基于多学科交叉融合的数学建模案例设计与分析

在多学科交叉融合背景下,以海洋环境对船舶航行安全的影响评估与航迹规划为主题设计应用案例,将评估模型与规划模型进行综合集成,能够为船舶航行提供动态的航线设计结果.该案例可以充分调动学生的学习积极性和主观能动性,使学生轻松掌握评估模型和规划模型的数学原理、算法流程和应用前景,能够培养学生的科研探索能力和创新思维.

多群组混合环境基尼系数及其在五大城市群绿色发展评价中的应用

我国区域间发展不平衡性导致了其数据的厚尾性,基于此背景,在参数化基尼的框架上构建了多群组混合基尼系数以及其分解形式,并结合区域数据的厚尾特征推导了有限样本下的多群组混合基尼系数的表达式,并运用该基尼系数对我国五大城市群2005~2020年的经济产出、资源消耗或污染物排放等方面的基尼系数进行计算,对区域综合绿色发展情况进行评价和分析。结果表明,相比于传统的基尼系数方法,该基尼系数可以很好地适应厚尾数据,其中组间差异是区域发展不平衡的主要来源,其贡献率约为70%。相比于十一五、十二五时期,十三五期间的经济和生态之间不平衡得到了一定的改善,能源消耗基尼系数从0.45降到了0.35,我国五大城市群的“清洁生产效率”同时呈现出下降趋势,绿色发展程度提升。

二元环境基尼系数及其在均衡发展中的应用

构建空间异质性条件下二元群组混合环境基尼系数公式,分析长江经济带城市群产业经济与生态环境的区域协调性。基于参数式基尼框架下构建了二元群组混合环境基尼系数,在不依赖于各子群体分布函数相互独立的前提下,首次建立了基于Copula函数的总体污染排放分布函数,构造了空间异质性条件下新的混合环境基尼系数公式,并对长江经济带城市群2005~2020年的产业经济和生态环境区域协调性进行评价分析。研究发现:1) 长江经济带的产业经济与生态环境区域协调性整体呈上升趋势,但基尼系数仍维持在0.3以上。2) 长江中上游与下游在产业经济、能源消耗与环境水污染方面差异较大,长江上游与中下游在大气污染方面差异较大,基尼系数均在0.47左右。3) 传统环境基尼系数存在向下的偏差,新的公式能更好地解释子群体间的关系,在数值上具有更高的准确性。

基于低碳经济理念的城市产业规划政策研究

本文以企业个体和地方政府引导下的产业集群整体为产业规划参与双方,以节约能源、促进低能耗产业发展为低碳经济发展内涵,建立低碳经济理念下的城市产业地理空间规划模型,分析规划均衡条件,求解规划均衡策略,仿真模拟规划策略变量对产业布局、产业结构的影响,并结合上海市的产业规划政策加以对比分析。结果表明:以产业用地开发成本为体现,新产业区规划中心越接近城市边界越易促进城市产业区的突破式发展;企业规模越大,能耗、迁移成本越低,则产业用地开发成本控制值越大;企业的规模和能耗特征共同决定了产业用地开发密度;新产业区规划时,若企业规模对用地面积的弹性大于对迁移成本的弹性,则企业规模越大,其土地使用费的梯度越大,越倾向于迁移,而企业对规划政策反应的异质性会减弱该倾向。实例分析部分表明,在上海市当前的产业结构下,新产业区规划不宜对低能耗产业的布局做过大调整;上海市在促进低能耗产业的发展上还有一定的改进空间。

基于现代信息技术的职业教育“项目化”教学模式的改革与实践——以电子专业核心课程为例

从以现代信息技术为平台的学习模式出发,提出了职业教育"项目化"课程模式建构模型;进而以电子专业核心课程为例,以信息技术为工具,给出了"项目化"课程模式的设计和具体教学过程,以及电子专业核心课程数字化资源库设计办法。实践表明,这种教学模式可取得很好的教学效果。

基于ARM和ATT7022C的电能质量监测终端的设计

本文以ARM STM32F103VE6和电表芯片ATT7022C为主构建了电能质量监测终端,利用电表芯片ATT7022C实现对电网电压、电流、频率、功率因素等诸多参数的采样,以ARMSTM32F103VE6芯片做CPU对采样到的数据进行频率准同步转换和FFT计算实现对谐波的测量,该装置可以实现对公用配电网的电压、电流、有功、无功、谐波等参数的精确测量,为公用配电网进行能源监测、无功补偿和谐波治理提供了有效的在线监测手段。

基于物联网和模糊PID技术的温室智能监控系统

针对温室范围广、监控点多、布线困难、且具有非线性、大延时、控制模型难以确定等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点、汇聚节点及智能控制节点,实现对温湿度、光照等参数的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输;以GPRS技术实现汇聚节点与监控平台的对接,采用带Smith预估器的模糊PID控制算法实现对遮阳网、风机、湿帘、均热扇等设备的控制,经现场长时间运行表明,整个系统经济实用,控制精度高,运行稳定可靠,满足大棚生产要求。

基于物联网技术的污水处理过程动态监控系统

针对污水处理过程复杂、区域广、监测点多、现场布线困难等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点和汇聚节点,实现对污水处理过程中的设备状态、污水的进出口流量、PH值、COD等监测因子的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输,以GPRS技术实现汇聚节点与多平台对接;为确保监控系统所接信号不影响原控制系统的正常运行,特设计了高精度电流扩展模块、串口扩展模块等;经现场长时间运行表明,系统有很好的灵活性和扩展性,运行稳定可靠,通过对污水处理过程各参数的动态分析,为提高污水处理效率和节能环保起到重要作用。

基于ARM和Zigbee的智能浮纹织造控制系统

针对纺织业中浮纹布的织造一直依赖纯机械控制的现状,为提高浮纹布织造的精度和效率,特设计了智能浮纹织造控制系统,通过上位机的工艺软件进行浮纹花色品种的设计,以U盘将多种浮纹工艺文件导入到浮纹织造控制系统里,以STM32处理器为核心根据浮纹工艺进行相关织造的电气控制;为了便于实时掌握浮纹布的产量并按订单及时进行品种的更换,系统以Zigbee技术实现数据的传输及命令的远程控制,避免了复杂的布线;经现场长时间运行,系统稳定可靠,织造速度可达250转/分以上,控制精度达到0.1 mm,具有很好的应用价值。

基于空气质量在线监测的综合实训平台设计

针对传统的实训设备功能单一、针对性不强等弊端,结合"中国制造+互联网"的人才培养要求,开发了一种基于空气质量在线监测的综合实训平台。平台以PM2.5、温湿度、噪音、风速等空气质量参数为监测对象,采用单片机技术和Zigbee技术,构建物联网系统;给出了实训平台的总体构成,并阐述了其主要功能模块的硬件设施、软件编程及通讯实现。实践证明,该平台以具体对象作为实训依据,适用于传感器技术、物联网及通信技术、单片机技术等课程的实训教学,可提升课程吸引力,提高实训效果。

基于物联网技术的工业污染总量控制系统的设计

为更好地实施节能减排,针对国内工业废水、废气排放的现状,利用现代控制技术及物联网技术,研发了一种工业污染总量控制系统。系统以安装在环保中心的监控平台为核心,以现场总量控制装置实时采集的工业污水或废气的流量、COD或SO2等监测因子的浓度以及处理设备的运行工况为依据,通过总量分配来刚性控制工业排污。与传统的总量控制系统相比,该系统集成了多个排污口的集中监控、设备运行工况实时监测以及特殊分析仪器分时使用等优点。现场长时间运行结果表明,系统性能稳定可靠,可为环保自动监测监控提供一种有效手段。

随机利率下索赔次数服从复合Poisson-Geometric过程的风险模型

考虑随机利率下索赔次数服从一类双参数Poisson分布时的风险模型。当随机利率为一般的独立增量过程时,得到了总索赔额折现值的各阶矩。特别地,当独立增量过程为标准Weiner过程,损失分布为Pareto分布的情形下,计算了总索赔额折现值各阶矩的表达式,并利用一阶矩给出了有利率因素时的一类NCD保费策略。在实例分析部分,分析了模型的合理性,给出了NCD策略的数值计算结果。

技术效率对产业空间布局的经济、生态均衡性影响

文章构建了项目层面的产业空间布局调整模型,利用离散随机变量方法仿真产业产出、排放的空间分布,并借助环境基尼系数评估布局的经济、生态均衡性。结果表明,技术效率以产业结构为基础,通过技术效率的产业间差异、空间差异以及技术效率水平的提高影响产业空间布局的经济、生态均衡性;低、中、高能耗产业比例均衡且和对应的技术效率水平相协同的地区,具有较高的经济、生态均衡性,更易出现高产出、低排放的结果;技术效率水平的提高能有效降低产业结构失衡所导致的区域经济、生态非均衡性。

功能性统计软件在统计学专业实践环节中的运用探索

探讨了商业性统计软件Minitab在统计学专业本科实践教学中的运用.以Minitab的宏命令为编译语言,辅以软件的统计数据处理、图形功能,实现了软件在数理金融课程实践、产业经济学产业空间布局仿真两个方面的应用探索.结果表明,Minitab统计软件在向量计算、随机数据仿真等方面具有丰富的拓展运用功能,结合功能性统计软件的自身优势,能有效发挥其在统计学专业课程中的实践教学价值.

基于Volterra级数的RLS自适应算法的混沌时间序列预测

根据混沌序列产生的确定性和非线性机制,基于Volterra级数和RLS算法,提出了一种少参数二阶非线性滤波算法用于混沌时间序列的自适应预测。仿真结果表明,这种非线性自适应滤波器能有效地预测一些超混沌序列,而且该滤波器的一步均方误差性能明显高于其他基于Volterra级数的NLMS算法,表明该算法具有良好的收敛性能。

智能定硫仪的设计

从系统的构成,硬件软件等方面介绍了一种硫含量的检测系统。该系统能快速精确地测量煤和钢铁中的硫含量,为煤和钢铁的鉴定和合理使用提供科学依据。

基于新能源技术的热水中央供配控制系统

随着新能源技术的发展,太阳能、风能的使用已经非常普及,如何有效利用太阳能、风能等新能源是目前研究的热点课题;针对大学生公寓、工厂、宾馆等需要热水集中供给的场合,采用一种直接利用太阳能和风能的设计理念,给出一种热水中央供配控制系统的设计,有效地提高了太阳能和风能的利用效率,采用电辅助加热解决了阴天、无风等特殊天气情况下新能源的缺陷,并利用刷卡进行自动收费,实现了热水供配的自动化;试验结果表明,热水供应充足,温度控制精度达到±2℃,完全满足热水集中供给的需要。

限流式低压电力电容器动态开关的研制

介绍一种限流式低压电力电容器动态开关。它以单片机为核心 ,将低压电力电容器的开关控制、开关保护以及电容器的保护等功能组合在一起 ,及时准确地反映开关的工作状态和为无功补偿创造条件。

新型导弹姿态控制系统二次镇定方法研究

现代新型导弹由于进行大范围机动飞行,要求飞行姿态控制参数在大范围区间内变化。考虑到传统区间系统数学描述和该类系统控制设计的不足,针对参数依赖区间系统的稳定性分析和二次镇定问题,研究了具有时间连续的参数依赖区间系统的二次镇定问题及在新型导弹姿态控制系统设计中的应用。与传统区间系统的分析和控制设计不同,给出了参数依赖模型的区间系统二次稳定的新充要条件。在二次镇定结构下,提出一种区间不确定参数顶点的控制设计方法,以一簇参数化的线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了控制的可解性条件,且所得到的LMI条件采用标准的数值计算软件进行有效求解,所得到的结果有利于控制系统分析与优化设计。最后,将上述方法成功应用于具有区间线性化纵向动力学模型的某型导弹飞行姿态控制系统设计中,验证了所提出方法的有效性。

经济、生态空间均衡目标下的技术融合方向选择

探讨技术进步约束下的区域产业生态化建设。设计了以区域间产业技术的双向溢出融合为内涵的区域产业技术发展策略,以区域内各个城市产业发展的市场因素、政策因素为条件,构建了项目层面的区域产业空间布局调整的仿真分析模型,并以模型为基础分析了不同技术融合方式下区域产业布局的经济、生态空间均衡性。结果表明,区域间不同类型的技术融合约束条件在有效提升产业经济效益的同时,仍然能有效控制污染排放的增长;技术融合对地区产业的排放-产出弹性具有显著影响,且相比于注重产业经济效益以及均衡型这两种技术融合方式,以产业能耗特征为参考的技术融合在有效提升产业产出的同时,仍能增强产业空间布局的经济、生态协调性。