Computation Method for the Real-Time Control Problems in Differential-Algebraic Systems

In this paper, a real-time computation method for the control problems in differential-algebraic systems is presented. The errors of the method are estimated, and the relation between the sampling stepsize and the controlled errors is analyzed. The stability analysis is done for a model problem, and the stability region is ploted which gives the range of the sampling stepsizes with which the stability of control process is guaranteed.

省级降水实况分析产品在北京地区的适用性评估

利用自动气象站观测数据,采用误差分析、有效降水时次占比等方法评估2022年9月—2023年8月省级降水实况分析产品在北京地区的一致性和准确性,并从累积降水量、降水强度、逐小时降水量误差等方面对“23·7”极端降水过程进行分析。结果表明:省级降水实况分析产品在北京地区的均方根误差不足1 mm,平均绝对偏差低于0.16 mm,与自动气象站观测结果接近。省级降水实况分析产品误差随降水量等级增加而增大,小雨等级降水被高估,中雨及以上等级降水被低估;误差空间分布差异明显,在中雨和暴雨等级下,最大负偏差均出现在延庆区,最大正偏差均出现在昌平区。“23·7”极端降水过程中,省级降水实况分析产品的平均均方根误差为1.8 mm,平均绝对偏差为0.806 mm,降水强度与自动气象站观测随时间变化趋势一致,较真实地反映了降水强度的变化趋势。

车务段安全生产指挥中心管理系统设计

为提高车务站段运输生产组织、安全卡控和应急处置的能力,开发了车务段安全生产指挥中心管理系统。该系统依托数据共享平台,接入并整合了铁路既有信息系统的调度命令、列车运行图、现车、编组等数据资源,提供多源调度命令电子化集中管理和闭环控制、车流分析与预警、保留列车全过程安全管理、编组作业安全监督、现场安全检查规范化管控及应急文件管理等应用功能。该系统采用易于扩展和维护的软件设计,支持多项功能灵活配置,提供站场作业可视化实时监控界面,自动推送业务处理提醒和预警信息,为车务段安全生产指挥中心提供强有力的生产组织、作业控制与安全监督手段。该系统的应用将显著提升车务段安全生产指挥中心信息化管理水平,有助于指挥中心高效率、高质量地完成各项工作,促进铁路站段运输组织、安全卡控整体效能的提升。

智能网格实况融合分析产品在武汉军运会中的应用检验分析

为检验智能网格实况融合分析产品在武汉军运会的分析应用效果,以武汉市150个地面气象自动站逐小时观测数据为基础,与2019年9-11月“全国智能网格实况融合分析产品(V1.0)”2 m气温、相对湿度、10 m风速、降水量和能见度进行对比分析。结果表明:(1)气温数据的相关系数为0.972~0.988,ME、MAE和RMSE分别为-0.026~0.166℃、0.578~0.732℃和0.841~1.067℃,实况分析产品与地面观测数据基本一致。(2)相对湿度数据的相关系数为0.891~0.938,ME、MAE和RMSE分别为-0.433%~0.559%、4.843%~5.172%和6.472%~7.318%,能很好地反映全市的月相对湿度变化。(3)风速数据的相关系数为0.541~0.687,ME、MAE和RMSE分别为-0.492~-0.303 m/s、0.839~0.913 m/s和1.129~1.263 m/s,实况分析产品月平均风速偏小。(4)能见度数据的相关系数为0.937~0.967,ME、MAE和RMSE分别为0.793~1.029 km、1.485~2.182 km和2.001~2.937 km。实况分析产品能见度数据在无雾时与地面观测结果非常接近,但实况分析产品月平均能见度偏大。(5)降水量数据的相关系数为0.489~0.886,ME、MAE和RMSE分别为0.001 mm左右、0.005~0.030 mm和0.082~0.206 mm。晴雨准确率高,随着降水量级增大,漏报率和空报率增大,大量级降水漏报明显。实况分析产品降水空间分布接近地面观测结果,但削弱了降水的强度,降水极值和区域月降水量偏小。

四川省降水实况分析产品影响因素综合评估

国家气象信息中心基于多源观测数据,利用数据融合与同化技术研制的实况分析产品已通过业务准入评审并发布。为保证实况分析产品评估结果的客观性和真实性,对参与实况分析产品检验评估的数据源——地面站点资料的代表性进行研究。选取2020年5—8月四川省地面气象站点经度、纬度、坡度、坡向、数据可用性等10个降水影响指标,利用相关分析、主成分分析,在指标筛选基础上,通过确定各影响指标的权重,形成各地面站点的综合影响指标,并对其进行分级检验。结果表明:10个影响指标经过筛选保留5个指标,其权重从大到小依次为数据可用性、设备稳定性、坡度变率、地表粗糙度、海拔高度;四川盆地内站点综合影响指标值大部分在0.9以上,综合影响指标值较低的站点主要分布在四川省甘孜州、阿坝州和凉山州,这与上述区域地形复杂、站点代表性较差密切相关;通过综合影响指标的分级评估,将指标值在0.8以上的站点数据作为降水实况分析产品评估的“真值”数据源较合理。

多源融合实况分析产品在重庆地区的适用性分析

文章利用重庆市范围内的1984个地面自动气象观测站2019年11月—2021年10月的气象观测资料,通过误差、平均误差、绝对误差、平均绝对误差、均方根误差、相关系数等评估指标对气温、相对湿度、风速、能见度、降水等5大类12种的5 km多源融合实况分析产品在重庆地区的适用性进行评估分析。评估结果表明:多源融合实况分析产品整体质量良好,温度产品最优,相对湿度和降水产品次之,风速产品最差;产品质量呈现季节性变化趋势,春、冬季优于夏、秋季,其中降水产品随季节变化最为明显。因此需结合本地特点和应用选择适合的产品。

新型在线近红外分析系统用于工业醋酸生产的实时监测

醋酸生产过程的实时在线监控一直是困扰醋酸生产安全和质量控制的关键技术难题。传统的在线色谱分析方法由于其固有的缺点无法满足实时在线监测要求。以SupNIR-4510在线近红外分析仪为核心,设计实现的新型在线近红外分析系统可现场在线分析醋酸反应釜中各组分含量的实时变化,该系统可实现实时在线分析。实验室模型和现场试用均证实该系统稳定性好、准确性高,较好地解决了醋酸安全、稳定生产的关键技术难题。

基于WebGIS的实况网格产品应用分析平台及关键技术

实况网格产品是智能网格预报业务重要数据源。为满足气象业务及气象服务对实况网格产品的服务需求,在实时收集和处理各种实况网格产品基础上,采用JavaScript、HTML、CSS等web技术,构建了基于WebGIS的实况网格产品应用分析平台。采用Leaflet、Canvas等技术搭建了基于HTML5的WebGIS框架,实现了各种实况网格产品叠加地理信息统一展示。通过格点与站点观测数据的对比分析,提供产品的实时数据质量评估分析。基于网格格点,实现任意区域、不同要素等级的格点面积及面积比例等定量指标的统计分析。平台自投入业务应用以来,为各级业务应用和精细化气象服务提供了数据支撑。平台基于全国统一的数据环境和参数配置方式,具有很强的应用推广价值。

基于江西省站点资料对智能网格实况分析产品的检验评估

利用江西省2019年3月~2020年2月气象站观测资料,在小时尺度上,对中国气象局下发的智能网格实况的2 m气温、湿度、风速、降水等多个气象要素产品进行检验评估.研究分析各类产品的数据误差及其时空变化规律,验证该产品在研究区的适用性.研究结果表明:2 m气温、相对湿度产品与站点观测较为一致,其相关系数均可达0.9以上,2 m气温均方根误差在1.0℃左右,准确率可达80%以上,相对湿度均方根误差小于10%,准确率可达90%以上.风速产品的数据精度较低,相比站点观测风速明显偏弱,70%站点的风向准确率小于50%,风向准确率仅为40%左右.降水产品能准确反映年内逐小时变化趋势,但存在一定程度低估,相关系数基本在0.8以上,平均误差为-0.1~0.1 mm·h-1,平均绝对误差小于0.2 mm·h-1.与站点观测相比,降水产品对强降水明显偏弱.地形对实况网格产品准确性有较大影响,产品误差在地形复杂山区中比在平原地区中明显偏大.总体上,2 m气温、相对湿度产品质量较高,基本可满足业务服务需求.风速产品及降水产品在大降水量级下的误差较大,与业务服务需求有一定差距.

难动用矿产资源开采监测系统设计

为确保难动用矿产资源回采过程的安全性和高效性,实现对开采过程中顶板、矿柱内部应力、应变的实时监测,基于虚拟仪器LabVIEW技术,开发了一套难动用矿产资源开采监测系统.该系统建立了基于无线传感器网络的监测方案,建立了包括信号采集、信号分析、监测结果显示、数据库管理等模块的虚拟仪器系统,采用随机数产生函数为监测系统建立模拟输入,验证了已建立的监测系统的可行性.该系统理论上实现了对难动用矿产资源开采过程的实时监测,有助于寻求矿山实时监测的有效方法.

延长油田注水站实时远程分析系统的研制与应用

延长油田注水系统一直以来凭经验进行操作,使得系统运行很难保持在最优状态,注水效率低、能耗高。因此,注水系统实时在线分析系统的研究对提高注水系统效率及实现注水站设备的优化运行具有重要意义。研制的注水站实时远程分析系统数据采集部分采用单片机作为压力、流量、电参数的采集电路,采集单元与上位机的数据传输利用Zigbee短程无线通信技术。上位机检测软件具有图形仿真、效率计算、工况诊断、优化设计等功能。该系统2017年在蒙一联、宝一站、赵一联、泉241等10座注水站安装运行,已为油田节省人工成本123.6万元,取得了良好的效果,达到了节能降耗的目的。

生产过程实时监控技术在智能制造系统中的应用

为迎合当今汽车行业正推行的工业4.0的需求,与企业的智能制造系统相匹配,就必须创建相应的产品制造质量保证机制。以国内某主流发动机厂刚完成的＂透明化工厂＂项目为例,介绍了如何以优化的＂q_DAS统计分析软件＂为基础,通过强化数据收集、分析,实现网络化生产过程实时监控的全过程。同时,利用所建立的质量数据可视化三层系统构架,使企业中相关人员能方便、直观地对获得的数据进行评估。实践表明,将互联网技术渗入生产过程,并对获取的信息进行分析后,可形成完整的、很有意义的PDCA闭环。

一种基于Java平台的近红外光谱实时分析系统设计与开发

针对某肥料生产企业产品质量评价方式耗时、低效等问题,构建基于Java平台的近红外光谱实时分析系统。结合实际生产需求与近红外光谱技术的原理,对系统整体架构进行设计,并通过需求分析、系统设计、关键技术实现等过程,开发出近红外光谱实时分析系统,进行产品成分预测。可实现光谱数据采集、计算分析和结果实时输出功能,用户界面简洁直观。通过硅胶的吸水性实验,验证了预测分析结果的准确可靠(产品成分预测值对真实值的决定系数为95.13),满足生产要求,具备较大应用前景和商业潜力。

DART-Q-Orbitrap MS法快速检测豆制品中碱性橙Ⅱ和金胺O

采用实时直接分析(direct analysis in real time,DART)离子化技术与四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(Q-Orbitrap MS),建立了快速定性和定量分析方法,检测豆制品中非法添加的碱性橙Ⅱ和金胺O。在正离子模式下,采用Full MS/targetrd-MS2扫描方式,可直接将豆制品置于离子化区域内对两种染料进行快速定性分析。在定量分析中,采用80%乙腈水溶液提取样品,应用Dip-it载样方式,对实验参数进行系统性优化。采用空白基质溶液进行梯度稀释,测得碱性橙Ⅱ和金胺O在基质中的检出限均为0.2mg/L;采用内标法定量,在1～20mg/L浓度范围内线性关系良好,相关系数分别为0.997 2和0.999 4。该方法快速准确,可为食品中非法添加染料的定性和定量检测提供参考依据。

生产过程监控技术在车企推行工业4.0中的应用

为了与当今汽车行业推行的工业4.0的基本要求相吻合,适应行业多品种柔性化生产模式的发展趋势,必须创建相应的产品制造质量保证机制。以国内某发动机企业的"透明化工厂"项目为例,介绍了在经过优化的"qs-STAT企业版统计分析软件"基础上,通过强化数据收集和分析,实现网络化生产过程实时监控技术的全过程。利用所建立的"质量数据可视化3层系统构架",更使企业中各级相关人员能方便与直观地对获得的数据进行评估。实践表明,将互联网技术渗入生产过程,并对从现场所获取的大量数据和信息进行分析与整合,形成了完整的PDCA质量环,不仅提高了产品的制造质量,也提升了企业现场的信息化水平。

基于实时数据处理的钢铁加热炉在线质量监控方法

针对钢铁企业加热炉生产过程中数据流不易于集中管理和分析,无法有效地进行生产监控及在线质量分析问题,提出了一种基于实时数据分析的生产监控与在线质量分析的方法。结合实时数据库和关系数据库,引入六西格玛管理手段和控制图技术,设计和实现了加热炉生产监控与在线质量分析系统。系统具有实时数据处理、生产监控与质量分析、产品在线质量监控等功能。应用结果表明,系统有效地集成了企业的生产数据和标准数据,实现了对加热炉生产的实时监控与质量判定。

多通道油气井出砂在线监测系统

出砂是油气井开采过程中经常遇到的问题,出砂会侵蚀输油管壁,损毁采收设备,严重出砂引起地穴亏空,地层塌陷,导致油井报废。因此,出砂不仅增加开采,维护成本,降低采收率,而且易引起安全事故。利用ARM联合AD7656对油井气出砂信号进行多通道采集,通过对出砂信号进行特性分析,并对出砂信号进行降噪处理,根据分析处理后的信号特性,用来实时高效监测油气井出砂状况,为作业人员提供出砂信息,及时调整开采方案。

基于实时数据库的数据可视化分析系统

彩南油田自动化系统建设始于上世纪90年代,已经实现了现场数据采集、集中监视、远程控制功能。随着油气生产发展和监控范围的扩大,原有的SCADA自动化监控系统已经不能满足油气生产管理的要求。在传统SCADA系统的基础上,建立实时历史数据库,开发基于实时数据库的数据可视化分析系统,实现自动化与信息化融合,为领导指挥决策提供支持,实现油气生产运行与管理高效化、集约化和可持续发展。

基于实时荧光聚合酶链式反应技术定量检测肉制品中动物源性成分研究进展

实时荧光聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)技术灵敏度高、特异性强,广泛用于肉制品中动物源性成分的定性、定量分析。已有多种基于RT-PCR技术的分析策略用于实现肉制品中动物源性成分的定量检测,已报道的定量分析策略各有优势及缺陷,目前尚无可推广的国家标准方法发布。本文针对采用RT-PCR技术对肉制品中动物源性成分定量检测的分析策略及其中的关键因素(结果表示形式、靶基因、DNA提取效率、DNA降解、扩增效率、标准物质、物种基因组大小)进行综述分析,为建立最优定量分析模型提供思路,期望找到操作简便、成本较低、可推广实施的定量分析策略,实现对肉制品中动物源性成分进行准确定量检测,促进国家标准检测方法的制定。

数据实时分析的电力安全生产监测系统设计

为实时掌握电力安全生产情况并查看全面、可靠、详细的电力安全生产数据,及时进行生产异常预警,以电力安全生产监测目的和内容为基础,结合大数据技术,设计数据实时分析的电力安全生产监测系统。通过数据采集单元采集电力安全生产数据,通过通信设备将数据分别传送至本地监控站和数据分析层,本地监控站分析数据后,在权限范围内实行调度和管理,权限外的则传送至监控中心层;数据分析层采用大数据标签分类以及分析接收的全部数据,获取数据中的异常数据,向监控中心层发送异常预警;监控中心层则通过监控显示服务器查看预警结果。测试结果显示:系统各项功能运行正常,通信效果良好,能够完成电力安全生产数据的实时传输,避免缓存时间较长导致数据丢失或者损坏,全面检测电力安全生产情况。