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关键词： 传感器   振动分析   多芯光纤光栅   三轴振动传感器  

摘要： 针对微振动检测的需求，提出了一种基于四芯光纤光栅的三轴振动传感器设计方法，利用单根四芯光纤实现了两个方向上的振动监测，通过交错组合两根四芯光纤，实现了三个不同轴向上的微振动监测。根据传感器的理想理论模型，通过结合四芯光纤的弯曲传感原理，得到传感器灵敏度的计算方法；通过有限元仿真，优化了传感器的结构参数；通过显微成像封装平台，完成了尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的传感器的装配与封装；最后进行了实验测试与传感器性能分析。实验结果表明：传感器的特征频率为450 Hz，工作频段为10～300 Hz，传感器在x、y、z方向上的灵敏度分别为30.5、32.07、29.38 pm/g(g为重力加速度)。该传感器满足微振动测量轻量化的应用需求，在微振动测量等领域中有着重要的应用价值。

关键词： 光频梳   色散调控氟碲酸盐玻璃光纤   腔外扩谱   O-U波段平坦   噪声分析   量子郎之万方程  

摘要： 光学频率梳（简称光频梳）作为一种优秀的多波长光源在通信领域具有巨大的应用潜力。通过将光频梳光源与波分复用技术（WDM）、空分复用技术（SDM）结合,通信系统可以具有百Tbit/s量级的传输速率,在5G/6G通信、物联网、自动驾驶等方面具有重要的应用价值。目前实现光频梳的方法主要有以下四种,分别为基于锁模激光器产生飞秒光频梳、基于光学微腔产生光频梳、基于电光调制器产生光频梳以及基于行波四波混频产生光频梳。它们各具特点,但所产生的光频梳均难以同时实现宽带宽、高信噪比、高平坦度、高梳齿功率以及梳齿频率间隔大范围可调谐,这在一定程度上限制了光频梳在光通信领域的广泛应用。针对这些问题,本文设计了基于色散调控氟碲酸盐玻璃光纤的宽带平坦光频梳产生方法,并研究了该方法所产生光学频率梳在光通信领域应用的潜力,具体研究成果如下: （1）提出了一种受激布里渊激光腔与腔外光纤扩谱技术相结合产生宽带平坦光频梳的方法。首先,利用双波长受激布里渊激光腔产生高质量的光频梳作为种子光,所产生的种子光通过腔外负色散光纤进行脉冲压缩,而后利用高非线性氟碲酸盐光纤进行光谱展宽。为提升所产生光学频率梳的光谱带宽和平坦性,对上述氟碲酸盐光纤的色散进行了精细的设计。数值计算结果表明,通过调节脉冲压缩光纤的长度以及氟碲酸盐光纤的结构色散,可获得光谱范围覆盖整个O-U波段,且在O-U波段梳齿强度标准差小于5 d B的平坦光频梳,此外,通过改变双波长布里渊激光间的频率间隔,所产生的宽带平坦光频梳的梳齿间隔可在50GHz～250 GHz之间大范围调谐。 （2）研究了宽带平坦光频梳的噪声特性,论证了上述光频梳在梳齿线宽与频率噪声上的优势。计算了光频梳不同通信波段梳齿的线宽,得益于布里渊激光窄线宽的优势,扩谱后得到的光频梳具有窄梳齿线宽,不同波段梳齿的3 d B线宽均小于1 MHz。同时,计算了不同梳齿的频率噪声,计算结果表明,系统对输入噪声表现出了明显的低通滤波性质,在1 k Hz处,梳齿的噪声频率起伏谱密度小于1000 Hz/Hz1/2;而在1 MHz处与4 MHz处,噪声频率起伏谱密度分别降低至100 Hz/Hz1/2与30 Hz/Hz1/2。进一步,利用量子郎之万方程,建立了系统中受激布里渊激光腔的滤波模型并进行了仿真分析,结果表明,由于腔内受激布里渊激光自动位于谐振腔的谐振频率,与腔外泵浦方式相比,受激布里渊腔产生的光频梳具有更低的噪声截止频率,对更大范围内的频率噪声体现出截止特性。

关键词： 光纤光栅传感器   覆冰识别   CNN   格拉姆角场   残差网络  

摘要： 风能作为清洁能源在世界范围内广受欢迎,其关键核心产品的性能随之不断升级,但风机结冰问题会引发风电机组故障并严重影响风机发电效能。因此,研究相关的风电运维技术,对叶片覆冰实时监测并精准识别,保障风机安全平稳运行,降低故障发生率具有重要意义。针对当今风电叶片结冰预测模型依赖于SCADA系统的海量数据进行建模,且其中几乎没有能够直接表征叶片表面覆冰状态的传感器数据等问题,本文提出了基于光纤光栅传感器对叶片表面覆冰状态进行原位监测的方法,研究结合光纤光栅传感器数据建立一系列深度学习模型,对叶片表面覆冰状态精准识别。论文主要内容如下: 1.简述风能产业发展过程,分析风机覆冰引发的问题,综述了国内外风机覆冰检测方法和风机覆冰智能识别和预测算法的研究进展。 2.研究基于光纤光栅传感器的风机模拟覆冰实验数据获取。分析风机结冰的分类以及形成机理,阐述光纤光栅叶片覆冰探测原理;搭建模拟风机叶片振动的等强度悬臂梁实验平台,以及基于光纤光栅传感器的覆冰数据采集系统,开展叶片覆冰模拟实验,采集光纤光栅传感器数据并进行数据预处理,为后续模型输入提供数据来源。 3.研究基于时间序列建模的风机覆冰识别策略。结合1D CNN和LSTM各自的特征提取特点,提出一种基于1D CNN-LSTM的覆冰识别模型,初步实现覆冰状态识别;再通过将CNN的卷积操作融合至LSTM的输入,提出一种改进的基于Conv LSTM的覆冰识别模型,并通过对比实验验证了改进模型的有效性,其最高覆冰识别准确率可达到95.48%。 4.研究基于序列转图像的风机覆冰识别策略。为进一步提升模型覆冰识别效果,考虑使用图像类深度学习模型,提出一种基于格拉姆角场-残差网络的风机覆冰识别模型。将光纤光栅传感时序数据经格拉姆求和角场转换得到格拉姆角场图像数据,输入残差网络模型进行训练。通过实验验证了该模型对覆冰识别任务的有效性,由对比分析体现了其覆冰识别的优越性,最高识别准确率可达到97.33%。

关键词： 浏览指纹   动态贝叶斯算法   CNN算法   LSTM算法   Attention机制  

摘要： 随着互联网的快速发展和信息爆炸式增长,爬虫流量也呈现出指数级的增长趋势。爬虫流量的剧增给带来了一系列挑战和问题。民航售票网是受到爬虫危害较为严重的场所之一,恶意爬虫不仅白白消耗航空公司的机票信息查询费,导致机票动态定价失真,更会导致出现虚假占座等倒票情况发生,直接影响机票销售和运营,给航空公司带来巨额的经济损失。因此,为了保障旅客的合法权益和维护航空公司自身的经济利益,防止恶意爬虫所造成的虚假占座、浪费带宽资源、消耗航空查询费用等情况的发生,本课题将针对民航售票网设计双层爬虫检测系统,力求最大限度的区分出爬虫和正常用户。 第一层基于浏览器指纹的检测。浏览器指纹技术是近年来发展起来的一种新型的Web访问识别技术。浏览器指纹可以作为标识符,用于对用户访问流量进行识别,以此来区分正常用户和爬虫。然而,浏览器指纹收集的是客户端的信息,这些信息会随着用户改变客户端的配置或浏览器的版本更新而发生变化,因此,本文提出了基于动态贝叶斯网络的浏览器指纹识别算法,动态贝叶斯网络能够根据新数据动态调整浏览器指纹识别的模型的结构和参数,使得模型具有更好的适应性,可以及时适应用户改变客户端配置或浏览器版本更新带来的变化,提高识别准确性、实时性和自适应性。 第二层是在爬虫行为检测模型,本文提出了基于Attention机制的CNN-LSTM的分类模型。这种模型结合了CNN在提取空间特征方面的优势和LSTM在建模时间序列数据方面的优势,并通过注意力机制来提高分类的准确性。这样更能有效地区分爬虫流量和正常用户流量,提高爬虫流量检测的准确性和可靠性。同时,在模型特征参数选取上,本文创新性提出了以流量的行为特征为主要检测点的方法,通过分析流量产生的具体行为,如请求频率、访问模式,来识别和检测爬虫流量,流量行为特征的检测方法具有更高的适用性、更大的检测范围、实时性强等优势。 浏览器指纹检测层主要关注的是客户端的特征信息,对于爬虫的识别具有很强的的普适性。然而,随着爬虫技术的不断发展,一些高级爬虫可以模拟甚至篡改浏览器指纹特征,从而逃避这一层的检测。因此,加入第二层爬虫行为检测,基于爬虫与正常用户在行为上的本质特征差异来识别爬虫流量,这种行为特征的分析不受客户端特征的影响,因此具有更高的针对性和准确性。两者结合起来,构建一个更加健壮的爬虫检测系统。系统采用B/S架构,通过爬虫检测系统,能够有效帮助相应的网络管理员分析网站的访问流量情况,发现和监管潜在的高风险爬虫,并及时采取措施保障民航售票网站的安全。

关键词： I-PON万兆光纤   FTTH   网络架构   组网设计  

摘要： 阐述为满足用户对高速稳定网络的需求，万兆光纤到户（FTTH）技术成为当前最为先进和可行的解决方案。为此，探讨I-PON万兆光纤到户的网络架构与组网设计，以及FTTH接入网工程的演进情况。介绍I-PON的概述、系统网络架构、主流技术和关键技术指标，分析FTTH接入网工程演进的环境、智能化发展以及施工场景。

关键词： 齿轮—轴—轴承系统   故障诊断   多源信息融合   双流CNN  

摘要： 齿轮箱中的齿轮—轴—轴承系统在出现单点故障和复合故障后产生的振动信号较为复杂，单一传感器采集的故障振动信号有限，而传统的卷积神经网络（CNN）处理高维数据时特征提取不足，以致故障诊断的正确率较低。为此，提出一种基于多传感器信息融合和双流CNN的齿轮箱故障诊断方法。该方法采用多传感器采集齿轮箱不同位置及方向的振动信号，以小波阈值降噪处理，通过方差贡献率实现多源同类信息数据层融合，建立多源信息融合框架，借助1D-CNN和2D-CNN组合形成的双流CNN对信号进行特征提取，构建出SVM分类器实现故障特征分类。直齿轮传动系统试验结果表明：多传感器信息融合可以增强振动信号的可信度，降低其模糊性，双流CNN具有更快的收敛速度、更高的准确率和更低的损失熵，且泛化能力和诊断正确率得到较大提高，能够较为精确地获取齿轮箱的故障特征。

摘要： 进展性卒中是指发病后经临床治疗病情仍进行性加重的卒中，表现为原有神经功能缺损的加重或出现同一血管供血区受损的新症状，可持续数天至2周以上，属于难治性脑血管病。进展性卒中的病因多种多样，包括血栓形成、脑出血、动脉狭窄、动脉瘤破裂等。病因不同会影响治疗选择和预后，需要尽早诊断，紧急治疗，以尽可能减轻脑损伤。国内外研究和报道中，进展性卒中相关概念包括进展性卒中、卒中进展、早期神经功能恶化、

关键词： 综合管廊   智能监测   城市生命线安全工程  

摘要： 当前，随着新型城镇化、新型工业化快速发展，城市规模越来越大，城市安全新旧风险交织叠加，安全风险防范压力加大。针对综合管廊智慧管廊运维难度大的问题，南京市在管廊智慧化建设中创新应用基于声纹识别的音频监测技术，对管廊内的环境音频信息进行采集及分析，实现对滴水、气体泄漏、电火花等安全隐患声音的精准识别与实时监测，一旦发现异常及时触发预警机制、评估泄漏程度并预判泄漏位置，有效提升了管廊运维的安全性与效率。

关键词： 分布式光纤   高压电缆   测温  

摘要： 目前，我国社会经济发展迅速，电力系统不断优化，正在向着自动化、超高压的方向发展。在运行过程中，电缆的温度会升高，过高的温度可能会引发火灾等不良现象，故而保障电缆的安全运营具有重要的现实意义。分布式光纤测温系统是常用的高压电缆检测设备，既能做到火灾早期预警，又可对电缆许用电流进行动态计算，该系统能够精准检测高压电缆的温度、动态评估载流量，可辅助电力负荷调度决策，为电网的平稳运行提供极大的助力。本文简述分布式光纤测温系统的技术原理、组成部分及具体功能，介绍其在高压电缆测温中的应用现状，以期为相关人员提供参考。