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无人机智能巡检技术在渠堤渗漏识别中的应用

典型饲用氨基酸的太赫兹光谱检测与密度泛函理论指认分析

水利水电技术（中英文） 2024年第S1期55卷 242-248页

作者：刘宝权杨蓉刘达景若瑶国家能源集团吉林台水电开发有限公司新疆伊宁835000 北京华可实工程技术有限公司北京100025

针对引水渠道渗漏难以发现和监测的问题,介绍了一种无人机智能巡检技术。它主要是基于现代人工智能技术,对无人机搭载红外热成像仪采集到的图像进行分析,实现渠堤渗漏的自动识别,快速高效地检测出渠堤渗漏区域,并能跟踪渗漏的发展变化过... 详细信息

针对引水渠道渗漏难以发现和监测的问题,介绍了一种无人机智能巡检技术。它主要是基于现代人工智能技术,对无人机搭载红外热成像仪采集到的图像进行分析,实现渠堤渗漏的自动识别,快速高效地检测出渠堤渗漏区域,并能跟踪渗漏的发展变化过程,完成渗漏缺陷的闭环管理。应用实例重点针对某引水渠道工程的一处渠堤渗漏进行无人机红外热成像采集后,通过智能模型识别准确计算出渗漏区域的面积。实例说明该无人机智能巡检技术在渠堤渗漏缺陷识别方面具有一定的有效性和优越性,它提升了渠道巡检工作效率,提高了渗漏缺陷的预警能力,保障了引水渠道工程的安全运行。

关键词：渠堤渗漏智能识别红外热成像无人机巡检

来源：评论

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1269-1276页

作者：梁爽王莹赵文文张志勇岳健民李斌山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 联想(北京)信息技术有限公司北京100085

为探索用于畜禽饲喂低蛋白日粮的典型氨基酸太赫兹波段指纹特性及其与分子结构相关性,本文基于太赫兹时域光谱技术和密度泛函理论(DFT)对蛋氨酸等6种饲用氨基酸开展了实验测量和理论振动计算分析。首先,制备了氨基酸实验样本,测量了它们... 详细信息

为探索用于畜禽饲喂低蛋白日粮的典型氨基酸太赫兹波段指纹特性及其与分子结构相关性,本文基于太赫兹时域光谱技术和密度泛函理论(DFT)对蛋氨酸等6种饲用氨基酸开展了实验测量和理论振动计算分析。首先,制备了氨基酸实验样本,测量了它们在0.5~2.0 THz的太赫兹吸收光谱,发现:蛋氨酸在1.48和1.54 THz、赖氨酸在0.95和1.67 THz、色氨酸在1.2和1.4 THz、苏氨酸在1.42 THz、组氨酸在1.4 THz、异亮氨酸在1.41和1.51 THz处呈现明显吸收特性;然后,利用GaussView软件构建了6种氨基酸单分子结构,应用DFT理论的B3LYP杂化泛函方法,结合6-311G(d,p)基组优化结构,计算获得其太赫兹波段的频谱特征,发现:蛋氨酸在1.51 THz、赖氨酸在0.89和1.68 THz、色氨酸在0.67和1.39 THz、苏氨酸在1.4 THz、组氨酸在1.4 THz、异亮氨酸在1.56和1.75 THz处有一定吸收,与实际实验测量吸收峰位基本吻合;最后,利用Gaussian软件分析了6种氨基酸在0.5~2.0 THz波段各吸收峰处的振动模式,发现:蛋氨酸1.51 THz处吸收峰源自其甲基团的面内摇摆振动;赖氨酸0.89和1.68 THz处吸收峰源自其羧基官能团的旋转和氨基官能团的面内摇摆振动;色氨酸1.39 THz处吸收峰源自其羧基官能团的面外弯曲振动;苏氨酸1.4 THz处吸收峰源自其羧基官能团的面外弯曲和氨基官能团的面内摇摆振动;组氨酸1.4 THz处吸收峰源自其氨基官能团的面内摇摆和整体摇摆振动;异亮氨酸1.56 THz处吸收峰源自其甲基团和氨基官能团的整体摇摆和羧基官能团的面外摇摆振动、1.75 THz处吸收峰源自其甲基团的整体摇摆和羧基官能团的面外摇摆振动。该研究为利用太赫兹光谱技术开展典型饲用氨基的快速定性定量研究提供理论参考。

关键词：低蛋白日粮氨基酸太赫兹密度泛函

高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

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无人机智能巡检混凝土裂缝方法和机制研究

水利水电技术（中英文） 2024年第S1期55卷 249-256页

作者：徐亮何伟叶尔达·叶尔丁达拉李楠楠国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司新疆伊宁835000 北京华可实工程技术有限公司北京100025

利用无人机搭载专业设备对坝体混凝土裂缝进行自动化检测和智能识别,可提升大坝表面病害视觉检测自动化水平,为大坝正常维修管理提供高质高效的信息。介绍了YOLO裂缝目标检测算法和U^(2)-net裂缝图像分割模型,以及裂缝参数的测量方法和... 详细信息

利用无人机搭载专业设备对坝体混凝土裂缝进行自动化检测和智能识别,可提升大坝表面病害视觉检测自动化水平,为大坝正常维修管理提供高质高效的信息。介绍了YOLO裂缝目标检测算法和U^(2)-net裂缝图像分割模型,以及裂缝参数的测量方法和图像识别精度的评价标准。结合某水电站坝顶混凝土裂缝调查场景,分析无人机不同搭载形式与航拍高度和图像地面分辨率的理论关系,并利用YOLO和U^(2)-net算法进行裂缝宽度识别,探究不同航拍参数对裂缝识别精度的影响。最后,综合考虑各巡航场景实际运行要求和成果处理与发布效率,确定坝体裂缝自动化检测运行参数,为高精度识别坝体毫米级宽度裂缝提供一种思路。

关键词：大坝裂缝检测 U^(2)-net 无人机航拍参数

无人机倾斜摄影测量在采空塌陷区生态综合治理中的应用

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煤炭工程 2024年第5期56卷 36-41页

作者：彭桢王宁中煤科工集团北京华宇工程有限公司北京100120

针对郭家湾煤矿51101工作面采空塌陷区生态综合治理问题,利用无人机搭载五镜头倾斜相机获取航摄影像,经过内业处理、三维建模获得实景三维模型。通过对像控点和三维模型精度分析,证明无人机倾斜摄影测量完全满足煤矿治理大比例尺地形图... 详细信息

针对郭家湾煤矿51101工作面采空塌陷区生态综合治理问题,利用无人机搭载五镜头倾斜相机获取航摄影像,经过内业处理、三维建模获得实景三维模型。通过对像控点和三维模型精度分析,证明无人机倾斜摄影测量完全满足煤矿治理大比例尺地形图测图要求。依托实景三维模型和生成的高精度DLG数据成果,可帮助设计人员准确高效地提出相应采空塌陷区生态治理方式,大大提高了塌陷治理以及土地复垦工作的针对性和工作效率,为后期项目验收提供了准确可信的技术支撑和成果验证,最终有效解决了治理区地表变形和生态破坏问题。

关键词：采煤塌陷区无人机测量倾斜摄影生态治理三维建模

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严寒地区混合垂直通风猪舍环境质量评价

农业工程学报 2024年第11期40卷 204-211页

作者：王朝元马晓春党昊昱方志伟梁超王钰中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 农业农村部设施农业工程重点实验室北京100083 北京市畜禽健康养殖环境工程技术研究中心北京100083 正大农业科学研究有限公司北京100005

为探究垂直通风系统(屋顶与粪坑混合排风)在寒区猪舍中的适应性,该研究在秋冬季节对内蒙古某规模化猪舍的热湿与空气质量环境进行了实时连续监测,并根据测试结果对猪舍环境质量进行评价。结果表明:1)测试期间,舍内平均温度、相对湿度以... 详细信息

为探究垂直通风系统(屋顶与粪坑混合排风)在寒区猪舍中的适应性,该研究在秋冬季节对内蒙古某规模化猪舍的热湿与空气质量环境进行了实时连续监测,并根据测试结果对猪舍环境质量进行评价。结果表明:1)测试期间,舍内平均温度、相对湿度以及氨气(NH_(3))、二氧化碳(CO_(2))、总悬浮颗粒物(total suspended particulate, TSP)浓度分别为22.7℃、59.6%、6.5 mg/m^(3)、2 200 mg/m^(3)、2 915μg/m^(3),舍内通风量为0.34~0.39 m^(3)/(h·kg),各环境指标基本满足生产环境阈值要求;保育期间舍内有效环境温度范围为27.1~30.7℃,存在轻度热应激情况,占总监测时间的12.9%;2)舍内温度、相对湿度与NH_(3)、CO_(2)、TSP浓度空间分布不均匀系数分别为0.01、0.15、0.45、0.03、0.15,各环境参数空间分布均较为均匀;3)试验单元(U1、U3)猪的平均日增质量、料重比与死淘率分别842和818 g/d、2.68和2.79、1.68%和1.31%,生产性能良好。综上,不设吊顶的侧墙进风,屋顶与粪坑混合排风的垂直通风系统,总体上能够满足严寒地区猪舍秋冬季热湿环境与空气质量调节需求,保证良好的生产性能。

关键词：通风温度相对湿度猪舍适应性热湿环境空气质量

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戈壁区露天矿无组织扬尘源定量预测研究

煤炭工程 2024年第8期56卷 25-31页

作者：刘子晨中煤科工集团北京华宇工程有限公司北京100120

定量预测戈壁区露天矿开发过程中风蚀扰动和机械扰动产生的无组织扬尘的浓度和影响范围是露天矿大气环境影响评价的重点和难点。以红沙梁露天矿为研究对象,基于扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南(试行)和ADMS-EIA软件,建立气象数据预处... 详细信息

定量预测戈壁区露天矿开发过程中风蚀扰动和机械扰动产生的无组织扬尘的浓度和影响范围是露天矿大气环境影响评价的重点和难点。以红沙梁露天矿为研究对象,基于扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南(试行)和ADMS-EIA软件,建立气象数据预处理—无组织源强核算—模型定量预测的评价策略,以等值线图可视化扬尘控制措施下TSP、PM_(10)和PM_(2.5)网格浓度。研究表明,露天矿开发无组织扬尘主要集中在扰动工作面1000 m范围内,相比定期洒水扬尘控制措施,使用化学覆盖剂对主导风向下风向500 m处TSP、PM_(10)和PM_(2.5)浓度贡献分别降低56%、56%和41%。露天矿无组织扬尘源定量化预测可为大气环境防护距离确定和污染控制措施可行性评估提供支撑。

关键词：露天矿无组织扬尘戈壁风蚀定量预测环境影响评价

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小保当一号煤矿特大型智能主运输系统设计

煤炭工程 2024年第7期56卷 28-34页

作者：张广龙史志红中煤科工集团北京华宇工程有限公司北京100120

针对小保当煤矿主运输系统大运量、高带速、高带强的特点,进行了技术方案的分析研究并对各部带式输送机均采用了最佳配置设计。文章介绍了采用多项国内外先进技术对主运输系统的各个具体环节进行的优化设计,包括:采用智能化设计技术,实... 详细信息

针对小保当煤矿主运输系统大运量、高带速、高带强的特点,进行了技术方案的分析研究并对各部带式输送机均采用了最佳配置设计。文章介绍了采用多项国内外先进技术对主运输系统的各个具体环节进行的优化设计,包括:采用智能化设计技术,实现主运输系统的远程集中控制、协同运行和无人值守;采用特大型装备设计技术,对系统关键位置及重要部件进行分析研究,确保安全;采用井下煤水分离技术,对原煤进行脱水处理,避免“水煤”隐患;采用动力学分析技术,对多种不利工况下的输送带张力特性进行模拟,优化设备布置。最终实现了国内井下总运输距离最长、装机总容量最大的煤炭主运输系统的智能化、无人化长期连续平稳运行,为国内特大型矿井的煤炭主运输系统设计起到了引领示范作用。

关键词：特大型主运输系统智能化煤水分离动力学分析

固体氧化物燃料电池氧化锆基电解质薄膜制备技术研究进展

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1722-1738页

作者：徐而翔李晓艳陈宋璇杜国山付云枫清华大学材料学院北京100084 中国恩菲工程技术有限公司北京100038

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的影响因素。为促进SOFC的商业化,电解质材料需在较低的工作温度下有较低的欧姆阻抗,电解质薄膜化是降低电池工作温度的有效方法。而后,从固相粉体成型、液相成型、气相成型3个方面综述了氧化锆基电解质薄膜的常见制备方法,并分析各种方法的优劣势。最后,对电解质薄膜的制备方法做简要展望。

关键词：固体氧化物燃料电池电解质氧化锆薄膜

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