现代统计信息分析在安全工程方面的应用——卡尔曼滤波器基本知识

卡尔曼滤波器是现代控制理论中的一种最优理论,其目的是从大量偶然干扰中筛取主导因素,以对事物变化规律作出正确的估计。介绍了卡尔曼滤波器的基本思路及原理,以及在安全工程中使用卡尔曼滤波器时应注意的问题。     

基于KF的列控系统数据篡改攻击检测方法

为提高城市轨道交通列车运行控制系统信息安全保护级别、针对列控系统面临的潜在数据篡改攻击进行有效检测。首先基于列控系统的运行原理以及信息交互特性,对列车追踪运行过程、攻击者篡改列车上下行信息过程进行数学建模;其次提出基于卡尔曼滤波器(KF)的列车状态估计方法和基于卡方检测器相结合的入侵检测方法,通过对卡方检测器进行改进,使之能够检测数据篡改攻击并在攻击期间持续输出报警;最后通过半实物仿真平台进行仿真,并给出验证结果。结果表明:入侵检测方法可以对攻击者的数据篡改攻击给出实时报警,且具有95%以上的准确率和6%以下的误报率。     

安全系统宏观动态预测的一种新方法

本文从安全系统工程原理和现代控制理论出发,经过系统辨识,建立了安全系统状态方程和观测方程。在此基础上,进一步建立了安全系统的评价模型,运用现代控制理论的估计理论-卡尔晏滤波器,提出了一种递推式安全系统状态预测的动态模型。     

HPF(高通数字滤波器)的电网谐波检测技术的研究与应用

为有效地消除电力谐波污染、确保电网运行安全,必须采用有源电力滤波技术;为改善有源电力滤波器的性能,必须采取先进的谐波检测方法、高效的逆变技术。笔者在研究有源电力滤波技术的基础上,对有源电力滤波的关键技术即谐波检测与分离技术,进行了探讨和深入研究,给出了一种HPF(高通数字滤波器)的谐波检测与分离方法,进行了理论验算,利用MATLAB仿真结果对该检测技术进行实验研究。仿真和实验结果表明:该法比常用的LPF(低通数字滤波器LowPassDigitalFilter)的谐波检测分离方法具有更好的检测实时性;在电网电压有畸变时也能达到很高的检测精度;该检测技术应用于混合有源电力滤波器后能大大改善滤波性能。     

消除电力谐波污染 确保电网运行安全

笔者从维护绿色电力环境、确保电网运行安全的角度出发 ,简述了抑制和消除电网谐波污染意义 ,着重介绍了一种新颖的用于消除电网谐波污染的装置 (有源电力滤波器 )的滤波原理和研究。这种滤波器与传统的LC无源滤波器的区别在于它采用了积极主动的滤波方式 ,将检测到的电网谐波电流经DSP(高速数字处理器 )运算处理后生成谐波补偿电流指令信号 (六路PWM驱动信号 ) ,然后 ,用此信号去驱动由 6只MOSFET管组成的三相逆变电路 ,逆变电路产生谐波补偿电流去抵消电网谐波电流 (谐波补偿电流与谐波电流大小相等、方向相反 )。理论研究和实验结果表明 :在电力系统中使用该装置可动态抑制和消除谐波电流 ,为维护电网运行安全和绿色电力环境提供了必要的技术保障。     

EMI有源滤波器与阻抗失配问题的分析

EMI滤波器的阻抗失配往往使得滤波器不仅起不到应有的作用，反而加剧了干扰分量的强度，为了弄清有源滤波器的结构类型与阻抗匹配之间的关系，本文从滤波器的主要性能参数插入损耗的基本定义入手。推导了不同结构有源滤波器的插入损耗与阻抗、滤波器增益关系的表达式。由此得出滤波器结构类型与阻抗失配情况的合理搭配．经过实验验证该结论对选用和设计EMI有源滤波器有直接的指导意义。     

1种抑制巷道信号NLOS的矿井RSSI高精度定位算法*

在RSSI（Received Signal Strength Indication）测距定位技术中,为抑制巷道信号NLOS（Non Line of Sight）传输对定位结果的影响,提出信号指纹定位和几何优化算法。在离线阶段利用高斯滤波最大值加权法和最小二乘法建立符合矿井巷道环境的无线信号测距模型,设计改进卡尔曼滤波器平滑处理离线信号值,抑制巷道信号NLOS传输带来的影响,建立离线信号指纹库;在线定位阶段,利用加权K最近邻法（WKNN）将定位目标接收到的信号值与指纹库中的信号值进行匹配,将匹配到的最优信号值参与测距定位计算,最后通过几何优化算法将定位结果归一化处理,使其符合一维定位分布。结果表明:所提算法的平均定位误差为0.9 m,相比于高斯滤波最大值加权法、经典卡尔曼滤波指纹定位算法和改进卡尔曼滤波指纹定位方法,其平均误差分别减小2.36,1.17,0.35 m。所提算法能够有效抑制巷道信号NLOS传输对RSSI测距定位的影响,可实现RSSI方法在矿井NLOS环境中的有效应用。     

采用TSF技术改善电力变压器运行的安全性

分析了无功功率和高次谐波对电力变压器的危害,介绍了晶闸管投切滤波器(TSF)装置的特点、结构原理．提出了TSF装置在工厂实际应用中的主电路结构,操作及控制方案。实践证明,TSF晶闸管投切滤波器装置起到了高效节能、优化电能质量的作用,保证了电网的安全运行。     

1999年全年总目录

·新技术论坛·现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用——常用统计量的矩阵表示…·’…··”…·’·””·’……·’…·’·”’·’··’·’…’……”……··,……………·张翼鹏秦吉（1·1）现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用——多元回归分析—…·张翼鹏秦吉（2·l）现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用——因子分析…………张翼鹏秦吉（3·1）现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用——卡尔曼滤波器基本知识…”··’·’·”…”·’·’·”’·”’…’··”…·””··’……··’…·,…………     

防烟面具

日本研制成的一种新型防火灾型防烟面具，其滤烟效果为999%，使用的时间为11分钟。此种防烟面具内装有小型吸收容器，内部结构有滤烟用滤波器，粉尘除去用滤波器和微粉尘除去用滤波器三层。它能同时除去一氧化碳以外的新建材料的有机气体和刺激臭。这种面具重量很轻，用两根松紧带套在头上，它只套住嘴和鼻子，人们带着面具还能讲话，男女老少都可使用。在高层建筑和地下商场等地方发生火灾时，它对于人们脱离险区具有很好的效果。防烟面具@海信     

有源滤波器在港口起重设备上的应用

由于技术的进步和生产要求的提高．变频技术被越来越多的使用在包括港口起重机械在内的起重设备中。在提高整机性能的同时,大量谐波的出现也给起重设备的运行带来较大危害。本文针对某港口出现的谐波问题,采用了有源滤波器对谐波进行处理,取得了良好的效果,具有广阔的应用前景。     

基于TMS320F240 DSP的电网谐波抑制全数字化控制的研究

为治理电力系统谐波污染 ,提高电力系统运行的安全稳定性 ,笔者对混合式并联有源电力滤波系统的结构和工作原理进行了分析和研究。该系统由无源滤波器和小容量有源滤波器串联构成 ,与被补偿的谐波负载并联连接。基于TMS32 0F2 4 0DSP开发套件 ,设计数字控制器主程序和中断服务子程序。实验结果表明 ,采用TMS32 0F2 4 0DSP编程方便并直观 ,运算精度高 ,控制器参数调整方便 ,易于实现各种控制策略。研究成果对DSP在有源电力滤波系统中的应用有重要参考价值。     

基于FXLMS算法的矿用有源耳罩的研究

基于矿井中低频噪声突出,存在时间长、危害大,尤其周期性噪声比重较大,而传统降噪技术对其降噪效果并不明显,提出了基于fxlms 算法的自适应有源降噪耳罩降低矿井中的低频周期性信号,并采用离线建模方法建立了次级通道模型,利用MATLAB8.0拟合了64阶的滤波器,对 矿井中具有代表性的1kHz低频周期噪声和伴有随机噪声的1kHz低频周期性噪声进行了降噪仿真研究。结果表明:1kHz低频周期性噪声的降噪量 达到了30dB。而且在本模型下,随机噪声对低频周期性噪声的降噪效果几乎没有影响。     

可编程智能化技术在数字监控中的地位

我们知道数字计算催生了中央处理器，即CPU，于是开启了个人计算机的时代。随着数字化和网络化的推进，DSP作为一种新型的特殊处理器，从数字计算中脱颖而出，引领了数字信息产品的时代。可编程DSP的核心就是采用数字信号处理最基本的乘加结构，于是一条指令就可以完成数字滤波器的基础运算。同时DSP核心采用特别的内部存储寻址结构，以及灵活的辅助寄存器结构，从而以更高的效率实现实时信号处理。[编者按]     

护耳器声衰减量的评价方法探讨

1、前言 通常对护耳器声衰减量的描述是采用每个频带声压级,或用频带声压级的平均值,而不是用一个简单的单值来衡量的。这种方法,从理论上讲,是符合戴护耳器时所处的噪声频谱状态。但是,由于近年来,对护耳器的测量所使用声源(测量信号)与过去不同,现已发展用1/3倍频程滤波器后的粉红噪声为声源。这样就接近了实际佩带护耳器     

贵广I回工程HOM3系统软件缺陷改进方法

通过分析贵广I回工程HOM3光测量系统在极控和直流滤波器保护系统中的软件,找到了软件在处理激光管告警信号和通讯故障信息的差异和缺陷,并提出了修改方法。修改方法经过实时数字仿真系统(RTDS)仿真验证,能够区分激光管告警和通讯故障两种不同的顺序事件记录(SER)信息,并准确定位发生通讯故障的通道,对提高工程安全稳定运行具有重要意义。     

危险源相关事故致因理论及概念分析

与危险源相关的事故致因理论,包括能量单元、二类危险源理论和三类危险源理论,均可用于指导事故预防工作,在安全工作实践中发挥良好的作用。二类危险源理论和三类危险源理论的思路是一致的,用于事故预防工作时的应用方式清晰、明确,但这两个事故理论中使隐患的概念变得模糊,危险源的概念也需要加以界定。基于此,本文分析了危险源、隐患和风险的定义、特性及关系,讨论了与危险源相关各事故致因理论的应用方式和存在问题的解决方案,建议将各类危险源视作风险的不同分类,或者在应用过程中对各类危险源做出界定性说明,以理清相关概念在应用时产生的困惑,使这两种事故致因理论在事故预防工作中发挥更好的作用。     

预防事故需要理论支持

事故管理中的四多四少 在新形势下,广大安全工作者认真总结事故管理的经验教训,大胆探索新方法,取得了不少新成果。但是,应用事故管理理论防控事故还存在诸多不足。经验方法多,系统理论少从大学安全工程教材上可见,事故控制理论大多来自西方,如多米诺骨牌理论、风险分析理论、故障树分析理论等等；而我国的理论成果甚少,顶多是一些经验性做法。     

关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法

针对单一交通流预测方法存在的局限性和传统交通流组合预测模型中权重不能动态变化的问题,提出一种关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法。先对交叉口交通流的关联性进行分析,并给出关联交叉口的定义;再建立关联交叉口交通流模糊自适应变权重组合预测模型,该模型分别利用Kalman滤波器模型与SVM模型来预测关联交叉口交通流量,然后根据这2个模型预测的误差和交通量的变化趋势,采用模糊逻辑推理方法,对这2个预测模型分别赋予适当的权重。试验结果表明,组合预测模型的最大绝对误差、平均绝对误差和相关系数均明显好于单一的预测方法,分别为9.8%、4.63%和0.99。     

案例教学法在安全培训中的运用

案例教学法主要是通过案例引用、创设问题、探究启发、反馈评析、巩固内化和总结深化六阶段来实现教学过程的。该教学法能从学习联结理论、认知理论、人本主义理论和建构主义理论中找到其相应的理论基础。本文基于案例教学法的理论基础,结合有限空间作业事故案例,探讨了案例教学法理论在安全培训中的实践运用。