基于虚拟仪器技术的振动台模型试验98通道动态信号采集系统研制

土工结构振动台模型试验除了需采集常规的加速度、位移、应变信号外,还需采集模型场地土中振动孔隙水压力、动土压力等信号,由于同步采集的动态信号的多样性和复杂性,一般的振动台信号采集系统难以满足这样的多种动态信号同步采集要求。基于传感器融合技术和虚拟仪器技术,研发了一套适用于多种类型信号输入的动态信号同步采集系统,可实现80通道动态信号、18通道数字信号的同步采集、回放和频谱分析等功能,并具有界面友好、使用维护方便等特点。     

生命探测信号在强震作用下的波动特性分离

地震灾害严重影响着人们的生命财产安全,在震后的恶劣环境下抗震救灾的难度也更大,这对救援技术和生命探测设备方面提出了更高的要求。当前抗震救援设备尤其是生命信号探索设备存在体积庞大、探测范围较小、操作复杂、抗干扰能力较差等问题,常常难以对生命信号的有效性以及生命信号的精确范围进行判断。针对以上问题,基于强震下的波动特性分离方法提出更精准探测生命信号的微型声波生命探测系统,以便快速完成震后救援和清理工作。通过试验对该系统进行验证,证实微型声波生命探测系统对生命信号的探测范围广、抗干扰能强、对生命信号定位判断十分精准,对更好的完成抗震救灾工作具有十分重要的意义。     

基于光纤应力传感的斜倾厚层山体滑坡预警研究

以往采用仪表观测法预警对山体滑坡现象时,只针对常态山体预警,忽略斜倾厚层山体预警,且需人为处理观测数据导致观测周期长、实时性差。该文基于光纤应力传感的斜倾厚层山体滑坡预警,分析光纤应力传感器原理后,设计斜倾厚层山体滑坡预警系统。求解斜倾厚层山体中各点安全系数,将安全系数较低点作为光纤应力传感器设置点;采用基于光时域反射计的光纤应力传感器将光纤探测信号通过光纤耦合器发送至可调谐光纤滤波器,可调谐光纤滤波器改变光纤探测信号的光栅波长并发送至光电转换器;光电接收器在光纤探测信号的光栅波长与可调谐滤波器投射波长出现重合情况下获取最大光强信号,并将其转化为电信号发送至A/D转换器中采集信号;采集的数字信号发送至现场可编程门阵列中进行运算与处理,并将结果发送至PC显示端;预警模块根据数字信号处理结果在斜倾厚层山体滑坡前进行有效预警。     

Chirp浅剖仪在水域地质调查中的应用

基于线性调频技术的Chirp声学浅剖仪系统,较好地解决了探测深度以及分辨率这两个最令人关心但又互为矛盾的问题。该浅剖仪系统主要由导航系统、信号控制系统、信号发射系统、信号接受系统以及测深系统等5部分组成,理论上,其纵向地层分辨率为十几厘米左右,最大探测深度在百米左右,具体视地层以及水质等条件而定。考虑到该系统的特殊性和复杂性,对其关键操作进行了较为详细的描述。最后介绍了该系统在活断层调查、管线走向调查以及水底抛石调查等不同类型水域岩土工程勘察中的成功应用,表明其具有良好的应用前景。     

综合探测技术在公路隧道泥涌灾害治理中的应用

以常吉高速公路小劈流隧道泥涌灾害为例,在综合分析隧道的工程地质情况和泥涌灾害特点基础上,详细探讨了综合探测技术在泥涌灾害治理灾害发生后的探测不良地质灾害超前探测、以及灾害治理后效果检测与评估中的应用。采用TSP 203系统探测的结果与在灾害发生后的地表塌陷处和地面开裂处充电探测结果具有良好的一致性,进而可以准确的圈定泥涌灾害的规模与成因;在该类隧道不良地质体的超前探测中,结合工程地质资料,TSP 203可以较为准确的探测掌子面前方的破碎带、断层、软弱夹层;同时,采用地质雷达方法可以对泥涌灾害处理后的效果进行监测与评价。工程实践表明,综合探测技术手段对于探测不良地质灾害体,指导泥涌灾害预报,检测与评价地质灾害工程处置效果,以及指导隧道施工都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

基于可听声的变压器故障诊断技术综述

针对变压器故障类型判断及故障预警问题,从信号采集、信号消噪、特征量提取、故障诊断4个方面综述了基于可听声的变压器故障诊断技术研究的新进展,对其诊断效果及研究动向进行分析和展望。研究结果表明:该技术在(1)变压器可听声产生机理研究及故障原因与趋势预测;(2)变压器声信号的消噪技术及频谱分析;(3)振动声信号的专家智能分析系统的研究方面具有广阔的发展前景。     

基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究∗

针对传统滑坡监测数据采集系统布线困难、自动化程度低、成本高等问题,设计了一种基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统。该系统以 ZigBee 无线传感器网络、无线通信技术为核心,通过布置在滑坡体上的传感器节点采集数据。利用 ZigBee 协议和互联网将数据实时传输到监控中心,使相关工作人员及时掌握滑坡体信息。 以三峡库区八字门滑坡为例,分析了该滑坡当前监测手段的不足,建立了八字门滑坡的物联网监测系统,分别对系统的硬件组成和软件程序进行设计。针对节点能量供应和数据远程传输问题,提出将太阳能供电系统和北斗短报文模块应用到数据采集系统来弥补野外条件的不足。结合八字门滑坡的地形地质条件,优化了滑坡测点的布置方案,并开发了数据采集界面以实现监测数据的自动采集和直观显示。     

可调谐半导体激光吸收光谱技术用于火灾探测——初步试验

以火灾燃烧过程中产生的气体作为参数,可以大大提高火灾探测的早期性。测量气体浓度的方法有很多,可调谐半导体激光吸收光变更技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TD-LAS)由于其高选择性、高灵敏度和高分辨率的特点而越来越受到重视。描述了火灾特征气体CO和CO2的选取,设计了一套基于TDLAS原理的火灾探测系统,通过扣除背景噪声谱线以及对激光强度信号进行拟合,可以提高火灾探测的有效性。验证了系统对CO和CO2能够很好响应并且具有较好的线性关系,系统长时间运行稳定可靠,能够满足火灾探测的要求。     

浅层人工地震在长春市断层探测中的应用

国内外大量地震震例研究表明，巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市地域之下的活动断裂上发生的地震造成的，因此，探测城市地域内的活断层是十分必要和紧迫的一项工作。浅层人工地震是一种分辨率高、探测结果可靠的断层探测方法。通过试验，确定了用浅层人工地震探测长春市地域内断层的探测方法和采集参数等。在长春市的断层探测中，大量采用了浅层人工地震方法，并取得了较好的效果。     

地震作用下BFRP锚固结构动力响应试验研究∗

地震作用下锚固结构动力响应研究的是锚杆(索)杆体-注浆体、注浆体-围岩之间的动力学作用机制,是岩土锚固工程的研究重点和发展趋势.通过振动台模型试验,研究了地震作用下BFRP锚固结构的动力响应,利用粘贴在BFRP锚索杆体上的应变片,测得地震波激励过程中不同高度位置、锚固深度锚索断面上的应变波响应,对锚固段内BFRP锚索沿锚固深度轴力峰值和应变波时程曲线进行了分析.结果 表明:(1)BFRP锚固结构的动力响应与输入地震波强震段的发生时间和持续时间基本一致;(2)随着输入地震波加速度峰值的增大,BFRP锚索轴力峰值在数值上随锚固边坡屈服状态发生变化,其中锚固段前半段受影响较大;(3)锚索残余轴力受地震作用的影响,随着锚固结构内测点位置相对高度的增大而增大,这一现象在靠近锚固体端部的位置更为明显,在工程应用中应重点关注锚固段端部注浆材料损坏而导致的锚固系统失效破坏.通过小波包分解得到锚固结构的应变波主频,进一步表明了锚固体端口、中部、尾部的主频差异较大,会导致锚索与注浆体之间出现"差拍"作用,引起锚索与注浆体之间的不协调运动,导致锚固体内第一界面不断地受剪揉搓,形成损伤到破坏的时间累积效应.     

岩石变形破裂过程中电荷感应信号的检测

设计了采用非接触方式、高放大倍数、高效率的电荷传感器,并给出了电荷传感器的设计原理和技术指标。利用研制的电荷传感器对岩石变形破裂过程中产生的电荷感应信号进行了检测试验。结果表明,岩石在变形破裂过程中会产生电荷感应信号,并能够被研制的电荷传感器检测到;电荷感应信号是瞬时脉冲的;随着加载应力水平的增加,电荷感应信号强度增强,在峰值应力前,电荷感应信号强度达到最大值;在破裂面接收到的电荷感应信号较强,主破裂面接收到的信号最强,因而电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。作为正在探索的检测岩石破坏过程的手段之一,电荷感应方法应是一种很具潜力的方法,值得深入研究。     

基于GIS技术的雷电监测系统

雷电是发生在大气中的瞬间放电过程，并同时伴有声、光的出现，是一种能引起严重灾害的自然现象。雷电灾害是一种严重的气象灾害，不仅能造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路、通信设备等受损，而且还能诱发火灾和爆炸事故，严重威胁人类生命和财产的安全。与其它灾害性天气相比，雷电有发生时间短、频率高和影响范围广等特点。因此，进行有效的雷电监测和雷电活动规律分析对雷电灾害的预测预警和防灾减灾工作有重要意义。文章介绍了基于GIS技术的雷电监测系统的设计及实现。     

Rapid post-disaster community needs assessment: a case study of guatemala after the civil strife of 1979-1983

Disaster assessment and assistance activities are often hampered by organizational problems which diminish the effect of these efforts on the people they are intended to help. Inefficient targeting of relief causes reduced coverage of needy populations and inflated costs. In order to ensure that the most needy populations receive appropriate types and amounts of assistance, collection of assessment data must be at the lowest possible administrative unit. In addition, it is essential that disaster assessment be a dynamic process in which follow-up activities monitor possible changes in vulnerability and need in the targeted populations.
This paper presents a method for post-disaster rapid needs assessment at the community level. Indigenous numerators are used to collect data with which communities are served and ranked according to need. Qualitative and quantitative methods are incorporated to provide rapidly a centralised database with which relief organizations can accurately target specific communities for assistance.     

基于无线传感器网络的变压器呼吸器在线监测系统

为实现变压器呼吸器状态在线监测,提出了1种基于无线传感器网络的变压器呼吸器实时在线监测系统的设计方法。根据呼吸器的结构特点,采用湿度传感器对呼吸器工作状态在线监测。所设计的系统分为湿度传感终端以及数据处理终端,湿度传感终端负责状态信息的提取,数据处理终端负责逻辑判断以及呼吸器在线工作状态的实时显示及告警。分析了呼吸器内硅胶的状态与其湿度值之间的关系,实现了呼吸器状态的在线监测,同时进行了相关实验,证明了本方案的可行性和有效性。     

DPSD在PT二次侧检测中的应用

随着电能计量准确性要求的不断提高,以及“注入信号法”在故障选线及电容电流测量中的广泛应用,PT二次侧信号的准确检测就显得尤为重要。在PT二次侧提取信号时,传统的检测方法检测精度不高,很难满足实际应用要求。因此,提出将数字相敏检波(DPSD)应用到PT二次侧的信号检测中,该方法的优点是不仅能检测信号幅值大小,同时能检测信号的相位。此外,DPSD检测精度较高,特别适用于低信噪比(SNR)的检测场合。设计DPSD检测算法,在MATLAB/SIMULINK环境下建立仿真模型,验证在PT二次侧检测低SNR信号的效果,检测结果证明DPSD有效地抑制了电网中谐波信号和强噪声,并能准确地将感兴趣信号提取出来。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。     

浮放设备隔震技术标准应用实例

为规范浮放设备隔震技术的应用,推动该项技术的发展,中国石油天然气集团公司制定了《石油浮放设备隔震技术标准》。按《石油浮放设备隔震技术标准》的要求,我们在某医院对可能存在防震问题的部分设备进行调研分析的基础上,根据具体情况对设备采取相应的隔震或防震处理措施,以此检验《石油浮放设备隔震技术标准》的可操作性。本文简述该项工作的过程和执行的标准条文。并对新设计的推拉式设备隔震固定装置作介绍。工作结果表明浮放设备隔震技术标准具有很好的可操作性。同时建议将抗滑与抗失稳的设计方法在修订时补充写入标准。     

土中水平渗流AHFO方法监测试验研究

土中的水平渗流影响着土体的结构强度,受测试技术的限制,目前还缺少有效的手段对其水平运移规律精确测定。采用基于分布式测温技术(DTS)的主动加热光纤法(AHFO),设计室内模型试验,测试土中一维水平渗流过程中含水率的变化,拟合了渗流时间与湿润锋运移距离、累积入渗量以及入渗率之间的关系,并对测试结果进行了评价。结果表明:利用AHFO可对任一时刻的湿润锋位置进行准确定位,湿润锋水平向运移距离与时间的关系满足Green-Ampt模型;利用AHFO法所测水平向含水率分布积分所得的累积渗入量与量筒所测实际加水量之间具有很好的一致性,累积渗入量与时间对数呈线性关系;入渗速率随着时间增长逐渐减小,与入渗时间平方根间可用一反比例函数描述。     

2005年陕西省雷电活动特征及灾害过程分析

2005年是陕西省正式采用ADTAD雷电定位技术监测雷电活动的第一年。依据雷电定位监测的云地闪数据，对陕西省雷电分布特征分析可知：与年平均雷电气候特征比较，2005年雷电的时间分布特征与年平均基本一致，但空间分布差异较大，雷电高值区发生在陕南南部地区；雷电数据监测覆盖全省，雷电落点经纬度精确到小数点后四位，对雷电的强度、电荷、能量等有了定量监测，为认识其密度、频度等活动规律提供了依据。结合典型雷电灾害天气过程分析。为雷电灾害防御及预报提出了新的思路和指标。     

抢险救灾物资保障模拟训练系统分析与设计

计算机模拟训练是增强抢险救灾应急保障能力的重要手段,在联合仿真建模技术的基础上分析并设计了抢险救灾物资保障模拟训练系统。提出了系统功能需求,主要包括物资保障业务、分布交互式协同、模型管理与优化、数据管理、过程推演与保障流程控制等;分析了三层系统结构,基础平台层由指挥系统、导调控制系统、RTI等组成,资源层由模型库、知识库、数据库等组成,应用层则由生活、野营、医疗、工程、装备等五个模拟训练子系统组成;给出了基于联合仿真建模技术的仿真模型设计流程,并完成了基于HLA的分布式系统设计,构建了抢险救灾物资保障的四类联邦成员,设计了FOM与SOM模型,完成了Agent-DEVS联邦模型与RTI的接口。以上研究为开展抢险救灾应急保障模拟训练奠定了基础。