OPEN Process Framework软件工程框架研究与应用

OPEN Process Framework(OPF)是使软件开发过程达到CMM5级标准的软件工程框架。文中讨论了基于OPF的软件过程的主要元素及实施过程,并把该过程应用于某油田数据采集系统的开发,实践证明基于OPF的软件过程可以提高团队的开发能力、降低风险、有效控制资源,为项目的开发提供了高度清晰的过程框架,规范管理和开发流程。

基于CAPE-OPEN标准的简捷炼油过程建模及常减压蒸馏流程在线模拟

简捷炼油过程模型广泛应用于运行监测、在线计算、实时优化等领域,但大多数模型只是将输入、输出变量进行关联,无法计算出各组分流量组成,难以集成在模拟软件中进行全流程模拟。本研究简化了炼油分离过程,开发了基于CAPE-OPEN标准的简捷炼油塔模型。首先,将炼油过程简化为连续的分离单元,根据实际产品数据校正模型参数,实现某一实际工况流程模拟;其次,将模型参数与实际工况操作变量数据相结合,采用径向基函数插值确定操作变量对模型参数的影响关系,实现多种工况流程模拟;最后,通过常减压蒸馏工业装置实例的3种工况进行验证。结果表明:各工况模拟结果与Aspen计算结果相比,初馏塔塔顶油馏出温度点偏差大多在2%以内,常减压蒸馏塔各侧线油的馏出温度点平均偏差在3%以内;与实际结果相比,平均误差都在5%以内,符合工程允许误差范围要求。所建模型的计算速度快,各塔均在0.2 s左右完成计算,适用于在线生产、调度等。

基于YOLO-OpenMax的水声通信信号开集识别方法

水声通信信号调制方式随着技术进步从典型的传统调制方式发展为水声通信机厂商私有开发的新型调制方式,这使得现有的水声通信信号闭集调制识别技术实用性受到制约,但现阶段鲜有研究基于深度学习的水声通信信号调制方式的开集识别方法。针对此现状,提出一种基于YOLO图像检测识别网络和OpenMax模型的开集识别方法。利用YOLOv5网络的输出特点,将传统OpenMax模型的处理方法进行改进,提出一种两步测试方法,实现了在多径信道下的水声通信信号的开集识别。仿真实验表明:在归一化系数为0.5,信噪比等于10 dB条件下的归一化开集识别准确率达到90%以上,实测数据同样验证了本文方法的有效性。

基于CAPE-OPEN标准的乙苯脱氢反应器模块开发与全流程模拟

基于某乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯装置转化率低于设计值的现状,建立了包括小分子水蒸气转化反应在内的乙苯绝热脱氢制苯乙烯反应动力学模型和反应器模型,基于工业数据,估计了模型动力学参数,模型具有较高的精度;采用C++语言和COM技术开发了符合CAPE-OPEN标准的乙苯脱氢制苯乙烯反应器单元模块;在Aspen Plus平台构建了内嵌反应器模块的乙苯脱氢制苯乙烯全流程模型,反应器与精馏塔的模拟结果与实际相吻合;进一步考察了工艺参数对装置运行中期反应的影响,提出了适宜的工艺参数,为乙苯脱氢制苯乙烯的工艺设计、生产优化提供有益的支持。

基于OpenVPX标准的异构融合处理模块软硬件协同设计研究

随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并设计了一种符合硬件开放式架构的3U异构融合处理模块,以适应多种复杂任务的需求。文中还提出了一种异构计算资源池化技术,旨在实现多类型任务应用的快速部署和高效运行,同时降低通信延迟,显著提升计算平台的处理能力和适用性。最后进行了实验验证,结果表明与多CPU架构相比,文中所设计的异构融合处理模块在执行特定神经网络算法时,处理时间缩短了约4.8倍,证明了其在性能上的显著提升。该研究成果不仅展示了异构融合处理模块在机载智能计算应用中的显著性能优势,而且为航空计算平台的未来发展提供了创新的解决方案和技术支持。

基于异构平台的图像中值滤波的OpenCL加速算法

图像噪声降低了图像信噪比和质量,去噪是图像处理工作的重要环节之一.本文提出了一种基于开放式计算语言(OpenCL)架构的图像中值滤波快速降噪并行算法.介绍了OpenCL体系结构特点和中值滤波处理流程.根据图形处理器(GPU)的并发结构特点,对图像中值滤波功能模块进行了并行优化,降低了算法复杂度.通过充分激活NDRange索引空间中的工作组和工作项来提高数据访问效率,优化内核工作组配置参数,实现了中值滤波器的并行处理.实验结果表明,在图像质量保持不变的情况下,与基于CPU的串行算法、基于开放多处理(OpenMP)并行算法和基于统一计算设备架构(CUDA)并行算法性能相比,图像中值滤波并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上分别获得了29.74、17.29、1.15倍的加速比.验证了算法的有效性和平台的可移植性,基本满足应用的实时性处理要求.

Study on transient aerodynamic characteristics of parachute opening process

In the research of parachute, canopy inflation process modeling is one of the most complicated tasks. As canopy often experiences the largest deformations and loa-dings during a very short time, it is of great difficulty for theoretical analysis and experimental measurements. In this paper, aerodynamic equations and structural dynamics equations were developed for describing parachute opening process, and an iterative coupling solving strategy incorpo- rating the above equations was proposed for a small-scale, flexible and flat-circular parachute. Then, analyses were carried out for canopy geometry, time-dependent pressure difference between the inside and outside of the canopy, transient vortex around the canopy and the flow field in the radial plane as a sequence in opening process. The mechanism of the canopy shape development was explained from perspective of transient flow fields during the inflation process. Experiments of the parachute opening process were conducted in a wind tunnel, in which instantaneous shape of the canopy was measured by high velocity camera and the opening loading was measured by dynamometer balance. The theoretical predictions were found in good agreement with the experimental results, validating the proposed approach. This numerical method can improve the situation of strong dependence of parachute research on wind tunnel tests, and is of significance to the understanding of the mechanics of parachute inflation process.

基于CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块开发与全流程模拟

基于SINOALKY烷基化工艺,建立了二十集总反应动力学模型和反应器模型,并在此基础上开发了符合CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块,模块包含符合CAPE-OPEN标准的6个物流接口、数值求解器以及可视化的交互界面。将该反应器模块加载于Aspen Plus平台中,搭建了某0.2 Mt a的SINOALKY烷基化装置全流程模型,模型的模拟效果较好;进而,考察了反应工艺参数对烷基化产品组成和性质的影响,结果表明,模型模拟值与实际烷基化工艺相符,获得了适宜的烷基化反应工艺参数。表明包含SINOALKY烷基化反应器模块的烷基化全流程模型可为SINOALKY烷基化装置的模拟优化提供重要参考。

Spectrum of the Open Asymmetric Simple Exclusion Process with Arbitrary Boundary Parameters

We study the one-dimensional asymmetric simple exclusion process （ASEP） with generic open boundaries （in- cluding current-counting deformation）, and obtain the exact solutions of this ASEP via the off-diagonal Bethe ansatz method. In particular, numerical results for the small size asymmetric simple exclusion process indicate that the spectrum obtained by the Bethe ansatz equations is complete. Moreover, we present the eigenvalue of the totally asymmetric exclusion process and the corresponding Bethe ansatz equations.

Parallelizing AT with open multi-processing and MPI

Simulating charged particle motion through the elements is necessary to understand modern particle accelerators. The particle numbers and the circling turns in a synchrotron are huge, and a simulation can be timeconsuming. Open multi-processing(Open MP) is a convenient method to speed up the computing of multi-cores for computers based on share memory model. Using message passing interface(MPI) which is based on nonuniform memory access architecture, a coarse grain parallel algorithm is set up for the Accelerator Toolbox(AT)for dynamic tracking processes. The computing speedup of the tracking process is 3.77 times with a quad-core CPU computer and the speed almost grows linearly with the number of CPU.

Stability analysis of the sliding process of the west slope in Buzhaoba Open-Pit Mine

To study the stability of the west slope in Buzhaoba Open-Pit Mine and determine the aging stability coefficient during slide mass development, the deformation band of the west slope and the slide mass structure of the 34,600 profile are obtained on the basis of hydrology, geology, and monitoring data.The residual thrust method is utilized to calculate the stability coefficients, which are 1.225 and 1.00 under sound and transfixion conditions, respectively. According to the rock damage and fragmentation and the principle of mechanical parameter degradation, the mechanical models of the slide mass development of the hard and soft rock slopes are established. An integrated model for calculating the slope stability coefficient is built considering water, vibration, and other external factors that pertain to the structural plane damage mechanism and the generating mechanism of the sliding mass. The change curve of the stability coefficient in the slide mass development is obtained from the relevant analyses,and afterwards, the stability control measures are proposed. The analysis results indicate that in the cracking stage of the hard rock, the slope stability coefficient decreases linearly with the increase in the length Lbof the hard rock crack zone. The linear slope is positively correlated to rock cohesion c. In the transfixion stage of the soft rock, the decrease speed of the stability coefficient is positively correlated to the residual strength of the soft rock. When the slope is stable, the stability coefficient is in a quadratic-linear relationship with the decreased height Dh of the side slope and in a linear relationship with anchoring force P.

换热翅片几何量数字化测量技术研究及在智能制造中的应用

为解决换热翅片开窗角度的数字化测量问题,研究了面向换热器智能制造产线的翅片几何量参数测量装置。该装置采用激光轮廓传感器进行非接触测量,对获取的多组原始轮廓数据进行数据剔除和取均值预处理,将处理后的数据逐点求导以识别兴趣测量区域,在各兴趣测量区域采用定长逐点步进的方式进行最小二乘拟合运算,选取最优拟合线段进行夹角计算,可自动实现对翅片8个开窗角度及3个长度参数的测量,设计了基于JSON的数据交互格式实现与制造执行系统的数据对接。实验结果表明:装置角度测量最大允许误差(MPE)为±0.5°,具备数字化测量及数据交互能力,测量精度满足企业质控需求。

开源云平台OpenStack的手动部署过程研究

传统的开源云平台采用单点部署的方式,无法实现多点同步部署操作,这种方式存在操作失误和部署效率低下的问题,给整个部署过程带来极大的困难。基于此,文章对传统部署方法与过程进行了优化设计。首先,手动安装部署云平台运行所需的组件,达到配置修改的目的。其次,部署开源云平台配置网络,实现云平台的交互目标。最后,虚拟化开源云平台OpenStack节点部署,适应平台多用户的需求。实验分析可知,提出的手动部署过程具有较高可行性,在平台用户数量规模逐渐增大的情况下,部署时间较短,工作效率较高。

Thermal recovery process of a backfilled open-pit in permafrost area at the Gulian strip coal mine in Northeast China

Timely and proper backfilling of open-pits in strip coal-mines has been an effective measurement for the recovery of the hydrothermal regimes and ecological environment in permafrost regions. In this study, numerical simulations and statistical regressions were applied for analyzing the recovery processes of the backfill and its major influencing factors for the thermal equilibrium in recently backfilled open pits at the Gulian strip coalmine in Mo'he, Northeast China. Results show that the thermal recovery time of backfilled areas is positively correlated to the backfill depth(BD) of the soils, the backfilled soil temperature(BST), and the mean annual ground surface temperature(MAGST); meanwhile, climate warming can impact on thermal regimes of the backfill area. The impact of climate warming on ground temperature of the backfill will show up significantly in about 50 years afterbackfilling(BD at 10.0 and 20.0 m, BST at 20.0°C) under the climate warming scenario(CWS) of 0.025°C·year ^(-1). Grey-relation analyses show that the sensitivity of the backfill recovery time declines in the order of the BD, BST and MAGST. On the basis of the abovementioned studies, the layer-by-layer backfilling in cold seasons is advised for more effective and more rapid recovery of thermal regimes of the backfilled open-pits in cold regions.

Approach to monitoring, data processing and regularity on landslip in open-pits

A new method of landslip monitoring in open-pit is presented, in which the monitoring data processing and a variety of deformation curvilinear drawings are carried out by microcomputer system, based on the practice in Haizhou Open-Mine for many years. Meanwhile, the general regularity on landslip in open-pit is acquired.

充电桩充电模块功率器件故障诊断研究综述

大功率直流充电桩是未来电动汽车充电设施的发展方向,充电模块是直流充电桩最重要以及故障率最高的部件,其中功率器件开路故障较为常见。为保证充电模块安全可靠运行,需要对充电模块功率器件开路故障进行准确识别和定位。文中首先对充电模块拓扑结构和故障类型进行分析,然后分别对基于解析模型、基于信号处理和基于知识的功率器件开路故障诊断方法进行总结,分别介绍了各类方法的基本思想、研究进展和优缺点,最后总结并展望充电模块功率器件开路故障诊断方法未来的研究和发展方向。

中国露天煤矿70年成就回顾及高质量发展架构体系

露天煤矿作为我国煤炭工业的重要组成部分,具有生产能力大、开采成本低、安全条件好等优势,近年来在建设规模、生产总量、开采工艺及技术装备等多方面均取得了跨越式的发展,有力保障了煤炭作为国家能源安全稳定供应的“压舱石”地位。首先回顾了新中国成立后我国露天煤矿70年来的发展历程,将其划分为起步恢复阶段(1949—1979年)、快速发展阶段(1980—1999年)、综合发展阶段(2000—2020年)和智能化初级发展阶段(2021年以后)4个时期;系统总结了每个时期的产量与数量规模、开采理论与技术、开采工艺与装备、资源开发与环境保护方面取得的突出成就。然后,探讨了现阶段露天煤矿发展面临的4个方面的主要问题,包括发展布局不均衡、可持续发展面临瓶颈、关键技术难题需深入攻关、人才短缺培养机制不完善。最后,提出构建以“安全、高效、绿色、低碳、智能”为总体目标的全链条、全周期、全要素露天煤矿高质量发展架构体系,其内涵特征包括以时效边坡理论、开采扰动指数理论、绿色开采理论、生态型开采理论、零碳负碳开采理论、智能化开采理论6种学术思想为理论基础,以灾害安全监测防控、复杂条件协同保障、生态源头减损开采、节能减污清洁利用、数字-自动-智能同建5类技术体系为核心支撑,以透明地质模型动态重构、边坡蠕滑全程精准预测、深大孔低扰动控制爆破、采空区超前探测与处置、粉尘抑制及煤自燃防治等30项关键技术为重点突破,以设计理念先进化、安全保障标准化、建设规模大型化、生产工艺综合化、开采装备智能化、核心制造国产化、矿区生态绿色化、煤炭利用清洁化、组织管理科学化、人才队伍国际化的“十化型”露天矿山为建设任务;同时给出了以规划引领为基础,以科技创新为驱动,以人才培育为保障的露天煤矿高质量发展实现路径。最终为推动我国露天煤矿向持续健康高质量方向发展提供指导。

定向送风对隔离病房开门时段空气泄漏的抑制效果研究

患有高传染性疾病的患者一般被安置在医院的负压隔离病房中来限制这些疾病在医院内部的传播。然而隔离病人员进出时房门开启可能会导致大量携带有病菌的空气通过房门传递到隔离病房外部走廊,从而引起走廊中的人员被感染。为了减少和预防门开启带来的室内空气泄露问题,有必要使得门开启时室内外交换的气流最小化。为了解决这个问题,我们在隔离病房门口安装有定向气流送风口,通过将定向气流引向隔离病房门口,以减少由门的开启过程,人员移动通过过程和室内外温差引起的室内外空气气流交换量。使用烟雾对流场可视化后发现在门开启或者关闭的过程中使用朝向隔离病房的定向气流能够明显减小室内外的空气交换量。示踪气体测试结果显示,定向气流90L/s时室内外等温条件下可将隔离病房内的空气泄漏量减少38%,而室内外温差3℃时,使用定向气流可减小泄漏量31%。若将定向气流风量调节到190L/s时,等温条件下可减小室内外60%的空气交换量。在室内外存在3℃的温差时,空气交换量可减少39%。尽管测试的定向气流并未能够完全防止空气泄漏,但是它们是可以有效的减少由门的开启,人员通过和室内外温差引起的室内外空气交换量。

市场化进程、对外开放与省域经济增长要素效率——基于多层统计模型的分析

经济高速增长期侧重于要素规模扩张,高质量发展则需聚焦于要素效率提升。基于多层统计模型,将市场化进程和对外开放作为经济增长要素效率的影响因素纳入经济增长分析框架,构建了市场化进程和对外开放影响经济增长要素效率的计量模型,从而将经济增长模型拓展为适合于经济增长要素效率分析的模型。在此基础上,利用1998—2022年中国省域数据实证分析了市场化进程、对外开放对省域经济增长要素效率的影响。结果表明:中国不同省域间的全要素生产率、资本效率、劳动效率、人力资本效率、技术创新效率存在显著差异;产品市场发育水平、要素市场发育水平的提高都有利于全要素生产率提升,外商直接投资的增加不利于全要素生产率的提高,但货物进出口贸易的增加有助于全要素生产率的提高;外商直接投资的增加有利于提高劳动效率和人力资本效率,货物进出口贸易的增加将抑制人力资本效率;经济增长要素效率的影响在不同区域、不同时段上存在一定差异。中国各省域在经济增长过程中,应依据省域间影响的差异性、不同时段上的趋势性,围绕效率提高设计改革开放的政策体系,以实现经济高质量发展。

多光源照射下目标图像实时生成方法

由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制,无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想,采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性,在GPU(Graphics Processing Unit)端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强;采用开源三维图形引擎OSG(Open SceneGraph)支持多种格式三维模型文件,提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。