土石坝渗流分析与自动化观测软件研究

介绍了结合土石坝自动化安全监测对辽宁省柴河水库土石坝坝体观测断面进行渗流场分析的软件开发过程。通过可视化软件开发，实现实时显示断面观测数据，计算设计浸润线及实测浸润线的实时绘制，并利用有限单元方法计算分析心墙内渗透压力水位，实现通过实测和计算的结果对土石坝安全监测与评价进行辅助支持。     

现场总线技术在土石坝浸润线观测上的应用

水库大坝80%以上是土石坝,浸润线是土石坝上最高的一条水压线.对浸润线的观测是对水库大坝安全分析的重要内容.应用PROFIBUS现场总线技术,把智能现场装置、自动化系统、数字通信,通过一条双绞线电缆连成开放式互联网,从而改变了过去模拟装置一对一的接线方式.它融合了测控技术、计算机技术和网络技术,给大坝的安全维护及各种监测设备的设计、安装带来了极大的方便.这不仅提高了大坝安全监测自动化水平,也节省了现场实测的费用,可以进一步推广、应用.     

基于高密度电阻率法的尾矿坝浸润线监测系统设计

针对现有的浸润线监测方法由于观测点少而无法反映尾矿坝的整体实际情况的问题,提出了一种基于高密度电阻率法的尾矿坝浸润线监测系统的设计方案。该系统通过智能电极开关采集测点数据,根据实测的视电阻率剖面进行计算、分析,可获得尾矿坝剖面的电阻率分布情况,通过电阻率等值面图可直观了解到尾矿坝浸润线的位置和坝体异常情况,为尾矿库风险状态评估提供了科学依据。     

基于灰系统的尾矿坝浸润线预警系统

为了实现对尾矿坝浸润线高度进行实时在线监测及趋势预测,提出了用了灰色系统理论来对尾矿坝的浸润线数据建立灰色模型的方法。利用渗压计来实时测量尾矿坝浸润线的高度数据,用了灰色系统理论来对尾矿坝的浸润线数据建立GM(1,1)灰色系统模型,并用此模型来对浸润线的发展趋势进行预测,最后当预测数值达到警戒值时用短信猫进行短信报警。通过对尾矿坝浸润线历史数据建立的GM(1,1)模型,证明了利用灰色系统原理来对尾矿坝浸润线高度进行建模与预测是一种简便、可靠的方法。     

基于物联网技术的水库大坝遥测系统结构研究

堆土面板坝或堆石面板坝,是数量最大的水库大坝形式,常规大坝安全监测手段是采用人工观测浸润线的各点渗流水位,进行坝体浸润线的安全分析;在水库集雨面积范围通过设置多点降雨观测点,监测水库入水水情。实现大坝自动安全监测和水库水情数字测报是近年来水利行业一个重要的提高安全运行水平的科技进步手段。本文探讨了以无线物联网技术为平台的水库大坝安全监测系统,主要介绍了所研究的智能化检测仪器、系统结构及其适应性、稳定性以及数据采集网络的"无线网络化"等技术。遥测系统以基于数据库的WEB技术和野外太阳能后备电源为基础,构建了水库大坝安全监测,并在多个水库投入应用,达到了设计和研究的目的,使所建设的水库大坝安全监测系统达到无线化、网络化并通过互联网实现了数据共享。     

基于辅助结构实时监测大高宽比纳米结构显影过程的方法研究

提出了一种引入辅助结构作为显影过程的监测对象来实现对大高宽比纳米结构高度变化进行实时无损监测的方法。随着结构高度的变化,矩形光栅表现出明显的光学性质的变化,便于进行光学监测,适合用作辅助结构。使用光栅负一级和正一级衍射效率两个参数作为监测依据,首先通过观测它们的起伏变化得到结构大致的高度范围,然后通过观测负一级与正一级的比值得到结构高度的精确值,从而实现对大高宽比纳米结构高度的实时监测。以高度为3μm的纳米结构为例,设计了线密度为50线/mm和160线/mm的矩形光栅作为辅助结构来监测显影过程中结构高度的变化。模拟结果表明,通过监测光栅衍射效率的变化可以有效地监测纳米结构高度的变化,该方法适用于对大高宽比纳米结构的显影过程进行实时监测。     

组态软件在水厂泵站监控系统中的应用

介绍了基于组态王软件开发的水厂泵站监控系统.通过对泵站监控系统的功能需求分析,上位机采用组态王软件进行设计,并实现与下位机PLC的通讯,完成对数据的采集.系统通过组态技术实现画面显示等各种功能,实时监测生产过程.     

基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台

为满足测站对空间目标的跟踪测量需求, 针对现有的空间目标观测软件在三维可视化、跨平台能力和操作易用性等方面的不足, 设计开发了基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台. 介绍了软件开发框架, 利用两行轨道根数(TLE)和最新的简化常规摄动模型4 (SGP4)进行轨道预报, 结合空间坐标系转换, 实现了空间目标的轨道计算、实时位置动态显示和测站可见性分析的平台功能, 并通过卫星工具包(STK)对平台计算结果进行了验证.应用结果表明, 该可视化软件操作使用方便, 具有良好的跨平台性能, 计算结果满足精度要求, 为软件设计开发的可视化与实用性相结合提供了有益探索.     

新型软土沉降监测仪的研制

为解决目前我国对土体沉降监测方面存在的自动化程度低、测量精度不高等问题,提出一种新型基于霍尔效应的软土沉降监测方法,设计出一款高精度实时在线监测仪器.选用多个霍尔器件组成阵列固定在假设不发生沉降位移的参考面上.土沉降带动沉降磁环的跟随沉降,根据霍尔效应原理,霍尔器件会输出变化的电信号.采用RS-485总线将阵列电信号实时上传至主机,经主机对实验数据进行科学建模处理,建立沉降位移与输出电信号的对应关系,从而实现对土沉降实时在线监测.搭建模拟测试平台,测试结果表明:对沉降磁环的定位测试,误差在1.2544 mm内,相比较于利用接近原理的传统测量仪器测量精度更高,数据稳定性更好,可以实现实时在线测量.     

基于嵌入式的教学监测系统的设计

为了保证教育教学的安全性和高效性,必须对其进行有效的远程监测.主要论述了基于嵌入式的教学监测系统的设计方案,介绍了该系统中监测点的功能模块及其软件开发.本系统可以根据手动配置路由文件来动态组网,并可实时更新数据的算法文件,从而实现了系统根据不同监测对象进行灵活配置的功能.本系统也实现了现场数据的网络化远程传输,实时数据显示、分析、监控等功能.     

典型站流量软在线的实现

聚焦新形势下水资源监测预警、生态流量监测等"水利行业强监管"的要求,以及实时流量监测的迫切需要,在总结传统推流方法的基础上,基于影响流量的内在水力要素关联,通过对典型水文站共性的提取,建立流量转换模型,利用已有的实时要素监测信息,构建流量实时计算的通用算法,实现流量软在线,通过代表站分析验证,软在线成果效果较好,满足水文监测预报对流量的精度要求。依据在线成果与实测流量对比,证明参数自动识别是软在线思路的改进方向。     

某风洞喷管段大型柔板结构应力监测试验研究

为确保某风洞喷管段大型柔板结构成型过程的安全可靠,在该柔板结构应力集中的部位布设多组电阻应变计构成应变、应力监测系统,对多组液压驱动机构运动过程中柔板结构的形变和局部应力进行实时监测和预警。采用有限元分析计算确定了应变计布设的应力集中部位,建立了多点应变、应力实时监测系统,得到了柔板成型全过程的应力数据。通过对试验数据进行分析,并与有限元理论计算结果进行对比,表明实测数据与理论数据一致性较好,证明了理论计算方法及所建立的监测系统的正确性和有效性。该监测系统可确保该大型柔板结构变形过程中的安全可靠,为风洞及其他类似设备结构的应变、应力监测系统的设计和实现提供了借鉴。     

机载激光荧光雷达油污染实时监测系统的软件开发

为了满足多通道激光荧光雷达油污染监测系统的研制需求,基于VC开发了一套应用软件用于实时油污染监测;通过分析软件功能模块,采用模块化软件设计和一些比较成熟的软件技术,降低了软件开发复杂度;利用NI公司TCIk同步技术实现多块采集卡同步;采用Windows多线程实现实时数据显示、存储与分析;同时利用ActiveX控件、基于COM的Matlab与VC混合编程完成了软件显示与处理模块的开发;软件应用结果表明,该软件运行稳定可靠,为溢油监测工作提供一个方便的集信息采集、处理和显示于一体的可视化软件平台,并对其它类似系统的软件开发具有一定的参考价值.     

一种矿井巷道断面瞬时监测系统设计

针对矿井巷道断面人工测量方式费时费力、误差大以及现有巷道断面测量仪检测速度慢、无法实现上位机实时监测等问题,提出了一种基于PLC和ZigBee网络的矿井巷道断面瞬时监测系统的设计方案。该系统中,PLC输出2个6 400个/s的高速脉冲序列,分别用于控制步进电动机旋转和驱动脉冲式激光测距仪测距;HC0,HC1高速计数器分别对2个脉冲序列计数;步进电动机步进角设置为0.45°;激光测距仪旋转1周后,PLC计算出巷道断面的周长和面积,并将计算结果通过ZigBee网络发送至上位机进行实时显示。实验结果表明,该系统每隔10s更新显示巷道断面的周长和面积,周长测量的相对误差不超过0.5%,面积测量的相对误差不超过0.9%。     

一种面向水下传感器网络的监测系统设计方法

当前水下监测系统缺乏统一的开发规范,软件可复用性低,难以快速、高效地进行系统设计与实现;提出了基于水下传感器网络的监测系统设计方法,将系统结构分为观测平台、本地观测服务器、数据服务器,从数据获取、数据管理、数据展示方面给出了软件的总体开发流程,并提出了统一的软件数据模型和软件开发模型;在数据模型中,对监测元数据以及监测数据进行规范化描述;在软件开发模型中,构建了可扩展的功能组件库,通过对组件进行配置,可快速生成满足用户需求的监测系统;通过在不同的应用开发中进行验证,证明该方法能够在保证系统质量的前提下,显著提高开发效率.     

海洋要素多通道实时采集系统的设计

提出了一种在海洋观测领域进行实时数据采集的设计方案.该方案依托海上石油平台,基于系统集成技术和计算机拓展通信技术,通过开发多通道数据采集软件并搭载不同种类的海洋传感器,实现在无人值守的状态下对平台周围的海洋环境要素的自动监测和实时采集,为石油平台的安全生产及相关海洋工程的开发与建设提供可靠的科学依据.     

基于SVR的桥梁健康监测系统缺失数据在线填补研究

针对桥梁健康监测系统所采集的实时数据具有不完备性,严重影响桥梁的安全评估,提出基于支持向量回归SVR(Support Vector Regression)算法的桥梁健康监测系统缺失数据实时在线预测方法.首先,分析实测数据具有时序、非线性和周期性等特点,利用变量的自相关和变量间的相关性重新构造支持向量回归模型的输入样本维数;在此基础上,根据样本在线更新的特点,采用序列最小优化算法对支持向量回归模型中的拉格朗日乘子进行实时更新,解决高精度在线填补的需求;最后,从实际问题出发,实现了支持向量回归模型的在线和离线自适应预测模式.通过对桥梁实测数据进行在线模式和离线模式预测对比,结果表明在线模式以样本更新的方式能够获得对将来值更高的预测精度.     

基于CAN总线的煤矿安全分布式监控系统

本文针对煤矿监测系统存在网络瓶颈、采集终端不兼容的不足,研究了基于CAN总线的煤矿安全分布式监控系统,根据矿井的特点设计了通用智能环境监控终端和机电设备运行状态监控终端,并通过CAN总线实现多节点高速、高可靠性的网络互联,对煤矿环境安全参数和设备运行状态进行实时监控,各监控终端可根据优先级别自主通讯.主机对全局参数进行信息融合、综合分析与诊断及预警连锁及辅助决策.     

深海海底观测网络远程电力监控系统研究

为了实现对深海海底观测网络的观测传感器电能供给状态的在线实时监测,提出了一种基于水下接驳盒的远程电力监控方案.设计了电力监控系统的总体结构和接驳盒节点的硬件结构.监控系统以水下接驳盒为核心节点,通过光以太网进行远程通信,采用霍尔电流传感器和热敏电阻温度传感器相结合的方法,实现了对各种海底观测传感器的电流、温度监测和电能...