煤矿灾害漂移特征的反走样模型及多级预警方法

煤矿微震信号在研究震动特征、衰减规律、灾害评估方面起着至关重要的作用.但由于受到地质构造、能量损耗等因素影响,同一种类灾害的微震波信号在时间域上传播会出现减缓或加剧等数据漂移现象,影响煤矿灾害预警的准确性.因此,本文提出的预警方法首先引入音频识别领域中的动态时间规整算法(DTW)构建反走样模型,将实时微震感知数据与历史灾害数据模板波形进行相似性拟合,识别是否为灾害信号;其次,若感知数据是灾害信号,在相似性拟合过程中,为确定感知数据与灾害模板波形匹配的起始点,实现实时匹配,本文提出一种可变滑动窗口策略实现波形的对齐,通过感知窗口渐进滑动的方式找出感知灾害波与模板波的起始对齐位置,保证信号对比的准确性;最后,基于窗口匹配策略及煤矿灾害波形的特点,提出多级预警机制,以1/N窗口大小作为预警阈值,逐步提高预警级别.实验表明,本文提出的预警方法具有更高的准确性和实时性.

多级式红外预警图像处理系统设计与实现

针对红外预警系统分析可疑来袭目标时减少反应时间和降低虚警率之间的矛盾,提出了一种采用多级预警机制的红外预警实时图像处理系统设计方案,设置告警级别,针对不同探测与处理结果给出不同级别的告警信号。同时针对推扫式红外预警系统的成像特点,采用多路处理方法以提升系统实时性。硬件方面为满足多级预警与多路处理方法的需求,基于Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构,开发了FPGA内部的DSP运算内核,增强了系统的运算能力。实验表明,采用多级红外预警和多路处理技术能够在满足虚警率要求的同时提升系统的实效性。

基于改进残差网络的两阶段电力系统频率安全多级预警

随着“双碳”目标的提出,可再生能源集群大规模并网,导致电力系统频率安全问题再次凸显。因此,借鉴深度学习方法,提出一种基于改进残差网络的两阶段电力系统频率安全多级预警模型。首先,对电力系统的频率安全进行多级精细划分,提出并构建频率安全多级预警模型。该模型在第1阶段利用基于改进残差网络的分类评估器对受扰后的频率是否会超出安全预警值进行评估,并给出预警等级;在第2阶段利用回归预测器进一步给出预警样本的危险程度。最后,以改进IEEE 10机39节点系统和美国伊利诺伊州200节点系统为算例对该模型进行测试,结果表明该模型具有较高的安全预警准确率,不但优于其他浅层学习方法和深度学习模型,而且可以精确地预测频率危险程度,并具有良好的鲁棒性和抗噪能力。

基于LSTM-GMM模型的大风多级预警方法

为保障大风场景下的高铁运行安全,针对风的强随机特性提出一种基于长短期记忆网络和高斯混合模型的多级预警(LSTM-GMM-MELW)方法。首先,通过长短期记忆网络和高斯混合模型(LSTM-GMM)建立风速误差值与风速预测值的联合概率密度,以此确定风速预测值的概率密度;然后,通过多级预警方法计算风速预测值落在高铁限速风速区间的概率值并结合实际情况设置不同阈值,当得到超出阈值的概率时输出阈值对应的预警等级;最后,采用预测区间的覆盖概率、平均宽度和覆盖宽度评价LSTM-GMM方法的概率性预测结果,而采用预警准确率评价多级预警方法的预警效果。依托平潭海峡公铁两用大桥29个风速样本进行实例分析,结果表明:95%置信度下的预测区间的覆盖概率为96%,平均宽度为1.51;第1、第2级别的预警准确率分别高于85%和93%,预警准确率达到100%的风速样本达14个,总体预警准确率高。该方法能有效避免风速在限速分界线附近波动时的误报。

顾北煤矿煤自燃试验及早期多级预警技术

为了做好顾北煤矿煤自然发火防治工作,建立适用于顾北煤矿的煤自燃早期预警体系,提前分析顾北煤矿存在的煤自燃问题,以顾北煤矿13121工作面煤样为研究对象,进行煤自然发火试验,分析试验气体产物及各指标气体比值随温度变化规律,确定煤自燃指标气体及其临界值。试验结果表明,不同特征温度下对应的气体表征参数存在突然变化;结合试验数据分析得到CO、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)能够作为主要预测指标气体。最终结合煤自燃指标气体及临界值,提出适用于顾北煤矿的多预警级别的煤自燃分级预警指标体系,为煤自然发火预测预报提供了理论依据,对安全生产具有一定指导意义。

韩家湾煤矿煤自燃多级预警指标体系构建

为完善韩家湾煤矿煤自燃预警预报技术指标体系,实现煤自燃隐患的早期准确预警,通过对韩家湾煤矿多个煤层开展煤自燃特性参数的程序升温试验测试,得到了煤样氧化升温过程中气态产物随煤温的变化规律。确定了以CO、ΔCO/ΔO_(2)、C_(2)H_(4)为主,以C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)为辅的煤自燃预警指标,进一步分析了预警指标与煤温之间的映射关系,构建了适用于韩家湾煤矿煤自燃防控需求的分级预警体系。研究成果可实现韩家湾煤矿煤自燃的分级预警,对韩家湾煤矿及煤炭开采条件类似矿井的煤自燃预测预报与防控工作提供借鉴依据,能够满足实际的煤火灾害主动防控需求。预警体系的建立对于煤层自燃隐患辨识、主动地防灭火措施实施具有一定的理论指导意义。

跨海桥梁主动防撞多级预警平台设计

为提升跨海桥梁安全管控能力,降低沿海桥区船舶撞桥风险,及时发现桥区通航船舶偏航、超高等问题,设计搭建跨海桥梁主动防撞多级预警平台。平台采用4层体系架构:感知层、数据访问层、应用服务层和展示层。基于AIS数据、可见光及红外高清摄像机图像数据、雷达信号等多源数据,平台可有效监测桥区通航船舶的平面位置和高度。基于B/S架构和Spring Boot、LayUI、Babylon等开发框架,设计多级预警机制,构建实时监测、场景控制、主动预警、要素分析、系统管理等功能模块,在二维和三维模拟场景下实现桥区船舶智能监管。该平台已在沿海地区某跨海大桥试点应用,结果表明该平台能直观有效地监测桥区通航船舶运行状态,实现跨海桥梁主动防撞多级管控,但也存在测高精度不足等问题,未来平台将在提升测高精度、多桥联动预警等方面继续优化提升,改善监测效果。

基于安全距离和时空网格的交叉路口车辆防碰撞安全预警

为保证交叉路口车辆行驶不出现碰撞问题,提出一种基于安全距离和时空网格的交叉路口车辆防碰撞安全预警方法。将交叉路口划分为多个网格,利用路侧单元并根据车辆所占的网格数,初步判断是否存在两车共用同一网格的情况。若在某一时刻两车占用相同的网格则会发生碰撞,故依据交叉路口车辆防碰撞安全距离,计算交叉路口前车未启动、前车匀速驾驶、前车均匀减速驾驶三种工况的临界行驶安全距离,结合此距离,将预警级别分为黄、绿、红三级,进行分级安全预警。实验结果显示:采用所提方法后,交叉路口车辆均安全通行,能够降低交叉路口车辆防碰撞安全预警的误警率、预警虚报率,提高交叉路口车辆防碰撞安全预警精度。

考虑性态变化的重力坝变形安全多级预警指标拟定

为保障大坝安全运行,根据变形监测信息拟定准确合理的变形安全预警指标至关重要,而常规的预警指标拟定方法易受变形样本随机性和失效概率主观性影响,为此探讨了基于最大熵原理的变形样本分布函数的确定方法,并将层次分析法和粒子群算法有机融合,构建了表征不同运行性态的重力坝变形安全预警概率确定方法,基于此可确定考虑运行性态变化的重力坝变形安全多级预警指标。工程实例计算结果表明:应用该方法拟定的5号坝段坝顶向下游方向水平变形安全一级、二级、三级预警指标结果分别为5.88,6.89,7.79 mm,与结构分析法拟定结果较为吻合,佐证了该方法的有效性和可行性。

矿井煤层自燃发火过程早期多级预警方法研究

煤层自燃发火程度的准确预测一直是煤自燃防控领域难以解决的问题。以潘三矿13煤为研究对象,通过煤自燃发火实验与程序升温试验,分析煤温随时间变化规律、煤样气体产物浓度及气体比值随温度变化规律,最终得到煤自燃过程的特征温度。将潘三矿13煤自燃过程分为五个阶段,确定“灰色、蓝色、黄色、橙色”4个预警级别,选取4个指标气体(CO、O_(2)、ΔCO/ΔO_(2)、C_(2)H_(4))及临界值作为判定依据的潘三矿13煤自燃早期多级预警方法,其对矿井煤层自燃火灾防控有重要意义。

多参数耦合的锂离子电池热失控监测预警技术

锂离子电池安全监测预警系统能够有效预防锂离子电池安全事故的发生,但目前的检测预警系统存在易误报、灵敏度低的问题。为此,提出了一种基于多参数耦合的锂离子电池热失控监测预警技术。该技术基于Arduino单片机进行中央管理,利用热电偶、气体相关传感器、电压传感器等装置实时监测锂离子电池的工作状态,判断电池的安全状况,还可通过连接外部设备对电池不同的危险状态进行针对性处置。以商业18650型圆柱电池为例进行热失控处理实验,通过分析电池热失控过程中释放气体的种类和浓度变化、电压与温度的变化情况以及电池容量在经历高温后的影响等因素,对电池工作状态进行三级预警并确定各项参数阈值。该技术还可以根据实际的工作情况增加其他参数以保证预警的准确性。

基于多指标气体的煤自燃进程分级预警研究

煤自燃隐患的精准预测与有效防治一直是煤火灾害防治领域内亟待解决的难题。为了避免煤矿井下煤层煤自燃灾害的发生,需要建立合理的预警体系,实现煤自然发火过程的精准预测预报,采取有效的防控手段。通过采集现场工作面新鲜原煤,运用公斤级煤样发火试验台模拟实际煤层煤自然发火过程,在煤样氧化升温试验过程中收集各项气体指标数据,结合数据曲线理论分析各阶段的煤体微观主体反应,经过优选确定以CO、O_(2)、C_(2)H_(4)及C_(2)H6作为主要预测指标气体,辅以φ(CO)/φ(O_(2))和φ(C_(2)H_(4))/φ(C_(2)H6)作为煤自燃预测指标进行现场煤自然发火预测预报工作。此外,确定了"灰、蓝、黄、橙、红、黑"6个预警等级及相应的判定阈值标准,有助于快速有效地判定煤自燃程度,以便采取合适的煤火灾害防治措施。煤自然发火预警体系的构建旨在通过监测王家山煤矿开采过程中异常的气体浓度点位,比对预警体系阈值以进行煤火隐患防治作业,保障煤炭资源的绿色开采。

电池储能系统火灾预警与灭火系统设计

基于某梯次电池储能系统实际工程项目需求,结合电池热失控机理,提出了基于VOC、可燃气体、温度、烟雾等的多级预警系统及分级预警策略,对电池进行全周期、连续性监测,确保快速有效地检测出电池热失控状态,实现灭火系统的早期介入。在传统的七氟丙烷灭火系统基础上,增加水喷淋灭火系统,确保能够有效扑灭火灾。以退役磷酸铁锂电芯热失控为例验证了该系统的有效性。

基于MTL和AM的水泵机电运行参数趋势预测

针对复杂工况下水泵机电运行参数趋势预测的问题,建立基于多任务学习(multi-task learning,MTL)和注意力机制(attention mechanism,AM)的水泵机电运行参数趋势预测模型。充分利用历史工况数据,使用多任务学习分析方法,寻找历史工况数据的共同特征;在预测新工况数据变化趋势时,引入注意力机制动态分配共同特征映射时的权重系数,突出关键共同特征,提升模型的预测精度;根据模型监测统计量阈限分析,建立机组运行监测多级预警模型,优化运维管理策略。以某泵站机组实际运行工况数据进行测试并与不同模型计算结果进行对比分析,结果表明:与传统单任务学习和静态共同特征映射权重的模型相比,基于多任务学习和注意力机制的模型,其统计量T 2和Q均未超过95%和99%的控制限,表明该预测模型具有很好的稳定性和准确性。

电缆中间接头防灭火研究

电缆中间接头作为城市输电系统的薄弱点,一旦发生火灾或者爆炸,危害较大。通过防灭火研究,提出了一套高效、安全并且智能的解决方案,实现了电缆的中间接头故障或火灾快速定位、多级预警和自动灭火功能,降低其火灾频率,对保护槽盒进行防爆设计,保护了槽盒内的中间接头、预警和自动灭火装置等设备管线,为城市电力系统的平稳运行提供了有力保障。

锂电池储能电站火灾与消防安全防护系统应用研究

这些年由于国内外智能化产品设备的需求增长,相关的储能电站的发展也呈现迅猛态势,因此对于电站的消防安全也更加重要。为了让储能电站稳定运行,设计了多重的预警和防护,保证与消防系统进行稳定的联动。文章详尽地探讨了利用含有不同添加剂的细水雾技术,在锂电池储能电站火灾中的灭火效能。此外,还对锂电池储能电站的火灾早期预警机制以及消防安全策略进行了全面且深入的剖析和研究。

弯道下商用车AEB的系统算法

仅以毫米波雷达获取前方环境信息的商用车AEB系统在弯道下易存在误动作,为解决此问题,对目标车辆进行位置补偿,判断其是否与自车在同一车道,从而完成对旁车道干扰车辆信息的滤除.基于制动过程与危险系数w f设计多级预警与自主制动控制策略,以AEB各阶段介入时的碰撞时距值作为评价指标,验证能否实现危险情况下的有效避撞.仿真结果表明:弯道补偿算法能够区分旁车道与自车道目标车辆,有效避免对旁车道车辆的误制动,多级预警与自主制动控制策略符合期望指标,能对本车道危险车辆有效预警与制动,提高了弯道下汽车的主动安全性.

生产管理信息系统在杭州水业集团的应用

水务行业生产管理信息系统是水务信息化建设的基础。从现场检测层、网络链路层、中心监控层三个层次,对杭州市水业集团的生产管理信息系统的应用现状进行探讨。介绍了杭州市水业集团生产管理信息系统的组成、功能和特点。

城市排水管网液位在线监测系统设计与实现

文章介绍了城市排水管网液位在线监测系统的建设思路和整体功能实现。通过在排水管网关键节点、低洼易涝积水点布设智能液位感知终端,实现排水管网液位在线监测、积水监测、多级预警、内涝分析和堵管分析等功能,满足政府主管部门对管网的日常运维、运行调度、灾情预警、防汛调度、应急抢险等管理需求。

上海市中心城区交叉口行人违法过街成因分析及改善对策研究

针对行人过街交通违法行为导致的交通事故居高不下的问题,选取上海市中心城区典型交叉口进行道路实际调查。通过网络问卷调研对产生行人违法过街的主要影响因素进行深入调研,完成要因分析,针对性地设计了基于多级预警的行人过街提示系统,制定主要设备布设方法和系统多级预警方式。依托上海市行人过街提示系统升级改造项目进行实际应用,评估系统运行效果。结果表明,研究提出的行人过街提示系统能够有效降低交叉口行人违法过街的发生率,实施后发生率平均降低73%。