铁路地质灾害勘察识别与监测预警

地质灾害对铁路建设、安全运营构成了极大威胁,“天空地”一体化综合勘察技术有效解决了地质灾害勘察识别难题。“天”基多源立体卫星遥感技术实现艰险复杂山区地质灾害的大范围精准判识,长时序InSAR与高精度GPS实现高陡岸坡的稳定性监测分析;“空”基真实感大场景、机载倾斜摄影和机载LiDAR扫描技术实现高植被覆盖区隐蔽性地质灾害判识;“地”基三维立体勘探技术获取岩土体结构、属性、参数;共同构建沟谷山地灾害链风险评价方案,为建设工程合理选址和工程设置提供依据。介绍地质灾害监测预警的方法、内容、技术和预警模型,对监测预警技术发展方向进行展望。

两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰探测能力分析

为了对比两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰的探测能力,以美国SBIRS-GEO和Next-Gen OPIR星座作为研究对象,通过建立高轨红外探测模型以及构建对应的预警探测场景,对两代探测器在不同飞行状态时飞机尾焰的辐亮度响应特性和模拟成像效果进行量化对比.研究结果表明,两代天基红外探测器都可以用来探测飞机尾焰信号;飞机加力对尾焰温度和外形有显著影响,成为影响天基红外传感器探测性能的关键因素;Next-Gen OPIR搭载的新一代传感器可以在36000 km高度捕获和发现处于非加力状态的尾焰,其成像信噪比明显高于SBIRS-GEO传感器对处于加力状态尾焰的信噪比.

系统性金融风险早期预警指数的构建及实证运用——基于AUROC评估和政策制定者损失函数

加强系统性金融风险监测、评估与预警能力,对防范化解金融风险和维护金融稳定具有重大意义。本文以欧央行国内系统性金融风险指数(d-SRI)的构建方法为基础,结合我国金融系统的实际,通过增加“构建FSI识别金融高压力期”“运用AUROC确定脆弱期”等关键步骤,制定我国系统性金融风险早期预警指数构建方法,由此拟合出我国的早期预警指数,并运用该指数对我国各期金融风险进行预警分析。研究表明,本文构建的预警指数平均提早22个月对高压力期发出预警信息,能为宏观审慎管理提供及时有益的参考;预警指数预测我国本轮金融系统高压力状态将持续至2024年初;居民部门杠杆率较长时间过度上涨是导致我国金融系统压力攀升的最基本因素。

考虑暂态过电压特性的架空输电线路雷击故障时空预警方法

针对运行环境复杂多变,故障率持续居高不下,雷击故障占比较大,并具有随机性与无法预知性的问题,提出考虑暂态过电压特性的架空输电线路雷击故障时空预警方法。深入解析雷击机理与雷电流,确定雷击(感应雷与直击雷)输电线路暂态过电压计算方式,通过小波多分辨率分解算法处理输电线路暂态信号,评估暂态过电压在信号频段中的能量比,识别累计故障,判断雷击点与故障点是否一致,利用单端检测确定雷击点的位置,完成架空输电线路雷击故障的时空预警。实验数据显示,在不同实验组别背景下,当阈值pΔ取值为9.3时,雷击故障识别精度达到最大值92%,雷击点定位精度高达80%。可以获得精准的雷击故障识别结果与雷击点定位结果,充分证实了提出方法具备较好的雷击故障时空预警效果。

广东省地震台网地震监测与预警能力评估

国家地震烈度速报与预警工程广东子项目已建设完成,将显著提升广东省防震减灾的服务能力和水平。根据广东子项目的站网建设情况,分析了广东预警台网的地震预警能力,评估了各项关键参数。结果表明:基准站、基本站和一般站三网融合后,广东省地震台网的平均台间距为14.1 km,预警重点区内预警台网的平均台间距可达到12.9 km;整个广东预警台网可监测全省1.2级地震,预警重点区1.0级地震,局部重点区域监测能力可达到0.0级;全省范围内预警首报时间平均值为5.2 s,预警重点区为4.3 s;全省范围内烈度速报精度平均值为6.5 km,预警重点区为4.4 km。此研究可以为广东省预警系统的性能和效果提供合理的预期,也为进一步研究和改进预警系统提供了重要的参考依据。

地下空间坍塌应急救援现场环境安全风险评价及预测

为保障地下空间坍塌应急救援现场救援行动的安全开展和设备的正常运转,提高应急救援安全保障能力,首先通过构建地下空间坍塌应急救援现场环境安全风险评价指标体系,结合层次分析法(AHP)和理想点法(TOPSIS),对现场环境的安全状态进行评价;然后结合自回归移动平均模型(ARMA)和指数平滑模型,对未来一定时间内现场环境的安全状态进行预测;最后将该评价及预测模型应用于某煤矿巷道救援案例,并对救援工作提出建议和改进方案。研究结果可为地下空间应急救援现场的安全防护系统、通风设施配置等提供数据及决策依据。

采用子阵多输入多输出的天基预警雷达强杂波抑制方法

针对天基预警雷达因其高速平台运动带来严重的距离模糊和多普勒模糊,导致杂波背景强进而降低雷达目标检测性能的问题,提出一种基于子阵级多输入多输出天基预警雷达强杂波抑制方法。构建基于子阵级多输入多输出天基雷达模型并分析远距离机动目标相参性,确定目标出现线性距离徙动和不出现多普勒频率扩散时的最大相参积累时间,以保证长时间相参积累可行性;针对多输入多输出雷达长驻留的特点采用长时间积累提高多普勒分辨率,降低一个距离-多普勒单元的杂波功率,在保证搜索效率的情况下降低该单元杂噪比,并采用3/5准则检测盲区图评估天基雷达检测性能;在强杂波背景下改善了信杂噪比,提高了目标检测概率。实验仿真表明,所提方法相比相控阵雷达可有效降低杂波背景,在单脉冲重复频率下即可达到很好的检测效果,比相控阵雷达检测性能提高约20.48%。

铁路全生命周期地质灾害防治技术对策

我国地域广阔,地质灾害严重。在铁路规划、设计、建设、运营和维护等各阶段,都需充分考虑地质灾害风险,并采取相应的预防和治理措施。研究提出贯穿铁路勘察设计、建设和运营全生命周期的铁路地质灾害防治总体技术框架,并采取以下技术对策:通过充分的地质勘察工作,查明沿线地质环境条件,为铁路规划和设计提供科学依据;施工过程中采取合理的施工方法和措施,对地质灾害进行防治,避免对环境造成破坏;加强运营维护期的地质灾害监测和预警,及时发现和处理潜在危险。研究提出的铁路全生命周期地质灾害防治技术对策已在多处投入应用,为确保铁路安全运行和可持续发展发挥了重要作用。

面向不同时空的煤矿工作面底板微震突水预警方法

针对煤矿工作面底板突水灾害的预警难题,提出了1种基于微震监测的不同时空预警方法,解决了传统预警无法全面覆盖工作面不同时空的问题。基于1108工作面的钻孔及微震数据,采用2D-CE(Two-Dimensional Cumulative Energy,二维累积能量)法与核密度分析提升矿井预警精度。结果表明,在超前采动时期,超前支承应力影响低阻区,微震频率高但能量小,微震椭圆倾斜角度增至8.5°,且已穿透L8含水层,但与L2含水层保持距离。该预警方法提高了突水预测的精度,可为类似矿区的水害防治提供借鉴。

地质灾害监测预警中的精密空间对地观测技术

21世纪以来,随着世界环境恶化和人类活动剧烈,地质灾害呈现频发态势,精密对地观测技术成为其监测预警的重要手段。本文首先介绍了常见地质灾害特点和监测方法,并对InSAR、LiDAR、高分遥感和GNSS 4种技术在地质灾害监测预警中的技术特点及应用进行了阐述,其次对高精度空间监测技术融合进行了综述和展望,最后对未来地质灾害监测预警技术趋势进行了总结。

空间预警系统的视线测量误差特性研究

在空间预警系统中 ,深入分析和研究视线测量误差的特性很重要。根据已建立的红外凝视相机误差模型 ,对视线测量误差的点分布、误差传播矩阵和误差空间图进行了研究 ,得到了一些很好的结论。此外在不考虑卫星观测平台误差的情况下 ,还设计了直接产生随机测角误差的算法。

滑坡时空演化规律及预警预报研究

滑坡预警预报是地质工程界研究的热点,也是目前还没有得到很好解决的一个难点。结合近年来我国数十起重大滑坡灾害监测预警和应急抢险的实践经验和教训,总结并提出斜坡变形时间演化的三阶段规律和斜坡裂缝空间演化的分期配套特性,并对外界因素对斜坡变形演化的影响进行深入细致的分析。通过研究认为:时间上,斜坡变形一般要经历初始变形、等速变形、加速变形3个阶段,正确判断斜坡的变形演化阶段是滑坡准确预警的基础;空间上,滑坡的地表裂缝会随着变形的不断增加逐渐形成完整配套的裂缝体系。将时间–空间演化规律有机结合、综合分析,是进行滑坡准确预警预报的重要保证;进行滑坡变形演化与外界影响因素的相关性和宏观变形破坏迹象分析,是处理阶跃型变形曲线的有效手段。

单星无源探测弹道导弹射向估计新方法

天基预警系统是国家战略预警系统的重要组成部分,而单星探测预警是天基预警系统发展必经历程和重要环节,传统方法基于标准弹道模板先验信息支持,但标准弹道模板信息难以获取,无法实际应用。本文主要讨论在没有标准弹道模板先验信息支持的情况下,单颗预警卫星能否及早给出导弹射向估计的问题。通过建立弹道导弹飞行的动量模型和弹道平面切割模型,本文提出了基于单颗预警卫星观测视线对来袭导弹射向的估计算法,回答了单颗预警卫星观测情况下如何给出射向信息的问题,仿真计算结果表明,本文方法对于引导地基预警系统具有较高的精度和实用价值,本文方法亦可应用于各类单站无源探测(预警雷达,中低轨、大椭圆预警卫星等)的方位信息估计与空间目标机动的识别等问题。

美国天基预警雷达发展历程及现状分析

天基预警雷达是美军战略预警体系的前哨和核心，可以突破领空领海限制，实现防区外远距离大范围的预警监视。介绍了美国天基预警雷达发展的历程，分析了美国在这一领域的研制进展及关键技术储备情况；并根据美国战略意图及天基预警进展情况，指出了美国后续天基预警雷达的发展趋势。

临近空间武器对预警探测制导技术的挑战

临近空间进攻武器具有速度快、射程远、机动性强的特点,对未来空天安全构成重大威胁。简要综述了国内外临近空间武器的发展现状、主要特点及特性,包括高超声速巡航导弹和高速滑翔弹头两大主要威胁,从预警探测和探测制导的角度,指出了预警探测制导技术在应对临近空间进攻武器上面临的严峻挑战,提出了对其关键技术和技术途径的几点思考。

基于混沌理论的矿山边坡岩体变形规律与安全预警系统

通过建立露天矿边坡安全监测系统,采用基于重构相空间的混沌理论揭示露天矿边坡岩体的变形规律,并建立基于重构相空间的边坡岩体变形的混沌神经网络预测模型,实现边坡岩体变形的精确预测,同时根据露天矿开采特征,建立边坡岩体变形的安全预警系统。研究结果表明:露天矿开采过程中,边坡岩体受节理裂隙、开采强度、地下水、地表降雨等多因素的影响,其变形受其内在确定性动力学机制所支配,表现出混沌特性,是边坡工程固有影响因素对边坡岩体综合作用的结果。边坡岩体变形安全预警系统不仅可预测边坡岩体的变形量和所处的安全区域,而且可反映出露天开采强度的合理性,为矿山调节产量和安全生产提供技术保障。

双基地机载预警雷达空时二维杂波建模及杂波特性分析

本文建立了双基地机载预警雷达空时二维杂波模型 ,其中考虑了双基地雷达的几何配置、雷达的系统参数、各种误差及距离模糊等实际因素对杂波谱的影响 .基于该模型分析了杂波特性 ,并计算了杂波的空时二维似然谱 ,结果表明所建杂波模型是合理的 .

基于生态安全角度的城镇村建设用地空间预警——以北京市房山区为例

研究目的:本文以城镇村建设用地的布局对区域生态安全是否造成威胁为基础,研究现状城镇村建设用地空间分布的合理性。研究方法:以房山区为例,利用ArcGIS空间分析技术,采用因子加权分析法和数理统计法,选择房山区的地形地貌、水文、地质灾害、土地退化等因素作为生态预警因子,构建预警评价体系,对城镇村建设用地的现状分布情况进行预警。研究结果:房山区城镇村建设用地布局整体态势较为理想,各预警级别由低到高面积呈下降趋势。处于无警状态的城镇村建设用地面积最大,占总面积的65.87%;轻警状态和中警状态的城镇村建设用地面积分别占总面积的20.95%和9.72%;处于重警或巨警状态的城镇村建设用地面积较小,只占总面积的3.46%,主要分布在房山区的北部和西南部地区。研究结论:从生态安全角度对房山区城镇村建设用地的现状空间分布进行预警是可行的。

主动段弹道定位与跟踪算法

针对预警卫星测量方程的非线性,利用传统方法(如EKF)不可避免地会带来线性化误差.该文提出了几何定位卡尔曼滤波(GL-KF)方法,在主动段弹道位于过地心平面的假设下,根据2颗卫星的角度测量解算出导弹位置,将测量方程转化为线性模型,减小了测量方程非线性所带来的估计误差.在得到位置信息后,利用Kalman Filter实现对主动段导弹的跟踪.通过Monte-Carlo仿真可以看出,该方法较之EKF滤波有更好的估计精度.

机载预警雷达技术及信号处理方法综述

机载预警雷达及其信号处理技术经历了巨大的发展,但也面临着隐身目标、非均匀杂波、复杂电磁环境、目标的识别和多种作战任务的严峻挑战。该文回顾了机载预警雷达及其信号处理技术的发展历程,分析了机载预警雷达面临的反隐身、反干扰、反杂波和目标识别方面的挑战,在此基础上提出了机载预警雷达体制正向数字化、宽带化、协同化、智能化和多功能一体化演变的趋势,最后分析了3D-STAP,MIMO-STAP、宽带检测、认知抗干扰等关键技术,有望对下一代机载预警雷达的研制发挥一定的指导意义。