区火灾风险预测预警技术体系,即通过对罐区工艺设施状态参数的实时监测与分析,实现对罐区危险源与火灾风险的动态评价分析、监测监控、预测预警,并与系统动态决策、综合协调、应急联动以及优化决策等功能进行融合,以提高大型石油储罐区火灾防控以及灾害征兆预测预警技术能力与水平,实现对储罐区火灾风险的动态安全管理。     

基于卷积神经网络的视频烟雾探测追踪技术研究

火灾探测预警技术是有效降低火灾损失、辅助扑救火灾,保护人民生命财产安全的重要技术保障,是对烟雾进行探测较为有效的手段之一。目前,大部分烟雾探测报警装置主要设置于室内空间场所,仅具备探测和报警功能,同时误报率相对较高,也无法同步传递实时视频画面信息,对室外空间区域也无法进行探测。针对上述情况,基于视频监控系统对烟雾进行实时探测研究。通过对CNN架构进行改进,在EfficientNet中加入残差模块Res-EfficientNet,更精准的探测和识别烟雾。通过STRCF实现对烟雾的精度定位。为提高探测准确率,还考虑了烟雾偏振传输特性,如烟雾的扩散和半透明状态。为了能够更好地探测视频中的烟雾,将空间频率的能量作为滤波器的一维约束项,在基准数据集上进行了试验,试验结果表明,准确率提高了3%。     

小尺寸房间及走廊内烟气流动规律模拟研究

为研究房间-走廊内烟气流动规律,更直观准确地反映房间内发生火灾后烟气在房间及走廊中的流动状态,为人员疏散及救援提供技术指导,设计小尺寸房间及走廊条件下的烟气流动模型进行实验,并运用FDS火灾模拟软件对相同尺寸的房间及走廊模型烟气流动进行数值模拟。结果显示实验模拟与数值模拟的小尺寸房间及走廊烟气流动规律一致。根据实验及计算机模拟结果给出了火灾初期房间及走廊中人员疏散与自救的若干意见。     

火源及通风对地下综合管廊火灾的影响

利用PyroSim软件建立一段L型综合管廊模型并进行火灾数值模拟,并运用Origin软件对温度进行分析,研究了火源特性（火源位置和火源功率）及通风条件（风速和风向）对管廊烟气蔓延及温度变化的影响。结果表明,当火源位于管廊中部且功率大时,高温且有毒烟气能够在更短的时间内充满整个管廊,火灾危险性大;风速过大会造成大量的烟气在拐角处积聚,排烟的效果不与风速成正比。     

供水系统预警监测站的优化布置

城市供水系统易受到意外的污染或蓄意的破坏,建立预警系统是保障供水安全的重要途径。对给定数量的监测站,以检测到各污染源节点所需总体时间最短为目标,采用0-1整数规划法来对其进行优化布置。算例结果表明,当采用该方法优化布置监测站后能够及时检测到节点和管段上发生的外部污染事件,并确定污染源的位置。随着监测站数量的增加,则检测到单个污染源节点所需的时间及其总体时间都呈下降趋势。