基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS的设计与实现

矿山三维地质建模及可视化是实施数字矿山战略的关键技术,其软件系统的研究与实现对于矿山企业的可持续发展具有极其重要的意义.基于OpenGL图形库和VC++6.0开发平台,从系统目标要求、体系结构和功能模块等几方面设计和开发了基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS,实现了地层、矿体、断层、地表和巷道等三维模型的创建与可视化显示,以及灵活的三维视图控制和针对地质模型基本的空间查询、量算、空间剖切、动态模拟等空间分析功能,为我国矿山三维地质建模及可视化软件的设计提供了参考,有益于促进我国矿山信息化的建设.

DGMS的一般结构及其菜单设计

会话生成管理系统（DGMS）是决策支持系统的工作界面。为用户提供应用系统的使用方法，体现应用系统的基本功能，并能够为系统维护提供帮助。本支探讨DGMS的一般结构。考虑到菜单是会话系统的主要表现形式，因此，本文也给出几种会话菜单的设计方法。

海洋大气环境下架空管道腐蚀失重预测

为提高海洋大气环境下油气管道腐蚀失重预测精度,提出了一种基于IWOA-DGM(1, 1,λ)的架空管道腐蚀失重预测模型。首先用佳点集理论优化鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)初始种群的布局以增强寻优能力,并用非线性自适应权重和改进黄金正弦算法避免WOA模型的随机性,以提高收敛速度。然后利用指数变换、变权弱化缓冲算子和新陈代谢改进离散灰色模型(Discrete Grey Model, DGM(1, 1)),指数变换可以提高原始数据的光滑度,变权弱化缓冲算子可以抵消冲击扰动的干扰,加入新陈代谢可以实现动态的中长期预测。再用改进鲸鱼优化算法(Improve Whale Optimization Algorithm, IWOA)对改进DGM(1,1,λ)模型中的参数λ进行寻优,最后建立改进鲸鱼优化算法的优化离散灰色预测模型(IWOA-DGM(1, 1,λ)),并用该模型对西沙Q235碳钢管道腐蚀失重情况进行预测。结果表明,改进模型的灰色绝对关联度、平均绝对百分比误差和拟合度分别为98.99%、2.43%和98.73%,各项评价指标均优于其他对比模型,且预测精度得到了极大的提高,证明该模型有较好的鲁棒性。

基于新陈代谢灰色模型对人口老龄化的预测

近年来,我国老龄化人口数持续增长,人口老龄化已成为了在新时代所面临的最突出问题之一.以2005—2020年四川省老龄化人口数据为基础数据,充分考虑到扰动因素和驱动因素等新信息影响,以及模型中差分到微分直接过渡导致较大误差和建模数据的特点,构建改进的新陈代谢离散DGM(2,1)模型对四川省老龄化人口数进行预测.预测结果表明,四川省老年人口规模在未来的几年内不断扩大,将会面临巨大的养老压力.

基于灰作用量和灰导数优化的DGM(2,1)模型

为解决原始DGM(2,1)模型中灰作用量存在的灰色不确定性问题,以及直接以差商代替微商选取灰导数会产生较大误差的问题,首先利用变换的一阶中心差商替换积分项以优化灰导数,再将线性时变灰作用量引入DGM(2,1)模型,进而推导出基于线性时变灰作用量和优化灰导数的DGM(2,1)模型的时间响应序列.通过实证分析得出新模型较其他几类模型精度更高,具有一定的可行性与有效性.新模型不仅适用于非齐次指数序列的预测,并且也适用于摆动序列的短期预测.

青花菜两类雄性不育系花器官形态结构的比较

青花菜是一种重要的十字花科蔬菜作物,具有良好的抗癌功效。随着青花菜栽培面积的不断扩大和抗癌药物的开发,对青花菜种子的需求量也不断增加。利用雄性不育系生产青花菜F1杂交种子是其杂种优势利用的重要途径,但常用的细胞质雄性不育系在生产中存在前期死蕾较重、花蜜量少和种子产量不高等问题。本课题组用优良的青花菜自交系为父本,以甘蓝显性细胞核雄性不育材料79-399-3和细胞质不育材料OguraCMSR3629为不育源,通过回交转育的方法获得了多个青花菜显性细胞核雄性不育系和细胞质不育系,为了进一步有效利用其青花菜雄性不育系,寻求更好的不育源。本研究以青花菜高代自交系(保持系)8554、8590、93219及由其经多代回交转育而成的两类雄性不育系为试材,对其死蕾数、花器官形态和蜜蜂访花情况进行了比较研究。结果表明,在花蕾长、花蕾直径、单枝死蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣长、花药长、蜜蜂访花次数、来访蜜蜂数及访花时间等方面,经相同自交系转育而成的显性细胞核雄性不育系(DGMS)与细胞质雄性不育系(CMS)间的差异有统计学意义,总体表现为DGMS优于CMS。

两类甘蓝雄性不育系种子产量构成因素分析

以结球甘蓝自交系02-12及其回交转育多代育成的显性核基因雄性不育系(DGMS)和细胞质雄性不育系(CMS)为试材,对其制种产量及种子产量构成因素进行分析。结果表明:显性核基因雄性不育系材料DGMS02-12与细胞质雄性不育系材料CMSR302-12在单株产量和小区产量方面存在显著差异,并且全株有效荚数和每荚种子粒数是两种类型甘蓝雄性不育系间制种产量存在差异的主要构成因素。其中,一级分枝种子产量占单株产量的80%以上,一级分枝有效荚数、每荚种子粒数与制种产量有显著的相关性和较高的通径系数。

基于DGM(1,1)与DNGM(1,1)模型评估能源消耗趋势

灰色预测模型适用于不确定性系统,它的离散模型DGM(1,1)模型和DNGM(1,1)模型都被认为是通用的时间序列预测模型,且都能实现对齐次指数序列的无偏模拟。分别利用DGM(1,1)模型和DNGM(1,1)模型对中国能源消耗总量统计数据进行建模,通过比较2种模型对数据的模拟精度,发现DNGM(1,1)模型预测效果更好。最后,利用DNGM(1,1)模型预测到中国2022年、2023年的能源消耗总量分别为5.064 457 522×10^(9)t,5.137 593 946×10^(9)t。比较了中国一次能源生产总量与能源消耗总量的增长速度,从可持续发展的角度分析了一次能源生产与能源消耗的关系。

基于DGM(1,1)模型的郑州市大气污染物浓度预测与治理对策研究

近年来随着社会的飞跃发展,大气污染变成了当今亟待解决的生态问题之一。郑州,作为一个中国的新型工业基地城市,大气污染在近几年愈发严重。本文基于2015-2019年郑州市的主要大气污染物—PM2.5、PM10、SO2的年均浓度数据,对其浓度变化趋势展开了剖析,在此基础上建立了PM2.5、PM10、SO2浓度的DGM(1,1)模型,预测出该市大气污染物浓度的未来变化趋向。结果表明,这三种大气污染物的年均浓度全都展现出逐年递减趋势,但其降低幅度各有差异。其中,针对SO2建立的DGM(1,1)模型精度较差,PM2.5和PM10构建的DGM(1,1)模型精度与SO2相比较优,故对PM2.5和PM10的浓度展开预测分析时,得到的预测结果与预测SO2相比较好。本文通过构建DGM(1,1)模型,对郑州市未来六年内的主要大气污染物年均浓度变化趋向展开预测,在一定程度上可为郑州市环保部门为治理大气污染而制定的相关政策提供一些有价值的参考。

基于改进DGM(1,1)模型对管道壁结蜡厚度预测

为研究管道壁结蜡沉积厚度随时间的变化规律,基于灰色理论模型建立了改进DGM (1, 1)模型,分别以室内环道实验和现场管道数据为例,引入弱化缓冲算子和平移变换提高原始序列的光滑性,并进行不同模型的检验和对比。结果表明,传统DGM (1, 1)模型的平均相对误差较大,经弱化缓冲算子处理后改进模型的误差大幅降低,且d^(2)更适合结蜡厚度这类短序列、宽间距序列的预测;对原始序列进行平移变换可提高序列光滑性,不同原始序列对平移变换函数的偏移量存在选择性;弱化缓冲算子对模型改进的效果远大于平移变换;应用改进GM (1, 1)模型对管道壁结蜡厚度进行预测是可行的,该方法具有一定的推广价值。

灰色DGM(2,1)与BP神经网络的组合预测模型研究

针对贫信息、不确定性,以及数据量少的问题,提出了一种灰色DGM(2,1)与BP神经网络组合预测模型。首先将原始数据分组建立灰色DGM(2,1)模型组,并得到每个模型组的拟合值,然后,将拟合值作为BP神经网络的输入样本,以原始数据为导师值训练BP神经网络,最后,使用训练后BP神经网络模型进行预测,从而高效利用数据。在预测养老保险缴费的场景下,灰色DGM(2,1)与BP神经网络的组合预测模型的预测平均误差降低0.012。仿真结果表明,该组合预测模型具有较高的预测精度和较好的稳定性。

军工企业决策支持系统框架设计

本文通过分析军工企业的现状,针对军工企业的决策特点,就军工企业决策支持系统的三大部件的设计要求进行了探讨,提出了军工企业决策支持系统设计的框架,针对性地提出了解决方案。

基于GTP修正的R3DGM建模与可视化方法

将广义三棱柱(GTP)的辅助几何要素———对角线———修正为四面体,解决了R3DGM(真三维地学模型)中数据组织与几何要素的不一致和空间操作中的几何裂缝问题.修正后的GTP模型集成了TIN,GTP和四面体模型的优点,构建算法简单且空间操作无缝.R3DGM过程分3步进行:①根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网(CD-TIN);②按地学推理规则,将CD-TIN中三角形沿钻孔迹线向下扩展生成GTP;③根据最小顶点标识法,将GTP模型转换成四面体.介绍了基于GTP修正构建的三维数字地质模型的任意平面剖切、虚拟开挖、空间查询等可视化方法.并结合北京CBD地下三维集成建模与空间操作,展示了模型构模及空间操作效果.

基于DGM的油浸式变压器热点温度计算

为了准确计算油浸式变压器的热点温度,在对比了有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)计算变压器热点温度各自特点的基础上,提出了基于间断式伽辽金方法(discontinuous Galerkin method,DGM)的一种计算变压器热点温度的全新计算方法;并以天威合肥变压器厂的一台180 MV·A-220 kV变压器为例,计算了变压器的绕组热点温度。为校验计算方法的准确性,笔者对这台主变进行了变压器绕组温升试验,监测了绕组的热点温度数据,并将利用DGM的计算结果分别与实际监测数据、IEEE导则计算数据、使用FEM算法计算出的数据以及使用FVM算法计算出的数据进行了对比。对比结果表明,利用DGM的计算结果与实际监测数据的标准差只有1.46℃,而利用IEEE导则模型计算结果、FEM算法计算结果以及FVM算法计算结果与实际监测数据的标准差分别高达4.81、3.71、2.58℃。DGM的计算精度明显高于IEEE导则模型、FEM算法和FVM算法,证明了DGM能更准确地计算油浸式变压器绕组热点温度。

基于离散型灰色DGM(1,1)预测模型在涝灾预测中的应用

为提高涝灾预测模型的预测精度,针对GM（l,1）模型预测条件的局限性,提出离散灰色预测模型[称DGM（1,1）模型Ⅰ。应用离散灰色模型,以鞍山市1959~2006年的降雨量为依据,建立涝灾预测模型。结果表明：优化后的离散型DGM（1,1）模型的预测精度较原有的灰色GM（1,1）预测模型的预测精度有很大提高。并且该模型建模过程简单、适用性强,为涝灾的预测提供了新的方法。

数字高程模型及其数据结构

简要介绍了DTM的提出和应用情况,并对数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM或DHM)、数字地形模型(DGM)等三个概念进行了论述,说明了它们的区别和联系,详细论述了离散点、不规则三角形、等高线、断面线和规则格网等几种数字高程模型的数据结构,并对不同数据结构的数字地面模型的特征进行了比较。

数控机床热误差的改进型灰色DGM(2,1)模型建模

针对机床热误差补偿的建模问题,提出了基于灰色DGM(2,1)模型对数控机床热误差进行分析、预测的方法.该模型在通过对原始数据序列进行累加、累减处理以减小其随机性,建立微分方程的方式建立动态模型以揭示数据序列的长期发展趋势的基础上,利用函数变换法改善数据序列的光滑性.通过对1台数控机床的实际切削加工实验数据进行建模分析,对该方法进行了验证.结果表明该方法克服了传统灰色GM(1,1)模型的不足,获得了更高的建模和预测精度,且具有计算简单,便于在线补偿应用等优点.

基于三棱柱的地质体三维交互应用研究

三维交互应用研究是3DGM领域面向应用的研究重点,能够充分展示地质体的三维空间属性,具有重要的实践意义。本文以三棱柱作为基本体元进行建模,讨论了虚拟钻探、虚拟地质剖面、虚拟开挖、虚拟漫游四种在地质领域的应用算法,并且采用VC++和OpenGL作为开发平台模拟实现,解决了工程实践中的一些实际问题。

DGM型多功能油管锚

针对现有各类油管锚功能的不足 ,研制出DGM型多功能油管锚。新型油管锚主要由坐锚机构、锚定机构、锁紧机构和解锚机构四部分组成。锁紧机构增加了碟簧防松结构 ,解决了油管锚液压力消除后卡瓦松动锚定不牢靠的问题 ;双向卡瓦结构使其能同时承受轴向力和扭力 ;卡瓦燕尾槽采用逼进式结构使解锚更灵活可靠。 30 0多套油管锚的现场应用表明 ,坐锚、解锚操作简单 ,锚定可靠 ,作业一次成功率 10 0 %。

基于QPSO-DGM和熵突变的装备安全性崩溃分析

针对装备安全事故的突发性、复杂性,从系统安全熵"流程-突变"角度构建灰色-熵突变模型进行安全性崩溃分析。提出了复杂装备系统安全熵、安全熵函数、安全熵势函数等概念,刻画复杂装备系统安全状态从稳定到崩溃的演化机理和过程;建立了复杂装备系统安全熵函数的量子粒子群DGM(2,1)拟合模型,并以拟合值和实际值的灰关联度为适应度函数,提高模型拟合精度;构建装备系统安全熵尖点突变模型,给出安全性崩溃的灰色-熵突变判据算法。最后,以某型飞机主起落架控制系统为例,验证了模型的有效性,为定量判断装备系统安全状态提供了新的方法。