物理指标与深度学习融合的冲击地压风险等级预测

为探究煤矿智能化开采背景下,冲击地压的预警问题。以数据分析为基础,以河南某矿21181工作面为背景,提出物理指标与深度学习融合的冲击地压预警方法。该方法通过分析大能量事件发生之前,各项物理指标在最大值、趋势性以及相对变化率绝对值3方面特性,得到与之对应的综合物理特征,并分析震源的空间分布特性,根据其特性提出坐标注意力机制,对震源坐标进行加权,得到震源特征。对综合物理特征以及震源特征,加入通道注意力机制对特征进行加权,并使用全连接层进行分类,达到风险等级预测的目的,最终将模型运用于实际工程。研究结果表明:物理指标与深度学习融合的冲击地压预警方法可以达到较高的准确率。研究结果可为实际工程提供一定借鉴。

导频辅助的突发信号多普勒频偏及变化率联合估计

为了提升高动态突发卫星通信系统多普勒参数估计精度及运算效率,提出了一种基于数据辅助的多普勒频偏及变化率联合估计算法。首先,优化了突发传输帧结构并建立了信号模型;接着,利用导频信号的延迟自相关特性,通过一次离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)完成多普勒变化率的快速估计和补偿,实现多普勒变化率动态压缩;最后,利用改进的最大似然估计(Maximum Likelihood Estimation,MLE)离散化实现算法,通过在有限数量多普勒变化率取值上的最大似然值搜索计算,得到最终的多普勒频偏及变化率精确估计值。相较于帧头-帧尾导频估计算法,所提算法的估计性能提高7 dB以上,运算量下降30%。相较于传统MLE离散化实现算法,所提算法的估计性能与之相当,运算量下降99.8%,可为卫星通信系统实现更好的性能与复杂度平衡提供设计参考。

基于抛物线内插的位定时算法研究

位定时同步是数字通信接收机的重要组成部分,定时同步的准确性直接影响整个系统的性能。突发通信一般采用数据辅助的前馈式位定时同步结构。针对突发通信短时的特点,搭建了一种基于抛物线内插的位定时同步估计的低复杂度算法。该算法仅需利用信息帧头捕获到相关锋;然后,根据抛物线误差估计算法对当前采样信号进行误差估计,再选取合适的插值滤波器进行插值计算,获得最佳采样点,从而实现突发信号的定时同步过程。结果表明,该算法实现简单,在低信噪比的情况下,能够满足突发信号快速实现定时同步的需求,且其性能仍接近克拉美罗界。

用于VSLAM系统的CNN在FPGA平台上的加速

为实现视觉同步定位与建图系统中卷积神经网络在FPGA上的加速,基于SuperPoint模型设计一种低功耗高效CNN加速器及相应的SoC系统。采用循环分块、数据复用、计算单元展开和双缓冲策略充分利用加速器的片上资源;为提高突发传输效率,预先对权重参数重排;提出Pack模块和Unpack模块,设计多通道数据传输,用于提高传输带宽。在Ultra96-V2 FPGA平台上部署整个SoC系统,在仅3 W左右的功耗下实现25.63 GOPS的吞吐量,其BRAM效率、DSP效率、性能密度和功耗效率相比之前的文献有明显优势。

云平台下海量电力突发性数据自动储存技术研究

在海量电力突发性数据自动储存中,数据量无法达到规定阈值,储存执行时间过长,储存加速度比较低。为了解决上述问题,在云平台下研究了一种新的海量电力突发性数据自动储存技术。利用边缘层、基础层、平台层和应用层建立云平台架构,通过自动储存算法计算选择频率,根据染噪信息获得原始信号最终分解结果,实现突发性数据自动储存。实验结果表明,所研究储存技术能够较好地提高储存数据量,降低执行时间,储存加速度比能够达到17,具有较好的储存能力。

基于ST-DBSCAN聚类算法的矿井冲击地压微震监测数据时空特性分析

矿井冲击地压是地下矿山中的一种常见地质灾害,对矿山的安全生产和员工的人身安全造成威胁。矿井常规的数据分析多采用数理统计方法进行危险预警分析,具有一定的片面性和局限性,对高维的微震监测数据时空特性分析明显不足,数据分析缺乏实时性,预警分析对特定软件的依赖性过大。为了提高冲击地压的预警能力,提出了一种基于ST-DBSCAN时空聚类算法的方法来分析矿井冲击地压微震监测数据的时空特性,相对于传统聚类算法,该方法表现出更高的鲁棒性。通过矿井真实微震数据验证分析,证明了ST-DBSCAN时空聚类算法能够满足冲击地压微震监测数据时、空、强分析要求,可以识别和分类工作面回采过程中的应力增高区,能够为矿井冲击地压的预警和管理提供决策支持。

基于大数据分析的冲击地压预测及防治技术研究

文章旨在通过大数据分析技术,提高对冲击地压的预测准确性和预警能力,为煤矿安全生产提供技术支持和保障。通过收集并整合大量的煤矿地质、地下水、地应力等多维度数据,构建冲击地压的预测模型,并利用机器学习和深度学习算法进行模型训练和优化。研究结果表明,基于大数据分析的冲击地压预测模型能够准确预测地质灾害的发生概率和影响程度,提前发现地质灾害隐患,为矿山安全管理提供重要决策依据。

RBFRadar:基于可编程数据平面检测价值突发流

在各种网络流量中,突发是一种常见且重要的流量模式。突发会增大网络时延并影响应用性能,因此对突发流的检测、分析和缓解对于提升网络性能和鲁棒性是有意义的。然而,当前基于逐次突发的检测方案存在显著的带宽开销和高用户负担问题。文中通过观察并分析多个场景下的突发流量特征,提出了价值突发流(Remarkable Burst Flow,RBF)检测,在降低带宽开销的同时,减少了传统突发检测中的密集手工劳动和专家经验要求,减轻了网络管理者的负担。RBFRadar是基于Sketch数据结构的框架,支持可编程数据平面上的RBF检测,在一段时间内观察流级别的突发性。该框架仅产生有限的内存占用和低时间复杂性,其原型可在PISA架构上实现。实验结果表明,在检测RBF的准确性方面,RBFRadar的F1分数是现有方案的5.6~23.4倍;在带宽开销方面,与基于逐次突发的检测方案相比,RBFRadar可降低84.62%~98.84%的带宽开销。

准东二矿巨厚煤层首采面合理推进速度研究

针对冲击地压矿井回采工作面合理的回采速度问题,以准东二矿巨厚煤层首采工作面为研究背景,通过理论分析与数值模拟软件结合现场微震数据的方法,深入研究了工作面合理的推进速度。研究结果显示:随着工作面的推进,超前支承压力峰值逐步增大,应力集中现象明显,应变能密度随之逐渐增加。随着推进速度的增加,峰值应力呈现出显著的非线性递增趋势。应变能密度峰值与推进速度呈正相关关系。推进速度越快,工作面冲击危险性指数逐步上升,当达到8.0 m/d时,指数异常增加,工作面冲击危险性较强,但速度提升至5.6 m/d时,差异变化并不明显,经过数值模型分析回采速度可提升至5.6 m/d。1101工作面回采阶段实测微震监测数据,分析均速2.45 m/d、3.10 m/d与4.78 m/d相关微震能量,表明在工作面回采过程中,覆岩相对稳定,在最大开采速度4.78 m/d的情况下,可以进行提升开采速度至5.6 m/d。研究结果为提升巨厚煤层首采面冲击地压矿井产能提供了科学依据。

基于铱星通信技术的土壤墒情远程监测网络研究

为了实现野外偏远、无GPRS信号地区土壤墒情、温度及降雨量的远程无线实时监测,设计了一套由土壤墒情及相关影响信息实时采集系统、铱星通信以及互联网技术构成的'物联网'架构式土壤墒情实时监测系统,围绕铱星SBD(Short burst data)终端模块9602开发了具有独立知识产权的数据采集系统。该系统实现了智能化、网络化的土壤墒情实时监测,以及历史数据的查询、下载,根据设定阈值进行短信报警、传感器和通信故障报警等功能。该系统自2011年8月在山东省、北京市等地运行以来,可以安全、稳定、可靠地获取监测土壤含水率、温度及降雨量信息。通过试验可知铱星通信在空旷地带成功率为97.2%,单个节点通信费用为每月200元(12 000字节),达到了对土壤墒情、温度和降雨量变化规律进行长期监测的目的。

高速数据传输中的自动增益控制

在分析了普通自动增益控制用于高速数据传输时存在的缺陷之后，提出了几种适合高速突发数据传输的自动增益控制方法。

OBS网络中的回退竞争解决机制研究

综述了光突发交换(OBS)网络中突发包竞争产生的原因及现有几种解决方案,分析了它们各自的优缺点。提出了具有回退竞争解决功能的OBS网络核心节点功能结构及新的回退信道划分方法,并将突发包优先级运用到回退竞争解决方案中。分析结果表明运用该方法可明显降低丢包率,增大网络吞吐量。

OBS网络中的自适应汇聚算法

根据OBS网络的特点,分析了在OBS网络边缘节点进行数据汇聚的一般原则,针对现有汇聚算法的缺陷,提出了一种在OBS网络中的边缘节点的自适应汇聚算法,并详细讨论了该算法的具体实现。该算法根据到达OBS网络边缘节点的实际速率,动态的调整数据汇聚的参数,实现了动态的调整汇聚算法的目的,从而实现了根据网络的实际状况作出积极的响应,最终达到改善整个OBS网络性能的目的。

基于FPGA的煤矿突水监测系统数据采集系统的设计

针对现有的煤矿突水监测系统数据采集系统存在信号采集和数据处理速度较慢、采集数据精度较低的问题,介绍了一种基于FPGA的煤矿突水监测系统数据采集系统的硬件和软件设计方法。该数据采集系统可实现8通道模拟信号的切换、4种电压范围的AD转换及采集数据的数字滤波,具有信号采集和数据处理速度快、精度高,硬件电路设计简单、调试方便,抗干扰能力强的特点。

飞机起落架舱内轮胎爆破压力场测试研究

飞机轮胎爆破压力场分布模型对于飞机轮胎强度计算和起落架舱内防护设计至关重要。本文开展某型飞机起落架舱内轮胎爆破试验研究,利用高频动压传感器测试防护罩上关键点处的压力值,建立了轮胎爆破气流场压力分布模型,最后采用有限元方法对防护罩结构进行数值模拟并与试验结果对比分析。结果发现,航空轮胎爆破时间短暂但威力巨大,起落架舱内轮胎爆破最大压力值随初始压力和爆破距离呈指数关系衰减。根据试验结果分别提出了斜交胎、子午胎的爆破压力场分布模型并对防护罩进行了数值计算,所得应变值与数值结果误差在12%以内,说明所提出的压力场分布模型可用于起落架舱内防护罩设计。本文所提出的试验方法及爆破压力场分布模型为起落架舱内防护设计提供了参考依据。

基于盲数理论的冲击地压危险性评价模型

由于地质情况的复杂和试验资料的不足,冲击地压危险性综合评价中的影响因素普遍存在着随机性、模糊性、灰性及未确知性等不确定性。针对这一特点,将盲信息的数学理论引入到冲击地压危险性评价的综合指数法中,利用盲数来表达危险指数的不确定性,提出了综合指数的盲数形式。运用盲数运算法则计算出综合指数在不同的取值区间内的可信度,从而为判定冲击地压危险状态提供了更全面的依据,克服了传统方法过于绝对化的问题。实例分析表明,盲数在冲击地压危险性评价中能更好地考虑影响因素的不确定性,得到的结果更可靠。

一种基于智能代理的GPRS网络QoS动态规划方法

提出一种有效的GSM/GPRS网络分组数据QoS的动态规划方案。针对分组数据在传送过程中的数据延迟大、动态QoS控制困难,提出一种基于分布式智能代理实现的流量控制结构,改进了QoS性能;采用基于模糊神经网络的流量预测技术,其优点是训练样本少、精确度高;为保证铁路突发数据业务传递的实时性,提出一种运算结构简单的业务优先级判决机制。仿真结果表明,通过分布式并行计算,可有效平衡网络负载,降低包延迟和路由开销,网络传输性能获得明显改善。

SVOM卫星伽马射线监视器数据管理系统的设计和实现

伽马射线监视器是SVOM卫星上的大面积、大视场、高探测效率的探测器载荷,主要完成硬X射线、软伽马射线的能谱观测和伽马暴触发.数据管理系统是其重要的组成部分,负责载荷的遥测和遥控,进行探测器科学数据星上的预处理和管理,在轨实时产生伽马暴触发、光变曲线等信息进行快速下传,对伽马暴联合观测和精确定位分析具有重要的意义.文章介绍了伽马射线监视器数据管理系统的物理需求,以现场可编程门阵列和单片机为核心的系统设计方案,以及数据预处理和管理的软件实现方法.各项测试结果表明,伽马射线监视器数据管理系统运行稳定,功能和性能都达到了预期的设计指标.

基于实测数据的特种球形压力容器爆破压力计算公式

利用传统经验公式计算了一系列特种球形压力容器的爆破压力,将计算结果与实测值对比,分析了计算误差的散布特性.在此基础上,利用爆破压力的实测数据构建了球形压力容器爆破压力的计算公式,并对其精度进行了两类检验,一是将计算结果与同类型特种球形压力容器的实测数据对比,二是将计算结果与普通球形压力容器实测数据对比.结果表明,与原经验公式相比,所构建公式的精度有明显提高,同时表明构建爆破压力计算公式的方法是合理的,并可在类似问题的研究中推广应用.

OBS网络中的最小间隙组调度算法

根据OBS网络的结构和特点,分析了OBS网络核心节点的数据信道调度算法,提出了一种新的数据信道调度算法——最小间隙组调度(SGGS)算法,并详细讨论了该算法的具体实现。该算法将到达核心节点的控制包分组,然后将这一组控制包按数据包到达先后的次序调度数据信道,从而达到合理调度和使用数据信道,最终实现改善整个OBS网络性能的目的。