基于DEMATEL-TAISM的钢厂风险因素分析与管理策略优化

钢铁制造企业具有复杂化、系统化的特点,在这种发展趋势下潜在风险因素日益增多,钢铁制造企业高质量发展和可持续发展的道路充满挑战。由于风险因素之间的耦合关系,导致日常生产中面临难以抓主次、厘清因果关系的问题,实践中缺少系统的指导,安全管理过程中难免发生疏漏。基于此,研究采用一种新的决策实验室法和综合对抗解释结构模型(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory-Total Adversarial Interpretive Structural Model)相结合的方式,建立了钢厂安全影响因素体系和模型。结果表明,与AISM相比,新模型加强了中心度与层级拓扑图的联系,可以更加直观地展示钢厂事故致因之间的作用路径,分析系统中因素间的影响路径、程度和逻辑关系。该研究可对钢厂日常安全管理水平提高提供理论参考。

烟煤对C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2)气体吸附分子模拟研究

采空区遗煤会吸附煤氧化产生的气体C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2),致使指标气体的浓度数据不准确。因此展开煤与C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)气体的吸附规律探究。通过模拟建立并优化煤大分子结构模型,利用巨正则蒙特卡洛方法对其模型进行吸附气体过程模拟。分析了不同温度和压力下,单组分及二元组分气体C_(2)H_(4)与C_(2)H_(2)在煤中的吸附量和吸附位点规律。研究结果显示:单组分C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2)吸附时,温度相同时,压力与吸附量呈正相关关系,吸附量随压力的升高先迅速增加,然后趋于平缓;压力相同时,温度升高对C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2)的吸附量越不利;C_(2)H_(2)总吸附位点和独有吸附位点均多于C_(2)H_(4),二元体系C_(2)H_(4)/C_(2)H_(2)(摩尔比1:1)竞争吸附行为中,低压时压力与吸附量也呈正相关关系。之后这二种气体的吸附量一直处于相反趋势且C_(2)H_(2)的吸附量大于C_(2)H_(4);在与煤分子吸附过程中,两种气体的吸附位点包括各自独有吸附位点均表现出被对方抢占现象;随着C_(2)H_(4)的物质的量浓度升高,C_(2)H_(4)吸附量增加并逐渐靠近C_(2)H_(2)。表明煤分子与C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)的竞争吸附,C_(2)H_(2)处于吸附优势地位。

XGM2019模型在似大地水准面精化中的应用

为了对即将发布的新一代全球重力场模型EGM2020(Earth Gravitational Model 2020)在似大地水准面精化上的提升进行评估,通过其试验版的全球重力场模型XGM2019(X Gravitational Model 2019)利用扰动位配合布隆斯公式计算出高程异常的长波项,以评估XGM2019(Earth Gravitational Model 2008)相较于EGM2008(Earth Gravitational Model 2008)在直接转换为正常高精度上的提升;利用"移去-恢复-拟合"法以及顾及由地形起伏变化引起高程异常的短波波分,通过内符合精度和外符合精度来对比其在似大地水准面精度上的提升。以河南省平顶山市某区域的实测数据为例验证了该模型和方法的GPS高程拟合精度。结果表明,在研究区域内使用XGM2019模型在计算高程异常长波精度上相比EGM2008有近1倍的提高,在应用"移去-拟合-恢复"法后两种模型的计算结果比较相近。

三友石矿露天转地下开采边坡稳定性研究

以受地下开采扰动的唐山三友石矿中部采区8#矿体为对象,运用相似模拟实验,并利用全场应变仪和静态应变分析系统,对三友石矿在露天转地下开采过程中的边坡及围岩的位移变化及应力分布进行研究,以此探究边坡的稳定性问题。结果表明:随着地下开采的深入,南北帮露天边坡及围岩的位移逐渐发生变化;随开采深度的增加边坡位移逐渐增加,开采至-47 m水平时,北帮露天边坡坡脚的位置出现最大水平位移为46 mm,坡顶的位置出现最大竖直位移为86 mm,南帮边坡坡脚最大水平位移值为36 mm,最大竖直位移值出现在坡顶位置54 mm,地下开采对北帮边坡的位移影响大于南帮边坡;地下开采对浅部围岩影响大于深部,矿体下盘围岩的稳固性大于上盘;南北帮最大应力值均出现在坡脚位置,北帮边坡应力受地下开采影响最大处为+48 m水平,且应力集中分布,开挖扰动对矿体上盘的影响大于下盘。

公告

“华北理工大学期刊社”微信公众号已经开通。通过公众号,各位作者和读者可以直接链接《华北理工大学学报(自然科学版)》《华北理工大学学报(社会科学版)》《华北理工大学学报(医学版)》《中国综合临床》《中国煤炭工业医学杂志》5本学术期刊,在线投稿、稿件查询、查看当期及过期期刊。为进一步方便作者和读者,公众号还随时推送相关学术动态、特色栏目和精品文章,同时展示期刊社管理及学术活动情况。

华北理工大学学报(自然科学版)征稿启事

《华北理工大学学报(自然科学版)》杂志创刊于1979年,是河北省教育厅主管、华北理工大学主办的综合性自然科学研究刊物。杂志面向国内外公开发行(国内统一刊号:CN13-1419/N;国际标准刊号:ISSN2095-2716)。

华北理工大学学报(自然科学版)征稿启事

《华北理工大学学报(自然科学版)》杂志创刊于1979年,是河北省教育厅主管、华北理工大学主办的综合性自然科学研究刊物。杂志面向国内外公开发行(国内统一刊号:CN13-1419/N;国际标准刊号:ISSN 2095-2716)。我刊严格坚持面向前沿,服务发展的办刊宗旨和出版导向。常设栏目有:矿业、冶金;材料、化工;建筑、环境;机械、电子;数理科学、计算机;生物、海洋;特色栏目有:钢铁碳中和、盐碱地综合利用、医工融合、安全与应急管理。

基于集成学习的入侵检测模型

入侵检测系统通过对网络上的恶意行为检测,来保证网络安全和计算机系统的稳定,随着人工智能技术的发展,机器学习与深度学习算法被广泛应用在入侵检测系统中。以入侵检测模型为研究目标,针对网络异常行为检测中的不平衡数据多分类问题,对现有的网络异常行为检测多分类模型进行优化,提出了一种基于卷积神经网络、LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络与XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法集成的检测模型(CNN+LSTM-In-XGBoost)。该模型包括数据预处理、长短期神经网络模型训练、数据降维、采样后XGBoost模型训练3个部分,通过对UNSW-NB15数据集进行实验分析,发现其准确率和分类平均f1-score均高于基准算法,特别少数类样本的分类准确率相比基准机器学习算法与神经网络模型有较大提升。

基于网络药理学探讨金银花对肺纤维化的治疗作用

为阐明金银花治疗肺纤维化的有效成分及其治疗作用机制,利用Herb数据库筛选金银花有效成分,利用GeneCards数据库进行有关肺纤维化靶基因的查找,使用Cytoscape3.9.1软件构建金银花治疗肺纤维化关系图,应用STRING数据库平台进行蛋白相互作用网络的构建。从金银花中筛选到125个主要活性成分,包括5-羟基-3,4,7-三甲氧基黄酮、3-羟基-2,4,7-三甲氧基黄酮、金圣草素等;肺纤维化疾病相关靶点1638个,核心靶点30个,包括STAT3、SRC、MAPK3等;GO(Gene Ontology,基因本体)富集中,生物过程涉及多种反应的调节,例如ERK1和ERK2级联的正调节等;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes,京都基因与基因组百科全书)结果显示,金银花的靶基因富集了HIF-1信号通路、PI3K-Akt信号通路等;通过Cytoscape3.9.1软件的视觉分析,将PPI(Protein-Protein Interaction Networks,蛋白质互作网络)中筛选出的前5个靶点蛋白与degree值排名前20位的金银花活性成分对接,显示出较好的对接活性。

基于三维体视分析技术对金属断口的分形研究

金属断口包含金属材料的性质、性能及服役过程的重要信息,是金属断裂定性分析、定量表征的关键证据。研究证明分形维数与材料断裂参数密切相关,但传统二维图像分析难以全面揭示断口特征。为了更深入了解断裂机制和材料性能,三维形貌技术逐渐成为研究热点。在分析仪器中三维体视显微镜可以提供更便捷、更准确的断口信息,进而通过计算分形维数推测材料断裂性质。其中计盒维数分析方法具有易于实现和理解、应用范围广、稳定性好、可解释性强等优势。利用三维体视显微镜和MATLAB程序获取断口三维形貌并计算分形维数。实验表明,拉伸断口抗拉强度和屈服强度与分形维数呈负相关,冲击断口的冲击值与分形维数呈正相关。

基于云模型的三支决策方法及应用

针对决策过程中的随机性、模糊性和不确定性,将云模型与“三分而治”的思想进行结合,提出一种融合云模型的三支决策模型。首先构建评价指标体系,利用熵权法计算指标权重;其次,确定每个等级的取值范围,根据云模型隶属度函数确定隶属度;然后构造条件概率以及综合损失函数,从而得到三支决策规则,实现三个域的划分。将模型应用于长江经济带水资源承载力分析,并根据决策结果进行分析。

基于个性化差分隐私的联邦学习方法

联邦学习的模型参数可能导致用户隐私信息泄露,为解决此问题,将联邦学习和差分隐私进行结合的方法被广泛使用,但目前大多数方法只关注统一的隐私预算分配,忽略了由于用户数据分布不平衡带来的不同隐私预算需求。针对上述问题,提出一种基于数据分布的个性化差分隐私的联邦学习方法,根据用户间数据分布的差异,提出一种基于信息熵的隐私预算分配方案,依据信息熵为用户分配不同的隐私预算,信息熵越大的用户分配的隐私预算越高,从而量化了用户的隐私需求,实现对用户隐私的个性化保护。实验结果表明,在数据分布不平衡的场景下,相比基于统一的隐私预算分配方法,基于信息熵的隐私预算分配方法的模型准确率在不同的隐私预算下均有提高。

采用多源重力场数据提高区域GNSS高程拟合精度

为提高在无实测重力数据下,提高区域GNSS高程拟合精度的问题,提出了一种应用于区域GNSS高程拟合的新方法,即采用多源重力场数据的多元回归模型法,该方法通过使用地球重力场模型XGM2019e_2159(X Gravity Models2019e_2159)、EIGEN-6C4和EGM96(Earth Gravity Models96)作为多源重力场的模型选择,计算高程异常长波部分、重力异常和扰动重力,根据不同地球重力场模型的高程异常长波部分之间的标准差的大小,建立只包含高程异常长波部分或包含重力异常与扰动重力的多元回归模型。该方法与广泛使用的"移去-拟合-恢复"法的拟合结果进行了精度对比。研究结果表明,在三个研究区内,该方法的外符合精度相比采用XGM2019e_2159模型的"移去-拟合-恢复"法,最大约有3厘米的提升,最小有毫米级提升。因此可验证该方法在提高区域GNSS高程拟合精度的可行性,为提高GNSS高程拟合精度提供了可行的新方案。

冷弯薄壁C型钢组合桁架梁受力性能试验研究

随着我国绿色建筑发展的不断推进,轻钢结构开始展露头角。冷弯薄壁型钢作为新型建筑材料,在轻钢建筑中仍有较大的发展空间,因此对冷弯薄壁型钢的受力性能进行分析具有一定程度的工程价值。首先开展C型钢组合桁架梁承载力和变形实验,在此基础之上利用ABAQUS建立C型钢组合桁架梁有限元模型,分析有无缀板、自攻螺钉等因素对于组合桁架梁承载力的影响。本文的实验结果表明裸露的骨架梁由于自攻螺钉的剪切而损坏,最终的承载能力取决于螺钉的抗剪能力;缀板的加固对提高梁的承载能力有着显著的影响。

基于词频分析的钢铁工业高质量发展评价要素的提取方法

为促进钢铁企业高质量发展,助力实现双碳目标,针对钢铁企业高质量发展评价体系展开研究。首先,针对双碳目标实现、钢铁企业高质量发展,国家发布的政策文件和官方新闻报道的文本内容进行数据挖掘,得到影响钢铁企业高质量发展的基础框架;然后,基于词云分析围绕五大发展理念从源头、中间、末端3个方面构建钢铁高质量发展评测指标体系,采用比较类推、元分析法对影响指标初选,对初选的评价指标设立调查问卷,通过主成分分析法确定最终影响因素,通过AHP法确定评价指标权重。研究结果表明:权重排名前三名的指标分别是"二次能源回收利用率"占比0.160 653、"废气、废水(液)、固体废弃物回收利用率"占比0.132 16、"提高钢渣等固废资源综合利用率"占比0.106 538。

基于正交试验的隧道水幕排烟系统优化研究

为了探究水幕排烟系统对隧道火蔓延的抑制规律,并对其参数进行优化。研究采用正交试验的方法,选取水幕流量、液滴粒径、排烟风量、风速为试验因素,设计三水平四因素正交实验方案。利用FDS对隧道火灾进行数值模拟,得到各因素对排烟效果的影响次序及最优组合。结果表明,液滴粒径对隧道火灾温度和能见度影响最大,排烟风量对隧道火灾中CO浓度影响最大。最优参数组合为水幕流量160L/min、液滴粒径200μm、排烟风量26m^(3)/s、风速6 m/s。此时,排烟效果明显提高,隧道火灾烟气的蔓延能够得到有效抑制。

基于RF的并行CNN-TGLSTM热负荷预测模型

精准的热负荷预测不仅可以提高用户舒适度,还可以有效降低能源消耗。为了提升热负荷预测的准确性,本研究提出了一种基于随机森林的并行CNN和TGLSTM的短期热负荷预测模型。首先,采用随机森林算法对特征进行筛选;其次,利用并行网络CNN和改进的LSTM分别提取时空特征;最后,将提取的特征与多头注意力机制动态结合。实验结果表明,并行CNN-TGLSTM-MA相较于传统的串行CNN-TGLSTM模型,在MAE和MSE方面分别降低了16.9%、26.8%,同时提升了3.5%的R2值,证明了所提出的并行CNN-TGLSTM-MA模型在短期热负荷预测方面的有效性和优越性,为热力系统供热负荷的精准调控提供了参考。

钒钛磁铁矿制备熔剂性球团工艺优化

为探究合理的钒钛磁铁矿熔剂性球团造球工艺制度及生球冷态性能,以钒钛磁铁矿为原料制备熔剂性球团。结果表明:随着造球时间由10 min增加至18 min,生球抗压强度和落下强度均得到提高,爆裂温度降低了95℃,且在造球时间为14 min时,生球抗压强度为11.6 N/个,落下强度为5.1次/个,生球性能较好;随着造球水分由7%增加至10%,生球抗压强度先升高后降低,落下强度逐渐升高,爆裂温度降低了63℃,且在造球水分为8%时,生球抗压强度为10.2 N/个,落下强度为4.2次/个,均能够满足生球质量要求;随着膨润土用量由0.6%增加至1.4%时,生球抗压强度和落下强度均得到提高,爆裂温度升高了89℃,且在膨润土用量为1.0%时,生球抗压强度为10.4 N/个,落下强度为4.8次/个,均满足质量要求。

基于最小一乘法的露天矿爆破振动预测

为了提高爆破质点振动速度和主振频率经验公式的预测精度,以某露天矿山爆破振动20组监测数据为例,提出了采用灰色综合关联度分析影响质点振动速度和主振频率的关键因素,并利用最小一乘法求解不同经验公式一元线性回归方程参数的方法。研究结果表明:最大段药量、爆心距、高程、孔数以及总药量是影响质点振动速度和主振频率的重要因素,与最小二乘法相比,最小一乘法拟合的经验公式一元线性回归方程预测精度较好,不仅为露天矿爆破振动预测研究提供了理论支持,也为最小一乘法理论的发展提供了实际工程应用。

多漏风通道采空区自燃“三带”划分研究

为研究多漏风通道条件下采空区氧浓度分布规律,采用数值模拟对四种漏风情况下采空区自燃“三带”进行划分,并通过现场实测数据验证了模拟的准确性。结果表明:漏风导致氧化带向采空区深部移动,且漏风量随工作面向前推进逐渐增加,当采空区氧气浓度降低至8%时,进、回风侧到工作面距离由Ⅰ阶段的245m、140m,增大至Ⅳ阶段的420m、470m;2091工作面1、2号束管监测点与Ⅰ阶段数值模拟结果误差小于5%。该研究成果能够为类似漏风条件下采空区煤自燃的针对性防治提供理论基础及有力参考。