基于UKDE和XGBoost的航班过站时间动态预测

为了提高机场运行高峰时航班过站时间预测的精度及可靠性,研究了一种结合无偏核密度估计(Unbiased kernel density estimation,UKDE)和极端梯度提升决策树(Extreme gradient boosting,XGBoost)模型的航班过站时间动态预测方法。首先,考虑模型输入变量航班密度的连续性和不确定性变化,利用UKDE法估计机场航班密度,将其作为动态指标输入模型。其次,引入量子粒子群(Quantum particle swarm optimization,QPSO)法优化XGBoost模型。最后,考虑前序航班延误发生前后输入特征的变化,利用初始预测结果对航班密度进行修正,得到二阶段预测结果。研究结果表明:本文方法在高峰时段的预测平均绝对误差为7.365 min,效果优于随机森林(Random forest,RF)、粒子群(Particle swarm optimization,PSO)-XGBoost和XGBoost,修正后的预测结果平均绝对误差减少了3.373 min;模型输入参数按敏感性程度由高到低依次为航班密度、前序航班提前到港时间和延误到港时间。

基于ELM__AdaBoost强预测器的空战目标威胁评估

目标威胁评估是空战态势感知中的关键问题。针对传统评估方法难以兼具准确性和实时性的缺陷,提出了一种基于自适应推进极限学习机(extreme learning machine__adaptive boosting,ELM__AdaBoost)强预测器的新方法。结合AdaBoost分类算法对ELM算法进行改进,提出了ELM__AdaBoost算法,构造了ELM__AdaBoost强预测器。在空战训练测量仪中选取空战数据,利用威胁指数法构造了目标威胁评估样本数据。构建了基于ELM__AdaBoost强预测器的空战目标威胁评估模型,在一定范围内确定了使算法预测精度相对较好的ELM网络隐含层节点数和弱预测器个数。通过仿真实验分析了评估的精度和实时性,结果表明该方法在保证较高评估精度的同时减少了评估所用时间,可以准确、快速地进行空战目标威胁评估。

等应变条件下增压式真空预压固结解析解

从注气增压对土体作用效果的角度出发,建立增压式真空预压固结解析理论模型。提出基于注气增压压力等效的受力简化模型;引入新参数——径向渗透系数增大系数η,反映注气过程对土体渗透性质的改变。根据Barron等应变假定和达西定律,考虑排水板涂抹效应与井阻作用、土体径-竖向渗流以及上部堆载,推导增压式真空预压固结控制方程及其解析解,并利用弹性力学方法推导等效注气增压压力p(t)的计算公式。针对瞬时增压和线性增压两种特例给出具体解析解公式,并通过与工程案例对比分析,验证了解析解及等效力计算方法的合理性。通过对固结性状的分析得出如下结论:注气增压方法可增大土体负孔隙水压力值,加速土体排水固结;“参数η”对固结速率的影响较大,分析模型中考虑注气过程对径向渗透系数的改变会更加合理;井阻作用会导致土体固结速率减慢,径-竖向渗流时孔压能够消散完成,而只有径向渗流时孔压无法消散完成。

基于自适应Boosting组合模型的空气质量预测

针对当前空气质量预测模型存在较大误差以及单一模型在不同方面具有一定局限性,导致预测误差较大的问题,提出一种自适应Boosting组合模型。利用误差平方和倒数法、简单加权平均法等五种方法自适应地赋予三个基础Boosting模型权重,最终的结果按照相应的权重叠加,达到充分发挥每个单一模型的优势,提高预测精度的目的。实验结果表明,误差平方和倒数法组合模型的表现最优,采用误差平方和倒数法计算权重的组合模型的MAE为7.1244,RMSE为9.3671,R2为0.8639,优于其他地权重组合方法以及单一的Boosting模型。该组合模型的应用,为优化空气质量预测系统提供了一个行之有效的方法。

Energy, Exergy and Thermoeconomics Analysis of Water Chiller Cooler for Gas Turbines Intake Air Cooling

Gas turbine (GT) power plants operating in arid climates suffer a decrease in output power during the hot summer months because of the high specific volume of air drawn by the compressor. Cooling the air intake to the compressor has been widely used to mitigate this shortcoming. Energy and exergy analysis of a GT Brayton cycle coupled to a refrigeration air cooling unit shows a promise for increasing the output power with a little decrease in thermal efficiency. A thermo-economics algorithm is developed to estimate the economic feasibility of the cooling system. The analysis is applied to an open cycle, HITACHI-FS7001B GT plant at the industrial city of Yanbu (Latitude 24o 05” N and longitude 38o E) by the Red Sea in the Kingdom of Saudi Arabia. Result show that the enhancement in output power depends on the degree of chilling the air intake to the compressor (a 12 - 22 K decrease is achieved). For this case study, maximum power gain ratio (PGR) is 15.46% (average of 12.25%), at an insignificant decrease in thermal efficiency. The second law analysis show that the exergetic power gain ratio drops to an average 8.5%. The cost of adding the air cooling system is also investigated and a cost function is derived that incorporates time-dependent meteorological data, operation characteristics of the GT and the air intake cooling system and other relevant parameters such as interest rate, lifetime, and operation and maintenance costs. The profit of adding the air cooling system is calculated for different electricity tariff.

基于BOOST双闭环控制的光伏空调MPPT算法

为利用光伏空调系统中太阳能电池板发出的电能,需要依据光伏阵列的输出特性,实时对光伏电池的工作点进行相应的调整,使之工作在最大功率输出状态,进而减少功率的损耗,提高能源利用率。本文在传统扰动观测法的基础上,以最大功率点对应电压作为空调系统前端升压电路的控制对象,实现光伏空调系统的最大功率点追踪控制。利用Matlab/Simulink搭建光伏空调仿真模型,模拟外界环境变化时光伏电池的输出情况,通过仿真分析验证基于BOOST双闭环控制的光伏空调MPPT算法的可靠性和准确性。

基于XGBoost的装备体系效能预测方法

针对装备体系效能预测问题,提出了基于极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法的装备体系效能预测方法。首先给出了基于XGBoost的效能预测流程;然后利用XGBoost建立评估指标与效能之间的非线性映射模型,实现对装备体系效能的预测。模型构建过程中采用了格栅搜索确定模型最优参数,避免了人为设定的盲目性。以某防空导弹武器系统效能预测为例,验证了该方法的有效性。

进港航班滑入时间预测

准确预测进港航班滑入时间对合理调配航班保障资源和提高机场场面运行效率具有重要意义,可有效克服各大机场粗放式预测航班进港时刻的不足,为此提出一种基于机器学习模型的滑入时间预测方法。以首都机场为具体研究对象,分析进港航班滑入时间的影响因素并构建特征集;将线性回归、K-最近邻、支持向量机、决策树、随机森林和梯度提升回归树6种在滑出时间预测方面得到广泛应用的机器学习模型用于进港航班滑入时间预测。研究结果表明:在误差范围±3 min内6种机器学习模型的预测精度均超过90%,表明特征集的构建和模型的选择是有效的;综合预测性能与模型拟合评估结果,梯度提升回归树模型的预测效果最好;在梯度提升回归树模型上场面流量特征的贡献度最大,新引入的跨区特征对预测模型的贡献度超过了大部分传统特征。

增压式真空预压在铁路站场地基处理的优化设计研究

增压式真空预压能弥补常规真空预压时间长、长期效果差等缺点,基于该方法的加固机理,利用PLAXIS平面有限元进行设计参数优化研究,优化参数包括排水板板长、板间距、板型、增压强度等。研究结果表明,在预压前期,渗透系数对沉降量的影响较显著,而预压后期则排水板的尺寸产生的效果更为显著;对于工期和工后沉降都比较严格的工程,尽可能使排水板长度大于压缩层厚度,选取大尺寸、高渗透性排水板、间距取1.0m,并尽可能增加增压装置的功率。

增压式真空预压处理单层均质土固结理论研究

基于等应变理论,结合Newman-Carrilo方程,利用分离变量法,提出增压式真空预压处理单层均质土地基固结度解析解,并得到无井阻和理想井的固结度解析解;编制了便于工程实践的图表。结果表明:通过增压式真空预压处理单层均质土时,随着时间因子的增加,固结度总体呈快速增长趋势;随着井径比n的增加,固结速率减小;理想井固结与无井阻固结的变化规律基本一致,但同一时刻理想井的固结度略大。采用增压式真空预压处理时,建议排水板的井径比不超过10。

增压式真空预压处理软基的加固机理

常规的真空预压往往由于竖向排水板堵塞引起排水固结效果差、工期长。对此,笔者采用增压式真空预压处理某一站场软土地基弥补上述不足。通过分析对比增压式和常规真空预压处理方式下地基在加固期内的沉降、孔隙水压力变化特征,评价增压条件下的处理效果。结果表明:采用增压式真空预压三、四区地表沉降量明显大于常规处理的一区,且孔隙水压力消散速度也快于一区;而1.0m间距的三区产生的预压沉降量较1.2m间距的四区增加约30%;增压式真空预压利用增压管的增压作用能加速软基排水过程并改良排水板易淤积的不良性能。

增压式真空预压处理站场软基效果试验研究

常规真空预压由于工期长、长期排水效果差,常常无法满足站场路基设计施工要求;为克服上述缺点,在某站场地基处理过程中引入增压式真空预压。为验证增压式真空预压的适宜性,在现场设置4个不同设计方案的试验断面,分别进行表层沉降、分层沉降、孔隙水压力和地下水位的对比分析。试验结果表明:采用增压式真空预压可提高预压期沉降量,缩短固结时间;但增长效果主要体现在增压管埋设深度以下2 m左右的位置,其沉降量约占总沉降的70%;增压处理后能有效降低真空预压区地下水位,加速软基固结。

空基助推段反TBM作战拦截弹速度建模分析

拦截弹速度是影响空基助推段反TBM作战效能的关键因素之一。通过分析空基助推段反TBM作战过程和TBM助推段飞行特性,建立了空基助推段反TBM拦截弹速度模型;在此基础上将影响拦截弹速度的因素划分为可控制因素和不可控制因素,通过仿真实验对不同影响因素进行了定量分析,研究结论可望为空基助推段反TBM可行性分析和拦截弹需求论证提供量化依据。

带放气阀的增压系统性能研究

带放气阀的增压系统是一种简单而有效,较适合我国现状的实现高增压的方案。本文分析了该增压系统的工作原理,在B6135-ZG20柴油机上进行了泄放增压空气的试验研究,采用数值模拟方法作了进一步的性能研究,最后为某舰用柴油机给出了一个增压系统的初步设计。

气动系统分压供气与局部增压技术

分压供气、降低供给压力是气动系统节能的一条重要的途径,气源气压每升高0.1MPa,空压机增加耗能5%～10%,气动系统多耗气14%。介绍了气动系统分压供气的特点及应用,并就分压供气方式及其核心技术——气动系统局部增压技术进行探讨与展望。

双级正升压空气制冷系统在铁路列车空调中的应用

研究了双级正升压式铁路列车空气制冷系统的流程问题，计算了各状态点热力参数，提出了需要解决的关键技术难题。该空调系统能够很好地应用于铁路列车空调 (包括高速客运列车空调 )，是比较有前途的绿色环保型空调。

单级逆升压空气制冷系统在房间空调中的应用

研究了单级逆升压式房间空气制冷系统的流程 ,计算了各状态点热力参数 ,提出了需要解决的关键技术难题。结论认为 ,房间空调制冷系数可达1.72,制热系数达1.71,是较有前途的绿色环保型空调。

空基动能拦截弹制导控制系统建模与仿真

为研究用于弹道导弹助推段拦截的空基动能拦截弹的制导控制系统,探讨了弹道导弹助推段拦截的作战过程,建立了弹道导弹助推段飞行的弹道模型;根据弹道导弹在助推段的飞行特点,建立了动能拦截弹制导控制系统模型,其中包括拦截弹结构模型、动力学与运动学模型、相对运动模型、传感器测量模型、复合制导模型和直接力/气动力控制模型。在Matlab/Simulink环境下开发了弹道导弹助推段拦截的数字仿真系统,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了模型的合理性,可为空基拦截弹制导控制系统的设计提供参考。

基于弹道形成的空基助推段反导拦截弹制导律设计

围绕空基助推段反导作战拦截弹制导问题,建立了空基动能拦截弹的时间最优控制模型。结合空基助推段反导作战任务的特殊性探讨了模型的边界条件和容许控制问题;提出了基于虚拟弧的拦截弹可行轨迹确定方法;进一步选取拦截弹飞行时间最小、拦截弹飞行距离最短和命中点拦截弹与目标弹道导弹的拦截角度最大为性能指标,给出了弹道形成制导律的计算方法;通过案例仿真验证了模型及算法的有效性。

弹道导弹主动段拦截导引律研究

处于主动段的弹道导弹具有很大的纵向加速度,常规的制导律很容易因为提供的爬升能力不足,使拦截弹在拦截末端陷入尾追,而导致拦截失败,对此,文章分别设计了能够克服目标纵向加速度的中制导律和末制导律。在中制导律的设计中,首先采用了对基于零脱靶量的中制导律引入目标运动补偿项的方法,设计了一种中制导律,此外结合空基反导的特点,通过控制弹目相对高度差和相对偏航距离为零达到控制视线角速度的方法,设计了另一种中制导律。末制导律采用了滑模制导律,仿真结果表明文中所设计的制导律能够以很高的精度拦截目标。