关键词： 安全泄放   数据处理   Python   可视化界面  

摘要： 在生产中由于操作不当以及冷却失效等各类因素,可能导致化学反应发生失控,由此引起的设备超压会带来严重的安全隐患,甚至导致设备爆炸发生人员伤亡。因此研究物质的失控反应特性及设置安全可靠的泄放装置是有必要的。随着科技的进步,计算机技术迅速发展并应用于各行业。在化工生产中同样离不开计算机技术的辅助。目前对于研究物质热危险性方面的软件主要有AKTS、TSS等,此类软件功能全面,但应用程度不高,且价格昂贵。 因此,本文针对泄放尺寸量热仪(Vent Sizing Package 2,VSP2)及差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)等热分析仪器的数据,使用Python语言针对性地编写了用于处理这些实验数据的分析可视化程序,此程序可以通过导入数据,对数据进行绘图分析等各种操作,主要工作如下: (1)开发了由热分析仪器测试获得原始实验数据的数据处理模块;由于热分析仪器的自动化和高灵敏度,一组测试所获得的原始数据有数千甚至上万,不可避免的会出现个别或少量异常值,本文基于Python语言研究并实现了移动平均、Savitzhky-Golay方法以及多项式拟合等多种方法对原始实验数据的平滑处理,且提出了一种可以通过拟合过后的曲线设置一定的范围域的方法,进一步剔除偏差过大的不合理数据。 (2)基于VSP2获得的实验数据及相关的泄放理论,建立了安全泄放设计模型;对六亚甲基二异氰酸酯的原始实验数据,利用上述数据处理模块处理后,结合该安全泄放设计模型,得到了不同工况下的最小泄放面积,验证了数据处理模块和安全泄放模型的简洁性和高效性。 (3)建立了DSC测试数据的积分计算模型;将该模型用于异佛尔酮二异氰酸酯及六亚甲基二异氰酸酯不同升温速率下获得的热流曲线,积分计算与仪器自带的软件计算结果进行了对比,平均误差为2.29%,验证了该积分计算模型的有效性和可靠性。

关键词： 房地一体化测绘   无人机倾斜摄影测量   数据处理   应用分析  

摘要： 本研究旨在探讨房地一体化测绘中基于无人机倾斜摄影测量的数据处理与应用分析。通过使用无人机进行倾斜摄影测量，我们获取了高分辨率、精准度高的地理信息数据。本文从数据采集、处理到应用分析等方面展开研究，以期为房地一体化测绘提供有效的技术支持和解决方案。

关键词： 分布式光纤传感系统   瑞利散射   性能提升   图像处理   脉冲调制  

摘要： 分布式声波传感(DAS)作为传感领域的重要组成部分,由于其传感器件损耗低、耐高温、耐腐蚀等特性而受到社会各界的关注。该技术依托光纤作为传感介质,利用光纤中的瑞利散射原理实现沿线的大范围连续测量,在监测领域具有广泛应用,例如地震波监测、周界安防、管道泄漏以及道路安全监测等方面。随着社会的不断进步,对传感系统的要求也越来越高,目前在分布式声波传感系统中的衰落噪声会严重影响系统的解调准确度,同时系统的脉冲宽度限制了空间分辨率的进一步提高,诸如此类的问题使得传统的DAS系统越来越无法满足测量传感的需求,所以针对DAS系统的性能提升也迫在眉睫。近些年来,研究人员从硬件结构或者数据处理方式上出发,提出多种提高系统性能的方法。然而,目前这些方法仍然存在一些问题,例如:硬件结构复杂,稳定性低;对各个器件性能要求高,不具有普适性;数据量需求大且需要成千上万次训练才能用于测试等。 针对上述的问题,本论文主要针对以下两个方面进行DAS系统的性能改进:一方面是用图像处理技术消除系统中由衰落噪声引起的解调异常,提高系统的解调准确度;另一方面是使用脉冲对差分的脉冲调制技术,通过对声光调制器产生的脉冲进行调制,使用不同脉宽的光脉冲信号复合成脉冲序列产生后向瑞利散射信号,对不同脉宽产生的后向瑞利散射信号解调结果进行差分,提高分布式声波传感系统的空间分辨率。具体来讲,本文的主要工作内容包括: 1.对DAS进行概述,并从干涉型和散射型两个方面对不同的系统结构或者传感原理进行分类。同时,梳理了国内外基于后向瑞利散射的DAS技术在消除衰落噪声的影响、提高空间分辨率等方面的研究进展,在此基础上介绍了本论文的研究目标及实现方法。 2.介绍了DAS系统的传感机理,分别对后向瑞利散射、光时域反射技术、相位敏感型光时域反射技术和相干光时域反射技术构建理论模型,并且对分布式声波传感系统中常见的相位解调方式进行概述,建立了基于DAS系统的测量实验装置,为后续的实验研究提供理论及实验支撑。 3.为了消除衰落噪声对解调结果的影响,提出了一种基于图像处理技术的衰落噪声消除方法,并且提出了一种时频域联动的图像处理技术,与不使用图像处理技术、使用时域处理方法和使用频域处理方法进行了实验对比,对采集的数据解调以后,再对解调后生成的时间-距离域图像分别使用不同的图像处理方法,通过对性能参数对比,表明了所提出的方法能够直接有效的减少由衰落噪声引起的解调异常,提高系统的解调性能和解调准确度。 4.针对脉冲宽度和空间分辨率之间的矛盾,以脉冲调制为基础,提出了脉冲对差分技术,通过对脉冲宽度的适当设置,采用不同脉冲宽度的脉冲信号调制成脉冲序列,对不同脉宽得到的后向瑞利散射信号解调完成以后将相位结果进行差分。在实验验证中采用50/55ns的脉冲宽度条件下,实现了0.55m的空间分辨能力。 综上所述,本文的主要研究内容是通过对DAS系统的数据处理来对系统的解调准确性和空间分辨率两个参数进行性能提升,通过对系统的理论模型进行构建分析,得到相关参数指标的影响因素,并在理论研究的基础上提出提高系统性能表现的方法,通过设计实验验证表明提出方法的优越性,为高性能的DAS系统提供新的研究思路。

关键词： 逆式回声仪   数据处理   深海声层析  

摘要： 逆式回声仪（Inverted Echo Sounder,IES）是深海声层析领域主要的信息采集设备，它发射声信号并根据接收时间来反演海洋区域的物理性质。但是由于海洋深度的不均匀性，不同设备采集的信息难以进行统一使用。针对上述问题，基于墨西哥湾逆式回声仪采集数据开展研究，结合IES数据转化方法实现传播时间信息的拟合与去噪。还针对季节偏差与参考面转化进行深入研究，提出了一种考虑季节偏差的方法，将季节偏差从测量数据中剔除，并将时间数据转化到定义参考面上，有效提升了数据处理方法的鲁棒性。方法可适用于其他海域逆式回声仪数据的处理，也可为其他类似研究提供参考。

关键词： 野值剔除   小波降噪   数据处理   阈值  

摘要： 在电磁仿真计算和测试过程中，由于采样时间、系统噪声等因素的影响，仿真及测试结果曲线存在丢包、噪声毛刺等剧烈抖动的情况，极大地影响了对测试数据及测试结果趋势的有效分析和判断。为了避免上述情况的发生，本文提出一种基于野值剔除与小波自适应阈值降噪的两步数据处理算法，并通过MATLAB软件进行仿真试验，试验结果表明该方法展现出卓越的降噪性能，并具备高效的野值剔除能力，为后续测试数据分析奠定一定基础。

关键词： GPS   RTK   工程地质   勘察测绘   数据处理  

摘要： 由于在工程地质勘察中，受地形、天气等因素影响较大，导致测量精度较低，因此设计一种基于GPS RTK技术的工程地质勘察测绘方法。利用GPS技术，快速准确地选择适合的测量点，这些点位的选择对于确保勘察测绘的精度至关重要。建立RTK差分基准站，通过基准站接收卫星信号并进行数据处理。这些数据随后被用来绘制工程地质勘察图，这些图纸不仅展示了地形地貌，还详细标明了地层岩性、地质构造等信息。通过这样的方式，能够为工程设计和施工提供准确的参考依据，确保工程的顺利进行。实验结果表明，在各种地形和地质条件下，基于GPS RTK技术的工程地质勘察测绘方法均表现出较高的测量精度，最高达到1.0厘米，极大地提高了勘察的准确性和效率。

关键词： 时间域航空瞬变电磁   深度学习   降噪算法   Geo-Transformer模型   反演  

摘要： 时间域航空瞬变电磁(Time-domain Airborne Transient Electromagnetic Method,ATEM)是一种高采样率、高效的近地表地球物理探测技术,具有采集速度快、地形适应性强的特点,可广泛用于矿产探查、地质和环境勘察等领域。ATEM通常为连续采集,速度快、数据量大,利用常规的反演方法处理,如初始模型设计不当,易陷入局部最优,无法高效快速反演。为实现大数据量航空瞬变电磁快速反演,本文以时间域航空瞬变电磁中心回线装置形式快速反演为目标,设计了基于深度学习算法的数据处理系统。提出Attention-Seq2seq降噪算法;选用符合瞬变电磁数据反演特征的深度学习模型进行对比、优选、优化,提出了物理和数据联合驱动的Geo-Transformer反演模型;开发了一套航空瞬变电磁数据处理软件系统;最后利用实测数据进行降噪和反演算法的工程验证,证明其有效性和准确性。具体研究内容和成果如下: 1、基于深度学习的非线性反演方法其精度和准确性取决于训练集的广度和代表性。为保证数据集的广泛代表性,提出层厚度以指数增长、各层电阻率按概率随机赋值的地电模型构建方法。其中,地层层厚按指数增长,首层介质电阻率在设定范围内随机赋值,下一层电阻率按与上一层电阻率相同的概率P∈[0.5,1]设定,依次类推逐层赋电阻率值,实现地层与电阻率的随机分布。通过对64万组地电模型进行统计特性分析,验证了该方法构建的地电模型具有遍历性。利用有限体积法进行正演计算获取地电模型二次场感应电压数据集。为了实现大数据量模型数据集的快速构建,本文采用并行加速技术,创建64万组地电模型及对应供电脉宽为10ms、40道的二次场感应电压数据集,仅需20 min。 2、瞬变电磁法二次场电压动态范围较大,晚期信号相对较小,极易受到噪声干扰。为实现有效降噪,提高信号的信噪比,本文提出Attention-Seq2seq降噪算法。对比不同方法对天雷噪声、高斯白噪声、谐波噪声以及组合噪声信号降噪效果,结果表明Attention-Seq2seq降噪效果较好。为了确保Attention-Seq2seq的实用性,提高该方法对系统噪声和环境噪声的降噪能力,需要用实际噪声训练集对模型训练。构建训练集时为了解决实际采集噪声数据有限的问题,引入WGANGP方法对实采噪声数据集进行扩充。扩充噪声数据的幅值、期望和标准差与实采噪声数据具有较好的一致性,扩充的数据与实测数据特性相同。将实采噪声数据与扩充噪声数据合并构建噪声数据集,并与随机生成的地电模型二次场理论电压值叠加,构建成降噪训练集和测试集。将训练后模型应用于测试集和实际工程数据,结果表明该方法对不同类型的电磁噪声均具有良好压制效果。 3、本文提出了Geo-Transformer深度学习航空瞬变电磁反演算法。首先,选择包括Transformer在内的9种机器学习算法进行对比,优选出Transformer模型作为基础模型。为提升模型的反演精度和适用性,引入余弦相似度作为距离计算公式,采用正交试验法优化超参数。为使模型符合物理规律,将电磁传播物理规律嵌入模型训练,构建了双损失函数的Geo-Transformer模型。实验结果显示,该模型在不同深度和飞行高度的地电模型数据反演中表现出较高的稳定性和准确性。即便是反演与训练集地层结构不同的数据,Geo-Transformer模型依然保持了优异的泛化能力和准确性。与传统的IRLS、贝叶斯法和Occam反演方法相比,Geo-Transformer反演方法对地层分界面具有较好的反映。 4、利用本文提出的数据处理方法对福建某滑坡航空瞬变电磁数据进行处理并与钻孔及IRLS和Occam反演方法对比,验证Geo-Transformer模型在实际工程中的反演效果。根据目标区地质情况,建立45.55m深地电模型,各层电阻率采用随机概率进行分配的方法,计算二次场感应电压曲线构建降噪训练集和反演训练集。利用Attention-Seq2seq、Geo-Transformer分别进行降噪和反演成像,获取了7条测线的电阻率剖面图其反演总时长20s。各测线结果与钻孔资料十分吻合,比IRLS和Occam的界面分辨能力强、耗时短,具有突出的优势。验证了Geo-Transformer模型航空瞬变电磁成像方法的准确性、可靠性和高效性。

关键词： 大数据环境   企业经济管理   数据处理   信息安全   复合型人才  

摘要： 随着信息技术的迅猛进步，大数据已成为当代社会的显著标志，其在企业经济管理中的应用价值日益凸显。大数据技术不但可以帮助企业更精准地把握市场动态，优化资源配置，还能有效提升决策效率和风险管理能力，对推动企业可持续发展具有重要意义。基于此，本文从大数据技术在企业经济管理中的价值出发，分析大数据环境下企业经济管理所面临的问题，进而探讨相应的管理对策，旨在为企业更好地适应大数据环境，提升企业经济管理水平提供有益参考。

关键词： 非球面面形测量   非零位干涉检测   回程误差   数据处理  

摘要： 目前高精度非球面光学元件的面形检测一般采用干涉法,常用的零位干涉法是基于完全补偿的思想,即引入补偿元件以抵消非球面形状引起的相位差,其需要根据非球面的参数定制补偿元件,在不具备通用性的同时也将产生较大的检测成本;此外,补偿元件的放置也会给检测光路增加误差来源。 为了拓展非球面面形检测的通用性,本文提出了一种非零位干涉检测法,即利用干涉仪的球面标准镜头直接对非球面进行检测。对该方法在原理上产生的回程误差进行了分析与仿真计算,同时对实验检测中产生的调整误差进行了溯源分析及去除方法的提出。最后利用数据处理的方法对所测结果中包含的回程误差与调整误差进行去除,得到非球面的自身面形误差。主要研究内容包括: 1.针对所提的非球面非零位干涉检测法,通过对非零位检测光路的建模分析构建了回程误差的计算模型,验证了回程误差固有性的特点,便于在干涉检测结果中的去除分离;对实验检测中位姿偏离引入的调整误差进行了研究,通过建模仿真分析了不同调整误差引入的面形误差类型,便于在实验检测中通过面形误差类型反向指导调节。并根据调整误差的特点提出了去除方法,为获得非球面真实的面形误差检测结果提供了理论支持。 2.提出了基于空间光线追迹的回程误差计算模型,分别推导了凹非球面和凸非球面的回程误差计算公式,并通过在MATLAB中的编程仿真计算,验证了相关公式的正确性和回程误差的固有性特点。对实验检测中存在的调整误差,对检测实验中可能存在的姿态调整误差,在Zemax中建立了非零位检测光路模型,对调整误差进行仿真分析,通过对因调整误差引入的面形测量误差的分离去除分析,为非零位检测法的光路调节和调整误差分离提供了技术方法。 3.通过对不同参数的凹非球面和凸非球面的非零位检测实验,以及与其他检测方法获得的检测结果的分析对比发现:两种方法获得的非球面面形误差分布具有高度一致性,其RMS值偏差优于1/100λ。这些实验结果验证了本课题提出的非零位检测法的正确性。 综上所述,本文所提的非零位干涉法在实现非球面面形误差通用化与快速化检测的基础上,还具有较高的准确性,可为高精度非球面面形的精密测量提供了一种有效的检测方法。