三维地理信息系统在石油化工厂安全事故应急管理方面的实际应用

三维地理信息系统构建真实的石油化工厂三维虚拟场景,并以此为基础建立预案管理、资源管理、设备管理、实时监控管理、应急演练等安全事故应急管理相关应用,有助于工人全面掌握各类设备的综合状况,实现石化厂设备设施的动态化、精细化管理,有效地预防并避免重大事故的发生。     

非接触PVDF压电悬臂梁风能收集系统特性研究

设计了一款由聚偏氟乙烯高聚物(PVDF)三角形压电梁、永磁体和环形基座所构成的非接触式压电风能收集系统,并研究了该系统的风能收集特性。首先分析了系统中单个拥磁梁振动时所受的激励,得到其波形为周期性三角波;其次,通过有限元仿真分析可知,当激励频率和拥磁梁的一阶固有频率相同时,其输出功率最大,并由实验得知,单梁工作系统适用于风速小于3.2m/s的环境,测得工作中的风速为2.8m/s时,激励频率近似拥磁梁的固有频率(为17.4Hz),系统获得的最大输出功率为12.4μW。最后,利用夹持长度可调的多个拥磁梁所连接成的阵列,实现了拓宽系统风速范围的目的,并以夹持长度不同的4个梁实验为例,验证了系统在风能收集时风速的工作范围为2.80～5.25m/s,对应的平均功率为13.6μW。     

具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器

针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光 、集成耦合效率低的问题,本文设计了 一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器 件上 层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波 前相 位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计 的器 件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种 偏振 光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振 消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可 以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向 光纤通信的集成光电器件中。     

基于学习的核偏最小二乘法优化扩展卡尔曼滤波

为了解决非线性系统参数不确定和噪声信息不准确导致EKF随时序估计误差较大的问题,利用核偏最小二乘法与系统方程参数和噪声信息无关的特点优化EKF。先将量测数据和EKF的收敛估计作为学习样本,建立KPLS预测模型,然后,融合KPLS和EKF的预测值进行状态估计;同时,若状态估计的收敛判据为真,将估计值作为学习样本,并利用滑动窗口更新KPLS核矩阵,使KPLS能时序预测;若收敛判据为假,则更新量测协方差。最后,通过实验仿真的方法,分析KPLS-EKF算法的收敛性和性能。实验结果表明：KPLS-EKF能够有效地解决非线性系统参数和噪声信息不准确导致的EKF误差较大的问题。     

建筑管道抗震支吊架力学性能有限元分析

针对建筑管道抗震支吊架理论研究落后于工程应用实践的现状,以某抗震支吊架为研究对象,采用有限元法分析抗震支吊架的力学性能。对比数值计算结果与支吊架室内拉伸试验结果,验证有限元建模的可靠性。针对3种不同地震波,对支吊架结构的地震响应进行瞬态时程分析,并对连接螺栓的拉伸强度进行校核,探讨水平加速度方向、斜撑厚度和安装角度变化对支吊架结构抗震性能的影响。结果表明：在3种地震波作用下,支吊架结构均满足强度要求,且连接螺栓也未发生破坏;当水平加速度侧向输入时,支吊架结构的受力响应最大;随着斜撑厚度的增加和安装角度的减小,支吊架结构的抗震性能增强。     

基于联合编码且负载均衡的AODV路由策略

在无线网状网中,为使AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector routing)路由协议支持流间编码并解决流间编码带来的负载不均衡问题,提出了一种优化的路由策略 CLAODV (Coding-aware and Load balanced AODV)。该策略允许编码节点的多个下游节点共同解码同一个编码包,以增加路径上的编码机会。同时,设计了一个可以同时体现路径上编码增益、路径丢包率以及路径负载程度的新路由度量参数(Expected Coding-aware Transmission Count and Load balancing,ECTXL)。CLAODV路由策略可根据该参数进行路由选择。仿真结果表明:与其他相关路由策略相比,文中提出的CLAODV路由策略不仅能有效增加路径的编码机会,提高网络吞吐量,而且可以明显降低路由时延与带宽资源开销。     

求解昂贵区间多目标优化问题的高斯代理模型

本文将数据挖掘(高斯过程回归建模)和智能进化算法(GA,NSGA-Ⅱ)进行结合,用于解决优化函数未知的昂贵区间多目标优化问题.首先利用高斯过程对采用中点和不确定度表示的未知目标函数和约束函数进行建模,由于相关性和准确性是区间函数模型的两个必备条件,故提出一种融合多属性决策的双层种群筛选策略,并将其嵌入到遗传算法求解高斯模型参数的过程中,第1层根据相关性属性排除候选解集中部分劣解,第2层根据准确性属性排除候选解集中其余超出种群规模的劣解,两属性的权重系数决定两层排除劣解的比例.然后将所建模型作为优化对象的代理模型引导区间NSGA-II算法优化求解,从而获得所需的Pareto前沿.     

标准化降水指数与有效干旱指数在新疆干旱监测中的应用

基于干旱监测理论,根据新疆测站1961—2010年逐日降水资料,对比分析了基于不同时间尺度(1、3、6、9、12、24个月)标准化降水指标(SPI)与有效干旱指数(EDI)对干旱监测的有效性与实用性。结果表明:不论针对短期干旱还是长期干旱,EDI监测能力均明显优于SPI。短时间尺度的SPI受短时间降水影响较大,能反映短时间新疆地区的干旱变化特征;随时间尺度的增加,SPI对短时间降水的响应能力较差,但仍可反映长时间序列下明显的干旱变化趋势。与SPI相比,EDI能够很好地反映出短期干旱和当时降水量的影响;同时能够随时间迁移,给每日降水量分配以不同权重,考虑前期降水量对当前干湿状况的影响。相关研究结果可为湿润区及其他气候区洪旱灾害监测提供重要理论依据。     

黄河内蒙古段干流沉积物中砷含量及形态研究

为探明黄河内蒙古段沉积物中砷含量及形态分布特征,采集黄河内蒙古段干流柱状沉积物,采用HNO4-H2SO4-HCl O4法消解沉积物样品,提取沉积物中吸附型砷(A-As)、铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)、钙型砷(CaAs)、包蔽型砷(O-As)5种形态砷,并采用氢化物发生原子荧光分光光度法测定砷含量。结果表明:黄河内蒙古段干流柱状沉积物中砷含量为7.123~16.661 mg/kg,平均为9.292 mg/kg;从整体上看,左岸沉积物砷含量高于右岸,随深度增加砷含量呈下降趋势,从上游至下游砷含量在黑柳子段出现高值;黄河内蒙古段沉积物中砷以Ca-As为主,O-As次之;随着深度的增加,总体上,Ca-As含量略有升高,A-As和O-As含量有所下降,Al-As和Fe-As含量基本不变。