基于卷积神经网络的典型雷暴云下地面电场识别研究

雷暴云产生的闪电危害巨大,雷暴发生时其地面电场的特征可应用于关键系统的雷电预警和雷电防护。笔者依据雷暴云偶极子模型,研究典型雷暴云下地面电场的特征,提出基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的雷暴云地面电场识别方法。该方法考虑不同天气情况下地面电场的特征,对大量样本数据进行训练和识别,证明了卷积神经网络用于识别雷暴云下地面电场的可行性,划分了基于卷积神经网络识别结果的雷电预警等级。结果表明：所提方法区分各类别电场样本的整体准确率高于93%,通过对典型雷暴云下地面电场特征的学习,实现了雷暴云电荷中心的地理区域识别。所提方法可为局部区域的雷暴云大气电场识别和雷电预警提供思路。     

基于雷电数据库的雷灾预警方法初探

结合雷暴预警的重要意义,针对国内雷电短时监测预警现状,通过统计雷电发生的各要素并建立数据库,尝试寻找一种更为有效和实用的雷灾预警方法,并确定雷暴高发区,以期指导雷电防护工作。     

基于潜势预报和雷达回波特征的雷电预报方法

针对现阶段仅依靠探空资料和潜势预报无法精准地预测雷电高发地区的现状,提出了一种基于潜势预报和雷达回波特征的雷电预报方法。首先采用L1正则化法筛选雷电预报因子,然后对3 h的潜势预报模型进行BP神经网络训练;在此基础上,利用潜势预报结果和雷达回波特征进行二次训练,构建30 min的临近预报模型;最后运用一次典型的雷暴过程进行方法检验,结果表明当概率阈值超过0.4时,临近预报的TS评分明显高于潜势预报。该雷电预报方法在空间精度和时间频率上均有明显提升,对提高雷电预报的准确率具有重要的作用。     

基于HHT和WT识别高层建筑模态参数的比较研究

现役高层建筑动力响应的实测与参数识别对结构动态数据资料的补充和设计准确性的校验是十分必要的.首先回顾了基于HHT和WT识别结构动力参数的基本原理;接着,基于高层建筑动力响应的实测数据进行了结构固有频率和阻尼比的识别.结果表明,对结构固有频率和低阶阻尼比的识别两者都具有较高的准确性;而对于高阶阻尼比的识别,两者有较大差别.对于固有频率呈密集分布结构的动力参数识别,WT方法通过调整小波中心频率而实现频率分离,因而WT方法更为简单有效.     

基于HHT方法的场地液化的识别

利用HHT方法定义了一种地震加速度记录的瞬时频率时程,该瞬时频率时程能够在一定程度上将原始加速度记录的频率非平稳特性予以量化。以此为依据,提出了一种根据地震加速度记录对场地液化进行识别的方法。通过分析实测的地震动加速度记录,参照实际的震害调查资料,并与现有其他方法的识别结果进行比较,验证了该方法的识别效果。     

基于动响应数据特征的桥梁结构损伤识别

介绍了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)的基本原理,探讨了POD在桥梁结构损伤识别中的应用。提出了基于动响应数据特征的桥梁结构损伤识别方法,该识别方法基于POD技术对桥梁结构在不同位置、不同时刻收集到的位移快照矩阵(Snapshot Matrix)进行本征正交分解,得到结构的本征正交模态(POMs),进而构造出损伤指标来识别结构的损伤位置及程度,实现了对桥梁结构损伤的多工况识别。并以保定黄花沟桥为例,通过数值模拟试验,验证了该方法的有效性,结果表明POD能够从空心板桥结构的振动响应数据中提取出结构的本质特征,并且提取过程简单、快捷,可为桥梁结构提供一种有效的损伤识别方法。     

基于希尔伯特—黄变换的超高层建筑模态参数识别

基于改进的希尔伯特-黄变换(HHT)即结合随机减量技术(RDT)的HHT对7～9级风力作用下,超高层建筑--上海金茂大厦的加速度响应现场实测数据进行分析与处理,以识别出上海金茂大厦东西和南北方向的第1、2阶自振频率及相应的阻尼比.在识别中,为了避免结构模态的混叠现象,本文引入了巴特沃斯带通滤波器来对加速度实测数据实行滤波处理.识别结果显示:上海金茂大厦东西方向和南北方向的第1阶自振频率近似相等,但是东西方向和南北方向的第2阶自振频率相差较大;结构东西和南北方向的阻尼比皆小于结构材料的阻尼比,而且随着模态阶数的增大识别出的阻尼比标准差呈现增大的趋势.这些研究结果对未来超高层建筑的设计具有借鉴意义.同时,识别结果也表明,HHT+RDT+巴特沃斯带通滤波器方法可以有效地识别出超高层建筑的模态参数.     

基于GA-BP神经网络技术的雷击跳闸实时预警

由于输电线路运行环境复杂、影响线路雷击跳闸因素多,故很难实现对输电线路的雷击跳闸实时预警.提出一种根据雷电定位系统、输电线路数据与GA-BP神经网络技术相结合的雷击跳闸实时预警的新方法.首先,确定影响线路跳闸的因素,并预处理输入数据;然后,建立以线路档距段为基础的GA-BP神经网络雷击跳闸预测模型,将待预警线路的所有档...     

应用自然电场法研究地下水流场

讨论了不同水文地质条件下的自然电场“8”字图特征 ,对评价输水管线等渗漏引起的环境问题具有指导意义。     

标准雷电压下的动车组高压箱电场仿真计算

建立了动车组车顶高压电器箱及其内部主要电气设备的三维有限元模型,考察了在标准雷电冲击电压下,高压箱内的整体电场分布随时间的变化规律。分析了箱内套管、支撑绝缘子表面和金属电极表面的电位及电场分布。结果表明,现有高压电器箱的设计结构存在不合理之处。箱内电极如断路器刀片、隔离开关表面电场集中,互感器金具表面电场强度越限,设备承受过电压时易发生电晕放电。对各电极表面电场畸变的原因进行分析,分别给出了改变电极形状、包裹绝缘护套等优化电场分布的合理建议。     

基于相场法的多晶体材料内静电场的有限差分仿真

建立多晶材料内微观不均匀性对电场分布影响的仿真方法具有重要意义.笔者给出了一种基于相场法的多晶体材料内静电场的有限差分仿真方法:基于多相场模型仿真获得的多晶材料模型计算获得介电张量分布,通过有限差分法计算获得电场分布.基于本研究的仿真方法仿真分析了晶体各向异性、晶粒度、晶界厚度等对多晶材料内电场强度分布的影响,电场集中现象随着晶体各向异性程度增加、晶粒度增加、晶界厚度减小而变得更加严重.     

基于“杆塔圆法”的雷电参数统计与应用

输电线路沿线走廊雷电参数的统计分析方法主要为"网格法",即采用合理的网格划分来减少雷电参数的统计工作量、提高分析效率,主要应用于多杆塔、大档距的长输电线路中,但对于杆塔少、档距小的较短输电线路,各网格所统计的平均值并不能真实反映各基杆塔周围实际雷电活动水平。因此,提出了以杆塔为单位、以2 km为半径统计各基杆塔地闪密度值的雷电参数统计方法-"杆塔圆法",并将其与"网格法"统计值进行对比,分析二者精确度。同时,深入研究了以此为基础的高层应用,如雷击故障与地闪密度相关性分析、差异化防雷评估,通过研究结果肯定了"杆塔圆法"针对较短输电线路的适用性与精确性。     

基于磁场分布特性的接地网腐蚀断点检测方法研究

变电站接地网腐蚀断点的缺陷对变电站造成潜在的安全隐患,然而目前能用于实际的接地网腐蚀检测系统十分缺乏,为了提高大型接地网导体腐蚀断点检测的效率和精度,使用了诊断接地网地表面电磁感应密度的方法.首先在对接地网磁场分布仿真计算的基础上研制了磁场信号激励源,并结合现场实际电磁干扰特征,研制了信号采集、处理、分析系统.然后利用...     

基于IEC62305雷击风险评估计算方法

IEC62305是国际电工委员会新发布的防雷技术标准,其中IEC62305-2(Protection against Lightning Part 2:Risk Management,《雷电防护第2部分:风险管理》)是专门针对雷电灾害风险评估的标准。依据IEC 62305,并采用Excel与AutoCAD相结合的方法编制了雷击风险评估计算表格,并通过工程实例对Excel计算表格的准确性进行了验证,使得雷击风险评估建立在科学、准确、高效的基础上。     

基于WWLLN的云南闪电活动特征及其成因研究

利用WWLLN闪电资料、NOAA地形资料,分析了2010 ～ 2018年云南地区闪电活动的时空分布特征,结果表明:云南地区闪电活动总体呈东南多、西北少的分布特征,地形与海拔高度共同影响着闪电活动的空间分布,且地势较海拔的作用更为突出.受纬度、季风和日照等因素影响,北回归线附近的闪电活动夏半年多于冬半年,闪电活动在夏季达到峰值,纬度较高的滇东、滇中以北大部分地区闪电活动呈单峰型月分布,而纬度较低的滇南和滇西的闪电活动则呈双峰型月分布,闪电活动的日变化与深对流活动特征一致.本研究进一步了解了雷电灾害的活动规律,加深了地形和季风对云南闪电活动影响的认识,为该地区雷电预警与防护提供参考.     

自然电场法在工程勘查中的应用

本文结合两个工程实例 ,论述了自然电场法在水利工程中蓄水池和堤坝渗水等灾害问题研究上的重要作用。介绍了该方法在寻找游泳池和水坝渗漏点位置时的应用效果和经验。实践证明 ,在工作中合理选用方法技术是成功的关键。