兼吸式移动床生物质热解炭化装置设计与试验

针对目前内热式移动床生物质热解炭化试验研究平台条件不足的问题,开发了一种内加热兼吸式移动床热解炭化装置,模拟连续式热解炭化工艺,设计了供气系统、出炭系统、产物收集系统、气体净化系统、温度监控系统,以稻壳作为原料,开展了上吸和下吸式热解炭化试验,研究了停留时间和吸气方式对内热式热解炭化产物的影响。结果表明,随着停留时间的增加,上吸和下吸内热式热解炭化变化趋势基本相同,挥发分和固定碳含量均呈下降趋势,灰分含量增加,磷及氮元素含量均下降,氧元素含量上升,氢元素变化趋势不明显,热值分别从20.7MJ/kg和22MJ/kg下降到14.6MJ/kg和15.2MJ/kg;比表面积分别从0.73m^(2)/g和0.78m^(2)/g上升到3.84m^(2)/g和3.95m^(2)/g,生物炭孔隙结构得到了发展。该系统结构合理,运行稳定可靠,密封效果良好,可有效控制进气方式、进气量、保温炭化时间等试验因素。为内加热炭化工艺参数试验研究提供了重要支撑。

高温蒸汽管道氧化皮去除工艺及装置研制

针对高温蒸汽管道外壁氧化皮去除过程中工作效率低、工作环境差等问题,根据氧化皮分层特性提出了先冲击破坏外层脆硬的Fe_(2)O_(3)层以及中间致密较硬的Fe_(3)O_(4)层,然后打磨去除粘软FeO层的氧化皮去除新工艺,开发了管道外壁氧化皮去除装置,对装置的不同工艺执行方法和磨削力控制策略进行了分析,提出了优化的工艺方案,并开展了可行性验证。结果表明,以沿管道轴向为工作路径的工艺执行策略较优,先冲击后打磨的氧化皮去除工艺的效果较好,满足实际需求。

辣椒秆与LDPE共热解特性及其炭化产物还田适宜性评价

针对中国部分地区农作物秸秆与农膜处理难的问题,利用外加热热解工艺,开展了辣椒秸秆(CS,chili straw)与低密度聚乙烯(LDPE,low density polyethylene)的共热解试验,研究了不同掺混比和热解温度对共热解产物产率、特性及共热解炭还田指标的影响。结果表明,混合样品的分解主要有脱水、挥发分析出、聚合物降解和焦炭形成4个阶段。随着热解温度的升高,共热解炭的产率呈下降趋势,共热解气和共热解油的产率增加;共热解气的LHV(low heat value)处于8.6~14.5 MJ/m^(3)之间,共热解炭的LHV处于19.6~28.5 MJ/kg之间。此外,随着温度升高,共热解炭的挥发分逐渐减少,固定碳和灰分逐渐增加;共热解炭的比表面积处于0.4~2.2 m^(2)/g之间,与温度呈正相关,与掺混比呈负相关,共热解炭的pH值与温度呈正相关,整体处于10.1~12.5之间,掺混比对pH值的影响不明显;共热解炭的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon)含量及TEQ(toxic equivalent quantity)毒性低于其他研究平均值,只有15%-500℃(LDPE质量分数为15%,在500℃热解)中PAHs总量超过EBC设定的优质级阈值(4 mg/kg)。高温条件下利于PAHs的分解,共热解炭用于还田应适当提高热解温度,为农村秸秆和农膜处理提供参考。

基于线上线下混合模式的数学建模课程教学改革

数学建模是一门培养学生分析和解决实际问题能力的课程。为了有效地解决学生的学习差异化问题,进一步提升课程教学质量,文章结合数学建模课程的特点以及分析课程教学中存在的问题,提出了将线上线下混合式教学模式应用于数学建模课教学的改革方案,帮助学生增强理论联系实际的应用意识,提高学生解决问题的综合能力。

融合视网膜运动感知的视频目标分割

视频目标分割容易受到目标快速运动、目标遮挡等情形的影响,因此高精度的视频目标分割是极具挑战性的任务。利用光流可以促进物体的分割,但运动边界附近区域的光流往往计算得不准确,从而间接影响了基于光流的视频目标分割性能的提升。为突破上述局限,结合生物视网膜大细胞通路模型所提取的运动轮廓信息,来辅助计算运动边界区域的光流,并与传统视频目标分割方法前景-背景分割结合,交替更新光流和分割。所提方法在公开数据集DAVIS-2016、SegTrack-v2、YouTube-Objects上的实验结果表明,该方法相比于基线方法其平均分割精度分别提升了2.2百分点、1.3百分点、1.9百分点。

前言

随着与物联网、人工智能、云计算等新一代信息技术的持续融合,嵌入式系统与物理世界交互日益频繁,其时间敏感特征越发明显,成为了典型的时间敏感系统.由于在此类系统运行过程中些许违反时间约束将会导致系统运行的错误甚至引发灾难性的后果,因此亟需相关的方法与技术保证时间敏感系统在计算、控制与通信等方面的实时性与确定性.我们组织本次“时间敏感嵌入式软件与系统”专题,邀请领域专家对新型体系架构以及边缘协同计算架构下的时间敏感嵌入式软件与系统开展综述与进展报告,旨在增强并推动国内同行在时间敏感嵌入式软件与系统方面的交流.

融合RRT-Connect和DWA算法的室内移动机器人单目标点导航任务研究

针对室内复杂环境下移动机器人单目标点导航问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(RRTConnect)算法与改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA)的单目标点导航算法。首先,结合人工势场法与RRT-Connect算法设计全局规划器,并引入范围限定函数及两棵双向RRT随机树进行扩展,优化采样和路径扩展过程,同时对全局规划器生成的路径进行平滑处理;然后,改进DWA中的评价函数,以目标点距离函数代替航向角函数以加快算法收敛并避免角度反复调整,同时实现机器人的高效动态避障;最后,以全局规划器的路径点为引导,对局部规划器进行融合以完成单目标点导航任务。研究结果表明:本文所提出的规划器能够实现机器人在复杂环境下的自主路径规划和避障;相比于其他方法,本文所提出的方法效率高,规划路径短。

反应条件对水稻秸秆慢速热解产物的影响与评价

秸秆炭化还田是培肥地力和土壤固碳的重要途径。该研究采用慢速热解试验平台,研究了热解温度(450、500、550、600和650℃)和停留时间(30、40、50和60 min)对水稻秸秆热解产物理化性质(以还田利用指标为主)的影响,同时分析了不同生产条件下的产品收率和能量分布。试验结果表明,热解温度为450~650℃时制备的水稻秸秆炭O/C均低于0.2,H/C均低于0.7,且随着热解温度升高和停留时间的增加,O/C和H/C呈现明显减小趋势;随着热解温度升高,水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值均呈上升趋势,其值分别为4.5~83.4 m^(2)/g、688~1 059μs/cm和9.8~10.5;阳离子交换量在43.7~71.1 cmol/kg之间无规律波动;随着反应条件变化,水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值具有较强的相关性,比表面积与pH值相关系数达到0.83,pH值与电导率相关系数为0.66,比表面积和电导率相关系数为0.54。随着热解温度的升高,炭产率降低,热解气产率增加,热解气中H_(2)、CH_(4)等可燃气组分富集,热值增加,最大可达到15.74 MJ/m^(3);热解温度为445~650℃变化时,水稻秸秆炭能量收率为45.2%~53.8%,热解气能量收率为11.6%~19.1%。该研究为水稻秸秆炭化还田轻简化热解设备开发提供了基础支撑。

基于超表面的双频带极化不敏感吸波器

针对现代雷达隐身技术对超表面吸波器高吸收率和多频带特性的需求,利用简单的圆形和三角形金属结构,设计了一种双频带极化不敏感的超表面吸波器,其能够更好地减小雷达散射截面积。该吸波器的吸波频段和吸波率大小主要由其几何结构参数决定,通过设计表面金属结构,使其具有2个吸波频带。CST软件仿真结果表明,该吸波器在10.11 GHz时的吸波率为98.1%,在15.63 GHz时的吸波率为99.8%。由于单元结构为轴对称,器件具有极化不敏感特性。该超表面结构简单而紧凑,满足了雷达隐身的设计需求,并为多频带极化不敏感超表面器件的研究和设计提供了新思路。

固定化蛋白酶从餐厨垃圾中提取蛋白质的实验研究

以海藻酸钠和壳聚糖为原料,采用包埋法对木瓜蛋白酶进行固定,通过FT-IR、XRD对制备的固定化酶载体进行了表征分析;采用单因素变量法和正交实验优化固定化酶载体的制备条件,探究固定化酶载体酶解餐厨垃圾提取蛋白质的最佳方案,并对其酶解效果进行了对比分析。结果表明:海藻酸钠浓度为3.5%、CaCl_(2)为2.5%、壳聚糖浓度为2.5%、固定化时间为1.5h是固定化酶载体制备的最优条件。固定化蛋白酶酶解餐厨垃圾,蛋白提取率为51.25%,对比游离酶的酶解效果,提升了17.35%,效果较为显著。固定化蛋白酶在使用5次之后和贮存11 d之后酶解效率均保持在50%之上,其耐酸碱性、稳定性和可重复使用性都有了明显的提升。

一种基于公开信息的停车场推荐算法

为解决城市级诱导系统在车位信息采集方面的不足,提出了一种parking rank的停车场推荐算法。该算法通过借鉴PageRank算法的基本思想,根据停车场自身的公开信息,比如车位数量、收费标准、服务类型,通过提出的算法进行量化和计算,将得分最高的停车场向用户推荐。仿真实验验证了算法的可行性。

多波长皮肤光疗仪的设计

为提高光生物效应治疗皮肤病的效率,解决光疗仪器辐照度普遍偏低的问题,基于光生物调节与光动力作用的原理及其临床应用,设计了一种具有治疗痤疮等功能的多波长皮肤光疗仪。用TracePro进行光学系统的设计与仿真,通过对LED光源进行硬件电路设计,使光能量布局集中且均匀,提高光的辐照度,且不同光波长和光能可自由组合使用。测试结果表明,该光疗仪在目标平面光照集中且均匀,总辐照度达50.5 mW/cm^2以上。

基于深度强化学习算法的车辆行为决策研究

针对传统的DDPG算法训练时间长和收敛速度慢的问题,提出一种将引导式学习和优选经验回放机制相结合融入DDPG的算法。改进的DDPG算法在训练初期的动作输出为引导式学习和策略网络共同作用的结果,后期引导式学习不再参与控制。同时引入经验池分离技术,将优势经验样本和劣势经验样本分开存储和固定比例随机抽取。在TORCS平台上进行车辆决策测试,结果表明,改进后的DDPG离,提高算法效率。

一种基于斯格明子介质的高效存内计算框架

存内计算(processing in memory, PIM)作为一种新兴的技术,支持数据在存储单元内就地处理,减少了数据的移动并增加了数据的并行处理,在一定程度上弥补了冯·诺依曼架构的缺陷.和传统易失随机存储介质相比,赛道型内存(racetrack memory, RM)具有密度大、非易失且静态功耗低等特点,支持高效的存内计算.为解决性能与功耗问题,提出了一种新型的基于斯格明子(Skyrmion)介质的非易失性存内计算框架.该框架采用斯格明子赛道内存(Skyrmion-based racetrack memory)作为存储单元,采用斯格明子逻辑门(Skyrmion-based logic gate)构成的加法/乘法器组成计算单元,无须大量CMOS(complementary metal oxide semiconductor)电路辅助,设计复杂度大大降低.同时,通过在电路级优化存储单元读写端口数目与在系统级改进内存地址映射方式,大幅提高该框架的运行效率.实验结果表明:相比基于磁畴壁(domain-wall)的非易失性存内计算框架,提出的框架在运行时间上节省了48.1%,同时在能耗上节省了42.9%.

常温固化大豆蛋白胶黏剂制备非结构集成材研究

研究利用豆粉、环氧类固化剂、水性弹性体乳液制备了一种常温固化大豆蛋白胶黏剂,并用于制备非结构集成材。结果表明,胶黏剂最优配方为18 g豆粉、82 g水、2.52 g环氧固化剂、36 g水性弹性体乳液,胶黏剂固体含量27.8%,适用期可达36 h;集成材优化制备工艺为涂胶量190~210 g/m^(2)、加压时间3 h、加压压力0.6 MPa、卸压平衡时间8 h时;制备的集成材干/湿胶合强度分别达到4.14 MPa和1.25 MPa,可耐16 h沸水持续水煮或7个水煮冷冻干燥循环测试,180天室外耐候性能良好,性能优于商用水性异氰酸酯胶黏剂,成本降低41.6%。胶黏剂的制备工艺和非结构集成材产品质量满足工业化生产要求。

改进SMOTE的过采样算法

针对不平衡数据集分类,现有的过采样算法更多地解决了类间不平衡问题,而未考虑少数类的类内不平衡,未筛选进行过采样的样本及未去除噪音,且合成过程中存在样本重叠及样本分布“边缘化”等问题,提出一种基于层次聚类和改进SMOTE的过采样算法AGNES-SMOTE。该算法对多数类和少数类样本分别进行层次聚类,并根据获得的多数类簇划分少数类簇,合并过程中考虑多数类样本分布,避免重叠样本的生成。接着根据少数类簇中的样本数量确定采样权重,并根据少数类样本到其近邻多数类样本的距离计算出每个少数类簇的概率分布,结合两者来选取“种子样本”。最后在采样过程中采用质心方式来限制合成样本的生成区域。将AGNES-SMOTE与分类器结合来处理不平衡数据集的分类问题。通过UCI数据集上与其他文献中相关算法的对比实验表明,AGNES-SMOTE在新样本的整体合成效果上表现出色,取得更高的G-mean值、F-measure值和AUC值,有效提高了分类器在不平衡数据集上的分类性能。

基于视网膜大细胞通路计算模型和深度学习的无人机目标检测

在复杂背景下的小型无人机红外目标检测是计算机视觉领域的挑战性课题.传统目标检测算法利用深度卷积神经网络提取无人机的静态外观特征并进行模式判别,但在复杂背景下且目标外观不清晰时的性能会显著下降.本文借鉴生物视网膜机制,通过视网膜大细胞通路模型提取无人机目标的时空运动信息,同时借助深度卷积神经网络获得基于静态表观特征的目标置信度图,进而将视网膜时空运动信息与深度卷积网络的目标置信度图进行融合获得目标检测结果.在Anti-UAV2020公开数据集上的评估结果表明,所提出算法的检测精确率达到86.90%,超过了业内主流的YOLO-v3算法.

运动引导的核相关滤波跟踪算法

核相关滤波是视觉目标跟踪领域的重要算法之一,但该算法的目标搜索范围有限,容易受到目标瞬移和方向快速变化等情况的影响,导致目标跟踪失效.针对该问题,本文引入注意力机制对核相关滤波目标跟踪算法进行改进.我们首先通过视网膜大细胞通路模型来提取运动区域,然后利用光流算法计算前一帧目标边界框内运动区域的平均光流来确定目标候选框,最后在该候选框上通过核相关滤波算法确定目标边界框.在Anti-UAV2020数据集上的实验结果表明,当利用PyrLK算法计算光流时,所提方法相比于基线方法在跟踪精确率与成功率方面分别提升1.4%和1.3%;当利用Flownet算法计算光流时,所提方法相比于基线方法在跟踪精确率与成功率方面分别提升2.2%和1.3%.

早熟核桃‘盐源早’的引种试验初报

为筛选适合贵州核桃主产区种植的早熟鲜食核桃品种,从四川盐源县引进性状表现优良的‘盐源早’穗条,嫁接在贵州原产4年生核桃砧木上,进行了区域适应试验和品种比较试验,从物候期表现、产量、果实和坚果品质以及抗性等几个方面进行了研究。结果表明与贵州优质核桃晚熟品种‘黔核7号’相比,‘盐源早’有成熟早、果个大、单果较重、产量较高、抗性相近的特点;其在花溪、兴义、水城和赫章均可种植,但赫章地区的早熟特性表现不明显,其他各项经济指标与原产地基本相同。因此,‘盐源早’在贵州雨热条件较好的核桃产区可以进行中试试验。

人参汤治疗胃溃疡Hp感染临床观察

目的研究人参汤加减对胃溃疡幽门螺旋杆菌(Hp)感染患者Hp清除率及炎症指标的影响。方法采用前瞻性随机对照试验,选取江西南康区中医院2020年6月—2021年7月收治的82例胃溃疡Hp感染患者,采用奇偶生成法分为对照组(41例)和观察组(41例)。对照组采用克拉霉素分散片、枸橼酸铋钾片、阿莫西林以及兰索拉唑片联合治疗,观察组在对照组基础上采用人参汤加减治疗。对比2组治疗8周后的临床疗效、Hp清除率以及治疗前和治疗8周后的炎症指标水平。结果观察组总有效率95.12%(39/41)较对照组75.61%(31/41)高,差异有统计学意义(P<0.05);观察组Hp清除率较对照组高,差异有统计学意义(P<0.05);治疗8周后,2组白细胞计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数和C反应蛋白水平较治疗前低,且观察组较对照组低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在常规西药治疗基础上,胃溃疡Hp感染患者经人参汤加减治疗可进一步缓解炎症反应,效果确切。