透射光谱线性空间核学习建模求解多组分浓度

本文对求解多组分体系浓度的分光光度计同时测定法提供了一种建模方法.通过对多组分体系的透射光谱建立光谱线性空间,证明了多组分体系的分子势函数矩阵VM可以转化为对角矩阵,对角矩阵的对角元是单组分势函数的块矩阵Ji.多组分体系透射光谱空间是单组分分子透射光谱函数为基函数、分子数量占比为坐标的线性组合.利用多核学习法确定各单组分体系透射波的占比权重系数,提出了用单组分浓度光量子隧穿软测量模型测定多组分浓度的测量方法.实例验证表明此方法稳定可靠,且能降低计算的复杂性.

基于多模态感知技术的隧道巡检机器人系统设计

随着城市化进程的加速,地下隧道和地铁网络建设日益增多,对隧道结构的健康监测和维护提出了更高要求。基于此,设计并实现一套基于多模态感知技术的隧道巡检机器人系统。该系统集成了视觉、声学、振动及气体检测等多种传感器,能够全天候、高精度地对隧道环境和结构进行监测,不仅能提升巡检效率和安全性,还能为隧道的安全运营和智能化管理提供有力支持。

基于微服务的地铁隧道多源异构传感器自动化监控系统建设与实践

针对地铁隧道监控系统存在的架构臃肿、灵活度低,传感器集成难,大吞吐数据传输延迟大,缺乏数据处理算法与信息挖掘模型问题,提出基于微服务、5G、人工智能的解决方法,建立了地铁隧道的多源异构传感器自动化监控系统。系统基于灵活、易扩展的架构实现,能够快速对多源异构传感器进行集成。同时,系统实现了监控视频等大吞吐数据的在线传输与存储,以及高通量实时监测数据的高级解算与信息挖掘,为全面、精准地监控地铁隧道结构变形提供了技术手段。

复杂地质条件下敞开式TBM若干设计问题的探讨

研究目的:针对敞开式TBM隧道在高原复杂地质环境下进行修建时,支护体系、同步掘进、物料运输等容易受到地质环境影响,影响TBM正常施工的问题,开展系统研究和分析,结果可为同类工程提供参考或借鉴。研究结论:(1)基于TBM的施工特点,提出了局部钢架、槽钢及锚杆,并配合进行空腔回填的支护分级措施,可以满足复杂地质环境破碎围岩下的TBM快速施工要求;(2)针对TBM掘进段出现二次衬砌断面内净空大小不一的情况,提出了采用混凝土填充初支和二衬间空腔的措施,以及应用变径台车施作不同断面尺寸的二次衬砌,满足衬砌与TBM掘进同步施工,适应多类型衬砌断面;(3)分析比较了两种TBM有轨运输方案,相较于四轨三线式,矮边墙式模板台车有单独的轨道,利于材料运输,方便管理,提高了施工效率,优点显著,更适用于高原TBM隧道建设;(4)本文提出的破碎围岩分级支护体系、同步掘进及有轨运输技术可为类似的TBM隧道工程提供理论和技术指导。

基于MSSA-SVM的电缆隧道故障预警系统设计

为了实现电缆隧道环境的在线监测和故障报警,提高电缆隧道监测系统的智能化水平,提出了一种基于多特征麻雀搜索算法(multi-feature modified sparrow search algorithm, MSSA)优化支持向量机(support vector machines, SVM)的故障预警系统。首先,对故障数据集进行归一化预处理;其次,建立多分类SVM模型,用MSSA对SVM进行参数寻优,从而建立MSSA-SVM模型,并将训练好的MSSA-SVM模型嵌入故障预警系统的数据库服务器中,对实时采集的数据进行在线监测、诊断,并及时报警;最后,通过实验验证了MSSA-SVM模型的有效性,并将其与麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)、灰狼优化算法(grey wolf optimization, GWO)和粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)进行对照实验,实验结果表明,MSSA-SVM模型的故障识别准确率最高,其识别准确率可达95%。研究结果为有效提高电缆隧道在线监测的智能性和准确性提供了参考。

多波束测深系统在沉管隧道水下地形测量中的应用研究

为获取某沉管隧道浮运航道及管节寄存区的水下地形地貌信息,本文采用R2Sonic(2024)多波束测深系统搭配高精度惯导分析设备对待测水域进行了大面积扫侧,同时对测深系统的工作原理、操作要点、技术参数、安装调试等进行了归纳总结,扫侧获得了目标水域水底三维信息模型,通过对模型的分析得到了开挖状况及水域高点具体方位。研究结果显示:高精度测深系统(R2sonic)在沉管隧道水下地形测量中发挥了不得替代的作用,本文的技术方法和注意事项可以为相关扫侧工作提供技术参考。

浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析

为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果进行统计分析,得到以下结论:1)本工程采用的减阻措施有效降低了管节受到的地层摩擦阻力,实际总推力为理论值的40%左右;2)刀盘直径和安装高度对刀盘转矩影响较大,多数刀盘转矩均值小于额定转矩的一半,说明刀盘额定转矩有较大的优化空间;3)顶管掘进过程中盾壳受到较大的地层挤压力,土舱内渣土压力也显著大于地层侧向土压力,停机后上述压力均有较大幅度降低;4)顶管掘进后地表横向沉降槽呈“盆”状,隧道两侧0.5倍开挖宽度内的地层沉降较大。

无人双体船水下检测技术研究与应用

近年来,水电站建设过程中越来越重视对长距离、大直径、多弯道、非静水导流洞的检查工作。以某水电站1号导流洞为例,详细阐述了动水情况下自主设计无人双体船配合声呐系统和高清摄像系统等替代导流洞放空检查的技术研究和工程应用,可为类似工程提供参考。

基于3G网络的多VPN通道系统设计与实现

文章鉴于传统SSL VPN在3G网络中应用不稳定、效率差等问题,提出通过多VPN通道系统和二层绑定等关键技术的设计和实现,能够提高3G网络的稳定性,增大3G通信网络的VPN带宽,降低数据传输延时。

轨道交通隧道智能环境综合监测系统设计

地铁隧道是城市轨道交通地下运行的主体环境,但隧道内的温度、湿度、可燃气体浓度(体积分数,全文同)等综合环境指标往往易被人们忽视.针对地铁隧道,设计城市轨道交通智能环境综合监测系统对隧道环境进行监测.采用无线多节点采集环境信息,节点采用STM32单片机控制,节点之间通过组网连接,可自由安装.每个节点带温湿度传感器、有害气体传感器、光学烟雾传感器等.每个节点布置一台数据接收器,收集所有节点数据并且处理显示.数据中心处理器由STM32芯片进行控制,通过单独采集到的数据进行集中运算处理.

基于Multi-agent的隧道变形监测系统

研究目的:为消除传统隧道监测维护中低频率、长周期、高费用等缺点,适应隧道即时监测护养的新兴要求,本文通过对上海地铁变形预测研究,提出一种基于多智能体的隧道变形在线监测系统。研究结论:(1)在监测系统中提出一种基于分层组件结构设计的通用Agent模型,该模型包括客户感知层、智能业务层与服务效应层,并以粗细两种化度归纳描述智能体内部结构;(2)依据Agent通用模型及隧道变形监测自身特点搭建具有6层复合结构特点的隧道变形监测系统,提出基于熟人协作沟通机制,实现系统的松耦合和低负载构造;(3)利用上海地铁变形实测数据验证预测模块Agent的工作效能,实验表明该系统具有较强的自治性、合作性,并具有一定的实用价值,对隧道监测系统的搭建有一定的指导意义。

黄土连拱隧道支护结构力学特性现场试验

为研究黄土连拱隧道支护体系力学特性,文章以某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力以及二次衬砌受力等进行系统测试与分析。结果表明:(1)在中墙墙顶与拱部的结合处以及在墙底与仰拱的结合处,围岩压力的波动比较大,最大压力值分别为195 kPa、115 kPa。位于围岩级别过渡段的隧道仰拱中心处的压力值较大,最大值为267 kPa,隧底出现较大底鼓趋势。围岩压力整体呈"双马鞍形"分布;(2)深埋段竖向围岩压力实测值与《公路隧规》中按连拱隧道半跨计算的结果比较接近。浅埋段按不同围岩压力计算公式得到的压力值均大于实测值,采用太沙基公式得到的压力值与实测值相对接近;(3)该黄土连拱隧道的初期支护与二次衬砌的荷载分担比例为47.66%和52.34%,二次衬砌处于明显的承载状态;(4)锚杆轴力较小,呈"鱼肚形"分布。钢拱架承受的荷载较大,在钢拱架强支护的作用下,锚杆发挥的作用有限;(5)中墙扭矩的存在,验证了黄土隧道中纵向效应的存在,在设计与施工的过程中应该加以重视。

多靶标生物标志物检测的微流体磁敏生物传感器研制

将磁敏传感器与微流体测试卡集成,研制了可快速检测多靶标生物标志物的微流体免疫磁敏传感器。以3种消化系统肿瘤标志物(甲胎蛋白、癌胚抗原、糖链抗原)为模型靶标,对免疫反应各步反应的液体流速、免疫反应时间以及反应后的冲洗速度进行了优化,评价了多靶标同时检测的系统性能。在微流体磁敏生物传感器系统中,建立了血清样本中3种靶标同时检测的标准工作曲线,AFP、CEA和CA19-9的检出限分别达到0.1μg/L、0.1μg/L和30 U/mL,线性范围跨越4个数量级。微流体磁敏生物传感器可在30 min内完成多靶标生物标志物检测,临床血清样本的测试结果与ELISA法一致,具有检测时间短、灵敏度高的优点。

2.4m×2.4m跨声速风洞多变量控制

针对 2 4m风洞受风洞闭合回路的影响使得稳定段总压与试验段M数间存在着干扰耦合 ,构成了一个非线性 ,时滞 ,强干扰 ,强耦合的多变量控制系统。针对这一问题 ,设计了智能自适应解耦控制器 ,很好地解决了这一难题 ,并取得了良好的结果。

隧道施工多功能铺设台车液压系统设计及其响应特征分析

在隧道施工中,防水工序的施工质量及效率直接影响着工程进度。针对采用传统的脚手架人工棍棒托顶铺设防水材料存在劳动强度大、铺设效率低、安全稳定性差等问题,设计了一款多功能铺设台车及其液压控制系统。首先,介绍了台车的总体结构,它由门架支撑机构、行走机构、卷扬机构、爬行小车及同步机构、伸缩平台及顶撑机构等部分组成;然后,在分析液压系统的工作要求及工作原理的基础上,对液压系统的参数及液压元件进行了分析计算和选型,确定了最优方案;随后,根据液压系统并联回路的特征,重点针对整升回路采用AMESim软件建立了液压仿真模型进行动态仿真分析,得到液压缸工作时的压力、流量、位移等响应特性曲线。实验结果表明液压系统设计合理、响应速度快、性能稳定、可靠性高,可满足工作要求。研究结果可为铺设台车液压系统的优化设计提供指导。

基于多指标约束的隧道集中排烟量设计模型

利用经典羽流模型计算烟气生成量来设计隧道集中排烟系统的排烟量存在设计量偏小的问题。从火灾烟气控制效果出发,选取排烟效率、烟气蔓延范围、烟气流动速度、人员疏散微环境4个指标,提出一套隧道集中排烟系统的评价指标,构建基于多指标约束的隧道集中排烟量设计模型。通过FDS 5.0对某越江隧道火灾时的各评价指标参数值进行模拟计算,得到该隧道集中排烟系统在20MW火灾时的最适排烟量为140～150 m3/s。研究表明,利用多指标约束的排烟量设计模型可提高隧道集中系统排烟量设计的准确性。

多波束河床监测技术在水下大直径盾构隧道工程中的应用

在长江流域水下大直径盾构隧道的施工经验较少,面临长江水文、地质条件等诸多技术挑战,尤其是在江底高水压、浅覆土、大冲刷条件下盾构隧道掘进和环境安全问题至关重要。文章针对南京纬三路过江通道工程实例,通过引入多波束河床监测技术,对隧位河床水下地形、流速进行了全方位三维动态实测,并结合历史资料进行了河床冲刷阶段性的预测研究。采用多波束河床监测技术,实现了水下盾构隧道的超前水文、地质预报,为盾构隧道掘进的风险控制提供了技术保障。

某结冰风洞喷雾水压控制系统设计

喷雾系统作为某结冰风洞关键子系统之一,用以模拟高空云雾环境,其喷嘴前端水压控制精度和快速稳定性对提高云雾均匀性和风洞试验效率具有重要意义;针对该风洞喷雾水压系统设备数量多、布局分散的特点,设计了主从控制网络拓扑结构;针对系统指标要求高、环境条件严苛的特性对调节阀执行机构的定位精度、控制系统的可靠性等进行了设计,最后分析了系统多支路并联调压的特性,提出了控制策略,并基于分段PID算法实现了喷雾水压的精确和快速控制;该设计方法对复杂工况下风洞系统设计以及多支路并联调压系统的设计具有借鉴作用。

风洞流场马赫数补偿解耦控制研究

风洞流场参数—总压、马赫数之间存在严重的耦合关系。解决二者之间的耦合问题,对提高系统的控制精度、减小调节时间、增强系统的稳定性、鲁棒性,具有重大的现实意义。笔者首先以某风洞流场为研究对象,建立流场参数的逻辑模型,接着从补偿解耦的角度出发,借鉴多变量子空间补偿解耦思想,提出解耦补偿算法和补偿系数整定,建立流场参数补偿解耦模型。最后经过多次仿真实验、分析,进一步验证了该补偿解耦算法的有效性。

地下巷道中无线通信空时编码的研究

目前对多天线发送多天线接收(MIMO)系统的研究,大都基于信道是独立同分布的假设,而巷道通信由于受空间限制和传播环境影响,MIMO各信道之间具有很强的相关性.本文研究了地下巷道中强相关MIMO信道下的空时编码性能,推出了在此独特环境下的空时编码的性能界,并提出了一种能够补偿信道相关性对系统性能影响的空时分组编码方案——循环空时分组编码(CSTBC).理论分析和计算机仿真结果表明:该方案放宽了编码对正交性的要求,在地下巷道等强相关无线信道环境下,获得了比传统编码更好的系统性能.