基于GRPM井下定位的MPMD匹配算法的试验研究

针对井下生产管理、灾后避险以及定点搜救的高精度定位需求,提出一种标签识别与地磁匹配组合定位的GRPM方法。GRPM方法是从井下物联网的智能化角度,设计的一种高精度、自主、新型的井下定位方法。结合井下实际地磁测量时噪声干扰较大,地磁异常场空间分布不明显、缓变或特征相似情况下的地磁匹配定位精度低的问题,建立了一种地磁空间向量积的最优估计匹配模型MPMD,也称为磁特征参量联合距离匹配算法。试验选取了模拟矿井的2个水平巷道H-11和H-21,通过对2个巷道地磁数据的均值、标准差、粗糙度和信息熵的统计分析,评价出H-11为地磁定位弱适配区,H-21为强适配区。在H-11和H-21巷道内开展了MSD,MAD,MPMD算法匹配定位的对比试验,分析了3种算法在地磁变化、噪声扰动下的地磁匹配的精度和抗噪性能。结果表明:在地磁特征丰富的H-21强适配区,3种算法的总体匹配概率都达到了95%以上,但MPMD定位精度高于MSD,MAD算法,基本上保持在一个网格间格内;在地磁特征贫乏的H-11弱适配区,MPMD算法能够较好的处理模糊匹配多值问题,不易出现虚定位。在H-21强适配区开展了算法性能测试,当噪声为200 nT时,MSD和MAD匹配有少量虚定位,MPMD算法匹配结果基本无误差,效果很好;在噪声400 nT和600 nT抗噪性能试验中,MSD和MAD匹配出现大量虚定位,MPMD算法有少量虚定位,总体匹配概率也达到了89%,表现出较强的鲁棒性。MPMD算法是一种有效高精度地磁匹配方法,在准确度、精度和鲁棒性方面确实具有明显优势,但匹配过程耗时较多,需要从搜索策略上进一步优化。

基于GRPM井下定位的地磁匹配研究与分析

为了解决无电、无网络情况下井下人员逃生定位和救援导航的难题,架构了井下地磁与RFID射频结合的井下定位方法 GRPM(Geomagnetic and Radio Positioning Method)。分析了井下巷道地磁数据带状连续、区域易突变的特点,选取地磁平均值、标准差、峰态系数、粗糙度适配性指标,进行典型巷道区域的适配性评价。在适配区内开展均方差相关(MSD)、归一化积相关(NPROD),以及基于Hausdorff距离相关(HD)的定位匹配对比试验和基于等值域匹配的效果分析。试验结果表明:标准差、粗糙度指标适合巷道定位适配性评价,分析准确。基于1~2倍等值域的NPROD匹配模型适合井下人员动态行走定位,匹配速度较快,满足精确定位要求。

基于IVIFE-GRPM方法的雷达装备维修性评估

针对雷达装备在鉴定定型阶段的维修性评估问题,首先建立了定性与定量指标相结合的雷达装备维修性评估指标体系;其次,考虑对事物判断的犹豫度,避免权值为0的情况,采用了改进的区间直觉模糊熵(IVIFE)对指标进行赋权;最后运用灰关联投影评价模型(GRPM)进行了评估.实例分析验证了该方法的可行性,为鉴定定型阶段雷达装备维修性评估提供一种思路.

玻璃钢夹砂管涵夹砂层细观断裂数值模拟

为了提高玻璃钢夹砂管中夹砂层的力学性能,增强其可设计性,借助有限元仿真软件构建代表性体积单元重现树脂夹砂层的细观结构特性,通过全域插设零厚度粘聚单元,实现复杂离散的多裂缝萌生和扩展。对夹砂层试样单轴拉伸断裂过程进行模拟,分析细观断裂损伤演化过程,探究各组分参数对夹砂层断裂力学行为的影响规律。结果表明:构建的细观粘聚断裂模型能较好地表征夹砂层复杂断裂过程,轴向拉伸变形时复合材料主裂缝的形成位置近似垂直于加载方向,伴随界面脱粘和基体内裂纹的萌生与扩展。裂纹扩展方向主要受细观颗粒分布的位置影响,提高颗粒体积分数能显著提高材料刚度;多颗粒粒径分布的增强效果优于单粒径分布,粒径越小,则增强增韧效果越好;粘聚单元的抗拉强度和断裂能的增大均能够提升模型整体抗拉强度,断裂能越大,则裂纹路径分支越少。

湖南省资源环境承载力预警评价与警情趋势分析

基于资源环境承载力的内涵,从资源承载力、环境承载力、生态承载力三方面构建湖南省资源环境承载力预警指标体系,运用灰色关联投影法(GRPM)模型对2004—2017年湖南省资源环境承载力警情现状进行分析,进而运用径向基函数神经网络(RBFNN)模型对2018—2022年湖南省资源环境承载力警情演变趋势进行预测,结果表明:①总体而言,2004—2017年,湖南省资源环境承载力的警情灰色关联投影值呈波动下降态势,警度由"重警"(橙灯)下降到"中警"(黄灯)。2018—2022年,其警情灰色关联投影值将进一步波动下降,但幅度不大,警度将保持"中警"(黄灯)不变。②就各子系统而言,2004—2017年,湖南省资源环境承载力各子系统的警情灰色关联投影值均有所下降,警度均由"重警"(橙灯)下降至"中警"(黄灯)。2018—2022年,资源承载力和生态承载力子系统将保持"中警"(黄灯)水平,环境承载力子系统将进一步下降至"轻警"(蓝灯)。③制约湖南省资源环境承载力警情缓解的主要因素包括人均耕地面积、单位工业增加值用水量、单位国土面积SO2排放强度、污水处理率、工业固体废物综合利用率、单位耕地面积化肥施用量、人均公园绿地面积、自然保护区面积占国土面积比重、湿地面积比重。