基于多尺度特征注意力网络的施工安全预警方法

安全管理是建筑施工过程中的重要工作之一,设计自动化的安全预警方法对保障工人安全、减少施工事故有着重要作用.本文提出一种基于多尺度特征注意力网络的施工安全预警方法.首先,设计融合多尺度特征注意力机制的施工现场实例分割网络,使用具有丰富语义信息的高维特征指导网络对低维特征的学习,从而增强网络对施工设备专有特征的聚焦能力,实现复杂环境下施工设备与工人的精准分割;其次,提出基于位姿估计的三维边界框重构方法,利用神经网络提取到施工设备在三维空间上的朝向,并结合二维边界框所反映的几何约束实现对施工设备三维约束的重构;最后,设计施工现场动态预警方法,根据生产安全要求将施工现场划分为危险区、预警区与安全区,并对施工现场的设备与工人进行实时追踪与三维约束重构,当工人进入危险区及预警区时及时发出警告.实验结果显示,本文所提方法在MOCS公共数据集上取得超过90%分类准确率与59%的分割mAP,优于其他融合特征注意力机制的深度学习算法;从施工现场安全预警案例可知,本文所提方法能够对工人的安全状态进行准确判断.     

具有预警功能的四机器人安全系统数学模型构建

运用补充变量法和马尔科夫过程理论给出了可修复四机器人安全系统的数学模型.基于抽象柯西问题理论构建抽象柯西问题系统模型,运用半群理论解决此类系统解的适定性,在可修复机器人安全系统中引入预警功能.     

基于PCA和相位差校正法的风切变预警算法

为了提高相干激光雷达风切变预警算法的预警率,提出一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和相位差校正法的风切变预警算法。首先,利用PCA对雷达回波信号进行低阶主成分向量提取以实现信号重构,提高信噪比。其次,采用基于快速傅里叶变换的相位差校正法对回波信号峰值频率进行校正,降低回波信号能量泄露。然后,分别利用旋转电机实验数据和小型飞机实验数据对所提算法进行性能评估。结果表明,采用所提算法估计相干激光雷达回波信号峰值频率的平均绝对误差为0.26 MHz,对实际低空风切变的预警率为92.31%。所提算法可以有效降低相干激光雷达回波信号频率估计误差,实现低空风切变预警。     

润扬大桥悬索桥小波包能量谱与温度的季节相关性研究

对润扬大桥悬索桥236天的小波包能量谱与温度实测数据进行了季节相关性研究．分析结果表明,润扬大桥悬索桥的小波包能量谱与温度具有明显的季节相关性,其特征频带能量比的日平均值随着温度的季节变化在一年中可以发生平均约200％的变化．在此基础上采用6次多项式模型对小波包能量谱与温度进行了统计建模,并采用均值控制图法对特征频带能量比的异常变化进行了统计模式识别．分析结果表明,运用本文方法可以有效地消除温度的季节变化对悬索桥实测小波包能量谱的影响,较好地识别出结构损伤引起的特征频带能量比10％的异常变化,并且与实测模态频率相比,小波包能量谱更适合于大跨桥梁结构的在线实时损伤预警．     

大跨径波形钢腹板部分斜拉桥健康监测位点和预警阈值研究

以朝阳沟特大桥为研究对象,采用Midas/Civil、ANSYS有限元分析软件对大跨径波形钢腹板部分斜拉桥健康监测系统需要设置的监测位点和预警阈值进行了研究.结合朝阳沟特大桥的实际情况,经过对全桥力学特性、影响线和最不利位置荷载的有限元模拟分析,确定了该桥健康监测系统需设置的监测位点,提出了用于计算结构响应监测预警阈值的计算公式,该公式可将外部环境荷载的影响考虑进去,因此通过该公式计算得出的结构响应监测预警阈值能较为准确地反映该桥的结构受力安全.本研究可为同类桥梁的健康监测提供参考.     

润扬大桥斜拉桥实测响应的 小波包分析及其环境变异性研究

将环境荷载激励技术与小波包分析技术相结合, 提出了环境激励下基于小波包能量谱的大跨斜拉桥结构损伤预警方法. 在此基础上对润扬大桥斜拉桥结构的实测加速度响应进行了小波包分析, 详细地考察了环境激励下斜拉桥实测小波包能量谱及其损伤预警指标的环境变异性. 分析结果表明, 实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与斜拉桥实测小波包能量谱存在较为明显的相关关系, 主要表现为环境温度的变化对小波包能量谱的影响是长期性的趋势, 而交通荷载和风荷载的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化. 实测数据的分析结果进一步表明, 基于小波包能量谱的结构损伤预警指标 ERVD能够敏感地表征环境温度和台风激励对润扬大桥斜拉桥振动特性的影响. 因此, 结构损伤预警指标ERVD适合于环境振动测试下的大跨斜拉桥结构的实时损伤预警.     

流域可持续发展的系统动力学预警方法研究

流域可持续发展是以流域作为特殊区域的一种可持续发展模式,如何度量可持续发展状况以及度量发展模式是否具备可持续性,是目前研究和关注的热点。本文提出了流域可持续发展分析的新思路－系统动力学预警方法,并结合实例进行了分析研究,建立了流域可持续发展预警模型,通过可持续发展能力指数调整流域发展策略,拟定不同政策方案,进行了仿真研究,通过对各种政策方案下仿真结果的分析和评价,得出的对策意见和预警结果符合实际情况,为流域制定发展规划,调节各项政策提供了理论及方法、依据和决策支持。     

北斗地基增强系统在地质灾害预警方面的应用研究

利用北斗地基增强系统作为基准服务,选择有代表性的典型滑坡和地面沉降区作为示范区,建立滑坡和地面沉降实时监测系统,提高对重点地区地质灾害的监测效率和预警能力,使得地质灾害监测预警更加实时和高效。     

区域可持续发展质量预测建模

最本文在对预警的背景、理论和方法充分研究的基础上,首先在总体上阐明了预警研究的背景、现状和方法．以及区域发展质量监测与预警的意义及过程。设计了预测系统的指标体系、衡量与评价方案,旨在尝试构建可持续发展预测系统的框架,为可持续发展的定量研究提供一个新的思路。     

一种基于IBDP-GRU模型的热带果树寒冻害预警技术

针对热带果树寒冻害预警中涉及的气象数据不平衡问题,提出一种结合不平衡数据处理和门控循环单元的热带果树寒冻害预警模型(IBDP-GRU)。按照设定的低温阈值,将数据样本按其最低气温分为高于阈值(通常为多数)和低于阈值(通常为少数)2类;利用提出的欠抽样算法对多数类样本进行欠抽样,并为不同类的训练样本赋予不同的权重;将训练样本和权重输入到GRU模型中训练;结合未来一天的最低气温预测值和相关热带果树的寒冻害指标判断这些果树在未来一天是否会受害。实验结果表明,IBDP-GRU能在不显著影响多数类样本预测的同时更加注重少数类样本的预测;在预测果树一天是否会受害时,IBDP-GRU对香蕉寒冻害预警的正报率分别比GRU、LSTM、CNN-GRU和BP模型的高16.4%、19.3%、20.3%、31.3%,对莲雾寒冻害预警的正报率分别比上述模型高18.7%、18.6%、20.5%、32.2%。