基于EMD-BiLSTM-ANFIS的负荷区间预测

考虑到新型电力负荷随机性增强,传统的准确预测方法已无法满足要求,提出一种EMD-BiLSTM-ANFIS(Empirical Mode Decomposition-Bi-directional Long Short-Term Memory-Adaptive Network-based Fuzzy Inference System)分位数预测负荷概率密度的方法,使用负荷预测区间取代点预测的准确数值,能为电力系统分析与决策提供更多数据,增强预测的可靠性。首先将原始负荷序列通过EMD(Empirical Mode Decomposition)分解成若干分量,并通过计算样本熵分为3类分量。然后将重构后的3类分量与由相关性筛选的外界因素特征采用BiLSTM、ANFIS模型进行训练和分位数回归(QR:Quantile Regression),并将分量的预测区间结果累加得到最终负荷的预测区间。最后利用核密度估计输出任意时刻用户负荷概率密度预测结果。通过与CNN-BiLSTM(Convolutional Neural Network-Bidirectional Long Short-Term Memory)、LSTM(Long Short-Term Memory)模型对比点预测及区间预测结果,证明了该方法的有效性。

新疆奇台绿洲不同耕作年限荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素

荒漠灰钙土是天山北麓地带性土壤,富含碳酸盐和硫酸钙,是优质土地后备资源。本研究采用野外调查取样与室内实验相结合的方法,对新疆奇台绿洲不同耕作年限(<3 a、10 a、20 a、30 a、>40 a)荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素进行分析,探讨了土壤无机碳与土壤理化参数间的关系,特别是石膏对土壤无机碳的增汇作用。结果表明:①耕作层和犁底层的无机碳,对人类活动十分敏感。土壤无机碳随耕作年限先降低后升高,在耕作后的前10 a迅速下降表现为碳源,而后逐渐上升超过初始含量重新转为碳汇,耕作>40 a后土壤无机碳含量较耕作<3 a增加超过10 g·kg^(-1);②土壤无机碳的稳定性同位素δ^(13)C随着耕作年限的增加持续负向偏移,表现出具有截存现代大气CO_(2)的潜力;③荒漠灰钙土中含有极易风化且储量可观的石膏,为次生碳酸盐淀积提供了大量的钙源,这些Ca2+含量决定了研究区土壤无机碳库最终的储量大小。综上说明,富含石膏的荒漠灰钙土耕作后,具有较强的土壤无机碳增汇潜力,重视和准确估算这部分碳增汇潜力有助于我国“双碳”目标的实现。

基于等离子双丝增材制造技术制备坡莫合金工艺探究

首次采用等离子双丝增材制造技术制备Fe-Ni合金,通过显微组织分析获得平行于基板和垂直于基板的显微组织相差较大,平行于基板的显微组织主要由不同尺寸的等轴晶组成且含有极大尺寸晶粒,而垂直于基板方向的显微组织主要是柱状晶,因此柱状晶内含有不同形态的胞状晶,垂直于晶界生长。两者晶界和晶内均有点状或圆形析出物,且均匀分布。元素分析结果表明:该试样不存在元素偏析,且其显微硬度优于激光选区熔化所制备的试样。

船舶空心艉轴的中空系数对其强度及抗冲击性能影响分析

船舶艉轴是输出船舶动力和驱动螺旋桨工作的传动轴,艉轴空心设计与制造可以实现艉轴重量轻量化。文章以船舶空心艉轴为分析对象,分别在静载荷、动载荷以及冲击载荷条件下,从不同中空系数的角度对艉轴进行强度和抗冲击性能影响分析,揭示中空系数与艉轴性能之间的影响关系,为空心艉轴设计时确定中空系数提供依据。研究结果表明,综合考虑艉轴轻量化、强度以及抗冲击性能,中空系数在0.55~0.65范围内船舶艉轴能够拥有良好的工作性能。

疫情前后长沙市PM_(2.5)水溶性离子污染特征及潜在源区分布

利用2019年11月1日-2020年2月29日长沙市六种常规大气污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)、SO_(2)、O_(3)及CO)及PM_(2.5)组分数据分析了长沙市疫情前后大气污染物浓度及气象条件变化、PM_(2.5)水溶性离子污染特征、PM_(2.5)传输路径和潜在源区。结果发现:各大气污染物受疫情影响浓度降幅范围为14.3%~64.4%,NO_(2)降幅最大;疫情前后气象条件基本一致,本地排放减少是造成污染物浓度大幅下降的主要原因;疫情期间SNA浓度显著下降,NO_(3)^(-)浓度降低尤为明显,移动源影响明显减少;SOR、NOR出现不同程度上升,颗粒物二次转化显著。疫情前后PM_(2.5)高值由外来传输转为本地,污染方位位于西北方向;基于后向轨迹分析,正常生产期间气流轨迹以北方为主,但PM_(2.5)浓度受东南方向的福建影响显著,疫情期间,PM_(2.5)受湖南-湖北-江西交界处气流影响显著;基于潜在源分析,正常生产期间PM_(2.5)潜在源区以湖南、湖北及广东为主,疫情期间潜在源区主要以省内传输为主。

基于贝叶斯自优化Bi-LSTM组合网络的高速铁路轨道-桥梁系统震后响应预测方法

中国高速铁路(HSR)规划建设逐渐向地震易发地区延伸,亟需一种及时、准确的灾后地震响应快速预测方法,以实现高速铁路系统运输生命线安全的快速评估。本文提出了一种基于贝叶斯自优化双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络的快速预测方法,以经过实验验证的高速铁路轨道-桥梁系统有限元模型地震动响应计算数据为样本,将预测地震响应和有限元计算结果进行比较,验证所提方法的精度和鲁棒性,表明该方法在预测高速铁路桥梁结构的非线性地震反应方面是有效的,且高速铁路轨道-桥梁系统的不同预测位置对预测精度的影响不明显;此外,为了降低神经网络训练数据量需求,提出了一种基于离散小波分解的分层聚类算法,结果表明,基于小波分解的分层聚类方法在保证预测精度的同时,有效地减少了训练地震集的输入数量。

三峡库区开州城区大气VOCs污染的季节特征及来源解析

为深入了解重庆市开州区中心城区挥发性有机物(VOCs)对臭氧(O_(3))和二次有机气溶胶(SOA)污染的影响,基于长时间序列在线监测数据统计分析了57种臭氧前体混合物(PAMS)的VOCs污染特征,并利用最大增量反应活性法估算了VOCs对臭氧生成潜势(OFP)。结果表明,开州区大气中VOCs浓度变化为冬季(20.18μg/L)>秋季(19.89μg/L)>春季(19.81μg/L)>夏季(14.58μg/L),烷烃、烯烃和芳香烃排放贡献占比分别为43.2%、37.8%和19.0%;烯烃的OFP占比最大(51.4%),其次为芳香烃(38.3%)和烷烃(10.3%);芳香烃对SOA生成的贡献高达90.5%;区域VOCs气团较为新鲜且受到近距离传输,主要受机动车尾气和燃煤/生物质燃烧、燃油蒸发影响;移动源和溶剂使用源的有效控制是降低区域VOCs光化学反应生成O_(3)和SOA污染的关键。

浅谈城市高架桥异型墩柱施工质量控制

城市高架桥异型墩柱结构美观,其质量控制是施工中的难点。以长沙机场改扩建项目高架桥工程为例,从四个方面进行高架桥异形墩柱施工质量控制总结,分别是:钢筋预埋定位及连接布置的质量控制,模板深化设计、钢模板安装、脱模剂涂刷及止浆措施的质量控制,混凝土材料及浇筑方式的质量控制,喷淋系统混凝土养护的质量控制。实践表明,对施工质量关键点进行严格控制,能够使公司项目取得良好的质量效果及经济效益。

面向工程机械行业的两种智能切割下料线对比研究及推广应用

针对传统钢板切割下料采用人工方式带来的工作效率低、自动化程度低和信息化水平不高等问题,本文研究并设计了2种智能切割下料产线,分别为固定切割平台式和托盘交换工作台式,实现了钢板出入库、切割上下料、物流输送、零件分拣等工序环节的自动化,并通过智能中控系统打通下料车间各工序环节、实现下料车间和企业上层信息化系统的信息互通。对2种智能切割下料产线开展了对比研究,得到了具有重要参考意义的结论。根据某工程机械厂家实际投运的智能切割下料生产数据,相比传统的人工下料,智能切割下料线生产效率提升一倍,减少人员50%以上。

新数据环境下街道空间与行为关联机制研究

探析城市街道空间品质与居民出行行为的关联机制对合理有效配置街道设施资源、促进健康绿色出行具有重要意义。以合肥市七桂塘街区为例,通过Python爬取街景图像,采用机器学习算法、空间句法结合ArcGIS量化街道空间品质构成要素;通过行为观察获取出行数据,进而构建空间品质和行为特征关联研究多元线性回归模型总结各影响因子相互作用程度和方式。研究表明:出行行为与街道空间要素存在特定的数理影响关系,其中功能业态、步行宽度和界面开放度对出行行为影响更显著。在此基础上提出老城区街道优化策略,以期为合肥市街道设计导则的制定提供借鉴。

基于复合算法的光伏最大功率点追踪

由于光伏阵列在局部阴影情况下输出功率呈多峰值状态,而传统最大功率点追踪(MPPT:Maximum Power Point Tracking)控制无法解决多峰问题,会陷入局部最优,影响光伏发电效率,为此,提出一种复合算法应用于光伏最大功率点追踪。该方法将麻雀算法的初始种群进行优化,结合反向学习策略,加强了算法的全局搜索能力。当搜索到光伏发电最大功率点附近转换成扰动观察法,利用其快速收敛的特性快速搜索至最大功率点。利用Simulink仿真与硬件实验,验证所提出复合算法的全局搜索能力和快速收敛能力,与麻雀算法、扰动观察法相对比,复合算法的准确性和快速性具有显著提升。

玻纤增强塑料成型参数优化及阀杆性能研究

选择模压压力、保温时间、成型温度3因素进行正交试验,以成型材料拉伸性能为指标,对乙烯基玻纤增强塑料成型参数进行优化。参数优化后得到材料成型的杨氏模量为10 GPa,泊松比为0.3。对玻纤增强塑料阀杆扭转性能进行有限元仿真,研究预埋件结构参数对阀杆扭转性能的影响。研究结果表明:对玻纤增强塑料拉伸强度影响因素的主次顺序为:模压压力>保温时间>成型温度,模压成型参数的最佳水平组合为:成型温度160℃、模压压力20 MPa、保温时间20 min,成型后材料拉伸强度为146.268 MPa,增加6%。当预埋件顶部高度为8 mm、预埋件深度为47 mm、预埋件底部形式为椭圆形时阀杆具有最佳抗扭性能,阀杆所能承受最大扭矩为160.62 N·m,杆体最大变形为0.192 mm,较无预埋件乙烯基玻纤增强塑料阀杆最大扭矩增加51%,最大形变量减小62%。

基于改进飞蛾扑火算法的电动汽车充电站选址

为解决电动汽车充电站的选址问题,将Tent混沌映射反向学习策略和动态惯性权值策略与飞蛾扑火优化算法相结合,得到混沌反向学习的飞蛾扑火算法。在所提算法中,引入Tent混沌映射和反向学习初始化策略来提高初始解的多样性;采用动态惯性权值策略在前期提高探索能力,并在后期加快迭代速度。用算例进行分析,采用改进算法对电动汽车充电站进行选址比标准飞蛾扑火算法和标准粒子群算法更有效。

基于《中药调剂职业教育规范》(SCM 72-2022)的中药调剂职业教育高质量发展思考

中药调剂是中药药事服务的重要内容之一,包括依照处方正确调配与给付、科学炮制与煎煮、合理服用与护理等,是连接医生与患者的桥梁,调剂质量直接影响中医药的临床疗效。目前,中药调剂专业人才匮乏、相关教育标准缺失是制约中药调剂高质量发展的掣肘难题。为进一步引导中药调剂职业教育的规范发展,由世界中医药学会联合会发布、北京中医药大学中药调剂标准化研究中心主持制订的国际组织标准——《中药调剂职业教育规范》(以下简称《规范》,SCM 72-2022),专用于指导中药调剂职业教育的标准。该《规范》规定了中药调剂职业教育的培养目标、培养对象、职业素养要求、法律法规知识要求、基础知识要求以及操作技能知识要求等内容。本研究针对该《规范》内容,在总结分析当前中药调剂职业教育现状、面临新业态发展、继续教育以及标准缺乏等问题的基础上,重点解读该《规范》研制过程、核心标准体系,并提出中药调剂职业教育高质量发展的复合型人才培养目标、线上课程模式创新以及海外示范基地建设方向,为中医药高校、培训机构等人员更好地使用该《规范》提供参考,促进中药调剂职业人才培养。

赤峰柴胡栏子金矿非胶结废岩充填体下残矿资源安全回采技术优化

柴胡栏子金矿上部矿床采用浅孔留矿采矿法开采过程中存在的大量间柱和顶底柱残矿,具有极高的经济价值,为了进一步提高残矿资源利用率,结合矿山开采技术条件,提出4种残矿资源整体开采技术方案,并基于ABAQUS数值模拟软件,建立对应的数值模拟模型,其尺寸走向方向420 m,竖直方向616 m,高160 m;围岩宽50 m,得到不同方案的矿柱回收率、位移场和地表沉降规律。通过对比分析,最终确定最优回采技术方案为横竖条状均匀支撑矿柱回采方案。研究结果表明:在实际生产中,采用该方案回收非胶结废岩充填体下残矿资源可以在安全开采的情况下实现经济效益的最大化。

制备工艺对多孔Ti6Al4V微观结构和性能的影响

多孔介质强迫发汗冷却是解决高超声速飞行器前缘热防护问题的有效措施。其中,多孔介质的孔隙结构及性能对于其冷却效果和可靠性影响显著,因此,制备出符合强迫发汗冷却要求的多孔材料至关重要。本工作以Ti6Al4V预合金粉末为原料,采用模压成型结合高温烧结,制备了不同开气孔率的多孔Ti6Al4V试样,通过金相及SEM观察、力学性能测试、XRD分析等方法研究烧结温度和保温时间对多孔Ti6Al4V孔隙形貌、显微组织和力学性能的影响。结果表明:提高烧结温度、延长保温时间会降低材料的开气孔率;开气孔率高时,材料中孔隙连通,渗流率高,但样品强度低;开气孔率低时,材料中孔隙闭合,大孔数量减少,渗流率低,强度高。其中开气孔率为21.8%的多孔Ti6Al4V试样综合性能最好。当该多孔Ti6Al4V样品作为主动防热材料时,可以耐受平均热流为2.5 MW/m^(2)的火焰烧蚀。

玻璃纤维增强塑料浮动球阀密封性能分析

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明:GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封件摩擦因数的影响最小。

基于BP神经网络的滚刀工艺参数预测

为了保证滚刀加工质量的一致性,缩短滚刀工艺文件的制定周期,在对滚刀的粗加工工艺进行研究后,采用机器学习方法,将滚刀的几何特征参数作为反向传播(BP)神经网络的输入变量,滚刀粗加工中每个工序的工艺参数作为输出结果,对滚刀粗加工过程中每个工序的工艺参数进行预测。针对传统BP神经网络最速下降法收敛速度慢的问题,在研究了“锯齿现象”产生的原因后,提出了一种“修正下降方向”的反向传播神经网络算法。仿真结果说明,与传统BP神经网络相比,同等条件下,改进的BP神经网络收敛速度加快,预测结果可靠。

面向工程机械领域的视觉引导重载桁架智能分拣控制系统

本文针对钢板切割零件人工分拣存在劳动强度大、工作效率低的问题,基于工程机械行业对新型智能下料分拣线系统的迫切需求,设计并研制了面向工程机械领域的视觉引导重载桁架智能分拣控制系统,该系统采用伺服驱动精准定位,具备主动避让和防干涉功能,在视觉引导下实现钢板切割零件的精准抓取和整齐码放。现场生产运行数据表明,该重载桁架分拣控制系统成功率在90%以上,分拣一张钢板平均节拍为20 min,单件平均耗时小于40 s。而传统人工分拣完一张钢板平均耗时30~40 min,因此本系统有效地提高了生产效率、降低了劳动强度。

基于超级电容和锂电池的消磁电源能量回馈控制策略

[目的]为使消磁时消磁线圈上的能量能够回馈到消磁电源、提高能源利用率,提出基于超级电容和锂电池混合供电的消磁电源控制策略。[方法]通过研究消磁线圈强耦合工况下的电气特性,引入超级电容和锂电池混合供电的消磁电源系统。将消磁线圈电流的变化分为上升、保持、下降(能量回馈)3个阶段,在消磁线圈电流变化的不同阶段,控制相应功率器件的开通和关断。借助Matlab/Simulink进行仿真,分析仿真结果,以验证基于超级电容和锂电池混合供电系统的能量回馈控制策略的可行性。[结果]仿真结果表明,流经各消磁线圈的总电流值可以快速上升至消磁额定电流值,并稳定在额定值附近,且超调量较小。[结论]超级电容和锂电池混合供电的消磁电源系统能够将消磁线圈上的能量回馈至超级电容中,减少整套消磁系统的能源损耗。