基于LSTM与Transformer的大坝变形预测研究 被引量：7

1

作者 翁鸣昊 项兴华 +2 位作者 陈俊涛 邵广俊 胡伟飞 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第4期250-257,共8页

变形是大坝运行过程中受内外荷载作用下其状态的直观表现,构建高精度的变形预测模型对大坝安全预警与运行状态评估有着重要的意义。针对已有的大坝位移模型训练时间长,预测模型预测精度和泛化能力一般,无法满足大坝位移中短期准确预测... 变形是大坝运行过程中受内外荷载作用下其状态的直观表现,构建高精度的变形预测模型对大坝安全预警与运行状态评估有着重要的意义。针对已有的大坝位移模型训练时间长,预测模型预测精度和泛化能力一般,无法满足大坝位移中短期准确预测的问题,耦合长短时记忆网络(LSTM)与Transformer框架,引入改进的粒子群优化算法(IPSO)进行优化,建立了IPSO-LSTM-Transformer(ILT)大坝变形预测模型。以紧水滩拱坝正垂线11-1测点为例,选取6150组变形时间序列数据进行分析与预测。研究结果表明,模型预测精度会随着预测期的增大而出现一定程度的下降,但在预测步长10以内均具有良好的预测能力;与传统粒子群优化算法相比,ILT模型显著提升了模型的寻优精度和收敛速度;与RNN、LSTM、IPSO-Transformer神经网络模型单步与多步预测结果对比,ILT模型具有更高的精度和更好的稳定性,即使在训练数据较少时也能保证较好的预测效果。研究成果为实现运行期大坝位移的中短期精确预测提供了新的技术手段。 展开更多

关键词 大坝变形预测 深度学习 长短时记忆网络 粒子群优化 TRANSFORMER

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基于区域生长优化的水利工程设施点云单体化研究 被引量：1

2

作者 杨夏森 张晓春 +2 位作者 项兴华 邵广俊 胡伟飞 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期216-220,共5页

水利工程中输变电设施安全监测是保证水电站安全运行的重要环节,其中基于点云的变形监测需要准确分割出各种输变电设施。为此,通过对三维点云进行降维处理,获取水利工程设施的二维点云图像,基于区域生长算法和点云单体化算法实现分割工... 水利工程中输变电设施安全监测是保证水电站安全运行的重要环节,其中基于点云的变形监测需要准确分割出各种输变电设施。为此,通过对三维点云进行降维处理,获取水利工程设施的二维点云图像,基于区域生长算法和点云单体化算法实现分割工作。同时在区域生长算法的基础上提出了一种旋转角度优化算法,通过旋转三维点云数据,得到易于分割的最优角度点云图像,提高了区域生长算法的精度和速度。为验证旋转角度算法的精度,设计了仿真试验分割立柱点云,试验结果精确率达98%以上,表明旋转角度算法可应用于结构点云单体化领域。实际水利工程应用结果表明,所提方法可有效解决普通像素图像过分割的问题,能准确分割水利工程不同区域及设施。 展开更多

关键词 点云单体化 旋转角度算法 区域生长算法 水利工程设施分割

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局域共振声学超材料耦合效应研究

3

作者 项兴华 雷怡俊 +1 位作者 胡志明 刘金涛 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期586-590,共5页

针对传统的声学超材料存在降噪频率窄、造价成本过高、实现难度大等诸多问题,提出一种带柔性薄膜结构的Helmholtz共振腔声学超材料结构,以局域共振耦合效应现象为出发点,推导出Helmholtz共振腔和柔性薄膜的数学模型。运用COMSOL Multiph... 针对传统的声学超材料存在降噪频率窄、造价成本过高、实现难度大等诸多问题,提出一种带柔性薄膜结构的Helmholtz共振腔声学超材料结构,以局域共振耦合效应现象为出发点,推导出Helmholtz共振腔和柔性薄膜的数学模型。运用COMSOL Multiphysics软件对模型进行仿真分析,研究表明,该结构产生了2个局域共振峰值。为了实现对声学超材料消声频带的控制,向薄膜内注入液体。实验测试表明,当注液量从0增至35 mL时,薄膜峰值处的共振频率从612 Hz偏移到446 Hz,偏移量为166 Hz。所设计的局域共振声学超材料在频带范围内对低频噪声具有良好的控制效果,为声学超材料的设计提供了一种方法。 展开更多

关键词 局域共振 声学超材料 噪声 Helmholtz共振腔

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基于HJ-1 CCD的县域农作物种植结构提取和时空分析 被引量：5

4

作者 张晓春 曹泽群 +3 位作者 杨聃 王秋豪 王修贵 熊勤学 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期168-181,共14页

作物分类和时空变化监测信息可以为农业管理提供依据,多年作物种植结构图反映了作物种植方式的变化,对经济和社会分析起着重要作用。然而,用于绘制作物分布图的卫星影像不能同时具有高时间高空间分辨率,在提取作物种类复杂多样地区的种... 作物分类和时空变化监测信息可以为农业管理提供依据,多年作物种植结构图反映了作物种植方式的变化,对经济和社会分析起着重要作用。然而,用于绘制作物分布图的卫星影像不能同时具有高时间高空间分辨率,在提取作物种类复杂多样地区的种植结构图时,往往难以提供足够的作物生长周期内影像。该研究提出了一种既经济又高效的解决方案,即利用重复周期短的环境一号CCD(HuanJing-1 Charge-Coupled Device,HJ-1 CCD)图像和免费Landsat-8图像来提取中国监利县的作物种植区时空变化图。根据NDVI时间序列曲线定义了不同作物生育期物候指标例如归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的最大值、日期和天数等,用于作物分类。为了获取物候指标的阈值,首先从15mLandsat-8影像中提取典型种植区,然后利用典型种植区作物生长阶段NDVI时间序列曲线,得到物候指标中的NDVI阈值和时间阈值,再根据这些阈值制定了分类规则,并获得了2009—2016年作物分布图。根据多年主要作物分布图,分析不同作物的土地利用变化。最后利用高空间分辨率卫星图像和监利县统计年鉴中的作物面积数据对作物分类结果进行精度评估。与高空间分辨率图像相比,平均分类精度为84%,与统计作物面积数据相比,分类精度达到81.60%。结果表明,该研究为在像监利县这样复杂地区进行常规的作物分布制图提供了一种可行的分类方法。通过对夏收作物的时空动态变化分析可以发现,油菜农业机械化水平低、劳动力成本高,导致愿意种植油菜的农民较少。对于秋收作物,政府设定了中稻最低收购价标准,大大降低了农民种植中稻的风险,对农民种植秋收作物具有指导作用。 展开更多

关键词 作物 遥感 决策树 归一化植被指数 环境一号CCD数据 时空分析

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基于图像的河流表面测速研究综述 被引量：9

5

作者 杨聃 邵广俊 +4 位作者 胡伟飞 刘国富 梁家铭 王瀚林 许超 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1752-1763,共12页

为了解决洪涝灾害环境下设备难布设、流速难测量、河流难监控等问题,结合河流管控领域近10年研究情况,基于非侵入式、低成本、高效的测量手段,概述从粒子图像测速技术(PIV)到深度学习方法的一系列图像测速技术.从图像采集、图像分析、... 为了解决洪涝灾害环境下设备难布设、流速难测量、河流难监控等问题,结合河流管控领域近10年研究情况,基于非侵入式、低成本、高效的测量手段,概述从粒子图像测速技术(PIV)到深度学习方法的一系列图像测速技术.从图像采集、图像分析、图像后处理等方面探讨河流表面测速机理及存在的问题.通过比对与总结各方法差异性,提出对现有方法的改进需求,旨在提升河流流速的测量效率. 展开更多

关键词 图像测速 河流流量监测 河流表面流速 图像分析 大尺度粒子图像测速

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基于Revit二次开发的BIM+WebGIS融合应用研究 被引量：18

6

作者 胡夏恺 陈俊涛 +1 位作者 杨聃 朱悦林 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3930-3942,共13页

针对目前建筑信息模型(BIM)与网络地理信息系统(WebGIS)融合应用过程中数据格式存在差异、BIM模型在网络端传输与渲染效率低、数据转换过程繁琐以及信息丢失等问题,提出一种新的融合应用方法。该方法基于Revit二次开发编写应用程序接口... 针对目前建筑信息模型(BIM)与网络地理信息系统(WebGIS)融合应用过程中数据格式存在差异、BIM模型在网络端传输与渲染效率低、数据转换过程繁琐以及信息丢失等问题,提出一种新的融合应用方法。该方法基于Revit二次开发编写应用程序接口,通过模型轻量化处理、文件格式转换以及数据动态调度实现BIM模型在WebGIS平台的高效使用。程序将RVT作为源文件格式,以"族"概念和自定义的形状分类参数为依据对整体模型进行拆分重构,借助实例化技术对重复的构件信息进行简化,并通过Garland边折叠算法实现模型网格简化,从而完成对大体量、高复杂程度的BIM模型的缩减;在此基础上,选择3D Tiles作为目标文件格式,通过其b3dm瓦片提供的"BATCHID"属性实现几何和语义信息间的映射,保证模型文件格式转化过程中信息的完整性与关联性;随后,通过设置自适应的八叉树空间索引结构、层次结构细节模型以及视锥体剔除算法,实现模型数据的动态调度;最终通过文件格式转换将生成的3D Tiles文件接入Cesium平台。以浙江省某特高压变电站为例,对所提方法的可行性进行验证。研究结果表明:本文所提方法实现了从BIM模型到WebGIS模型的直接转换,同时可查询模型的相关属性信息;此外,轻量化处理缩减了模型体量,动态调度算法提高了模型的加载和渲染效率。 展开更多

关键词 建筑信息模型(BIM) 网络地理信息系统 Revit二次开发 轻量化 动态调度

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考虑尾水位影响的水电机组三维振动区精细划分 被引量：6

7

作者 张长伟 陈启卷 +3 位作者 李德红 安宇晨 王卫玉 包震洲 《水电能源科学》 北大核心 2021年第3期134-137,共4页

常规的水电机组振动区划分通常依赖于稳定性试验,只能获取机组在有限水头下的稳定性表现,且其振动区划分未考虑尾水位变化带来的影响,划分结果缺乏全面性。为此,分析挖掘水电机组海量状态监测数据,提出考虑尾水位影响的三维振动区划分方... 常规的水电机组振动区划分通常依赖于稳定性试验,只能获取机组在有限水头下的稳定性表现,且其振动区划分未考虑尾水位变化带来的影响,划分结果缺乏全面性。为此,分析挖掘水电机组海量状态监测数据,提出考虑尾水位影响的三维振动区划分方法,基于机组实测状态监测数据,利用BP-Garson算法分析振动敏感性工况参数,选择尾水位作为第三维坐标,以负荷—水头—尾水位坐标进行振动区立体划分。实际应用结果表明,该方法可提高振动区划分的准确度,与常规的划分方法相比具有优越性,对尾水位变动较大电站的运行具有重要指导意义。 展开更多

关键词 水电机组 振动区 三维划分 Garson算法 尾水位

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三维激光点云支持下的变电站立柱倾斜变形监测 被引量：1

8

作者 吴金波 张晓春 +1 位作者 胡伟飞 陈俊涛 《水电能源科学》 北大核心 2023年第2期150-153,190,共5页

水利工程中常用立柱支撑上部结构,为保证上部结构稳定,需监测立柱变形,确保立柱倾斜角度在允许范围内。通过全站扫描仪的波形数字化测距技术进行非接触式测量,采集高精度点云数据,采集过程中通过后方交会法计算各观测站的三维坐标,将观... 水利工程中常用立柱支撑上部结构,为保证上部结构稳定,需监测立柱变形,确保立柱倾斜角度在允许范围内。通过全站扫描仪的波形数字化测距技术进行非接触式测量,采集高精度点云数据,采集过程中通过后方交会法计算各观测站的三维坐标,将观测数据统一到一个坐标系统中,无需数据配准,避免了观测误差的传递。提出利用点云的立柱倾斜形变算法,采集两期点云数据后基于真配对点计算形变量,并通过点面优化算法减少误差,计算得到立柱的倾斜角度。为验证形变算法的精度,设计了仿真试验模拟立柱倾斜变形。试验结果发现,实际倾斜角为0°16′49″,计算倾斜角为0°16′57″,算法误差小于20″,满足高耸结构的变形监测要求。所提形变算法可应用于立柱倾斜变形监测领域。 展开更多

关键词 全站扫描仪 点云处理 后方交会法 孤立点云选取 倾斜变形

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水电机组振动信号的自适应VMD分析 被引量：5

9

作者 张长伟 徐成劢 +2 位作者 王卫玉 郑阳 陈启卷 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第6期159-162,共4页

水电机组对安全稳定性运行要求不断提升,为了能够准确提取有效故障特征,提出了一种基于回溯算法与参数敏感性分析的自适应VMD方法。首先,通过参数灵敏度分析选择合适的分解预设参数,然后使用回溯算法计算最优参数值。最后用该自适应VMD... 水电机组对安全稳定性运行要求不断提升,为了能够准确提取有效故障特征,提出了一种基于回溯算法与参数敏感性分析的自适应VMD方法。首先,通过参数灵敏度分析选择合适的分解预设参数,然后使用回溯算法计算最优参数值。最后用该自适应VMD方法对振动信号进行分析。结果表明,该方法不仅解决了VMD参数不能自适应的问题,同时也具有良好的振动信号特征提取功能。 展开更多

关键词 信号分解 预设参数 开机过程 特征提取

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基于MOPSO算法的水电机组开机过程多目标优化 被引量：1

10

作者 段文华 吕延春 +3 位作者 郑阳 吕怡静 陈启卷 姚琛 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期206-211,共6页

为提高水电机组开机过程的动态品质,提出了一种基于非线性模型的水电机组开机规律多目标优化方法。为了准确描述系统的水力和机械动态特性,建立了调节系统非线性模型。选择优化的目标综合考虑转速上升的快速平稳性和对水压波动和机械振... 为提高水电机组开机过程的动态品质,提出了一种基于非线性模型的水电机组开机规律多目标优化方法。为了准确描述系统的水力和机械动态特性,建立了调节系统非线性模型。选择优化的目标综合考虑转速上升的快速平稳性和对水压波动和机械振动的抑制,选取转速相对误差绝对值积分、蜗壳水压相对误差绝对值积分和最大轴向水推力相对值作为3个目标函数。利用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对导叶开启规律进行优化,得到帕累托最优解集,并以加权方式选择4个解进行仿真试验。结果表明,开机规律多目标优化方法能在确保转速平稳上升的同时有效平抑水压波动和机械振动,达到良好的控制品质,优化结果可为水电机组的安全稳定运行提供决策支持。 展开更多

关键词 开机过程 导叶开启规律 多目标粒子群算法 非线性模型 帕累托前沿

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水轮机叶片激光熔覆抗汽蚀涂层性能研究 被引量：3

11

作者 杨聃 李德红 +5 位作者 陈志雄 赵坚 陈小明 伏利 刘伟 毛鹏展 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第4期229-232,共4页

为了解决水轮机叶片的汽蚀问题,对激光熔覆抗汽蚀涂层技术进行了研究。采用激光熔覆技术在水轮机叶片常用材料0Cr13Ni4Mo不锈钢表面制备Co基抗汽蚀熔覆层,并对熔覆层的微观形貌、组织结构、硬度、抗汽蚀性能等性能进行了系统研究。结果... 为了解决水轮机叶片的汽蚀问题,对激光熔覆抗汽蚀涂层技术进行了研究。采用激光熔覆技术在水轮机叶片常用材料0Cr13Ni4Mo不锈钢表面制备Co基抗汽蚀熔覆层,并对熔覆层的微观形貌、组织结构、硬度、抗汽蚀性能等性能进行了系统研究。结果表明:激光熔覆过程会使叶片产生微量的热应力变形,但不会影响叶片的实际使用需求,并且可以通过调节工艺参数将熔覆过程产生的热应力变形控制在更加合理的范围。所制备的Co基抗汽蚀熔覆层与基材呈良好的冶金结合,其显微硬度是基材的1.5倍,相同试验工况下,汽蚀失重量仅为基材的1/3。该技术的应用可以大幅提高清水环境下水轮机叶片抗汽蚀能力,保障机组的安全运行。 展开更多

关键词 水轮机 汽蚀 激光熔覆 CO基合金

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一种高可靠多信号冗余转速继电器应用研究 被引量：2

12

作者 束炳芳 赵伟俊 +3 位作者 劳鹏飞 甘倍荣 董承志 张刘桐 《水电能源科学》 北大核心 2023年第7期218-220,179,共4页

市场现有转速继电器转速信号源采集单一,抗干扰差,容易因测量信号失真、测量通道故障导致转速节点输出错乱。为提高其精确度和可靠性,引入双残压信号输入和双探头齿顺序测速法的多信号冗余采集方式,通过三选一逻辑判断方式选出主用信号... 市场现有转速继电器转速信号源采集单一,抗干扰差,容易因测量信号失真、测量通道故障导致转速节点输出错乱。为提高其精确度和可靠性,引入双残压信号输入和双探头齿顺序测速法的多信号冗余采集方式,通过三选一逻辑判断方式选出主用信号源;并在转速节点信号输出过程中使用限幅平均滤波法和检索干扰输出闭锁方式,消除信号输出过程中的失真。通过仿真试验台测试和在水电站发电机组上的应用验证,该方法在信号采集回路抗干扰能力、信号测量精度及转速节点输出动作可靠性等方面均有显著提升。 展开更多

关键词 双探头 信号冗余 齿顺序测频 三选一 转速继电器

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微分经验模态分解和能量矩阵相结合的水电机组故障信号预处理方法研究 被引量：1

13

作者 吴俊健 舒锦宏 +3 位作者 徐灵江 吕延春 段文华 潘天航 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第4期209-214,共6页

针对经验模态分解方法在处理水电机组振动这类由多重信号和噪声耦合的信号时出现的模态混叠现象,提出了一种微分经验模态分解和能量特征相结合的水电机组故障信号预处理方法。通过微分经验模态算法对信号进行分解,接着构造各阶微分信号... 针对经验模态分解方法在处理水电机组振动这类由多重信号和噪声耦合的信号时出现的模态混叠现象,提出了一种微分经验模态分解和能量特征相结合的水电机组故障信号预处理方法。通过微分经验模态算法对信号进行分解,接着构造各阶微分信号能量矩阵,通过能量矩阵可以筛选出有效的分量。仿真试验表明微分经验模态分解能有效的避免模态混叠效应,使用支持向量机验证在水电机组导轴承信号预处理中,二阶经验模态分解构造的能量特征矩阵识别精度达98%。这一方法在水电机组复杂耦合信号预处理的应用中有很好的工程应用价值。 展开更多

关键词 水电机组 微分经验模态分解 能量特征 信号预处理

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农场科学管理探讨 被引量：1

14

作者 柳斐 杜兆南 张旭炽 《现代农业科技》 2019年第7期228-229,共2页

我国社会经济的高速发展带动了农业的发展。我国已进入适度规模化的农业发展阶段,但在农场规模扩张的同时,农场管理仍依旧停留在粗放式管理阶段。农场规模和管理模式不同步,造成了资源浪费和生产低效率等问题。因此,必须强化农场经营管... 我国社会经济的高速发展带动了农业的发展。我国已进入适度规模化的农业发展阶段,但在农场规模扩张的同时,农场管理仍依旧停留在粗放式管理阶段。农场规模和管理模式不同步,造成了资源浪费和生产低效率等问题。因此,必须强化农场经营管理,才能实现农场可持续发展。科学管理方式中的精细化管理符合农场管理,通过精细化管理,农场资源能够被合理利用,农场的各个生产因素都能够保持良好的状态,顺利地完成各项生产任务。本文探讨了农机、土地资源、人力资源等3个方面的精细化管理,以期为农场的科学管理提供参考。 展开更多

关键词 农场 精细化管理 农机 土地资源 人力资源

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