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针对大型卡车在矿山开采、工程建设施工等复杂环境下倒车作业时存在视觉盲区大、障碍物测距精度不足、易引发碰撞事故等痛点,本文设计了一套以 STM32 单片机(32 位微控制器)为主控核心的倒车监测与预警控制系统.该系统可实现卡车多方位障碍物的同步监测,具有硬件结构简单、成本低廉、运行稳定可靠等优点,能有效降低大型卡车倒车作业的安全风险,具备良好的工程应用价值与推广前景.
STM32单片机超声波测距卡尔曼滤波倒车预警多传感监测
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设计了一种基于 STM32 嵌入式系统的智慧仓库管理系统.搭载 RFID 模块、无线通信模块以及环境监测传感器集群,融合 FreeRTOS、MQTT 以及云平台技术,实现对仓库环境和物资的智能化管理.设计了阈值实现温湿度报警与照明控制,保障货物存放环境的稳定性.并通过 RFID技术实现物资信息自动识别与追踪.且系统支持用户远程登录查询数据.为提升系统监测准确性和可靠性,系统引入随机森林回归模型优化环境监测结果,对噪声和异常值有较好鲁棒性,降低误报率.经实物调试与检验,系统各功能运行正常,在不同场景下表现稳定.
智慧仓库管理系统STM32F103C8T6FreeRTOSMQTT随机森林回归算法
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供热管网安全稳定运行是城市冬季民生保障的核心基础,管网突发泄漏若不能快速识别、定位与处置,极易扩大故障影响,甚至引发次生事故.负压波法是利用管道泄漏瞬时压降进行泄漏监测的主流技术,该文以天津能源大型集中供热管网为应用场景,构建融合北斗精准授时、高频信号采集、SVD-NMF联合降噪、多径管网定位算法的泄漏监测大数据预警平台,系统依托1 kHz高频采样设备捕捉泄漏瞬间产生的负压波信号,结合北斗系统实现全域测点毫秒级时钟同步,通过多层次信号处理与模式识别算法,在复杂工况、强噪声环境下实现泄漏瞬态信号快速提取、泄漏点精准定位.工程应用结果表明,该系统时钟同步精度优于1 ms,枝状管网定位误差不超过测点间距的3%,可在泄漏发生1 min内完成报警,缩短故障排查与隔离时间,解决大型环状、长输供热管网泄漏瞬态监测与快速定位难题.
SVD-NMF联合降噪算法供热管网负压波泄漏监测精准定位
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目的 针对天然气田中后期开采过程中低压气井增压外输和集输处理场景下,压缩机润滑油乳化物含量难以直接在线测量、传统离线检测响应滞后以及复杂工况下多源监测信号噪声强、非平稳性明显等问题,提出一种面向天然气压缩机润滑系统状态监测的乳化物含量软测量方法.方法 采用加速老化实验模拟工艺压缩机润滑油在水分侵入、高温和高剪切条件下的乳化演变过程,构建覆盖不同乳化阶段的多源实验数据集.同步采集含水率、酸值、运行温度、操作压力、流量及振动等特征参数,并通过化学分离称重法标定乳化物含量.基于此,建立融合时频特征提取、通道重加权和残差学习的软测量模型,并引入物理单调约束损失,以增强预测结果的物理一致性和噪声环境下的鲁棒性.结果 特征分析表明,含水率与乳化物含量呈最强正相关,Pearson相关系数为 0.82;运行温度和操作压力分别与乳化物含量呈负相关,相关系数分别为-0.75和-0.71.在多次独立重复训练条件下,所建模型在测试集上获得平均均方误差为 0.008 1±0.000 4、平均绝对误差为0.065±0.002、决定系数为 0.985±0.002;相较于标准卷积前端模型,均方误差降低 79.3%.在信噪比为-4 dB的强噪声条件下,模型仍保持决定系数为 0.885,表现出较好的抗干扰能力.模型推理时间为 6.52 ms,满足在线监测需求.结论 所提出的方法能够有效实现乳化物含量的在线软测量,并为后续风险分级预警提供支持,在预测精度、抗噪性能和工程应用可行性方面均表现较好,可为压缩机润滑系统状态监测、故障预警及预测性维护提供方法支持.
天然气压缩机增压开采润滑油乳化软测量状态监测预测性维护
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我国石膏矿资源丰富,主要通过地下房柱法开采,因不合理的开采,地面塌陷时有发生.采空塌陷不但威胁矿山安全生产,造成巨大的经济损失,还极易造成恶劣的社会影响.为防治采空塌陷而采取的井下治理工程花费巨大,且治理效果未知的前提下,开展有效的石膏矿采空塌陷监测预警工作尤为重要.针对石膏矿区,先后采用井下巡查、地表变形监测、震动和地声监测、地下水监测等多种手段,对采空塌陷进行了监测预警及对比优选.研究结果表明:矿山开采阶段,井下巡查是最为行之有效的监测手段;关闭矿山,地下水监测能精准的捕捉到塌陷整个过程.针对闭坑石膏矿井建立地下水监测预警系统,成功预警2起采空地面塌陷事故:2024年6月11日至14日监测结果显示,盆地型塌陷能提前3h左右触发阈值发出有效预警信息;2021年12月7日至10日监测结果显示,陷落型塌陷最早30 h前有明显水位变化,触发阈值发出预警信息,为防灾减灾工作提供了较充足的准备时间.为相似地质环境条件下的石膏矿监测预警工作提供参考.
石膏矿采空区地面塌陷监测预警地下水
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集输管道作为油气储运系统的重要组成部分,其安全稳定的运行对产业链至关重要,而泄漏监测正是保障其安全运行、识别泄漏事件并进行风险预警的关键技术手段.然而,实际运行中设备工况波动、天气环境变化及人员活动等强干扰因素,易导致泄漏监测结果误报率高、警报可信度不足,从而削弱后续风险评估的可靠性.针对这一问题,本文提出一种基于多源信息融合的强干扰集输管道泄漏风险监测方法.首先,以集输管道运行场景分析为基础,构建融合设备工况、天气环境、人员活动及多源监测报警信息的贝叶斯网络模型,实现对监测警报真实性的概率推理.在此基础上,将泄漏事件作为事件树的初始事件输入,并将贝叶斯网络推理得到的真实泄漏概率作为该事件的发生概率,定量评估泄漏后果,并采用相对风险指数对泄漏风险进行综合表征.以陕西省延安市子长市某管线为例,结合该区域土地利用、天气统计等数据开展实例分析.结果表明:在仅观测到声波监测报警、泄漏孔径和后果计算条件保持一致的情况下,随着干扰因素逐步叠加,集输管道泄漏概率由 93.63%下降至 75.49%,相对风险指数由 1.4606 下降至 1.1776,较基准场景下降 19.376%.实例验证结果表明,该方法能够在强干扰场景下有效判别泄漏报警的真实性,并将其与风险后果评估相衔接,显著降低误报对风险评估结果的干扰,使泄漏风险监测结果更贴近工程实际.研究成果可为强干扰环境下集输管道的运行安全管理、风险预警及应急决策提供科学依据.
集输管道多源信息融合风险监测贝叶斯网络干扰抑制泄漏风险评估
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海上低渗油田压裂起步相对较晚,由于作业环境特殊、作业费用高,压裂过程需要配套高效准确的监测手段,以实现裂缝有效刻画、效果合理评估,保证精准压裂及产出投入比最大化.目前多种监测技术均在海上油田获得应用,已形成自主化阵列声波测井技术、示踪剂产出剖面监测技术,另外微地震、光纤、水击波、主动声呐等监测技术也处于探索及研究阶段.本文在分析海上低渗油田特点及压裂现状的基础上,综述了各项监测技术研究及应用进展,同时针对海上压裂需求,从监测方式、硬件产品、室内实验理论研究、现场试验、智能化等多个方向分析未来发展趋势,对推动海上低渗油田开发技术进步有一定借鉴意义.
海上低渗油田压裂监测精准压裂智能化
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针对铁路周界防护中入侵事件识别准确率不高、复杂环境下误报较多的问题,提出一种基于分布式声波传感(DAS)技术的铁路周界入侵识别方法.该方法采用时频分析算法,将原始一维振动信号构建为融合图,实现信号的结构特征、高频特征与瞬时特征的协同表达;在此基础上,引入改进YOLO模型,并在特征提取模块中融合幻影卷积与坐标注意力机制,以增强对关键时频区域的表征能力.基于实际周界实验场景开展验证,该方法对5类典型事件的总体识别率达到98.59%,较CNN、TCN、ResNet和MobileNetV2模型均有不同程度的提升.验证结果表明,该方法可有效提高复杂环境下铁路周界入侵识别的准确性和鲁棒性,具有较好的工程应用价值.
铁路周界多域特征融合入侵事件识别智能监测分布式声波传感
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煤矸石采空区浆液充填作为固废规模化无害处置的低成本技术,是解决矿区固废堆存难题的重要路径.然而,复杂采空区环境下的充注机理不明确及工程适配性不足,严重制约了该技术的工业化推广.本文聚焦煤矸石地面流态化充填全流程,系统评述了可注空间量化、浆液流变学特性、长距离输送稳定性及环境安全防控等关键环节的研究进展.在此基础上,构建了涵盖"采空区空间量化-浆液制备-管道输送-钻孔充注-风险防控"的完整技术框架.在理论层面,通过解析采空区覆岩破坏规律与空隙演化特征,提出了可注性分区评价模型,实现了有效充注空间的精准表征;揭示了高浓度煤矸石浆液在多孔介质中的非牛顿流体属性与扩散堆积演化规律.在装备与工艺层面,研发了集成智能控制平台、模块化制浆系统及基于分布式光纤声学传感(DAS)的管道实时监测系统,攻克了复杂工况下浆液长距离安全输送与堵塞预警技术.在环境影响方面,建立了长周期充填对地下水稳定性影响的综合评价体系.工程实践表明,该成套技术在陕北某煤矿成功转化,建成了处置能力达 200万 t/a的示范工程,显著提升了固废资源化利用水平,为煤炭基地迈向矿井矸石"零排放"提供了关键技术支撑与科学指导.
煤矸石采空区大规模流态化充填
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381个土壤样品,所需丙酮试剂却远超一家检测公司近3年采购量;采样人员仅短时停留,却能"编造"出超长时长的监测数据;异地机构为规避夜间噪声检测要求,擅自篡改设备时间……这些违法行为来自生态环境监管一线查处的真实案例.