森林消防监测预警无人机设计研究与实践

为了优化森林消防监测预警无人机的设计流程和方法,降低森林火灾带来的隐患和损失。调研了国内外相关领域和产品的发展现状和规律,并且根据对应用户绘制了用户旅程图,总结了用户的痛点和需求点,并且根据实际使用场景归纳了产品的设计思路与原则。根据总结的设计思路与原则,进行了相应的设计实践。探讨了无人机产品在森林消防监测预警场景中的设计方法和实践,对于同类型的设计研究提供参考,同时促进了无人机在更多细分领域的专业化发展。

路网级桥梁集群监测系统建设关键技术及实践

桥梁健康监测是防范结构运行风险、提升养护管理和应急处置水平的重要举措之一,国家和行业政策对于桥梁结构健康监测系统建设提出了明确的要求。以广东交通集团路网节点桥梁集群监测系统为例,介绍了路网级桥梁监测系统的技术路线、总体架构、关键技术和建设实践,可为地市级、路网级桥梁健康监测系统的构建提供参考。

电动汽车电池健康状态的在线监测与预警

随着传统燃油汽车的不断发展和普及,车辆尾气排放给环境带来日益加重的压力,同时也面临着石油资源日益枯竭的挑战,因此电池的健康管理变得愈发至关重要。因此,本文提出了电动汽车电池健康状态的在线监测与预警。通过安装在电池单元上的传感器,将采集到的数据通过BMS进行处理,利用数据分析技术,根据数据分析结果,评估电池的健康状态。基于在线监测的数据,对电池的健康状态进行评估,并在发现潜在问题时提前发出预警。此外,该方法通过无线传输方式实时传输到车辆监控数据平台,为电池故障诊断和预警提供有力支持。

无人机低空遥感矿山地质灾害监测研究进展及发展趋势

矿产资源开采导致矿区地表频繁发生地质灾害,严重制约了矿山智能化的建设进程,监测并预警地质灾害的发生对于矿区正常生产及防灾部署具有重大意义。当前矿区地质灾害主要依靠传统地面监测手段及In SAR等方法,存在费时费力、周期长及In SAR无法监测大梯度形变等不足,无人机低空遥感作为一种新兴手段,以其独特的优势已经被广泛应用于矿山地质灾害监测中。结合现阶段典型成果及课题组近年来的探索实践,简述了矿山地质灾害的类型,分析了无人机低空遥感矿山地质灾害监测的应用现状,总结了无人机低空遥感在开采沉陷监测、煤火识别及地质灾害监测等方面应用的基本流程,提炼了现阶段无人机遥感实时高精度沉陷盆地构建、水平位移监测及多源时空数据融合等技术发展亟需攻克的技术难点,并从无人机高精度数据采集、多类型载荷协同、5G实时传输及智能灾害监测等方面展望了未来发展方向。未来矿山地质灾害要向“多网融合+实时监测+智能作业+任务协同+全面感知+自主决策”的智能监测预警体系方向发展,需要多学科、多部门学者开展协同攻关,实现“产学研用”联动发展。

基于AI技术的车辆超温检测系统研究

通过研究和融合热成像及可见光双模融合检测技术、深度学习全息车辆感知与信息采集技术、视频智能交通监测与预警技术、视频智能交通违法监测与取证技术和增强学习与机器学习技术,文章研发车辆超温监测预警事件检测系统,通过对超过安全温度但并未达燃烧值的车辆车身、货箱及部分前轮和后轮的温度变化,从而实现对车辆超温危险预警,实现对道路交通事件和火灾事件的检测,有效避免燃爆类恶性事故。

危险品运输车辆监控预警系统设计与开发

遵循危化品运输车辆有关标准和规范,集成计算机、控制、通讯、空间定位和安全管理等技术,提出车辆监控预警系统建设的总体结构和功能框架,阐述了系统的7个特点。设计和开发了车载终端硬件组成、自动监测、报警、安全保护、数据及音视频信息交互等功能以及监控中心的组成与结构、系统性能和功能。给出了异地危化品运输车辆的监控方式,并对5种无线通讯方式进行比较。

以物联网为基础的车辆远程监控预警系统

当前物联网技术的发展,使得社会各界都发生了很大的改变。作为当代最前沿的科学技术,云计算与物联网能够很好地提高人们的生活水平、工作效率。二者的特征决定了在二者结合以后,能够打造统一完整的平台,达成“互联网+”实践要求与目标。对于当前社会存在的车载监控性能简单的问题可以看出,其已经无法满足智能交通的智能化、系统化要求。采用云计算与物联网结合的理念,打造云物联网监控平台是今后车辆监控发展新的思路。

基于电池模型的电动汽车充电故障监测与预警方法

随着我国电动汽车的规模化发展,电动汽车充电过程中的故障监测与预警得到业内人士的重视。针对这些问题,提出了一种基于电池模型的电动汽车充电故障监测与预警方法。通过动力电池模型荷电状态和电池电动势在线估计,实时调节电池荷电状态和电压以及温度等参数以模拟动力电池充电响应,可以模拟不同类型、规格以及参数的动力电池。在充电过程中,利用CAN总线监听技术,接收并解析充电机与电池的充电信息,将电池模型模拟的充电响应信息与电池的充电状态信息进行对比,同时将充电机的充电状态信息与电池充电需求信息进行对比,来判断充电过程是否正常。当判断出现充电异常或故障时,及时发出故障预警信号。该方法可以识别包括BMS功能失效在内的10余种故障类型。实际充电数据验证了充电正常和异常情况下故障监测方法的可行性。

车辆荷载-桥梁效应数字建模与系统状态监控

智能提取并分析了结构车致应变与桥上车辆荷载的特征参数.采用混合高斯模型分别建立车致应变幅值和总质量5 t以上车辆荷载参数的概率密度模型,确定其在统计意义上的重车簇.以车辆最大轴荷和车致应变幅值的重车簇概率特征值为基础,建立车辆荷载与车致应变关系映射数字模型,并根据朴素贝叶斯理论对其进行相关性增强处理,进而提出了一种反映车-桥系统物理状态的重车超载与结构开裂预警方法.结果表明:对于江苏境内的沈海高速公路,总质量5 t以上的最大轴荷数据更适用于挖掘与结构车致应变幅值的潜在相关性,两者重车簇的均值关系映射及车致应变重车簇95%保证率累积分布函数分位值可分别用于感知重车作用下桥梁的超载与开裂风险.

大跨多线高速铁路钢桁拱桥车——桥振动安全预警研究

基于南京大胜关长江大桥健康监测系统,对高速列车行车工况下大跨多线铁路桥梁的振动响应进行在线识别。根据大跨多线铁路桥振动加速度幅值会在1个或多个车速点存在明显峰值的特征,提出基于小波包分解法和区间估计理论的车—桥振动安全预警方法。依据不同行车工况下桥梁振动加速度响应幅值、高速列车车速的相关性,采用小波包分解法提取反映桥梁结构振动加速度幅值随车速变化的桥梁加速度幅值在列车车速坐标上的中值线;采用区间估计理论,得到反映桥梁运营过程中桥上列车载客量和轨道不平顺状况等随机因素对车—桥振动影响的桥梁加速度幅值围绕中值线的波动区间;最终基于加速度幅值—车速中值线和加速度幅值波动区间,实现运营中大跨多线高速铁路钢桁拱桥车—桥振动性能的安全预警。

基于LabVIEW的电动汽车电池监测预警系统

车载电池作为电动汽车的核心部件,如何有效的管理和利用蓄电池的能量,增加电池的使用寿命成为关键问题。文中介绍了一种基于STC89C52的蓄电池信息采集硬件平台,通过对A/D转换、串口通信、温度传感器控制等部分的完善,开发了完整的硬件数据采集系统,实现了对单体电池电压、电流、温度等基本信息的采集功能,运用Lab VIEW搭建上位机数据处理平台,对适用于纯电动汽车的电池实时监测预警系统的研究,实现了电池基本信息测量、电量估计、故障报警等功能,以及对电池组进行合理有效的管理和控制,该系统工作中运行稳定,在实际应用中具有良好的参考价值。

基于长期监测的大跨度悬索桥主梁活载挠度分析与预警

为保证大跨度悬索桥运营期的健康与安全,提出了一种主梁活载挠度提取和预警方法。通过分段线性趋势项剔除和整体4阶傅里叶级数拟合的方法提取主梁活载挠度,对主梁活载挠度进行概率统计特性分析,提出了挠度异常和挠度超标的分级预警策略。结果表明:短时间内温度挠度基本呈线性变化,通过剔除短时间内主梁竖向挠度线性趋势项,可以有效提取活载挠度。主梁日最大活载挠度的概率统计特性与正态分布吻合较好,可将异常概率为99.7%的活载挠度作为挠度异常判定值。根据活载挠度概率分布模型确定系数对挠度异常判定值进行修正,可以降低由于概率分布模型拟合误差引起的误报警。可见本文方法可以有效提取主梁活载挠度,挠度异常和挠度超标两级预警阈值分别从概率统计和结构安全两方面对主梁活载挠度进行预警,可以有效评估主梁健康状态。

基于OFDM技术的车载防盗监控系统设计

传统车载防盗监控系统构建的预警模型功能较差,导致系统预警响应时间过长,因此设计了基于正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的车载防盗监控系统。硬件设计部分,选择配套的载波通信模块和芯片,设计防盗监控主机硬件结构。软件设计部分,根据选择的GPRS协议设置AT指令,确定两种不确定性条件,构建预警模型,设计防盗监控状态和被盗预警状态切换模式,完成系统的整体优化。实验结果表明:设计系统的平均预警响应时间分别缩短了28.471s和32.041s,小于两组传统系统。

基于单片机的便捷式车载温湿度监测系统的设计与实现

针对普通家用汽车存在的缺少车内实时温湿度监测功能的问题,设计了一种基于单片机的便捷式车载温湿度监测系统;系统由车载监测设备、蓝牙通信模块和手机APP软件组成;车载监测设备控制温湿度检测模块实时采集车内的温湿度参数,一方面在本地液晶屏进行显示,另一方面通过蓝牙通信模块发送至手机APP软件显示;系统包括本地与远程两种方式的预警阈值设定方法,初始设定阈值的温度上限是36℃,温度下限是18℃,湿度上限80%RH,温度下限30%RH;设定完成后,车载监测设备会实时判断当前温湿度数据时候达到预警阈值,并及时进行本地声光报警;以黑龙江省哈尔滨市为例,多次测试结果表明:本系统能够在温度范围为-18至32℃、湿度范围为50%至80%RH的环境中运行稳定,蓝牙通信模块的有效传输距离为8.2 m,不同温度区间跨度带来蓝牙通信的平均时延为265 ms;本系统具有可移植性强、装配简易、性价比高等优点,能够广泛应用于小型及中型车辆的车内环境的监测中。

基于云平台的装备车辆状态监控系统

为提高装备车辆数据记录与存储的功能,设计一种基于云平台的装备车辆信息采集和状态监控系统。基于传感器与MCU模块搭建装备车辆状态采集系统,利用云平台对采集系统上传的数据进行存储、融合和预测,结合历史数据和预测结果,对出现的故障和存在的隐患进行预警,构建PC端显示软件,利用云平台的数据处理与存储功能,实现车辆的全维度监测与管理。验证结果表明,该设计可为装备车辆全生命周期的精细化保障和管理提供解决方案。

树莓派的车内安全监测与远程预警系统设计

针对目前车内环境安全系统交互性差并且无法有效预警的问题,提出了一种基于树莓派的车内环境安全监测系统设计方案。它以树莓派3B作为控制器,利用人体红外、温度、二氧化碳和总挥发性有机物传感器和AndroidAPP,实现了对车内环境数据的实时监测,同时以双重预警方式把车内的危险状况发送至手机端,大大提高了预警成功率。经测试,系统运行稳定,具有一定的应用价值。

智能车载终端子系统的设计与研究

为了减小因危险品运输事故所产生的危害,自主设计了一种用于危险品运输安全的智能车载终端。通过布置在车上的各类传感器,可在运输全程中对危险品和车辆状态实时监测。车载终端通过GPRS可与指定的监控中心服务器进行数据和命令的交互。试验结果表明,该智能车载终端运行稳定,可提高运输效率,减少事故,对车联网构建具有探索意义。

城市轨道交通车辆及设备状态监测系统

针对车载设备和部件的实时检测需求,设计了一种由检测终端、车载无线网络、远程服务器组成的车辆及设备状态监测系统,采用无线通信技术和HTTP等网络通信协议,实现对温度、位置等多种传感参数的实时无线远程检测和监测,以及数据存储和智能处理等功能。该系统在城市轨道交通车辆的成功应用表明:有效数据成功传输比例与车辆Wi-Fi网络覆盖情况及运行线路的移动通信信号状况均成正相关;车辆实时定位功能满足了车辆监控管理需求;车辆走行部温度监测,实现了走行部部件状态实时监测和故障告警预警等功能,提高了车辆检修效率。

商用车驾驶员视野盲区监测系统研究及基于信息安全和低成本考虑的系统架构设计

因为商用车具有车身长和体积大的特点,驾驶员视野盲区较大,近年来因商用车盲区导致的交通事故频发。文章整理分析了以往商用车盲区解决方案的探索过程,并对近几年广泛应用于乘用车与商用车盲区感知的传感器进行对比,提出一种成本较低的商用车全盲区监测方案,可为驾驶员提供其他交通参与者的位置信息与碰撞预警,并在系统软件设计中增加信息安全管理模块,提高系统的安全性。

车辆综合监控预警系统设计

车辆综合监控预警系统由车载监控预警终端设备、监控中心服务器、车辆监控客户端三部分组成。车辆监控客户端包括Client/Server模式的客户端软件,是本文重点讲解的部分。该软件主要功能:对登陆用户所辖车辆的实时监控、分析、处理,对感兴趣车辆的重点监控,模拟车辆轨迹回放等。