摘要：针对目前高填方渠道渗漏检测方法通常单一、数据获取易受环境干扰、渗漏等级难以分类等问题,研究了基于SBKF-PNN融合的高填方渠道渗漏实时监测模型.首先建立基于土质高填方渠段的实验模型,设计了基于ZigBee和GPRS的渗漏信息无线传感网络,将高填方渠道的温度信息、湿度信息、GPS信息和渗流信息进行可移动获取;结合高填方渠道渗漏规律,分析传感器多源数据变化的规律及其关联度,定义了高填方渠道渗漏的等级模式,筛选了温度场、电势场和电磁场等多传感器信息作为渗漏监测量;然后应用贯序式块卡尔曼滤波(Sequential Block Kalman Filter,SBKF)方法对多传感器数据块进行处理,同时采用概率神经网络(Probabilistic Neural Network,PNN)算法进行渠道渗漏的等级分类;最后用大量的实测数据对SBKF-PNN模型进行训练,得到高填方渠道渗漏监测的反演模型,并将该反演模型应用到实际的高填方渗漏监测中.结果表明,基于SBKF-PNN的渗漏监测模型可实现多传感数据块的实时滤波,有效融合多种环境量的突变特征,能较准确地实现高填方渠道渗漏等级分类.

摘要：基于AT89C51单片机的便携式井水灌溉数据采集系统主要由水位采集、用水量采集、酸碱度采集、显示、串口通信等子程序组成,可在工作现场完成对水位、用水量、水的酸碱度等信息的采集、存储和实时显示。另外,系统还设计了接地、屏蔽,以及指令冗余、软件陷阱、"看门狗"电路等抗干扰措施。

摘要：基于SMS通信方式的优点,以及低功耗的AT89C51单片机和无线通信模块TC35i,设计了井水灌溉远程数据采集系统。该系统包括数据采集模块、GSM网络、TC35i通信模块、远程控制终端等。数据采集模块可在现场完成水位、流量、pH值等信息的采集、显示和数据的存储。现场数据采集端和手机终端通过无线通信模块TC35i以短信的形式相互通信,实现了井水灌溉的远程监测,有助于农业生产的现代化管理。

摘要：为解决黄河冰层厚度测量的误差大、精度低等问题,设计了一套针对黄河冰情特点的钻式冰层厚度自动测量系统,并研究了基于径向基神经网络的非线性数据融合处理技术.该测量系统首先通过电机(或破冰机)推动钻头在冰上钻孔,用压力传感器来判断钻孔动作的开始和停止;同时用钻头来带动编码器旋转,进行脉冲计数;当钻孔动作结束后,用钻头钻行速度和启停时间来计算冰层厚度,同时也通过编码器脉冲计数值来计算冰层厚度;最后以高斯基函数建立二元径向基的数学模型,将启停时间和脉冲计数值进行融合处理,得出冰厚测量结果.测量结果可在现场显示,也可通过GPRS无线传输到观测站.该测量系统不仅减少了人工操作带来的误差,而且克服了黄河水中杂质多、含沙量大等因素的影响,提高了系统的测量精度和稳定性,较适合在黄河及黄河流域库区冰厚测量进行推广使用.

摘要：目的高填方渠段渗漏监测技术是南水北调工程安全监测的关键技术之一。针对目前高填方渠道渗漏检测易受环境干扰导致判断结果不准确的问题,设计了基于Gabor-SVM(support vector machine)的南水北调中线工程高填方渠道水泥坡面破损识别模型。方法首先对高填方渠道水泥渠面图像进行预处理;然后研究Gabor小波的多方向/尺度选择特性,对提取的水泥坡面图像特征进行分析,寻找最佳尺度/方向参数组;最后根据训练好的样本特征,用SVM进行水泥坡面破损等级的分类处理,将破损类别划分为正常、裂缝、孔洞及破碎4种。在相同环境下,将Gabor-SVM与直方图-SVM、灰度共生矩阵-SVM、Canny边缘检测算法-SVM的破损识别进行比较分析。结果基于Gabor-SVM的水泥面破损识别方法在小波取6/12参数时,整体识别结果最佳,其中正常、裂缝、孔洞、破碎的识别率分别为98%、63%、88%、90%,平均识别率约为85%,相比其他几种方法的平均识别率(约50%),Gabor-SVM方法具有更好的识别能力。结论基于Gabor-SVM的水泥渠面破损识别模型有一定的识别效果,但对裂缝类别的高填方水泥坡面识别效果不理想,还需要进一步深入研究,以期为查找南水北调高填方渠道渗漏隐患提供技术支持。

摘要：基于PLC的含沙量多量程在线检测系统采用光电检测技术和电容式差压检测技术两种方法,分高、低含沙量进行综合检测,将多种数据进行融合处理。对其工作原理、PLC电路设计及组态监控系统设计进行了分析,试验结果表明:含沙量60 kg/m3以下时,系统采用光电法进行检测,超出60 kg/m3时,系统采用电容差压法进行检测;系统对含沙量的检测精度高,稳定性强,克服了环境因素的影响,弥补了单一方法检测的局限性。

摘要：为解决"模型黄河"含沙量测量中存在的问题,采用改进的超声监测技术设计了"模型黄河"含沙量监测系统。该系统以PLC为硬件平台,利用多通道模拟量输入模块集中采集含沙量信息后传送到上位机进行处理,并能通过组态监控软件实时显示,系统性能稳定、操作方便。模拟试验和现场测量均表明,该系统可基本满足"模型黄河"含沙量监测的要求。

摘要：时空离散化并行计算是一种效率较高的并行计算方法,但以往的研究主要基于MPI框架和多树编码规则。为了使应用广泛的Pfafstetter编码的分布式水文模型实现时空并行计算,采用OpenMP编程模型,为WEP⁃L分布式水文模型汇流过程设计了基于Pfafstetter编码的分层模拟单元方法和时空离散化方法。首先分层模拟单元方法根据Pfafstetter编码规则建立子流域拓扑表,使子流域按照从上游到下游的顺序进行分层,然后在此基础上考虑时间因素重新分层实现时空离散化,最后将同一层中时间及空间上互不影响的子流域模拟任务分配给不同的线程实现并行计算。选取黄河流域作为研究区域,在不同线程条件下对并行效果进行了测试,结果表明,汇流并行化提高了模型模拟效率。基于20核的CPU,仅考虑分层模拟单元方法时,加速比最大为4.14,而采用时空离散化方法时,加速比能够达到8.17。

摘要：在研究图像压缩编码技术的基础上,给出了基于TMS320C6711芯片和PCI总线(PCI9054)的MPEG-4视频编码卡的硬件设计、软件流程和编码优化的实现方法.测试证明,此PCI板卡视频图像处理速度快,满足了实时视频处理的要求,可广泛应用于实时通信系统、远程视频监控等领域.

摘要：针对目前南水北调中线工程高填方渠道渗漏监测设备综合误差大、不能监测渠道断面间渗漏等问题,设计了可用于高填方渠道渗漏的可移动无损监测系统,建立了高填方渠道渗漏状态监测的Kalman-BP融合模型。首先构建一种基于无线传感网的多区域渗漏信息检测平台,将传感器设计成便携式可移动的锥形设备,对渗漏区域的温湿度、土壤含水率、GPS位置信息以及渗流等信息进行实时采集,再通过ZigBee和GPRS将多传感器信息进行无线传输;并结合流场渗漏检测方法,通过试验模型筛选出与高填方渠道渗流相关的特征变量;使用卡尔曼(kalman)算法对关联的物理变量进行滤波和估值;最后将多传感器数据通过BP神经网络进行渗漏状态模式识别,实现渗漏的状态预测,确定坡面渗漏安全级别。试验结果表明,基于Kalman-BP融合模型的高填方渠道渗漏监测模型识别误差较小,达到能在整体上实时监测高填方渠段的渗流状态,可实现南水北调中线工程高填方渠道断面间的坡面渗流非破坏性在线监测功能。