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基于SMR-RCNN网络的隧道衬砌缺陷智能识别研究

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工程地球物理学报 2024年第4期21卷 541-554页

作者：徐秋朗罗伟斌刘斌李涛朱培民广西南宾公路建设发展有限公司广西南宁530499 广西交通工程检测有限公司广西南宁530299 华蓝设计(集团)有限公司广西南宁530011 中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

脱空和不密实是隧道衬砌最常见的两种病害。在这两种病害长期作用下会导致隧道出现破裂、渗漏水、钢筋锈蚀,最终造成隧道塌方等问题,严重威胁行车安全。采用探地雷达对隧道进行无损探测是发现这些病害或缺陷的常见方式,但大量雷达数据... 详细信息

脱空和不密实是隧道衬砌最常见的两种病害。在这两种病害长期作用下会导致隧道出现破裂、渗漏水、钢筋锈蚀,最终造成隧道塌方等问题,严重威胁行车安全。采用探地雷达对隧道进行无损探测是发现这些病害或缺陷的常见方式,但大量雷达数据的人工识别存在着工作量大、效率低、强烈依赖人员的专业素养等问题。本文提出一种基于深度学习的隧道衬砌缺陷的自动检测方法——自监督多尺度池化区域卷积神经网络方法(Self-monitoring Multi-scale ROI Align Region Convolutional Neural Network,SMR-RCNN),以提高缺陷识别的效率,并减少主观因素的影响。在雷达探测隧道衬砌的实践中,数据量巨大,但缺陷样本却很少,这对训练神经网络是一个相当大的挑战。为此,设计了一种数据增强的方法来增加缺陷的样本数量,且使用一种自监督对比学习的网络模型来提取雷达数据的特征,然后将其迁移到改进后的Faster-RCNN网络模型中;最后,使用有标签的样本对改进的Faster-RCNN网络进行细调训练。实验结果表明,相较于传统的Faster-RCNN方法,本文提出的算法增强了神经网络对脱空和不密实两类缺陷的自动识别能力,在检测精度上得到了显著提高,mAP值提升了12%。

关键词：隧道衬砌缺陷特征 SMR-RCNN 对比学习 Faster-RCNN

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交互式管网缺陷检测智能识别系统研究

工程地球物理学报 2024年第2期21卷 187-195页

作者：李广超阮殿勇李涛张昊廖志颖朱培民黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 中国地质大学地球物理与空间信息学院湖北武汉430074

对闭路电视数据进行城市排水管道缺陷识别处理,常需要人工或者基于深度学习的方法来完成。但人工识别工作量和耗时巨大,而传统的深度学习方法还存在复杂缺陷识别准确率低和需要大量标签等问题,无法满足排水管道异常的类别检测和精确位... 详细信息

对闭路电视数据进行城市排水管道缺陷识别处理,常需要人工或者基于深度学习的方法来完成。但人工识别工作量和耗时巨大,而传统的深度学习方法还存在复杂缺陷识别准确率低和需要大量标签等问题,无法满足排水管道异常的类别检测和精确位置确定的要求。为此,发展了一种交互式的基于深度学习的排水管道缺陷内窥检测智能识别方法,可以在样本量较少的情况下不断提高识别效果。该方法通过适当的人工干预,校正识别的结果,并将识别结果自动加入到样本库中,积累和丰富各种缺陷的样本;通过对不断更新的样本的持续学习,可以迅速提高缺陷的识别准确度。在武汉市排水管道视频数据的缺陷识别试验中,虽然各类缺陷样本总共只有1627个,但总体缺陷识别准确率可以达到68%,验证了该方法的有效性,展示了该方法有良好的应用前景。

关键词：深度学习交互智能排水管道管道缺陷

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不同氮肥施用量对优质中熟晚粳‘南粳46’产量和品质的影响

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上海农业科技 2024年第1期 102-103,125页

作者：王瑛皎朱国曹玲珍朱培民王萍张丽娜陆爽君施学锋倪青上海市宝山区农业技术推广中心上海201999

氮肥是水稻生长必需的营养要素之一,合理施用氮肥以提高水稻产量和品质是水稻生产者不断追求的目标。为进一步探明不同氮肥施用量对上海市宝山区优质中熟晚粳‘南粳46’产量和品质的影响,特开展相关试验。结果表明,在每667 m2纯氮总施... 详细信息

氮肥是水稻生长必需的营养要素之一,合理施用氮肥以提高水稻产量和品质是水稻生产者不断追求的目标。为进一步探明不同氮肥施用量对上海市宝山区优质中熟晚粳‘南粳46’产量和品质的影响,特开展相关试验。结果表明,在每667 m2纯氮总施用量为13 kg的情况下,‘南粳46’的实际产量较高,且能获得较好的蒸煮食味品质。

关键词：氮肥水稻 ‘南粳46’ 产量品质

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基于改进FCM聚类算法的三维重力反演

地质科技通报 2023年第3期42卷 338-349页

作者：刘乃征朱培民杜利明中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学(武汉)高等研究院武汉430074 中国冶金地质总局山东正元地质勘查院济南250101

在重力反演中,传统的反演方法通常会生成平滑的反演结果,即不同的地质单元之间没有明显的边界。为了提高反演结果的空间分辨率和反演精度,采用模糊C均值聚类算法(fuzzy C-means,简称FCM)解决上述问题。但当异常体体积远小于围岩体积以... 详细信息

在重力反演中,传统的反演方法通常会生成平滑的反演结果,即不同的地质单元之间没有明显的边界。为了提高反演结果的空间分辨率和反演精度,采用模糊C均值聚类算法(fuzzy C-means,简称FCM)解决上述问题。但当异常体体积远小于围岩体积以及目标函数FCM聚类项权重系数选择不当时,该算法容易造成异常体反演结果均匀收缩,导致反演精度降低,甚至反演失败。反演失败的主要原因通常是因为异常体体积比围岩体积小很多。为此在反演的目标函数FCM聚类项中引入了缩放因子,用以平衡模型参数对每个聚类的隶属度,减小异常体体积远小于围岩体积的影响。通过建立缩放指数e_(k)与归一化的聚类中心与实际聚类中心间距离S_(normal)的简单正相关关系,使得缩放因子ρ_(k)随反演过程不断更新,从而显著降低了目标函数FCM聚类项权重系数的选择难度,避免了异常体反演结果均匀收缩的问题,增强了反演的稳定性。理论重力异常数据反演数值试验和实际数据反演表明,相比于此前的FCM方法,改进算法有更高的反演稳定性和反演精度。

关键词：三维重力反演 FCM聚类缩放因子

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二维叠后地震数据的平稳随机介质参数估计

地球物理学报 2014年第7期57卷 2291-2301页

作者：顾元朱培民李辉李小勇国土资源部海底矿产资源重点实验室广州海洋地质调查局广州510075 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 休斯敦大学地球物理系

随机介质参数估计是随机介质理论应用于地震勘探的关键.本文提出了一种从二维叠后地震数据中估计平稳随机介质参数的方法.文中阐述了二维叠后地震数据与随机介质波阻抗模型的关系,以及随机介质自相关函数参数的估计原理和方法,并结合实... 详细信息

随机介质参数估计是随机介质理论应用于地震勘探的关键.本文提出了一种从二维叠后地震数据中估计平稳随机介质参数的方法.文中阐述了二维叠后地震数据与随机介质波阻抗模型的关系,以及随机介质自相关函数参数的估计原理和方法,并结合实例详细介绍了应用功率谱法进行随机介质参数估计的具体步骤;通过多个二维理论模型的估计试验,验证了方法的可行性和正确性;还对实际地震数据进行了随机介质参数的估计试验,结果表明,随机介质参数可以为三角洲沉积相的进一步划分提供参考,反映了该方法有较好的应用前景.相比前人的研究,本文所提出的随机介质参数估计方法是一种真正的二维算法,特别是能给出自相关角度θ的估计,这种基于功率谱的估计方法具有直观且高效率的优点,但也存在着误差较大的问题,需要进一步的改进和完善.

关键词：随机介质自相关函数参数估计反演

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用趋势面分析方法提高模拟退火法反演的效率

地球科学（中国地质大学学报） 2001年第5期26卷 538-540页

作者：詹麒朱培民中国地质大学地球物理系湖北武汉430074

利用模拟退火反演过程中废弃的随机搜索的模型解信息 ,建立起目标函数的二阶趋势面 ,根据趋势面的分析结果预测和指导模拟退火的搜索方向 ,使模拟退火法快速地收敛到全局最优解 .数值试验证明 ,这种方法比传统模拟退火法的计算效率高出... 详细信息

利用模拟退火反演过程中废弃的随机搜索的模型解信息 ,建立起目标函数的二阶趋势面 ,根据趋势面的分析结果预测和指导模拟退火的搜索方向 ,使模拟退火法快速地收敛到全局最优解 .数值试验证明 ,这种方法比传统模拟退火法的计算效率高出十倍以上 .

关键词：模拟退火趋势面分析目标函数非启发式非线性反演方法

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典型含煤模型Love型槽波的频散特征分析

煤炭学报 2012年第1期37卷 67-72页

作者：程建远姬广忠朱培民中煤科工集团西安研究院西安710077 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院 430074

为了研究不同地质条件下煤层Love型槽波的频散特征,设计了4种典型二维地震地质模型,即围岩不变而煤厚变化(3,5,10,15和20 m)模型,围岩变化(高速围岩与低速围岩)而煤厚不变(10 m)模型,煤层含有断层(煤厚10 m、断层落差5 m)模型和10 m煤... 详细信息

为了研究不同地质条件下煤层Love型槽波的频散特征,设计了4种典型二维地震地质模型,即围岩不变而煤厚变化(3,5,10,15和20 m)模型,围岩变化(高速围岩与低速围岩)而煤厚不变(10 m)模型,煤层含有断层(煤厚10 m、断层落差5 m)模型和10 m煤层中夹有5 m×5 m、5 m×10 m、5 m×20 m、5 m×50 m砂体模型等;采用SH波波动方程,对上述模型进行了数值模拟,分析了Love型槽波的波场特征,并对正演记录进行了傅里叶变换,计算得到槽波频散图。结果表明:煤厚变化主要影响Love型槽波各阶模式频散曲线的能量分布,上下围岩中最小横波速度控制频散曲线的上限,砂体使频散曲线发散,断层对槽波频散影响较小。

关键词：煤层模型 Love型槽波频散特征高阶模式

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周恩来与新疆

西域研究 1998年第1期 1-8页

作者：朱培民中共新疆维吾尔自治区党校

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精神文明建设跨世纪的行动纲领

实事求是 1996年第S1期 1-6页

作者：朱培民