基于改进的RRU-Net的图像篡改检测算法

针对现有深度学习图像篡改检测模型难以利用网络浅层的篡改痕迹特征,导致检测效果差、定位精度低的问题,提出基于改进环形残差U-Net(Ringed Residual U-Net,RRU-Net)的图像篡改检测算法。首先利用分级监督策略设计篡改融合定位模块,将模型分层输出,使深、浅层特征信息充分融合,提高模型对浅层的纹理、边缘信息的敏感性。其次在二元交叉熵基础上对损失函数进行改进,用不同层的损失来衡量总损失。最后在模型中运用组归一化,加快模型收敛速度,同时避免过拟合。在CSAIA和Columbia数据集上的实验结果与RRU-Net相比,F1值分别提高了0.08和0.072,表明该方法具有较高的检测精度,且能有效定位篡改区域。

基于多U-Net网络的脑胶质瘤分割算法研究

核磁共振影像分割对于脑肿瘤患者的治疗至关重要,但肿瘤形态多变、边界模糊等问题使得其边缘分割效果不佳。为解决以上问题,提出一种基于多U-Net网络的脑胶质瘤自动化分割算法MU-Net。首先,以U-Net为主干网络,在编码阶段设计残差空洞卷积模块作为短连接,增强编码特征长距离信息的连接,从而改善特征提取效果;其次,在网络跳跃连接处引入改进的高效通道注意力机制,同时使用平均池化和最大池化充分利用空间和通道信息,以提高分割准确度;最后,在经过改进高效通道注意力机制处理后的跳跃连接处设计多个不同深度的双输出U-Net作为编码与解码之间的纽带,以增强网络对不同尺度脑肿瘤的适应性。在BraTS2020数据集上进行大量实验,结果表明MU-Net算法对完整肿瘤、肿瘤核心和增强肿瘤的Dice系数分别为86.75%、77.76%和76.21%,与基准模型相比分别提升了2.6%、2.55%和2.41%,具有更好的分割效果。

基于燃机余热和地热能的联合发电系统优化设计及热力性能分析

设计了一种超临界二氧化碳(S-CO_(2))再压缩系统与地热双闪蒸系统相结合的新型燃机余热利用联合发电系统。基于所建联合系统参数优化模型,应用遗传算法计算分析了联合系统内部参数和边界参数对最大输出功和燃机余热利用率的影响。结果表明:通过系统参数优化,联合系统实现了余热在2个子系统中的合理分配,加深了燃机余热的进一步利用;当一级闪蒸压力取99.89 kPa、二级闪蒸压力取29.4 kPa、S-CO_(2)质量流量取22.68 kg/s、分流比取0.3085时,联合系统最大净输出功达到6.402 MW,对应余热效率为67.9%;当一级闪蒸压力在90~115 kPa、二级闪蒸压力在25~35 kPa时,联合系统均可实现较高的净输出功,与最佳值的相对偏差在0.8%以内;随着S-CO_(2)流量或分流比逐渐增大,联合系统的净输出功均呈现先增大后减小的规律;联合系统的最大净输出功随S-CO_(2)透平进口压力的增大而增加,随S-CO_(2)透平出口压力和预冷器出口温度的增大而减小。

积累率、再生产结构与经济增长——基于中国城市数据的实证研究

以价值衡量的净产出增长取决于社会中的积累率水平、追加资本的结构以及净产出增量的分配结构。经济增长是社会剩余和再生产结构的函数。本文运用我国1998—2019年4个直辖市和283个地级市(含省会城市)数据,对该结论进行了实证检验。研究结果显示:积累率、追加资本结构和劳动收入占比对我国经济增长具有显著性影响,这种影响在我国省会城市与非省会城市以及南方城市和北方城市间具有显著的异质性。在我国全面建设社会主义现代化国家的背景下,保持合宜的经济增长速度是维持社会稳定、实现发展目标的基础。随着我国资本密集度的不断提高、二元经济结构的调整、人口结构的变化以及创新型国家的建设,追加资本中可变资本比例的下降和劳动收入的不断上升,会对经济增长带来抑制作用。因此,应通过保持较高的积累率、调整投资方向、不断提高劳动生产率的方式获得理想的增长速度。

质子交换膜燃料电池性能优化控制

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理基础上,首先搭建耦合热管理子系统的PEMFC非线性仿真模型,进一步将其简化处理得到用于控制的线性模型;在此基础上,设计基于卡尔曼滤波的状态观测器,以实现对状态和不可测量扰动的估计,从而消除模型稳态误差;随后设计目标计算器,以净输出功率跟踪误差最小化和系统效率最大化为目标,对PEMFC系统工作状态进行优化;进而基于线性控制模型,设计无偏显式模型预测控制(offset-free explicit model predictive control,offset-free EMPC),对优化工作状态进行跟踪控制;最后,搭建一个软件在环(softwareintheloop,Si L)测试平台,通过与传统MPC控制策略的仿真结果对比可得,无偏EMPC控制策略可以显著将净输出功率的平均跟踪误差绝对值从344.29W减小到82.19W,系统效率从40.32%提升到46.56%,算法平均单步计算耗时从26ms降低到11.8ms,并且可以约束PEMFC系统运行在稳定和安全的工况。

回收船舶柴油机余热的双回路有机朗肯循环系统性能分析

为了降低船舶二氧化碳排放,利用双回路有机朗肯循环(DORC)系统对船舶柴油机的排烟和缸套冷却水余热进行回收发电。通过夹点温差法构建热力学模型,高温回路用于回收排烟热量,低温回路用于回收缸套冷却水热量和高温回路冷凝热。分析9对工质组合时DORC系统的冷凝器热力学参数对系统性能的影响,结果表明:随着高温回路的冷凝温度和冷凝热负荷的增高,低温回路蒸发压力和净输出功呈现升高趋势,在高温回路冷凝热负荷为715.2 kW~1 241.2 kW时,系统总净输出功呈现先升高后降低的趋势。当高温回路采用环乙烷,低温回路采用一氯三氟丙烯(反式)为工质时,系统总净输出功可达到410.6 kW。

烧结冷却烟气低温余热ORC系统建模与热经济性能

本文以烧结冷却烟气低温余热为有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统热源,建立超临界ORC系统热力和经济模型,并选取R134a为ORC工质,研究变温热源下膨胀机的进口温度和压力,以及工质冷凝温度对系统热经济性能的影响。研究结果表明:系统净输出功随膨胀机进口温度的增加而增加,随膨胀机进口压力和工质冷凝温度的增加而减小,但系统单位温度的传热量随之均减小。当系统热力参数一定时,热源进口温度越大,系统净输出功和单位温度的传热量越大。在实际操作过程中,存在适宜的热源进口温度和系统热力参数使得ORC系统获得较大的净输出功和较小的单位温度传热量。

基于白箱树突网络的电压灵敏度实时计算方法

由于传统电压灵敏度计算需要以知晓精确网络参数为前提,近年来各类基于数据驱动的电压灵敏度拟合方法被相继提出。但现有方法针对新运行场景需要重复所有回归操作才能获得精确的灵敏度值,因此无法真正应用于灵敏度的实时计算。该文提出一种基于树突网络(dendrite net,DN)的电压灵敏度实时计算方法,基于DN拟合等价于泰勒展开的白箱性质,建立适用于任意运行场景的系统状态参数至节点电压的端到端映射。通过对基于DN的节点电压显性表达式进行提取和求导,最终形成只包含极少计算量的电压灵敏度显性表达式,将灵敏度计算速度提升至微秒级。其次,在基于DN的节点电压显性表达式中,各输入的一阶分量系数在任意运行场景下均保持恒定,可直接作为评判节点电压与状态参数相关性的评价指标。基于IEEE 118节点系统等3个不同规模算例的仿真计算结果证明该文方法的正确性和优越性。

山东省耕地利用净碳汇变化与耕地利用效益关系研究

本文以粮食主产区山东省为例,运用净碳汇核算模型和库兹涅茨曲线等方法,测算2001―2020年山东省16个地级市耕地利用净碳汇,阐明耕地利用净碳汇时空变化与耕地经济效益及其社会效益的关系。结果表明:①2001―2020年山东省耕地发挥巨大碳汇作用,净碳汇总量呈波动上升态势。2020年,山东省耕地利用净碳汇量增幅达33.052%,已超过全国总量的1/9。②山东省耕地利用净碳汇具有明显的空间非均衡性特征,呈现西南高–东北低的空间格局。仅2020年,净碳汇高值区是低值区的13.743倍。③山东省16个地级市耕地利用净碳汇与单位面积耕地产值之间存在上升–下降–再上升的“N”型库兹涅茨曲线关系。④山东省各地级市耕地利用净碳汇与农村居民人均可支配收入之间呈现显著的倒“U”型库兹涅茨曲线关系。耕地利用净碳汇的时空变化与耕地利用经济效益、耕地利用社会效益之间有显著的响应关系。

多参数的风电输出净功率波动性概率分布研究

风电场在输出风电净功率时,风速、湍流强度以及风剪切等因素会导致并网输出功率的波动性增加,进而增加配电网的电压。为保障配电网安全运行,研究多参数的风电输出净功率波动性概率分布。根据影响风电功率波动的风速、湍流强度以及风剪切系数的分析结果,使用复数据经验模态分解方法提取风机输出功率波动量。将风速、风剪切系数以及湍流强度等参数作为约束条件,建立并校准风电输出净功率波动性概率分布模型,以实现对风电输出净功率波动性概率分布特性的精准获取。试验结果表明,所提模型的概率分布误差在0.01%以内,精度较高。该模型的波动概率值与风电场功率波动性概率分布的波动概率值相似。该模型效果较好。

适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法

配电网灵活性提升优化过程中易受不均匀电压、强磁场、电流效应等问题的干扰,灵活性提升效果不明显。为了解决上述问题,提出适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法。该方法首先采用瞬时功率平衡算法保证配电网达到三相平衡状态,其次通过无功出力与有功损耗的输出特点实现配电网的无功规划,有效地提高配电网运行质量,降低网损。最后采用多元源荷接入的两阶段提升优化法提升配电网的灵活性,第一阶段基于灵活性三指标与多源源荷供给特性构建灵活性提升优化模型,第二阶段考虑配电网灵活性指标的概率平衡性,并采用线性转换算法对模型求解,完成配电网灵活性提升优化。试验结果表明,所提方法的网损率小,净负荷波动曲线小,计算时间短,配电网分布式电源接入的灵活适应性强。可见通过灵活性优化调度,可以有效提升含分布式电源配电网的灵活性,提高配电网接纳分布式电源的能力。

基于ASP．NET的进销存管理系统设计

本文采用微软主流开发平台．NET为软件开发平台，以ASP．NET为软件开发框架，以sqlserver为数据库服务器，以优秀的软件开发技术和成熟的企业管理思想为指导进行了进销存管理系统的设计，该系统的实现为商品管理带来前所未有的改变，同时为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析

本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型,包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型,参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征,包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数,研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明:在一定的注入流量、注入温度和净间距下,随着时间的推移,岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大,注入泵功耗是降低的,净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率,进而导致热效率降低,存在最优的注入流量50 kg/s,使得年均净输出功达到最大值1470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率,降低净输出功的年均衰减速率,当注入温度为60℃时,年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率,有利于热效率的提高,但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时,年均净输出功达到最大值1497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。

基于改进U-Net的料塔料位检测方法研究

在规模化养殖中,传统料塔的料位检测设备较少,检测方法主要是人工检测和经验判断,难以精确、实时检测料塔余料,无法满足现代化农业发展的需求。为了实现精细化管理,摒弃传统的检测方法,采用基于U-Net的语义分割模型对料塔内饲料进行分割,并通过处理图像输出结果,检测料塔内余料容量,同时引入残差结构和空间注意力机制来提升分割效果,优化U-Net语义分割模型。经过对比试验结果显示,F1分数由0.942提升到了0.951,料位检测结果正确率由0.920提升到了0.960。说明基于改进U-Net的料位检测方法具有一定的可行性,能满足检测的基本要求。

质子交换膜燃料电池流道尺寸优化

质子交换膜燃料电池具有比能量高、清洁高效等优点,流道作为燃料电池的核心结构之一,其结构尺寸对气体传输、液态水排出都有着重要影响,选择合适尺寸参数对实际运行具有重要意义。以50 mm×50 mm单蛇形流道电池为研究对象,采用数值模拟的方法,建立质子交换膜燃料电池三维两相等温模型,分析流道深度、流道宽度、流道脊宽等参数对电池电流密度、气体传质特性、电池净输出功率、排水性能的影响。结果表明:随着流道深度、流道宽度的减小,参与反应的氧气浓度提高,电流密度也随之提高,电池净输出功率逐渐增大,催化层排水性能逐渐增强,因此电池性能逐渐提高;随着流道脊宽的减小,参与反应的氧气浓度逐渐提高,电流密度随之增大,但电池净输出功率增加幅度较小,氧气浓度增加也较缓慢。

精细考虑时刻间净负荷波动不确定性的机组组合

在以往对净负荷不确定性的研究中,往往从时刻点的角度对净负荷不确定性进行刻画,如对时刻点上的不确定性采用概率分布或区间描述,对时刻间净负荷波动过程的不确定性研究相对较少。为此,针对时刻间净负荷波动过程的不确定性,从净负荷波动幅值和波动速度2个方面,挖掘并刻画净负荷极端波动轨线,提出精细考虑时刻间净负荷波动不确定性的机组组合模型。对时刻间的净负荷波动,发掘出4种时刻间净负荷极端波动轨线。系统只要应对这4条极端波动轨线,就能保证其对时刻间净负荷波动的鲁棒应对,从而避免过于激进的结果。与此同时,各种净负荷极端波动轨线下的支路潮流约束均被考虑,保证了净负荷波动所需备用的可传递性。算例分析表明:所提模型能够更合理地配置净负荷波动所需的机组爬坡能力,保证极端波动下的电力系统安全经济运行。

超临界二氧化碳动力循环余热利用方案优化研究

针对燃气轮机余热利用问题,以有回热的超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环为基础,引入中间冷却、中间再热和分流再压缩技术,建立6种循环方案。分别以S-CO_(2)动力循环的循环效率最高和循环净输出功最大为优化目标,采用遗传算法对各方案的参数进行优化,并对每个方案的优化结果进行经济性比较。结果表明:以循环效率最高为优化目标时,引入一次中间冷却、一次中间再热和一次分流再压缩都能不同程度提高循环效率,其中引入一次分流再压缩和一次中间再热的方案6循环效率最高,达到43.29%;以循环净输出功最大为优化目标时,引入一次中间冷却可以增大输出功,引入一次中间再热会减小S-CO_(2)动力循环净输出功,而一次分流再压缩退化为无分流方案,其中引入一次中间冷却的方案2净输出功最大,为82620.02 kW;6个方案的经济性均在以S-CO_(2)动力循环净输出功最大为优化目标时更具优势,原因在于这种情况下对燃气轮机排烟的余热利用效率更高,其中方案2运行20年收益最大,为50.65亿元。

新型跨临界CO_(2)循环冷热电联供系统分析

冷热电联供系统(以下简称联供系统)具有较高的能量转换效率,在中低温余热的利用方面具有显著优势。提出了一种由朗肯循环和喷射式制冷循环组成的新型跨临界CO_(2)循环联供系统,并对其热力学性能进行分析。以同时产生最大净输出功和制冷量(Combined Cooling Power, CCP)模式或同时产生最大净输出功和供热量(Combined Heating Power, CHP)模式作为目标函数,对联供系统进行优化。结果表明:在研究的参数范围内,联供系统具有较理想的净功输出,实现了制冷量和供热量的可调性。研究成果对中低温余热的利用具有借鉴意义。

微电网恒输出功率“光伏+储能”系统的功率和储能容量研究

在电网有充电限制的条件下,根据“光伏+储能”系统需在每天固定时间段内恒定输出功率的要求,提出了一种通过综合考虑“光伏+储能”系统平准化度电成本和净现值收益率来分步确定此类系统最大恒输出功率及储能容量的方法,并以某项目为例,利用MATLAB软件进行了模拟仿真验证。仿真结果表明:所述计算方法有效解决了微电网恒输出功率要求下储能设备容量选择问题。该方法可作为解决同类型问题的参考。

城郊稻田生态系统高效生产模式的研究与评价

根据天津市宝坻区的自然条件、区位优势和现有的农业种植结构,提出了稻藕轮作与稻鱼蟹混养相结合的高效生产模式并分析其生态优势。借助Ecopath软件,从系统可持续性和净产值角度,比较分析了稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合生产模式与稻田养鱼、稻田养蟹、稻鱼蟹混养、单一种稻4种稻田生产模式的优劣。结果表明:5种稻田生产模式F inn′s指数值从大到小依次为稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合、稻田养鱼、稻田养蟹、稻鱼蟹混养和单一种稻;稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合生产模式的可持续性指标优于其他3种生态种植模式,其净生产力、生物量/输出量、输出量/输入量和稳定性指标分别是单一种稻模式的2.63、4.25、2.03和3.56倍;与其他4种稻田生产模式相比,稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合模式的净产值很高,是适合于在北方推广的最优生态种植模式。