1 中通服咨询设计研究院有限公司，南京 210019
2 连云港职业技术学院，江苏 连云港 222000
针对现有光传送网（OTN）专线承载网络存在的时延性能差、业务开通效率低以及网络智能化程度低等问题，文章提出了新一代政企专线承载网络组网策略，给出了100/200 Gbit/s、分组增强型OTN、OTN集群和可重构光分插复用器（ROADM）/光交叉连接（OXC）等传输新技术应用的建议，并将相关成果应用在某运营商政企专线承载网络商用部署中。结果表明，新一代政企专线承载网络具有显著的经济和社会效益，该运营商网络重点金融方向时延性能达到了业内领先，专线业务开通平均时长由以往60天缩短至15天，同时还具备业务端到端自动开通能力。
政企专线 光传送网 可重构光分插复用器 光交叉连接 government enterprise dedicated line OTN ROADM OXC
1 中国电波传播研究所, 山东青岛 266107
2 哈尔滨工程大学信息通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001
针对目前个体识别中特征工程存在信号序列长、特征鲁棒性差等问题, 研究了基于深度神经网络的个体识别技术。借鉴语音识别中的卷积长短时全连接神经网络(CLDNN), 通过卷积神经网络提取信号的局部幅度特征, 通过长短期记忆网络提取信号的全局时域特征, 使用全连接网络实现特征图到设备标签的映射。在视距 (LOS)信道下, 采集 8台 LoRa调制的无线数传电台数据, 加入高斯白噪声进行仿真测试。仿真表明, 本文所提方法在信号序列长度为 2 048点和低信噪比(0 dB)时, 模型准确率达到 95%; 此外相较 VGG16模型, 本模型参数更少, 在物联网设备部署方面具有一定的应用前景。
物理层安全 射频指纹 CLDNN网络 物联网 physical layer security RF Fingerprint(RFF) CLDNN Internet of Things 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1298
1 国家农业信息化工程技术研究中心,北京 100097
2 清远市智慧农业农村研究院,广东 清远 511500
3 农芯科技!广州"有限责任公司,广东 广州 510000
4 湖南农业大学,湖南 长沙 410125
5 江门市农业技术服务中心,广东 江门 5290000
茶是世界上最受欢迎的饮料之一, 而氮素(N)是影响茶叶品质的主要成分之一, 因此快速准确地估算N素含量至关重要。 由于测定N含量的化学方法繁琐耗时, 利用高光谱对茶鲜叶中N含量进行预测, 利用连续小波转换(CWT)提取的小波系数, 探究CWT不同分解层数对于N素含量的估测能力, 并讨论了不同波长选择算法所建模型的预测效果。 首先, 采集广东省英德市茶园的151个茶鲜叶样品高光谱数据, 将获得的原始光谱通过卷积平滑(SG)、 去趋势(Detrending)、 一阶导数(1st)、 多元散射校正(MSC)和标准正态变量变换(SNV)五种预处理方法进行预处理并作为参考。 其次, 采用连续小波对原始光谱进行初步处理生成多尺度小波系数, 并进行相关性分析, 分别利用连续投影算法(SPA)、 竞争性自适应加权采样法(CARS)和变量组合集群分析(VCPA)方法进一步优化CWT变换后光谱数据的变量空间, 最后, 以特征变量为输入使用PLSR建立了N素定量监测模型, 并对比不同尺度不同方法估算N素的效果。 结果表明, 连续小波分析方法可有效提升茶鲜叶光谱对N素含量的估测能力, 明显优于常规光谱处理方法。 经连续小波分解后, 对茶鲜叶N素的预测能力随分解尺度的增加整体呈逐步降低的趋势, 其中在1~6尺度连续小波变换后的光谱与茶鲜叶N素存在良好的相关性, 表明小尺度的连续小波分解可有效应用于茶鲜叶N含量的监测。 基于CWT(1)-VCPA方法建立的模型精度最高, 且变量数相比于全波段减少了99.34%, 其建模与预测R2达到0.95和0.90, 相比于传统光谱处理方法, 精度提升了11% , 证明CWT-VCPA可以有效降低光谱维度并大幅提升模型精度。 实现了茶叶N素含量的高效量化预测, 为评估茶叶的其他成分提供了可靠技术参考。
茶鲜叶 氮素 连续小波变换 高光谱 变量组合集群分析 Fresh tea leaves Nitrogen Continuous wavelet transform Hyperspectral Variable combination population analysis 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3253
1 中南大学土木工程学院, 长沙 410075
2 湘潭建工集团有限公司, 湘潭 411100
锰渣与再生砖骨料均属于大宗固废, 提升大宗固废利用率具有重要的环境效益和经济效益。本文利用锰渣、再生砖骨料等制备了免烧砖, 探究了锰渣掺量对免烧砖各项性能的影响, 且对其微观结构及有害物质浸出行为进行了分析。结果表明: 制备的免烧砖外观质量优良, 色泽均一, 尺寸标准; 结合强度要求和抗冻性要求, 锰渣掺量不超过10%(质量分数)时, 可制备出强度、耐水性和耐久性优异的MU20免烧砖, 锰渣掺量不超过15%时, 可制备出性能优异的MU15免烧砖; 掺适量锰渣的免烧砖中形成了较多的钙矾石相, 有利于强度发展。锰渣和再生砖骨料制备的免烧砖可以应用于人行道等市政工程, 应用效果良好。研究结果可为锰渣低碳资源化利用以及生态砖制品的生产和应用提供技术支持。
锰渣 再生砖骨料 免烧砖 强度 耐水性 耐久性 工程应用 manganese slag recycled brick aggregate non-fired brick strength water resistance durability engineering application
1 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京 100081
2 北京交通大学理学院，北京 100044
在线结构光钢轨轮廓全断面测量系统中，钢轨两侧激光不共面引起轮廓测量误差。针对该问题，提出了基于投影变换的激光不共面误差修正模型。沿钢轨纵向建立参考坐标系，并将两侧半断面轮廓测量数据投影到与钢轨纵向垂直的辅助平面上，以投影轮廓作为轮廓测量结果，从而修正由激光不共面安装导致的钢轨轮廓测量误差。对比实验表明，该方法可将激光不共面误差修正到0.1 mm以下。所提方法不需要钢轨两侧激光精确共面，只需大致对齐即可，既保证了轮廓测量精度，又显著降低了现场安装要求。
测量 钢轨轮廓 激光平面 钢轨纵向 误差修正
1 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所, 北京 100081
2 中国铁道科学研究院研究生部, 北京 100081
铁路钢轨扣件系统易发生扣件缺失、弹条断裂、弹条歪斜和螺栓松动或过紧等现象,传统基于二维强度图像的检测方法可以较好地识别出前三种缺陷,却很难检测出螺栓松动或过紧缺陷。针对该问题,提出了基于线结构光的扣件螺栓紧固状态检测方法。利用3D相机获取轨道结构的三维点云数据,通过构建累积高度函数和先验知识,分割钢轨区域和扣件区域,并计算待测螺栓与钢轨轨头外侧非磨耗区域的高度差。在此基础上,提出了一种基于在线更新阈值库确定螺栓紧固状态阈值的方法,将该高度差与阈值库进行比较,实现螺栓的紧固状态检测。实验结果表明,在检测速度为20 km·h -1的情况下,扣件松动和过紧的检出率均在80%以上。该方法弥补了传统扣件检测方法的不足,实现了扣件紧固状态的自动化检测。
测量 线结构光 扣件紧固状态 松动检测 三维测量 激光与光电子学进展
2021, 58(16): 1612002
1 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所, 北京 100081
2 中国铁道科学研究院研究生部, 北京 100081
3 北京交通大学理学院, 北京 100044
为了获取钢轨轮廓测量系统中钢轨纵向的方向参数,提出了一种基于平面靶标的钢轨纵向标定方法。利用平面靶标与钢轨表面紧贴时靶标坐标系的Z轴始终与钢轨纵向垂直的特点,将平面靶标在钢轨表面平移或者旋转,并使平面靶标与钢轨表面保持贴紧状态;通过相机采集一组不同姿态下的平面靶标图像,将这组靶标坐标系Z轴单位向量变换到世界坐标系下,利用变换后单位向量的坐标进行平面拟合,通过计算拟合平面的法线得到钢轨纵向的方向向量,从而完成钢轨纵向参数的标定。在实验室环境下验证了所提方法的有效性,钢轨纵向标定误差在0.1°以下。当靶标图像数量在10张以上时,所提方法能达到最优的标定效果。所提方法为钢轨轮廓测量系统的精度提升和可靠性评估提供了理论依据。
测量 钢轨轮廓 钢轨纵向 标定 平面靶标 光学学报
2021, 41(10): 1012004
1 中国铁道科学研究院研究生部, 北京 100081
2 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所, 北京 100081
在传统线结构光测量技术的基础上,提出了一种基于偏振融合的钢轨廓形线结构光成像方法。利用偏振相机获取钢轨激光断面多个角度的偏振分量图像和总量强度图像,结合偏振分量图像和总量强度图像中光条信息的相关性和互补性,构建了基于光条信度评价的图像融合算法,基于融合图像提高了钢轨激光断面的成像质量。使用打磨后的钢轨进行实验论证,结果表明:由偏振分量图像和总强度图像得到的融合图像中,光条不再出现局部过曝现象,光条质量得到有效改善。与传统方法相比,过曝区域的钢轨廓形的最大测量误差由0.31 mm下降到0.10 mm,有效提高了钢轨廓形检测的准确度。
成像系统 偏振成像 过曝 钢轨廓形 图像融合 光学学报
2020, 40(22): 2211001
