长距离引水工程监测检测信息融合模型及其在结构安全性评估中的应用
这是一篇关于长距离引水工程,安全监测,人工检测,信息融合,安全评价的论文, 主要内容为长距离引水工程可以有效地解决我国水资源空间分布不均衡的问题。该类工程具有输水线路长、跨域范围广、建筑物种类和数量繁多、地理环境复杂、运行管理难度大等特点。目前,长距离引水工程的结构安全性评估主要来源于以传感器监测为主的安全监测数据和以巡视检查为主的人工检测信息。这两类信息都有各自的优势,但也有各自弊端,难以独立成为长距离引水工程结构安全性评价的理想数据源。基于此,本文对两类数据源进行综合处理和分析,构建监测检测信息融合模型,并将其应用到引水工程结构安全评价中,以期及时准确地掌握长距离引水工程运行期的结构安全状态,为工程的运行管理提供科学的决策依据,保证工程长期稳定的运行。本文对以下内容进行了研究:(1)长距离引水工程监测检测信息融合模型的研究。首先通过对几种信息融合功能模型的介绍、分析和对比,将JDL模型应用到长距离引水工程结构安全状态评估过程中,并引入反馈机制;然后将长距离引水工程结构安全状态评估的信息融合结构划分为三个层级,并进行了相应的体系结构设计;最后根据设计的功能模型与体系结构,构建了长距离引水工程结构安全状态评价的监测检测信息融合模型。(2)监测检测信息的融合处理。分别对安全监测数据与人工检测信息进行分析和处理。针对安全监测数据,采用数据级融合分析方法对其中的单点误差和多点连续误差进行消噪或剔除,得到较为真实可靠的数据;针对人工检测信息,采用特征级融合分析方法对其进行分级化处理与评估参数融合,得到较为可靠的、易于评价的数据。(3)引水工程典型建筑物结构安全评价指标体系的构建。对长距离引水工程几种典型建筑物常见的风险源进行了归纳、梳理和分析,在此基础上,根据一定的指标选取原则和层次架构方式,建立了长距离引水工程建筑物的四层指标体系。(4)长距离引水工程结构安全评估理论与方法研究。利用信息融合中的决策级融合分析方法,对构建的指标体系进行综合评判。首先确定了底层指标的安全评判等级;其次对指标体系中第三层(子部位层)中监测断面与检测项隶属度的确定方法进行了相应的设计;接着,采用AHP-熵权法确定了各层级评价指标的融合权重;最后,对长距离引水工程各类建筑物的结构安全状态进行多级模糊综合评价,得到各层级评价指标的实时安全状态。(5)长距离引水工程运行安全风险评价与预警处置系统的开发。采用Mysql类型数据库,以B/S架构开发了一套集数据采集与分析、综合评价管理、险情预警预报、险情应急响应及应急业务管理等多功能为一体的综合性评价系统,实现了监测检测信息的有效融合、工程结构安全状态评价以及工程运行过程的动态安全预警与应急处置。并以某倒虹吸工程为例,对其运行期结构安全状态进行了综合评价,验证了本文方法的合理性与实用性。
南水北调中线干线工程中安全监测自动化应用系统研究
这是一篇关于安全监测,自动化,智能监控,南水北调中线的论文, 主要内容为南水北调中线干线工程从建设到实施运行,在这个过程中积累了大量的安全监测数据,因此配套相关的信息化系统工程对安全监测业务进行支撑,以便及时、充分和科学的对数据进行展示、分析,从而全面了解工程运行的安全状况,使得安全高效的水资源时空调配得以实现,并达到前所未有的水资源高效利用的目的。根据权限设置和管辖区域接收来自现地监测站的采集信息,对数据信息进行存储和分析处理。南水北调中线干线工程因为其特殊性,使得建立一套科学的安全监测系统对南水北调中线干线工程尤为重要。结合南水北调中线干线工程的实际运行情况,基于使用到的单点统计模型、粗差判别技术等相关理论和技术方法,分析其安全监测自动化系统升级改造面对的现状及需求,对南水北调中线干线工程安全监测系统进行功能需求分析等一系列研究,提出总体设计方案,针对数据处理工作中遇到的实际问题进行开发和研究工作,实现的应用系统软件功能方面的升级工作,实现自动快速的甄别粗差数据的目标,为智能监控提供技术支撑。具体研究内容如下:(1)南水北调中线干线工程安全监测自动化系统数据处理升级改造研究将充分利用已有工作基础以及计算机技术和工程安全监测理论的最新成果,全面完善已有的监测信息数据处理分析功能,增加实际工作急需的功能模块,大幅提升系统的性能和使用便利性,彻底解决应用系统在功能和性能上的不足之处。(2)在紧密结合工程实际,深入分析自动化系统存在的问题,系统化地进行系统需求调研,全面梳理各级用户当前业务,明确本系统的业务需求、功能需求、性能需求、业务负荷和数据量需求、与其他系统接口需求,确定各项业务流程,完成本系统中数据处理功能模块的升级改造。(3)将原有的集中式结构改造为分布式结构。同时在原来耦合严重的三层式软件架构基础上,增加通讯层,使前后端彻底分离并实现负载均衡。利用基于Redis缓存的统一数据平台、面向服务的软件架构、B/S+C/S的混合程序框架,改造原有的系统架构和程序框架,并进行数据库优化设计(包括数据表结构优化设计、分布式数据库设计以及缓存设计),重新设置建筑物分类和归属,将现有数据整合并迁移到新数据库。(4)初步实现系统的智能化。在完善现有的安全监测统计、模型、分析评价算法基础上,采用大数据、AI人工智能算法实现本系统智能化水平的提升。
基于LoRa无线通信网络的工厂安全监测大数据平台设计
这是一篇关于无线通信,动态扩展,大数据,安全监测,生产制造的论文, 主要内容为安全监测平台作为保障人身与财产安全的技术手段,对于易发生危险的生产制造环境是一种必备的应用平台。传统制造业的安全监测平台的功能都较为单一,并且一般只针对特定的危险情况发出报警信号。现代制造业的自动化程度越来越高,生产环境越来越复杂,这不仅要求安全监测平台功能更全面,而且需要实现远程监测。基于以上需求,本文设计了安全监测大数据平台,可远程监测生产环境多种危险因素,动态扩展监测点,分析与计算海量监测数据,并且具有数据可视化功能。本文主要研究工作概括如下:(1)基于LoRa无线通信技术创新设计了伞状无线通信网络结构,使数据通过低功耗的无线通信网络进行高效且稳定的传输;在数据传输过程中,设计了一种通信格式,有利于在软件模型中进行数据分割;利用LoRa模块的特性,创新实现了硬件集成模块动态扩展功能,可以随时添加监测点弥补监测漏洞。开发了上位机模型,与数据接收点进行串口通信,快速获取实时数据。(2)利用Kafka分布式消息队列开发了大数据平台传输层,实现海量数据在服务器集群中缓冲与传输的功能;在海量数据传输的过程中,通过研究不同的数据消费策略,决定各服务器节点采用Round-Robin轮询策略进行数据消费。基于Spark Streaming流式数据计算组件,开发了大数据平台计算层,利用集群中多台服务器节点并行计算各分区数据,高效地处理海量数据流;在计算层中创新设计了动态扩展算法模型,当加入新监测点时,自动创建数据表并持久化数据。(3)开发了大数据平台持久层,存储实时数据、海量历史数据与系统运行日志,并且在持久层架构中设计了数据分流模型,使不同类型数据存储至相应数据库。基于Tomcat Web服务器,开发了B/S结构数据可视化平台,实现远程监测生产制造环境与可视化数据分析结果等功能;在实时监测过程中,设计了传感器报警模块,及时在Web服务器前端页面与硬件集成模块响应有害气体、火灾、可燃气体等报警信号。
视频监控网络设备识别与安全监测系统的设计与实现
这是一篇关于物联网,网络摄像头,设备识别,安全监测,网络资产管理的论文, 主要内容为随着物联网技术的发展和网络摄像头的普及,视频监控网络内设备的数量和种类持续增加,使得资产管理的成本变得越来越高;同时,由于摄像头具有防御薄弱的特点,有必要对这类设备进行安全监测。利用机器学习自动化识别设备和异常流量降低了人工确认成本,有助于资产管理和漏洞的及时防范。基于此,本文设计实现了视频监控网络设备识别与安全监测系统,主要包含以下方面:首先,基于有监督学习算法提出设备分类方法,区分了视频类设备和非视频类设备,并针对视频监控网内的其它常见设备类型进行了粗粒度分类。通过对设备进行监听获取报文,并从报文中提取特征进行识别,使得设备管理员对监控网内设备类型分布有所了解。接着,提出基于无监督学习的识别方法,通过提取报文中的特征,细粒度识别视频类设备。使用密度聚类的方法,通过实验找到合适的超参数,解决了手动确认设备工作量大和有监督学习无法识别新设备的问题。其次,提出基于异常流量识别的设备攻击检测算法,并区分两种典型的异常流量。通过实验结果和针对特征的分析证明了算法的有效性。最后,基于上述内容,设计并实现了视频监控网络设备识别与安全监测系统,系统采用分层架构,实现了自定义实时报文获取,自动化设备识别、安全告警等功能,最后完成了功能测试,证明了本文所提设计方案的正确性和有效性。
大坝安全监测自动化软件的设计与开发
这是一篇关于大坝,安全监测,数据分析的论文, 主要内容为大坝安全监测是确保大坝安全的重要手段。为了便于管理安全监测资料和进行资料整编,同时利用这些观测资料建立数学模型,对模型作出解释,并协助分析人员尽早地发现大坝性态的异常情况,从而掌握大坝的工作性态,有必要开发大坝监测数据处理系统。有效的计算机数据处理系统软件的研制开发及其应用有助于充分发挥观测资料的作用,所以进行大坝监测数据处理系统的开发及其应用研究具有重要的意义。 本论文共五章第一章介绍大坝安全监测的目的和意义、国内外研究情况和硬件组成。 第二章大坝安全监测系统设计方案,主要包括系统设计原则,系统结构设计,系统开发运行环境,系统功能描述以及系统运行流程等几个方面。第三章大坝安全监测系统数据库设计与开发主要包括系统管理模块,数据录入模块,报表制作,图形制作,权限管理这几个方面。第四章大坝安全监测系统数据分析模块的设计与实现,主要从曲线拟合分析,线性相关分析,逐步回归分析,结构化推理这四方面展开。第五章包括软件的测试和工作的展望。
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