基于改进PointNet++的输电杆塔点云语义分割模型

针对现有输电线路点云提取精度不高、无法满足无人机自主精细化巡检需求的问题,提出一种改进的PointNet++的输电杆塔点云语义分割方法,以实现对导线、地线、引流线、绝缘子和杆塔塔身的点云分割。首先,对经典PointNet++模型参数进行调整,使模型在特征提取数量、感受野方面更适用于输电杆塔点云数据;然后,采用核心点卷积作为点云特征提取算法,进一步提升模型对点云特征的提取能力;最后,针对点云数据中存在的数据不平衡问题,采用focal loss作为损失函数,使占比较少的类别得到充分训练。为验证所提方法有效性,在2284基输电杆塔组成的点云数据集上进行了实验,实验结果表明:改进后的算法平均F1值达到97.26%,较经典PointNet++提高了3.95个百分点。

基于激光雷达扫描的料仓原料储料量测量方法

为提高仓内原料储料量测量自动化和智能化水平,设计了一种基于二维激光雷达扫描的储料量测量装置与系统。本系统采用RPLIDARS1型二维激光雷达扫描获取不同储料量物料的原始点云数据,通过坐标变换、重叠点提取、滤波、分割等方法对原始点云进行预处理,采用贪婪投影三角化算法将预处理后的点云进行三维重建,获得仓内原料的三维模型,结合物料三维模型和物料的容重获得仓内原料的储料量,从而实现储料量的自动测量。以玉米为试验对象,测量小型储料塔内玉米储料量并对玉米不同储料量进行扫描测量,验证模型的准确性,结果显示:测量结果的平均绝对误差为8.05kg,平均相对误差为1.52%。研究结果表明,基于二维激光雷达扫描的储料量测量方法是可行的,具有较好的稳定性和测量精度,能够满足实际生产需求。

俄油常减压装置常压塔顶系统腐蚀泄漏分析

某石化公司100%俄油炼制常减压装置运行仅7个月,常顶换热器出口至常压塔顶空冷入口管线先后发生10处腐蚀泄漏。通过对塔顶系统的腐蚀介质分析、腐蚀流程分析、腐蚀机理分析及工艺防腐分析,从腐蚀介质含量、工艺参数控制、选材等方面,寻找发生腐蚀泄漏的原因,并提出相应的工艺防腐建议,保证装置长周期运行。

冷点处存在套合应力时变形焦炭塔的安全评估

采用极限应变准则和经典强度理论对变形焦炭塔冷点处存在套合应力时的强度进行安全评估。首先,在选定区域分别建立塔壁变形前后冷点处存在套合作用的几何模型,计算冷点处的套合应力。然后,依据计算所得应力-应变场结果,对冷点处塔壁进行应力分析。结果表明:用极限应变准则评估,焦炭塔在冷却阶段发生屈服;用经典强度理论评估,焦炭塔在生焦和冷却阶段发生屈服。最后,选取路径计算等效应力-应变,绘制应力-应变沿路径变化曲线。通过比较应力和应变评估的结果,对3种评估方法进行比较和评价。

常压塔顶回流系统多相腐蚀流的分布规律及露点腐蚀特性预测

针对某炼化企业常压塔顶回流系统,采用AspenPlus软件构建了多组分流体相态-离子平衡模型,获得了塔顶挥发管线内腐蚀性介质HCl、H_(2)S的气液平衡分布情况,实现了塔顶管道内腐蚀流体分布量化特性预测。结果表明:随着温度的降低,水相中组分HCl、H_(2)S的摩尔流量显著增加,通过初始溶解温度确定露点温度为101.2℃,露点处pH最低可达2.59,露点腐蚀发生在塔顶出口管线附近;塔顶出口管道有3个液膜覆盖率较高的区域,分别是挥发管线入口垂直管壁、弯头内壁和水平管下壁,在露点处大部分HCl气体溶解在冷凝水汇聚成的初始液膜中,因此初始液膜汇聚的区域就是腐蚀频发的区域。

无人机载智能塔基定位放样方法研究

电网工程架空线路塔杆放样多在复杂山区进行,传统基于经纬仪、全站仪和手持差分卫星定位等设备的放样方式劳动强度大、耗时长且数据易出错。提出了一种无人机载智能塔基定位的放样方法,该方法以无人机、激光投点器为硬件基础,研究开发智能放样软件。将电网工程架空线路上各塔杆中心桩坐标输入智能放样软件平台,可实时计算各塔杆20个放样点的平面坐标,并根据DEM模型、地表树木、交通线路及其他障碍物分布状况自动规划无人机放样航线、调整航高,在各放样点上方悬停后进行激光投点,高效引导地表人员快速确定放样点位。经过多轮测试,结果表明:采用无人机载智能塔基定位放样系统可快速、高精度完成输电线路塔杆放样,大幅降低了传统放样方式中放样点布设的次数与时长,为电网施工放样提供了有效支撑。

蜡油加氢裂化装置生产工业粗白油的工艺优化

在中国石油云南石化有限公司210万t/a蜡油加氢裂化装置上,通过采取提高反应器床层温度,优化产品馏分,升高航空煤油(航煤)和柴油闪点等措施,生产出工业粗白油产品。结果表明:装置工艺操作参数优化后,生产的柴油达到5号粗白油标准,航煤除芳烃质量分数外,其他达到3号粗白油标准,但航煤、柴油、粗白油原料的总收率降低5.33个百分点;高温能够促进多环芳烃加氢反应的进行,有利于改善产品油的颜色;航煤中轻馏分含芳烃质量分数最高;提高分馏塔塔顶温度和航煤塔塔底温度,增加柴油塔汽提蒸汽量后,航煤和柴油的闪点分别由48,91℃升高至69,125℃;投用柴油脱水装置后,柴油含水量仅为85μg/g。

电力线杆塔监测中点云数据的应用

为精准高质量三维激光点云实施电力线杆塔变形监测质量,需对电力线杆塔所处的输电线路走廊进行分析,从数据采集、点云预处理、特征图计算三个方面讨论电力线杆塔三维激光点云数据的运用细节,完成点云数据处理后进一步展开电力线杆塔三维激光点云变形监测,了解电力线杆塔变形情况。

基于露点间接蒸发冷却塔的数据中心冷却系统的应用分析

“双碳”背景下,蒸发冷却技术已经成为降低数据中心能耗,满足数据中心PUE指标的一种重要手段,对数据中心冷却系统的优化将对该领域节能降碳做出重要贡献。介绍了数据中心间接蒸发冷却预冷一体化架构冷却系统。系统应用露点型间接蒸发冷却塔,补充了传统冷却塔的短板,实现了出水温度低于湿球温度,大幅度提高全年自然冷源利用时间;还采用下送风列间空调,将末端二次泵内置至末端空调内部,降低了一次泵的功耗,实现末端和冷源侧的个性化负荷控制;封闭冷热通道的气流组织可最大限度地提高机房空调系统的利用率,使系统有着高效的降温效果。同时结合实际应用案例,通过实测得出全年综合性能系数(GCOPA)达6.64,电能利用效率(PUE)低至1.23和水资源利用效率(WUE)为1.39来评价和验证该系统的节能效果。结果表明,该系统在推动数据中心蒸发冷却技术发展的同时,还为整个数据中心的节能减排做出贡献,在数据中心领域有着巨大的应用前景。

塔式起重机垂直度激光雷达无损检测算法

针对传统的经纬仪测量法存在的诸多弊端,本文提出一种新的塔式起重机垂直度激光雷达无损检测算法。利用激光雷达获取塔式起重机点云数据,经点云配准、拼接及去噪去冗等预处理,获得塔身标准节有效点云数据;设计塔身标准节点云横截面切片分割方案,利用Marching Square算法提取切片多边形轮廓线,并确定轮廓线顶点及其对应的中心点坐标;利用最小二乘参数估计法拟合中心点空间直线,确定塔身轴心线方向向量,并与站心空间坐标系的z轴和x轴分别作向量运算,求解塔身轴心线的倾斜角、倾斜方位角及垂直度参数。试验结果表明,基于本文算法设计的两种方案获得的塔式起重机垂直度参数分别为2.04‰和2.49‰,均小于传统的经纬仪测量法的3.02‰。本文算法行之有效,为塔式起重机垂直度高精度监测提供了一种无损检测算法。

建筑工程施工电梯及塔式起重机设备安装技术的应用探索

某商业住宅项目以高层建筑为主,为了方便人员、小型机具和施工物资垂直运输,拟定在施工现场设置SC200/200TD型施工电梯和QTZ60型塔式起重机。为了控制安全风险,对以上2类特种设备的安装技术要点进行分析。对于施工电梯,安装前应计算附着反力、验算附墙结构的受拉承载力,再根据设备说明书完成组装。对于塔式起重机,应根据地质条件、载荷大小选择适宜的基础形式,并验算基础的抗倾倒稳定性,最后完成各个组件的组装、吊运和调试。

激光点云中输电杆塔坐标的快速提取方法

为实现利用无人机进行输电杆塔精细化巡检,需从冗杂的激光点云数据中提取输电杆塔坐标。首先,通过降采样和高程滤波对点云数据预处理;其次,根据杆塔、导线和地面点云的空间特征将每个杆塔初步分离提取;最后,基于杆塔的直立特性和对称特性进一步精提取出独立杆塔。以某市2条220 kV输电线路的激光点云数据为例,本文算法可快速完整地提取出全部输电杆塔坐标,单个杆塔建模效果较好,平均每基杆塔可在2 min内完成提取,有助于后续无人机杆塔精细化巡检的航迹规划。

高压塔对短波测向站的无源干扰影响评估研究

随着国内经济和电力建设的持续发展,各个地区的电力建设对无线电监测的影响日趋凸显,尤其是高压塔无源干扰对短波测向站的影响。本文重点分析了高压塔作为金属再次辐射体产生的谐振频率点和保护间距,并根据实际工程情况构建双列高压塔模型、天线阵影响模型以及测向系统评估模型,评估给出了高压塔线路对中大基础短波测向站系统的性能影响结论,为实际系统站点建设提供了参考指导依据。

基于激光点云的输电杆塔坐标提取方法

激光点云数据在输电线路中逐渐应用频繁,从冗杂的数据中提取输电杆塔坐标具有一定难度。文章首先通过均匀下采样大大降低点云数量,然后采用DBSCAN算法过滤噪声点,粗提取出杆塔,最后过滤地面点精提取输电杆塔坐标。本文的杆塔提取方法高效便捷,提取效果较好,有助于后续无人机用于杆塔精细化巡检的三维航迹规划。

基于三维激光扫描技术的风电塔筒倾斜检测新方法研究

风电塔筒的倾斜度检测对保障风机安全生产具有重要的意义。本文提出一种基于三维激光扫描技术的风电塔筒倾斜检测方法,该方法通过塔筒圆心拟合算法与轴线拟合算法,从整体与局部对塔筒进行倾斜检测,能够全面量化塔筒轴线在三维空间的变形情况。经实例验证,所提方法较传统倾斜检测等方法,能够提取更全面的信息,检测结果具有更高的可靠性,且精度能够满足工程要求。

110~220kV“三跨”悬垂双串的联塔形式

为了使悬垂双串更加安全可靠运行,以220kV双分裂导线悬垂双串为例,首次提出了辅以长、短联塔备份串的“三挂点”的设计理念,即联塔中心串两侧的长、短联塔备份串设计为“松弛连接”,在正常工况下不受力,仅有联塔中心串受力,实现双悬垂串的“双联单固定”,确保双串受力均衡;当联塔中心串断联后,两侧长、短联塔备份串才受力,实现“双联双固定”,从而解决了传统“双联双固定”和“双联单固定”的设计缺陷,确保导线悬垂双串不发生掉串事故。为了消除直线塔相邻档高差大所产生的两联长度差值现象,两侧长、短联塔备份串的串长应实施差异化设计。

大跨度矮塔斜拉桥关键节点受力性能的仿真分析

宁波中兴大桥跨越甬江,其主桥由于机场航空限高的要求,采用主跨为400 m的大跨度矮塔斜拉桥设计方案。主桥采用V形钢主塔,塔梁固结并通过大型球钢支座支承在主墩上。经分析,索塔锚固区与塔梁固结处是主桥设计的2个关键节点。节点构造设计复杂,需借助3D空间有限元方法对其受力性能进行仿真分析。利用ANSYS软件建立关键节点的3D有限元仿真模型,并与MIDAS整体模型结果进行比较,验证仿真模型的有效性。通过仿真模型,得到不利荷载工况下关键节点空间应力分布的计算结果,为关键节点构造设计提供可靠依据。

基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法

针对输电线路交跨点高度量测的外业测量效率低、时间成本高,以及基于立体量测对作业人员专业素质要求高、量测精度等问题,本文提出了一种基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法。利用飞马F300固定翼无人机获取输电线路通道走廊的影像并进行处理,基于实时水平核线,利用计算机视觉算法计算杆塔及挂线点高度,并对最终量测的精度进行检测。试验证明,该方法可以用于新建线路工程中的初设、施工图阶段。

汉长城烽燧选址的地理因子探究:以玉门市为例

汉长城是中国西北荒漠地区最重要的古代防御系统,其显著特点之一即烽燧林立。在经济水平有限的汉代和自然条件恶劣的干旱地区,烽燧的空间选址如何承载并发挥其屯戍功能,对理解过去人地关系具有重要意义。但目前国内相关研究多为历史地理视角的定性分析,难以揭示其中的量化规律,更无法还原古代地理环境下的空间认知和技术利用水平。以甘肃省玉门市段汉长城为例,引入点模式分析、空间相关性检验、蒙特卡洛模拟等方法,定量地对烽燧空间设置的多种假设因子进行敏感性检验,试图揭示烽燧选址的规律。研究结果显示,地形、水文、聚落位置等自然与人文环境要素均显著影响了汉长城烽燧的空间布局,且在高程1250~1500 m、坡度2.5°~8°、坡向南偏东70°~南偏西60°、距最邻近水系0~1535 m及以城障遗址为中心的2~20 km的区间内具有统计显著性。定量结果分析表明,汉长城沿线烽燧建址在确保前线通视性的同时,保障了与后方城障间军事情报车马传递的成本控制和效用优化;此外考虑了选址处人居环境,多选地势平坦、水源充足的绿洲,印证了其屯垦、交通等附属功能,综合体现了汉代地理空间认知和技术利用的较高水平。

电力管廊顶管施工杆塔中心桩位移自动化计算方法

在不同的杆塔结构中,同一种算法的位移值存在较大差距,为提高位移计算精度,在不同的杆塔中心桩偏移条件下设计电力管廊顶管施工杆塔中心桩位移自动化计算方法。基于连通域提取杆塔点云坐标,论述KD树分割原理,计算其时间复杂度,在不同的阈值中确定点云坐标,得到归一化的点云数据;计算不同条件下位移值,将等长横担杆塔的中心桩与长短横担杆塔中心桩作为主要的杆塔结构,创新性地分别计算其中相挂点位于中心点处以及中相挂点偏移情况下的位移值,设计中心桩位移自动检测与计算算法,对应点云数据,获得中心桩位移。实验结果表明,该计算方法所得到的位移值与实际测量值最接近,位移计算精度更高。为保证电力管廊顶管施工杆塔的稳定性,提供了理论与实际参考价值。