四川地区流动重力观测及其在地震预测中的应用

通过回顾四川地区测网变迁和震例总结,客观阐述四川流动重力观测的发展历程及其在地震趋势判定中的应用效能。结果表明,利用流动重力资料观测到高梯度带、四象限分布、零值线拐弯等重力场时变异常信号,对川滇菱形块体内部及边界带发生的汶川地震、芦山地震、九寨沟地震、泸定地震等地震进行了准确的中期预测,尤其在强震地点判定上预测效果较好,准确率达60%。

带式输送机托辊组振动噪声仿真分析及参数优化

带式输送机托辊组产生的振动噪声受多因素联合影响,为解决其振动噪声过大问题,文章提出一种基于有限元-边界元理论对托辊组振动噪声分析与优化的方法。首先,对托辊组进行模态分析与动力学仿真,探明托辊组的振动特性;然后,基于有限元-边界元复合声场仿真方法,作声场的谐响应分析计算托辊组的声场分布,并搭建实际测试平台验证声学仿真模型的可靠性;最后,结合输送能力与轻量化约束条件,得到托辊组结构参数与工作参数的最优解。结果表明,有限元-边界元法可有效模拟托辊组声场分布和变化规律,优化后托辊组噪声声压级较优化前减小约6.1dB,并且托辊组综合性能均有所改善,可对实际工程中的带式输送机优化设计起到有效的指导作用。

三峡地区流动重力网地震监测能力研究

重力观测是三峡水库地区地震监测的重要组成部分。本文系统分析了三峡重力网的空间覆盖范围、空间分辨力以及重力变化观测精度,结合现有重力变化异常空间范围和量级与地震震级之间经验指标,对三峡重力网的地震监测能力进行了评估。结果表明,三峡重力网在空间分辨力和观测精度方面均达到了4级以上地震的监测要求,空间覆盖范围介于5级地震重力变化异常场范围经验指标的上、下限之间,因此重力网对于4~5级地震具有较好的监测能力,但对于监测5级以上地震存在无法获取重力变化异常完整形态的可能。此外,三峡水库水位变化引起的重力效应对重力观测具有明显的影响,在计算水位变化重力效应时,应采用与重力观测数据相同时刻的水位数据。

“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径

为有效应对全球变暖问题,并如期实现“双碳”目标,国内各石油企业均采取了针对性的减碳降碳措施。为进一步明确“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径,在对目前中国碳排放情况、石油企业减碳措施分析的基础上,明晰了减碳现存的困难与技术难点,并提出了石油企业减碳路径的建议。研究结果表明:①在油气生产利用过程中,温室气体排放主要集中在上游环节;②锚定“双碳”目标不动摇,在能源保供、提质增效的同时,深入推进“CCUS”“碳减排”“碳替代”“碳交易”等减碳方法,在一定程度上降低了碳排放;③石油企业因地制宜开发风能、太阳能、地热能、氢能、海洋新能源等,逐步推动能源绿色转型。最后根据调研结果和中国石油企业的现状,提出了以下减碳路径建议:①构建科学合理的多能互补能源体系,实现常规能源与新能源的协同开发;②发展低成本且高效的化石能源开采技术、清洁能源开发技术、数字化碳中和技术等,提高技术原始创新能力,并把握新一轮产业革命与技术变革的主动权;③加强与国际国内企业、地方政府、高等院校、研究院所的交流合作,促进相关技术的持续发展,并培养专业技术人才。

基于改进YOLOv5s的煤矿输送带异物检测算法

为了解决现有煤矿输送带异物检测模型存在的参数量大、占用计算机资源多、检测异物种类少等问题,对YOLOv5s目标检测算法进行了优化。首先,将轻量化卷积神经网络ShuffleNetv2作为YOLOv5s骨干网络并对异物图像进行了特征提取,进而减少了模型参数量,提高了网络并行度;其次,将双向特征金字塔网络作为特征融合网络,融合了不同特征图尺度中的细节信息;最后,添加了坐标注意力机制,增强了特征提取能力,强化了异物目标关注度,从而提高了网络模型检测精度。实验结果显示,与原始模型相比,基于改进YOLOv5s的目标检测网络模型其参数量压缩为3.60×106个,检测帧率提升了8.4%,表明该算法能够在计算资源较少的情况下实现快速、准确的煤矿输送带异物检测。

考虑前车意图的车距控制研究

在车辆自适应巡航过程中,前车驾驶员的操作意图对跟随车辆具有重要影响,针对车辆自适应巡航时容易受前车加减速影响自身跟车距离的问题,设计了一种考虑前车驾驶意图的安全车距策略。该策略由意图识别层、跟随决策层、运动控制层3部分组成。意图识别层采集踏板信号,选择T-S模糊神经网络对加减速意图进行辨识;跟随决策层通过网联环境实时接收前车驾驶意图,计算期望安全车距与期望加速度;运动控制层建立车辆逆纵向动力学模型,将期望加速度转化为油门踏板开度与制动缸压力,实现车辆跟随控制。多工况仿真结果表明,考虑前车意图的车距策略实现了跟随车辆在前车不同驾驶意图下的稳定车距跟随。

基于YOLOv5s的重力变化异常特征识别研究

针对人工判读重力变化异常特征区存在效率低下的问题,提出利用YOLOv5s算法进行重力变化四象限特征区自动化识别的方法,并基于南北地震带实测重力变化资料进行测试验证。结果表明:1)本文构建的图像识别模型可有效识别较为标准的四象限分布特征区,模型预测结果的精度、召回率、平均精度等指标均处于合理范围;2)模型较为准确地识别出南北地震带2021-09~2022-05时段重力变化图像中的四象限特征区,且特征区内先后发生2022-06芦山6.1级地震和2022-09泸定6.8级地震,表明该方法对于重力异常区域的筛选以及潜在的地震风险研判具有较好的应用潜力;3)模型对于存在明显畸变的非标准四象限特征区的识别能力仍存在一定不足,需要构建数量更多和标注更为合理的数据集,进一步提升模型对四象限特征区识别的普适性。

2021年青海玛多M_(S)7.4地震的重力挠曲均衡背景与震前重力变化

本文综合利用EIGEN6C4布格重力异常、SIO V15.1地形和流动重力观测数据,研究2021年玛多M S7.4地震的重力挠曲均衡背景和震前重力变化特征.首先,基于岩石圈挠曲均衡模型,结合布格重力异常和地形数据,采用有限差分方法计算了震中及周边地区(青藏高原东北部)岩石圈有效弹性厚度(Te)和挠曲均衡重力异常.结果表明,青藏高原东北部T_(e)为0~100 km,横向差异明显,且与块体构造关系密切.巴颜喀拉块体以北的柴达木块体T_(e)值高达50~80 km,以南的羌塘块体大部分区域的T_(e)大于20 km,五道梁以南出现局部大于30 km的高值区,玉树—德格地区出现局部大于40 km的高值区.巴颜喀拉块体T_(e)为0~20 km,较其南北块体明显偏小,更易于发生形变,从而在南北“夹持”下发生物质东向运动,是青藏高原中部物质东流的主要区域.地震易发生在岩石圈强弱变化的过渡地带(T_(e)变化梯度带),以及T_(e)较小区域的断裂带上.本次地震即发生在巴颜喀拉块体内部T_(e)低值区,震中附近有效弹性厚度约为15 km.震前流动重力变化分析表明,2015年以来3~5年的累积重力变化自西向东呈负-正-负的区域性变化特征,大致以震中为界形成了垂直于断裂带的重力变化高梯度带,主要反映了震前青藏高原物质东流过程中出现的深部构造运动态势.2018年以来的重力变化主要呈围绕震中形成西正-东负的弱区域性变化特征,显示震中地区已处于高应力应变的“固化”状态,地震即发生在重力变化零值线拐弯部位.

弱地震活动背景地区流动重力变化探析

利用现有高精度流动重力测网观测资料,总结2016-10-20江苏射阳4.4级、2017-06-16湖北秭归4.3级、2017-07-15广西南丹4.0级、2018-02-09河南淅川4.3级等4次地震相关重力变化,探讨利用流动重力观测手段监测弱地震活动背景地区地震活动的可行性,并给出相应建议。

青藏高原东南缘岩石圈有效弹性厚度及其构造意义

本文利用三维有限差分方法,基于EIGEN6C4布格重力异常和SIO V15.1地形数据,计算了青藏高原东南缘岩石圈有效弹性厚度.结果表明:青藏高原东南缘岩石圈有效弹性厚度为0~100 km,四川盆地和喜马拉雅东构造结岩石圈有效弹性厚度最大,达50~100 km;巴颜喀拉块体东部、川滇菱形块体大部、滇西等地区岩石圈强度弱,有效弹性厚度一般小于15 km;羌塘块体东部的玉树—德格附近地区岩石圈有效弹性厚度大于40 km;滇南地区岩石圈有效弹性厚度为10~30 km,大于云南北部地区.研究区域有效弹性厚度分布特征与岩石圈结构关系密切.四川盆地、喜马拉雅东构造结地区内部结构稳定,因而岩石圈强度大.川滇菱形块体等岩石圈有效弹性厚度小的地区与壳内低速、低阻/高导层分布有很好的对应关系,推测壳内岩石的部分熔融软化可能是造成高原东南缘岩石圈强度较弱的重要原因.羌塘块体东部的局部高力学强度岩石圈则可能是高原形成过程中的残留克拉通.根据本文计算的岩石圈有效弹性厚度特征,结合地震学、大地电磁等研究成果,认为青藏高原物质向东南缘挤出后受四川盆地等阻挡,造成下地壳软弱物质在理塘—稻城—丽江一带堆积,少部分物质可能穿过鲜水河断裂带的康定—道孚地区向北运动,但大部分物质向南运动,在受到滇南块体阻挡后一支流向西南的腾冲方向,另一支流向东南的攀枝花—东川方向.

中国大陆重力场时变监测与强震预测

主要回顾了中国大陆重力时变高精度监测与地震预测应用的基本情况。自1966年邢台地震以来,我国就开始采用重力手段监测地壳变动和强震孕育发生过程,致力获取重力场时变的微伽级信息。重力监测主要采用定点流动复测(流动重力)和固定台站连续观测(连续重力)2种方式。重力监测已经历3个发展阶段。1998年以前,重力监测主要沿块体边界、活动断层或历史强震区开展,缺乏绝对测量,一般采用相对测量,通过总结获取了海城7.2级、唐山7.8级、丽江7.0级等一系列地震前的重力动态变化特征,除海城地震外,预测成功震例寥寥。1998年地壳运动网络工程建设以来,由于引入高精度绝对重力测量,开始进行中国大陆重力场的整体监测,获取了汶川8.0级等地震前的大尺度变化信息,给出了汶川地震中期预测的有效意见。2010年以来,以陆态网络工程重力网为基础,逐步开展大华北、南北带等各种测网的整合与统一,形成了中国大陆整体重力观测网,对期间发生的一系列6.0级以上地震(如芦山7.0级、门源6.4级、呼图壁6.2级等地震)进行了较为成功的中期预测,为地震机理研究和我国中期地震预测水平提升发挥了重要作用。通过长期的重力观测实践,初步形成了一门专门应用于地震研究的交叉学科——"地震重力学"。

云南地震流动重力监测网建设与映震能力分析

总结云南地区流动重力测网建设,根据分形几何原理,计算云南及周边地区现行测网的空间格网距和空间分辨率,给出最佳格网距为69 km,空间分辨率为61 km。结合近年云南及周边地区流动重力观测成果,绘制重力场变化图像,分析2014-08-03鲁甸6.5级地震、2014-10-07景谷6.6级地震以及2015年以后大理-保山一带部分5级以上地震相关重力场变化。综合分析认为,云南及周边地区流动重力监测网能识别5级以上地震相关的重力变化,但个别地区监测能力仍需加强。

地震分析预报的重力变化异常指标分析

定义了描述地震前重力变化异常时变距和量级的参数S和G。根据收集到的89个4.0级以上地震震例,统计分析了震前重力变化异常范围和量级与震级的关系,得到了流动重力地震分析预报的量化参考指标。结果表明:5、6、7、8级地震震级判定的重力变化异常量级参考指标分别为50、70、90、120μGal,重力变化异常范围参考指标分别为140、220、350、660km。此外,由于流动重力观测周期等方面的局限性,根据流动重力观测资料尚难以获得震级与重力变化异常时间过程的关系。

CG-6型重力仪零漂特性研究

对中国地震局地震研究所最新引进的4台CG-6型相对重力仪的零漂特性进行测试研究,结果表明,4台重力仪的静态零漂率、混合零漂率和动态零漂率均小于8μGal/h,满足厂家给出的技术指标。在较长观测时间内,各台仪器的零漂均存在不同程度的非线性特征,因此在进行较长时间的野外观测以及后续数据处理中,不宜将零漂率作为常数进行解算和零漂改正。

基于声音信号的托辊故障诊断方法

为实现对远程带式输送机托辊故障的检测,研发基于声音信号的托辊故障诊断方法。结合远程带式输送机托辊轴承的特性,针对性提出多种分析方法相结合的方案。诊断系统中包括时域检测、快速傅里叶变换(FFT)峰值检测、功率谱检测、小波包分解与重构和希尔伯特(Hilbert)包络分析结合、经验模态值分解(EMD)检测方法,可实现采集数据显示、波形分析和故障诊断。其中,时域检测、快速傅里叶变换峰值检测、功率谱检测可初步判断托辊是否发生故障,经验模态值分解可以预估出带式输送机托辊发生故障的区段,小波包分解与重构和希尔伯特包络分析联合法可进一步提取托辊轴承故障频率,确定轴承发生故障的部位。最后,通过实验验证了基于声音信号的托辊故障诊断方法的有效性。

基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统

输送带动态煤量检测是实现顺煤流启动和自动调速等多级带式输送机能耗优化措施的基础和关键。针对现有基于超声波的煤量检测方法精度较低、多超声波传感器之间易受干扰等问题,设计了基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统。利用超声波测距原理,通过超声阵列实时检测各超声波传感器阵元对应检测点的煤料高度,采用横截面切片法计算单位时间内输送带上通过煤料的总体积,结合煤料堆积密度计算输送带实时煤流量及总煤量。为降低同频声波串扰及超声波在井下恶劣环境中衰减带来的误差,选用10路中心频率不同的超声波传感器阵元,布置为2×5线性阵列形式,通过多行超声波传感器对采集的煤高数据进行补偿,以提高煤高数据检测准确性。实时性分析结果表明,超声阵列检测速度在理论上满足带速为5 m/s的带式输送机煤量检测要求。实验结果表明:在0.125,0.170 m/s带速下,规则物料体积检测的平均相对误差分别为4.99%,5.16%;模拟实际工况条件下,煤量检测的平均相对误差为5.56%。在低带速状态下,该系统对规则物料和煤料的测量准确度达94%以上,基本实现了输送带动态煤量实时准确检测,满足带式输送机煤量检测需求。

湖北秭归4.5级和4.1级地震前的流动重力变化

处理分析2016~2018年三峡流动重力测网资料,获得2016-03~2018-09共11幅差分和累积重力场变化图像,并结合2018-10-11发生在湖北秭归的4.5级和4.1级地震,分析震前重力场变化特征。结果表明:1)2017年以来,震中区重力场变化经历了从先减小后增大到震前趋缓的过程。2)2a累积重力场变化显示,新华-龙王冲和高桥断裂带两端重力场变化差异增大,可能与本次地震的孕育有关。3)只要测网网格距合理、数据处理得当,区域流动重力测网对4.0级小震前的重力场变化具有潜在的监测能力。

远程带式输送机托辊故障巡检方法

远程带式输送机是一种远距离连续运输设备，但在连续运转过程中托辊易出现故障。针对其托辊轴承故障，提出了以巡检方式完成托辊轴承故障检测，并提出了巡检方案。以声学诊断为基础，基于LabVIEW软件设计了托辊故障预测程序。测试实验结果表明，提出的巡检方式和故障诊断方法对远程带式输送机的检测维护具有帮助。．

陆态网络连续重力站近期潮汐观测精度讨论

重力潮汐观测在全球潮汐模型的建立、重力扰动信号识别等工作中具有重要作用,而潮汐观测精度是完成这些工作的基础。本文利用中国大陆构造环境监测网络10个重力站3年的重力固体潮数据计算了观测潮汐模型。在与历史已有结果进行比较后,分析了观测潮汐模型精度以及环境对精度的影响。结果表明,10个站观测潮汐模型的M2波潮汐因子中,误差最优为0.00014,主要潮波平均精度优于0.0010,高于20世纪80~90年代弹簧重力仪0.5~1个数量级,部分站点的精度可达早期超导重力仪水平,而与现代OSG型超导重力仪精度相差0.5~1.0个数量级。利用重力站中最优观测潮汐模型进行潮汐改正,潮汐改正精度指标(DRMS)可达±(0.2~0.3)×10^-8m/s^2,稍优于DDW/NHi理论潮汐模型结果(±(0.3~0.6)×10^-8m/s^2)。10个重力站均表现出了观测优于理论模型的特点。观测环境和场地的干扰会导致观测潮汐模型的精度下降,部分台站受环境变化和观测系统本身老化等不稳定因素干扰,其观测潮汐模型精度下降。DRMS自(0.1~0.2)×10^-8m/s^2增至(1.0~1.7)×10^-8m/s^2。

FDM型3D打印喷头的传热结构分析与设计

熔融沉积型3D打印喷头传热结构温度场对塑料熔丝的流变状态具有较大的影响。对其隔热段塑料熔丝温变特性及其造成的运维问题,进行了机头热流分析计算、熔丝实例收集与分析。提出并设计了基于阻热和热流改向的T型组件、多层套管送料等结构,与隔热段熔丝温度急变特性相匹配。在大幅面打印机实验中,热感成像仪温度场显示,T型组件热阱平面上侧温度不高于60℃,散热段铁氟龙内外管温度均不高于50℃,低于其玻璃态转化温度,实测冷开机打印、长时持续打印效果良好。阻热和热流改向结构根本性地改变了打印喷头传热温度场,在化工填料用大幅面3D打印机应用中具有重要意义。