基于云服务的煤矿水害监测大数据智能预警平台构建

针对华北型煤田煤层底板突水监测预警问题,以底板"下三带"理论为基础,开展了微震-电法耦合系统水害监测预警。在分析微震-电法耦合系统监测数据基础上,采用Flume设计数据迁移子系统,以流处理方式对监测源数据进行预处理,对关键目标数据进行采集、聚合和传输,实现了有效监测数据的实时迁移。此外,针对煤矿水害多源监测预警过程中数据规模大、数据实时处理要求高等特点,结合多源异构数据关联分析和时空属性数据分析处理需求,基于Spark和HDFS设计实现了具备TB级数据存储处理能力的煤矿水害多源监测大数据存储平台。该平台采用HDFS设计构建统一的多源时序大数据存储体系,通过MapReduce实现大数据并行处理,利用YARN实现资源的调度与管理,为海量数据存储提供支撑。平台采用Spark Streaming框架搭建了数据实时处理中心,通过流处理方式实现监测数据高速处理,并通过智能预警算法模块和远程服务接口为预警系统现场应用提供支撑。在智能预警技术方面,结合监测数据的时空属性特点,提出了基于深度学习时空序列预测方法——长短时记忆循环网络智能预警模型的底板突水模型预警技术。该预警技术基于LSTM方法,以"下三带"理论为基准对模型进行初始化,形成初始预警判据;将电法、微震监测数据作为输入变量,实际涌(突)水事件作为干预输出量,对智能预警模型进行半监督分类学习训练,形成动态化、参数最优的模型预警准则,将监测数据动态划分为4个预警等级,从而实现了水害智能动态预警和数据可视化表达。在冀中能源葛泉矿东井的实际应用中发现,该平台能够基本达到预期目标。     

基于深度学习的大采高工作面矿压预测分析及模型泛化

综采工作面矿压显现的分析与预测对于复杂地质条件下工作面顶板管理,保证矿井生产安全具有重要意义。采用关系型数据库储存液压支架工作阻力数据以及利用工作面推进过程中矿压显现的时序特性,采用SQL语言,运用长短时记忆网络(Long Short Time Memory,LSTM)深度学习方法,以红庆河矿31101大采高综采工作面矿压规律为研究对象,对工作面支架工作阻力、支架不平衡力、支架安全阀开启情况及初次来压与周期来压等矿压显现规律进行分析;基于建立的数据库,预测了红庆河大采高工作面矿山压力,预测结果表明LSTM方法较BP神经网络预测更具准确性。为进一步讨论本研究采用的LSTM网络模型的泛化能力,在采用布尔台42103大采高工作面、上湾矿12401大采高工作面少量矿压数据的前提下,使用迁移学习方法,对矿压数据进行预测检验,结果表明:LSTM模型具有很好的泛化能力,相比于不使用迁移学习方法,迁移学习可提高模型的泛化能力。最后,探讨了模型在3个大采高工作面矿压预测表现的差别,发现数据量本身对模型预测行为影响较大,增大数据量可弥补原始数据缺失等问题。在预测模型基础上设计了周期来压预警模型,集成形成相应矿压分析与预警系统,经工程验证判定预警系统分析效果良好。     

云/边缘协同的轴承故障诊断方法

现有轴承故障诊断技术存在以下问题:①传统诊断方法需要人工提取特征,耗时长,诊断结果不稳定;②卷积神经网络诊断方法需要大量的计算资源和较长的训练时间,与故障诊断的实时响应要求存在矛盾。针对以上问题,提出一种云/边缘协同的实时轴承故障诊断方案。经过实验验证,该方案在拥有少量样本情况下与不进行云/边缘协同相比可大幅提高诊断准确率,并节约大量的训练时间。通过改进的轴承故障诊断算法达到了较高的故障诊断准确性,并通过模型的迁移学习与边缘端协同,增强了故障诊断算法对个性化应用的适应性和故障诊断的实时性。     

复合包装膜袋中芥酸酰胺在不同模拟物中的迁移研究

采用气质联用法检测复合包装膜袋中芥酸酰胺在4种模拟物中(水、4％乙酸、20％乙醇和95％乙醇)的迁移量,并研究其影响因素.迁移试验所得的模拟物浓缩至干后用无水乙醇定容,外标法定量.结果表明,芥酸酰胺在浓度为0.2～4.0 mg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.9991,检出限为0.05 mg/kg,回收率为90.8％～95.0％,RSD值为1.81％～3.85％.迁移条件一致时,芥酸酰胺在95％乙醇中的迁移量最大;样品中芥酸酰胺的残留量越大,同等条件下其向食品模拟物的迁移量就越大.     

基于深度学习的包装缺陷快速检测方法

包装缺陷在线检测对提升产品质量具有重要意义.针对工业生产中人工目检效率低、漏检率高,以及基于显式特征提取的缺陷检测方法通用性差、特征提取复杂、缺陷区域占比小等问题,本文提出了基于迁移学习的改进MobilenetV2轻量化网络的包装缺陷快速检测方法,并利用某工厂糖果产线包装质检环节存在的4种表面缺陷对其进行测试.结果 表明,该方法具有检测速度快、缺陷正确检测率高等优点,单个产品处理时间为0.053 s,验证集上缺陷识别率为98.333％,在线测试缺陷品召回率为96.596％,在检测精度较高的同时能满足高速产线的实时性需求,最高支持2 m/s的传送带运行速度.     

虚拟机Windows 10的软RAID配置与恢复

磁盘阵列(RAID)具有提高计算机读写数据的速度、实现对数据的冗余保护及保证数据存储可靠性的功能。本文介绍利用在虚拟机Windows 10客户机添加两个磁盘进行软件RAID的配置,以及模拟磁盘损坏和RAID1恢复的方法。该方法中的RAID1可以保证普通用户数据存储的可靠性,适用性强。     

金针菇多糖对微冻大黄鱼及其鱼片品质变化的影响

为研究金针菇多糖（polysaccharide from Flammulina velutipes，FVP）对微冻大黄鱼及鱼片在贮藏期间肌原纤维蛋白性质的变化及水分分布的影响，实验分别选用0.03、0.06、0.09 g/L FVP浸渍处理大黄鱼和鱼片，以无菌水处理为对照组，分析微冻贮藏期间样品的感官指标得分、总挥发性盐基氮含量、总巯基含量、Ca2＋-ATPase活性、蛋白流变学性质以及水分迁移变化规律。结果表明：FVP可有效抑制整鱼总挥发性盐基氮含量上升和感官得分的下降；减缓整鱼及鱼片在微冻过程中总巯基含量、Ca2＋-ATPase活性下降和水分流失；此外FVP还能够延缓大黄鱼因腐败而出现的蛋白凝胶能力减弱。在本实验选取的多糖浓度范围内，0.09 g/L FVP处理组保鲜效果较强。该研究结果可为FVP用于水产品贮运保鲜提供理论参考。