基于慢特征分析的分布式动态工业过程运行状态评价

现代工业过程通常具有规模大、流程长和工序多的特点,导致传统的集中式建模方法会淹没过程的局部变化信息,从而无法及时识别早期的非优运行状态.此外,闭环控制的广泛应用使得过程变量普遍存在时序相关性.针对以上问题,提出一种基于慢特征分析(Slow feature analysis, SFA)的分布式动态工业过程运行状态评价方法.首先,结合动态时间规整(Dynamic time warping, DTW)和K-medoids聚类算法对过程进行分解;然后,对每一变量子块建立相应的动态慢特征分析(Dynamic slow feature analysis, DSFA)模型;最后,利用贝叶斯推理获得全局的综合评价指标.通过在数值案例和金湿法冶金过程的仿真应用,验证了该方法的有效性.

仿冰壶火炬传递两栖机器人的水下航行设计研究

随着科技的不断发展,机器人成为未来生活不可或缺的一部分,针对北京2022年冬奥会水下火炬传递应用的需求,设计了仿冰壶火炬传递两栖机器人。通过对机器人进行初期建模,并进行了机器人水下航行的稳定性仿真与研究,通过矢量控制方法对机器人推进器进行布局以推力分配。通过大量实验测试,将理论分析与实际数据进行对比,进行真实的水动力模型建立,并实现了机器人水下航行的稳定控制。最终,在北京2022年冬奥会上成功完成奥运史上首次机器人水下火炬接力。

基于静-动态特性协同感知的复杂工业过程运行状态评价

针对当前过程监测和运行状态评价方法等对工况信息感知不全面、漏报和误报现象严重等问题,在深入研究工业现场数据静-动态特性协同感知方法的基础上,提出关键性能指标(Key performance indicators, KPI)驱动的慢特征分析(Slow feature analysis, SFA)算法.将关键性能指标信息融入到慢特征分析中,协同感知复杂工业过程的静-动态特性变化,并进一步通过计算潜变量之间的相似度及其一阶差分间的相似度实现对过程稳态和过渡的评价.在此基础上,建立基于静-动态特性协同感知的过程运行状态评价统一框架.针对非优状态,提出基于稀疏学习的非优因素识别方法,实现对非优因素变量的准确识别.最后,通过重介质选煤过程实际生产数据和田纳西·伊斯曼(Tennessee Eastman, TE)过程数据验证了该方法的有效性.

树木抗风能力测试新方法

介绍一台由我国自行研发的树木抗风能力测试装备与方法,基于树木力学原理,通过将角传感器合理布置在树干上实时监测树干角度变化,结合实时风速,利用树木抗风能力预测分析系统,可测算该树能够承受的最大风速或最大风力等级。以2株樟Cinnamomum camphora为研究对象,采集了樟在风载荷作用下树干形变的角响应信息,测得樟能够承受的最大风速和临界断裂的破坏方式及断裂位置。本方法可为树木在大风或台风来临前是否需要防护提供科学依据,同时可为抗风性树种选择提供理论支撑。

MOFs基复合光催化剂用于光催化还原二氧化碳进展

利用清洁可再生的太阳能将二氧化碳(CO_(2))光催化还原为高附加值化学品是实现碳中和的有效途径。本文概述了近年来金属有机框架材料(MOFs)基复合光催化剂在设计、合成和CO_(2)还原等方面的研究进展。重点介绍了这些光催化剂的组成、对CO_(2)的吸附能力以及相应的光催化应用。此外,还给出了MOFs基复合光催化剂在光催化CO_(2)转化中的应用机遇、挑战和未来前景,旨在为利用太阳能实现CO_(2)的高效利用提供一种绿色和可持续的策略。研究表明MOFs具有特殊的电子能带结构、优异的CO_(2)吸附能力和可调制的光吸收能力,将MOFs与金属纳米颗粒、半导体材料或光捕获分子偶联来制备复合材料,在光催化还原CO_(2)中显示出优异的性能。

隧道掘进机主驱动密封系统洞内修复技术

通过对某工程应用的隧道掘进机主驱动密封系统洞内修复过程进行总结,形成了一套安全、高效、简便的隧道掘进机主驱动密封系统洞内修复技术。该技术的运用极大节省了检修时间,保障了主驱动密封系统的修复质量,有效规避了由于密封系统失效导致的长时间停机现象,对提高隧道掘进机施工效率具有重要意义。

5所医院19487例马来酸桂哌齐特用药人群ADR自动监测与评价

目的:通过实施哨点医院多中心ADR信息化重点品种主动监测研究,探讨药物监测与评价规律和相关因素,深化军队药物警戒工作。方法:经过集中培训,按照统一监测条件,利用"住院患者药品不良事件主动监测与评估警示系统",自动监测2016年1–12月期间5所军队哨点医院19 487例马来酸桂哌齐特用药人群数据,系统报警案例经人工逐例分析后上报汇总并统计分析。结果:马来酸桂哌齐特注射液相关血小板减少、血红蛋白减少、白细胞减少、肝损害、肾损害发生率分别为0.20%、0.37%、0.41%、1.37%、0.82%;总发生率3.17%。未见相关性粒细胞缺乏病例。多中心监测结果能反映各医院的用药习惯和真实人群特点,但总体趋同。结论:基于大样本真实世界研究获得的药物上市后安全性再评价结果更具参考意义;基于专项软件开展多中心药物安全性再评价,数据可靠、便捷高效。桂哌齐特注射液工艺改进后,临床用药较为安全。

基于改进随机森林算法的工业过程运行状态评价

运行状态评价是指在过程正常生产的前提下,进一步判断生产过程运行状态的优劣.针对复杂工业过程定量信息与定性信息共存的情况,本文提出了一种基于随机森林的工业过程运行状态评价方法.针对随机森林中决策树信息存在冗余的问题,基于互信息将传统随机森林中的决策树进行分组,并选出每组中最优的决策树组成新的随机森林.同时为了强化评价精度高的决策树和弱化评价精度低的决策树对最终评价结果的影响,使用加权投票机制取代传统众数投票方法,最终构成一种基于互信息的加权随机森林算法(Mutual information weighted random forest,MIWRF).对于在线评价,本文通过计算在线数据处于各个等级的概率,并且结合提出的在线评价策略,判定当前样本运行状态等级.为了验证所提算法的有效性,将所提方法应用于湿法冶金浸出过程,实验结果表明,相对于传统随机森林算法,MIWRF降低了模型的复杂度,同时提高了运行状态评价精度.

“课程思政”理念下提升无机化学课程育人质量的实践——以河北建筑工程学院为例

“课程思政”是高校实现立德树人教育目标的重要途径。通过挖掘无机化学课程中蕴含的思政元素,科学设计无机化学“课程思政”教学方案、教学方式以及评价方法,将“课程思政”有机融入无机化学教学中,提升课程育人质量。

Ex-PRESS引流钉治疗难治性青光眼的临床疗效观察

目的:观察Ex-PRESS引流钉治疗难治性青光眼的临床疗效。方法:选取经视力、眼压、房角镜和相关光学断层扫描等检查确诊为难治性青光眼的患者共16例16眼作为研究对象,行Ex-PRESS引流钉植入术治疗,术后每日行视力、眼压和裂隙灯检查。比较手术前与术后1个月、3个月和6个月的视力和眼压,并统计治疗效果和并发症发生情况。结果:术前所有患者的平均眼压为(42.7±11.0) mm Hg,术后1个月、3个月和6个月时的平均眼压分别为(17.4±10.6) mm Hg、(15.5±12.6) mm Hg和(11.6±5.4) mm Hg,与术前相比较,差异均有统计学意义,P<0.05;术后6个月,视力提高4例,无明显变化12例;早期并发症主要表现为角膜水肿、前房渗出、浅前房或前房出血和眼压偏低,出现浅前房和眼压偏低现象4例,但无前房消失、眼内感染和爆发性脉络膜出血等严重并发症发生。结论:Ex-PRESS引流钉植入术治疗难治性青光眼安全有效,术中风险低,术后并发症少。

基于区间数的黄金湿法冶炼过程建模与优化研究

针对黄金湿法冶炼生产过程中某些关键变量不能准确在线测量,导致局部工序无法定量建模、难以基于定量模型实现过程优化控制的问题,提出一种基于区间数的过程分层优化方法.在对黄金湿法冶炼生产过程特点进行分析的基础上,提出了基于区间数的过程分层优化框架.基于专家知识和现场操作人员经验等信息,建立了调浆过程的模糊定性模型.结合氰化浸出和置换等工序的定量模型及调浆过程的定性模型,建立了以综合经济效益最大为优化目标的黄金湿法冶炼生产过程优化模型.针对模糊定性模型的每一输出模态,利用区间数代替无法检测关键变量,提出了基于区间优化和分层优化思想相结合的优化方法,实现了黄金湿法冶炼过程的优化.与传统全流程优化方法的仿真对比实验表明,所提方法在具有不确定性的流程工业生产过程优化中具有一定的应用价值.

基于两层分块GMM-PRS的流程工业过程运行状态评价

过程运行状态评价旨在实时判断运行性能优劣程度,并追溯导致非优运行状态的原因,指导操作人员进行生产调整,保证企业经济效益.因此,对过程运行性能优劣评价的研究具有重要的理论和应用价值.本文针对定量、定性变量共存的流程工业过程运行状态评价问题,提出基于两层分块混合模型的评价方法.将流程工业过程根据其物理特性和管理方向划分子块,产生子块层和全流程层.在定量信息占主导地位的子块内,建立定量的高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM).在定性信息占主导地位的子块内,建立定性概率粗糙集(Probabilistic rough set, PRS)模型.综合各子块运行状态信息,进一步判定全流程运行状态等级.针对非优运行状态等级,本文提出基于贡献率的非优原因追溯方法,在非优子块内进行原因追溯.最后,将所提方法应用于某黄金湿法冶炼生产过程,说明所提方法的可行性和有效性.

电熔镁炉熔炼过程异常工况识别及自愈控制方法

本文提出了基于多源信息融合的电熔镁炉异常工况识别及自愈控制方法.通过分析与三种异常相关的专家知识及操作经验,本文提取了与异常工况相关的多源信息.通过融合多源信息,建立了用于异常工况识别的贝叶斯网络模型.根据异常工况的识别结果,利用剩余生命时间与控制变量调整量间的关系获得自愈控制措施.仿真结果表明提出的方法能够实现异常工况识别,并且能够区分严重程度,制定相应的自愈控制方案,获得比现有方法更好的性能.

基于贝叶斯网络参数迁移学习的电熔镁炉异常工况识别

在贝叶斯网络(Bayesian network,BN)参数学习中,如果数据不够充分,将无法建立准确的BN模型来分析和解决问题.针对电熔镁炉熔炼过程的异常工况识别建模,提出一种新的BN参数迁移学习方法来改进异常工况识别精度.该方法可以解决源域BN与目标域BN在结构不一致情况下的参数迁移学习问题.在实验部分,首先在著名的Asia网络上对该方法进行了验证,然后将其应用于电熔镁炉熔炼过程排气异常工况识别BN模型的参数学习.实验结果表明,与小数据下建立的目标域BN模型相比,该方法较大地提高了异常工况识别的准确性.

基于分层分块结构的流程工业过程运行状态评价及非优原因追溯

过程运行状态评价是指在安全生产的前提下,对过程运行性能优劣程度做出评判,并对非优运行状态追溯原因,以指导操作人员进行生产调整.针对含不确定性的流程工业过程运行状态评价问题,本文提出分层分块评价结构.同时,考虑到实际生产过程中大量存在的不确定性信息,采用粗糙集对每个子模型进行建模,建立过程变量、工艺指标与综合评价指标间的关系.最后,将所提方法应用于一个金湿法冶金过程中,验证所提方法有效性.

近红外荧光染料IR-780在肾透明细胞癌中的成像特征

背景:课题组研发了一组可以直接与肿瘤细胞结合的有机近红外荧光染料,IR-780是其中的优秀代表。目的:评估近红外荧光染料IR-780在肾透明细胞癌中的特异性成像效果。方法:取对数生长期的人肾透明细胞癌细胞786-O、ACHN和正常人胚肾细胞293T,分别与20μmol/L荧光染料IR-780共孵育30 min,激光共聚焦显微镜下观察染料在肾透明细胞癌细胞中的成像。取对数生长期的人肾透明细胞癌细胞786-O,与20μmol/L近红外荧光染IR-780共孵育30 min,激光共聚焦显微镜下观察染料在细胞线粒体与及溶酶体内的定位。在人血液样本中分别加入10,100,1 000,10 000个DAPI染色的人肾透明细胞癌细胞786-O,分离培养各组单个核细胞,再与20μmol/L近红外荧光染料IR-780共孵育30 min,激光共聚焦显微镜下观察DAPI和IR780双阳性染色细胞。结果与结论:(1)近红外荧光染料IR-780具备使多种肾透明细胞癌细胞显像的能力,对正常肾胚上皮细胞则无此能力;(2)近红外荧光染料IR-780与溶酶体或线粒体均有明显的染色重叠,验证了IR-780在膜性细胞器线粒体和溶酶体内的选择性聚集作用;(3)近红外荧光染料IR-780可检测到血液中微量的肾透明细胞癌细胞;(4)结果表明,近红外荧光染料IR-780能够在肾透明细胞癌细胞内特异性蓄积,可用于血液中肾透明细胞癌细胞的特异性诊断。

非转移性膀胱小细胞癌预后多因素分析及列线图的构建

目的探讨非转移性膀胱小细胞癌(BSCC)的独立预后因素,并建立可以个体化预测患者癌症特异性生存率(CSS)的列线图。方法回顾性分析SEER数据库中2004年至2016年确诊并登记的BSCC患者的临床病理资料,簇选后共纳入360例患者,应用Kaplan-Meier法计算患者的生存率并绘制生存曲线,Log-rank检验评价不同亚组生存差异的显著性,并根据Cox多因素分析结果,运用R软件绘制列线图。列线图的预测性能由校准图和ROC曲线下面积(AUC)进行内部验证。结果年龄>80岁、肿瘤最大径>5.0 cm及T4期是CSS的独立危险因素;术中盆腔淋巴结清扫、(术前或术后)辅助化疗或联合放化疗是独立保护因素。所建列线图预测确诊后1、3、5年CSS的预测精准度分别为0.79、0.72和0.71。结论基于SEER数据库,本研究确定了非转移性BSCC的独立预后因素,并建立了可以个体化预测非转移性BSCC患者预后的列线图,这将有助于设计临床试验和促进医患沟通。

NaGdF4∶Yb3+/Ho3+/Ce3+共掺杂体系中红光和绿光比率增强设计

稀土离子掺杂氟化物纳米材料的红色上转换发光在彩色显示、生物成像、医学诊断、防伪标记等领域具有很大的应用潜力,尤其是小粒径的红色上转换纳米晶在医学诊断和生物成像等领域具有重要的应用价值。采用熔剂热方法成功地合成了一系列NaGd0.78-xF4∶Yb/Ho/Cex(x=0%,5%,10%,15%,20%,30%)上转换发光纳米晶,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱仪等仪器对产物的物相结构、形貌和荧光性质进行了表征与研究,样品形貌均一,分散性好,呈现六角相,粒径大约在15~40nm,随着Ce^3+掺杂量的增大,粒径有所增大。在980nm红外光照射下,随着Ce^3+掺杂量的增加,Ho^3+红色光上转换显著增强,绿色光减弱,红色光和绿色光的比率从0.1224增加到3.2193,增加了将近26倍,产生了强烈的红色光,实现了绿色到红色的转换。最后,详细讨论了Ho^3+和Ce^3+离子之间可能的上转换发光机制。

简易的超宽带亚周期微波脉冲产生方法

提出了一种简易的超宽带亚周期微波脉冲电路设计方案,该方案利用阶跃恢复二极管的阶跃特性和肖特基二极管正向压降小且恢复时间短的特性,产生单极性、亚周期的微波脉冲,其电路结构简单、体积小巧、设计制造成本低廉、调试方便。实验结果表明,采用该方案设计的微波脉冲发生器可以产生半高宽为150 ps的超宽带亚周期微波脉冲,且脉冲拖尾现象很小。在脉冲的重复率为85 MHz时,产生的脉冲幅值最大,约为3.7 V,且波形拖尾现象最小。提出的设计适用于各类超宽带系统中的窄脉冲发生电路。

变电站穿墙套管支撑板涡流损耗计算及优化方法研究

针对现有变电站穿墙套管支撑板存在的涡流损耗大、温升明显的问题,提出了开展穿墙套管涡流损耗优化方法的研究。