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关键词： 瓦斯抽采系统   智能管控   故障诊断   调控策略   多元信息融合   可视化  

摘要： 煤矿瓦斯抽采系统智能管控是实现智能、高效、精准瓦斯抽采的必然要求，现阶段瓦斯抽采系统存在自动化程度低、故障辨识不及时、粗放式管理等问题。为推动煤矿瓦斯抽采系统智能管控理论及技术发展，总结凝练了瓦斯抽采系统智能管控的概念及特征，提出瓦斯抽采系统智能管控体系包含功能、技术、目标三个维度，由信息感知、数据传输、融合分析、应用平台、远程控制5个相互关联的模块组成。从瓦斯抽采管网解算及调控策略、瓦斯抽采管网故障自动诊断、瓦斯抽采管网智能调控、瓦斯抽采效果自动评价等方面综述了煤矿瓦斯抽采系统智能管控理论、技术、装备的最新研究进展。基于此，提出未来发展趋势：采用大数据挖掘、深度学习等技术，开发瓦斯抽采系统多元信息融合的优化模型，优化抽采管网故障分类识别及系统调控模型；完善抽采泵站、抽采管路、附属设备的监测自动化程度，发展轻型化、集成化、智能化的传感器；采用数字孪生、三维建模等技术构建矿井瓦斯抽采系统管控可视化模型，进行数字化、可视化、图形化管控；采用图像识别、自动化控制等技术，打通瓦斯抽采系统监控多环节壁垒，开发瓦斯抽采系统全流程智能管控平台；研究地面瓦斯利用与井下抽采的互馈作用机制，尝试应用区域化瓦斯抽采管网智能管控；探索瓦斯抽采与多灾害的耦合作用机制，开发抽采系统管控的多灾种感知及防控模块，实现单系统智能向多系统智能的跨越。

关键词： 采茶机   履带自走式   通过性   越障  

摘要： 针对复杂茶园环境下自走式采茶机行驶稳定性较弱等问题，开展了履带自走式采茶机行走底盘通过性能研究。采用UGNX12.0对整车机构进行三维虚拟建模，通过RecurDyn开展多体动力学仿真，表明了在空载和带负载状态下三角履带底盘可以满足设计需求，并对采茶机横向、纵向稳定性以及越障进行了理论分析，求解出最大爬坡角度及越障高度。通过无线控制系统设计，建立了蓝牙APP通信实现对底盘无线控制；在此基础上，设计了4条三角履带跨行自走式采茶机整机，该采茶机可以在田间自主行走，并对采茶机行走底盘进行了田间试验，试验结果表明：采茶机在试验场地满载时最大爬坡角度达30°，最大越障高度为340mm，能够满足现阶段茶园行走通过性的需求。

关键词： 双层叠落区   变形控制   预测模型   动态优化系统   “Y”字型注浆  

摘要： 目前地铁盾构掘进期间对于沉降和变形的控制,常规技术路线多为根据现场实测数据,采取调整掘进参数、洞内注浆、洞外注浆等措施进行处理,是沉降发生后的被动处理措施,存在滞后效应。基于寻找一种解决滞后沉降影响的办法,进一步完善现有盾构施工掘进技术思路,确保施工安全,依托长春地铁6号线欧亚卖场站至飞跃广场站区间盾构隧道下穿公路隧道、既有铁路双层叠落区工程,开展技术攻关和研究。采用理论分析、预测模型搭建与训练和现场验证相结合的方法,研究地铁盾构近距离穿越双层叠落区段敏感结构变形控制关键技术,取得主要成果如下:构建基于改进粒子群优化的支持向量回归(IPSO-SVR)预测模型,为沉降预控提供理论依据,开发了盾构掘进参数动态调整优化系统并取得软著授权,实现盾构参数最优组合,盾构掘进对周边构筑物的影响降至最低;创新提出“Y”字型隧道注浆技术,提高了叠落区地层注浆效果并获得发明专利。

关键词： TBM   掘进姿态   长短期记忆神经网络   时序预测  

摘要： TBM掘进姿态控制是保证隧道建设质量的关键。建立隧道掘进姿态与控制参数之间的关系,并据此预测TBM掘进姿态是该领域亟需解决的关键难题之一。提出一种TBM掘进姿态预测方法,以长短期记忆神经网络(LSTM)为桥梁,将初始隧道掘进姿态及每环掘进参数作为输入,逐一预测各环水平、垂向偏移角与偏移距。为克服LSTM过拟合和误差积累的固有缺陷,基于TBM机械运动原理建立TBM掘进姿态物理规律,并将其作为约束引入常规LSTM算法。依托青岛地铁6号线项目,采集共计140组数据,建立基于改进LSTM方法的掘进姿态预测模型,以验证该方法的预测精度与泛化性。

关键词： 智能化技术   工程机械设备   安全管理  

摘要： 随着建筑业的发展和进步,大型机械设备的应用日益广泛,对其进行安全管理也愈发重要.文章概述工程机械设备安全管理,分析工程机械设备安全管理影响因素,研究智能化技术在建筑工程机械设备安全管理中的应用,以及面临的挑战和应对策略,希望可以为工程机械设备安全管理提供创新思路和方法,从而推动工程机械设备安全管理水平的提升,保障施工过程的安全性和高效性.

关键词： 地铁   盾构施工   数值计算   现场试验   群桩基础   控制措施  

摘要： 依托郑州地铁12号线区间隧道盾构工程实例，结合盾构试验段参数，构建一套精细化数值模拟计算模型。在此基础上，将仿真计算数据与现场监测数据相互对照解析，研究在富水砂层环境下盾构侧穿现有桥梁结构时，对桥梁桩基变形的影响及其控制措施的效果。研究表明：在盾构掘进过程中穿越群桩基础区域时，随着盾构掌子面与桩基位置间距的减小，桩基的横向及纵向变形会显著增大，尤其在盾构经过桩基所在位置时，桩基变形达到峰值，之后随着盾构远离，桩基变形逐渐恢复至稳定状态。在隧道挖掘方向的垂向剖面上，桩基上部表现出向远离隧道开挖方向的位移趋势，而桩基下部则发生与之相反的位移现象。在盾构穿越过程中，由于受到前排桩基的遮拦效应，后续排桩的位移特征值呈逐排减弱趋势。针对地层以及桩基的变形提出控制措施，并通过比较实施措施前后现场实测数据与模拟预测数据的一致性，验证控制措施的有效性，以期为同类相关工程提供参考。

关键词： 对比学习   自监督学习   跨域特征   故障诊断   断路器  

摘要： 针对断路器故障诊断中需要大量标注数据以及单一信号难以构建有效正负样本对的问题，提出一种基于时域和频域的跨域特征对比学习算法。首先利用时域和频域的跨域特征构建正负样本对，充分挖掘断路器数据的特性；接着，针对断路器振动信号的时序特性，设计了结合1D卷积和LeakyReLU的残差神经网络编码器，对正负样本对进行特征提取；随后，基于对比学习的思想，最大化正样本对的余弦相似度并最小化负样本对的相似度设计损失函数，优化编码器网络，使其在无标签情况下能够学习出更具区分性的特征表示；最终，利用多层感知机分类器实现振动信号的分类。实验结果表明，该方法在大量无标签数据集上的断路器故障诊断任务中表现优异，无论准确率，还是召回率，明显优于传统依赖有标签数据的模型，特别是在识别断路器不同工作状态方面，展现了其在故障诊断领域的巨大潜力和应用价值。

关键词： 混合核极限学习机   改进沙丘猫优化算法   多元变分模态分解   质子交换膜燃料电池   故障诊断  

摘要： 针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的原始信号受到高温和强背景噪声影响导致故障诊断准确率较低的问题，提出一种基于多元变分模态分解（MVMD）和改进沙丘猫优化算法（ISCSO）优化混合核极限学习机（HKELM）的PEMFC故障诊断模型。通过小波硬阈值（WHTD）对PEMFC的原始信号进行去噪，利用MVMD将去噪后信号进行模态分解进而得到一系列本征模态函数（IMF），利用方差贡献率、相关系数和信息熵筛选出最优的IMF进行信号重构。通过逻辑映射（Logistic）、透镜成像折射反向学习（ROBL）、非线性动态因子和黄金正弦策略改进沙丘猫算法（SCSO）算法，得到一种改进的ISCSO算法。利用ISCSO算法对HKELM进行优化，并基于改进后的ISCSOHKELM算法对重构信号进行特征提取进而实现故障诊断。将所提出的WHTD-MVMD-ISCSO-HKELM故障诊断模型与其他算法进行对比验证，试验结果表明，所提方法能够明显提升故障诊断的准确率，具有一定的可行性和优越性。

关键词： 光伏阵列   故障诊断   故障特征量   改进金豺算法   深度混合核极限学习机  

摘要： 为提高光伏阵列故障诊断精度，提出一种基于改进金豺算法（improved golden jackal optimization，IGJO）优化深度混合核极限学习机（deep hybrid kernel limit learning machine，DHKELM）的光伏阵列故障诊断方法。首先，在MATLAB/Simulink仿真平台模拟各种光伏阵列故障，在对故障特征进行了深入分析的基础上，提出了一个12维特征作为光伏阵列故障诊断的特征量；其次，通过引入透镜成像反向学习策略、正余弦算法策略和自适应T分布扰动策略对金豺算法进行改进，以提高其收敛速度和全局寻优能力，并将IGJO与其他优化算法通过测试函数进行对比；再次，将径向基核函数和多项式核函数引入极限学习机，并结合自编码器构成DHKELM模型。最后，通过IGJO对DHKELM模型的初始参数进行优化，建立了IGJO-DHKELM光伏阵列故障诊断模型。结果分析表明，与传统4维和5维故障特征量相比，利用所提12维故障特征量进行诊断时准确率更高；相较于其他故障诊断模型，基于IGJO-DHKELM的光伏阵列故障诊断方法具有更高的诊断精度。

关键词： 功率开关开路   故障诊断   共模电压残差   三相四线制   T型逆变器  

摘要： 功率开关开路故障是影响逆变器可靠性的关键因素之一。有效的故障诊断方法有利于保障容错控制的精准实施，对系统的安全运行至关重要。针对现有三相四线制T型逆变器功率开关开路故障诊断策略诊断变量多、流程复杂的问题，提出基于共模电压残差单类型诊断变量的开路故障定位方法。首先，分析三相四线制T型逆变器单管故障特征，并基于其简化电路，构建故障共模电压残差；同时，通过研究故障模态，引入“脉冲面积”度量，对不同开关故障下逆变器的共模电压残差进行精准量化；此外，为区分各开关故障下的差异性，刻画自适应阈值诊断区域并设计故障检测变量以实现故障开关精准定位。最后，搭建一台10 kW的三相四线制T型逆变器样机进行实验，结果验证了所提诊断方法的有效性与鲁棒性。