斜轧球类件轧辊的孔型优化设计

此文对斜轧球类件轧辊的孔型设计的计算模型和设计要求进行了归纳,分析了孔型凸棱高度和宽度的变化规律,并提出了它们的适用解析形式.在此基础上,建立了孔型设计的优化模型.结合约束非线性混合离散变量组合型优化算法所做的设计实例表明,模型合理,明显改进了原设计的结果.     

区域可持续发展与水资源优化配置研究——以西北干旱区柴达木盆地为例

西北干旱区水资源的合理开发利用与优化配置是实现干旱区可持续发展目标的首要前提。论文依据可持续发展的基本原理,以柴达木盆地为例,设计了水资源优化配置的总体思路,对水资源优化配置的多目标进行竞争辨识,采用以投入产出模型、AHP法等定性为主的决策方法和以系统动力学模型、生产函数模型等定量为主的决策方法生成水资源优化配置基准方案,进而采用多目标决策方案优选的密切值模型求出了柴达木盆地宏观经济发展与水资源优化配置的最佳方案。     

不同优化模型在餐厨垃圾厌氧消化中的应用与比较

采用正交试验设计,响应面设计以及基于BP神经网络的遗传算法模型,对餐厨垃圾厌氧消化产沼气的操作参数进行优化,并比较分析这3种模型的优化效果。结果表明,采用正交试验设计模型,当接种比、含固率、初始pH分别为3、8%和9时,沼气产量最大,实际产量为1 015 mL/gTS,并且这3个因素对产气量的影响顺序为接种比>初始pH>含固率;采用响应面设计模型,当接种比、含固率、初始pH分别为2.42、8.62%和8.49时,最大沼气产量为1 049.85 mL/gTS,实际产量为1 029.5 mL/gTS,接种比对产气量的影响极其显著;采用基于BP神经网络的遗传算法模型,当接种比、含固率、初始p H分别为2.66、8.06%和8.87时最大产气量的预测值和实测值分别为1 085.8 mL/gTS和1 067.25 mL/gTS,实测值分别比正交设计模型和响应面设计模型的实测值提高5.15%和3.67%,表明在餐厨垃圾厌氧消化产沼气参数优化实验中,采用基于BP神经网络的遗传算法具有更高的准确度。     

基于非概率可靠性的离散变量结构优化设计

目的针对工程结构设计中因材料供应规范限制使得设计变量不能连续取值以及材料性能波动、外界载荷偏差等不确定性问题,探索研究非概率可靠性在离散变量结构优化设计中的应用。方法以桁架结构杆件截面直径为设计变量、结构质量极小化为目标,考虑材料强度极限与外部载荷的不确定性,建立具有非概率可靠性指标约束的离散变量结构可靠性优化模型,并采用遗传算法求解离散变量结构优化设计问题。结果求解获得了三杆、十杆超静定桁架杆件截面直径最优组合,得到的优化结果相较确定性优化结果更具鲁棒性。结论非概率可靠性模型对于解决工程中设计变量具有离散性和不确定性的优化设计问题具有可行性。     

不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:1.XGBoost能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.     

基于D优化方法的CSADT设计

考虑到试验设计人员更关注模型参数的估计精度,而传统试验优化方法以产品可靠性与寿命相关参数的预测精度为目标,提出将D优化方法引入恒定应力加速退化试验(CSADT)设计中。首先,用随机过程描述CSADT中产品性能退化的过程,通过对数似然函数,推导Fisher信息矩阵,基于D优化方法建立优化目标,以试验费用为约束条件,明确优化问题,给出最优试验变量:各应力水平、各应力下样本分配和试验时间分配。然后,应用该方法给出仿真实例。最后,通过模型参数偏差的敏感性分析,说明在一定偏差范围内,优化结果具有良好的稳健性。     

基于SD的流域环境经济协调发展模拟分析

针对河南省淮河流域"十一五"期间呈现出的环境保护与经济发展的失调状态,为解决环境容量资源稀缺与流域经济发展需求间的矛盾,构建环境经济复合系统协调发展系统动力学模型(SD),模型由社会、经济、资源、环境4个子系统构成。调控模型中具有代表性的决策因子,如再用水回用率、重点排污行业产值增长率等,通过模型的正负反馈进行因果关系分析,并依据流域现状发展趋势和优化发展方向分别设计不同的情景,对比分析得出流域最优发展方案。并通过对不同发展情景的分析和比较,提出河南省淮河流域优化产业结构、优化人口城乡布局、优化城镇污水处理厂能力、优化工业污染结构的政策建议,为河南省淮河流域的规划、治理提供科学的分析工具和有意义的参考。     

考虑环保约束的大型建筑施工进程BIM模型设计研究

提出基于环保约束的大型建筑施工进程BIM模型设计方法,将大型施工建设中的固体污染物质排放、废水排放、粉尘污染以及水泥渣土对土壤的污染等信息因素纳入到信息管理模型中,结合均衡博弈控制方法,进行建设施工进程信息管理的资源优化分配,以环保代价最低为约束函数,实现BIM模型参数的优化求解,完成大型建筑施工进程BIM模型优化设计,降低污染排放,实现绿色建设,促进大型建筑施工的绿色生产和可持续发展。     

水环境保护与经济发展决策模型的研究

采用模块化设计思想 ,构建了水环境保护与经济发展的决策模型 ,主要模型有水资源需求模型、水环境容量模型、宏观经济模型、水污染控制模型、经济结构优化模型等。通过对多级模型的求解 ,获得既符合经济发展目标 ,又满足环境保护要求的合理的经济结构和合适的发展速度。从而为水资源保护与经济发展的研究提供可借鉴的思路和方法。     

疏浚泥固化处理的优化设计研究

将疏浚泥固化处理后的力学性质指标作为优化设计的约束条件,二次污染问题以及造价作为优化的目标函数,建立了固化处理的多目标优化设计模型。通过对固化处理进行优化设计可以解决力学性质、二次污染以及造价三者之间存在的矛盾,为建立系统的固化理论奠定了基础。并采用所建立的优化模型对大亚湾疏浚泥的固化处理进行了优化设计。     

大型钢铁企业尘污染总量控制优化

以我国某大钢企业为实例,综合考虑产品产量,治理费用,除尘技术,排污总量,建立了大型钢铁企业尘污染总量控制制优化模型。模型的求解结果提供了不同排污总量限值下的除尘类型优化组合方案,并揭示了排污总量与投资费用之间的定量关系。     

流域容量总量分配及排污交易潜力分析

流域容量总量的公平分配方法和排污交易潜力分析是目前流域管理研究的热点.采用层次分析法(AHP)和基尼系数交互反馈的方法研究了基于人口和经济公平的流域容量总量分配方案,并在此基础上建立了不考虑交易成本时的流域排污交易优化模型.将该模型用于分析邛海流域TP交易,得到污染控制总成本最小时的TP削减工程方案和排污交易方案.通过对比交易和未交易时的污染治理最小总成本发现,在不考虑交易成本时,排污交易有节约22.35%总成本的潜力.由于未考虑交易成本,这并不能说明邛海流域排污交易是可行的.但通过这种方法可以确定邛海流域排污交易可行的最大交易成本为1.56×109元·a-1.为了增大排污交易的可行性,应减少信息收集、谈判、管理、监测等方面的交易成本使其低于这一阈值.提出的排污交易优化模型能够提供交易信息,具有降低交易成本的潜力.     

锅炉超低排放控制方法的研究

为了降低锅炉污染烟气和残渣的排放,实现节能减排,提出一种基于模糊神经网络控制的锅炉超低排放控制方法.构建锅炉超低排放的控制约束参量模型,以锅炉凝渣量、炉膛温度、压力、锅炉热效率等参量为约束指标,构建一个多元控制目标函数.采用模糊神经网络结构模型对输入的控制参量模型进行自适应寻优,结合模糊控制规则实现锅炉排放过程的优化控制,实现超低排放.仿真结果表明,采用该方法锅炉排放过程,能降低锅炉燃烧污染物的排放量,控制过程收敛性和品质较好.     

土地利用的碳排放效率及其低碳优化——基于能源消耗的视角

碳排放效率可以弥补碳排放总量等指标对碳排放作为成本对期望产出作用考虑不足的弱点。研究以土地利用中能源消耗产生的碳排放为基础,基于投入导向的CCR与BCC模型测算土地利用碳排放的总效率、技术效率、规模效率与规模报酬。研究结果表明:30个省份中仅内蒙古、福建、广西、青海土地利用碳排放总效率有效;技术效率与规模效率的效率值及其分布与土地利用特征存在联系,规模效率有效地区分布远小于技术有效;规模效率有效省份与规模报酬不变省份存在不一致,改善土地利用碳排放规模效率需要考虑地区规模报酬所处阶段。因此对26个碳排放非DEA有效省份的土地利用从投入与产出进行低碳优化,并给出投入冗余度与产出不足率。最后针对低碳优化结果,设计包含土地利用能源投入控制以及基于土地资源配置的产出优化的土地利用低碳排放对策,以实现碳排放效率有效。     

排污产权交易优化的理论模型及实证分析

在阐述建立排污产权制度必要性的基础上提出了排污产权交易优化的理论模型，并对理论模型在强化环境管理相的优越性进行了论述，以江苏省太湖流域重点工业污染源达标排放企业为实例，说明参与排污产权交易越广，实现双赢效果越明显。     

中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角

基于能源结构优化视角对中国实现碳强度和碳峰值"双控"目标的可行性及最优路径进行分析.首先构建马尔科夫链和多目标优化模型，分别从自然演进、政策约束和成本约束角度预测能源消费结构；其次，将3种能源消费结构情景与3种经济发展情景结合，共得到9种综合情景下碳强度和碳峰值预测结果，判定各情景实现"双控"目标的可行性；最后，采用多属性决策模型分析"双控"目标的最优路径.结果表明，9种情景下，中国均可实现2020年和2030年的碳强度目标；然而，并非所有情景都能实现2030年碳排放达峰目标，经济发展速度与实现碳排放达峰目标的难易程度成反比.经济中速发展及减排政策约束下的能源结构调整情景是实现"双控"目标的最优路径，减排政策是"双控"目标顺利实现的关键所在.     

城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算研究综述

城市固体废弃物管理系统是产生温室气体的一个不可忽视的排放源。随着社会经济的快速发展和城市化水平的提高,城市固体废弃物排放量逐年增多,如何准确地核算城市固体废弃物管理系统温室气体排放已成为国内外关注的热点问题之一。本文概述了城市固体废弃物管理系统的演进与优化研究进展,重点对城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算规范和标准及其影响因素的研究进行了综述,指出了研究中存在的问题。并进一步建议今后在城市不同类别的固体废弃物管理系统演进过程及其影响、温室气体排放的核算方法、温室气体排放的校正系数、城市固体废弃物管理系统的优化模式及温室气体减排机制等方面加强研究。     

SO2 emission cap planning for Chengdu-Chongqing economic zone

The SO₂ emission sources of the Chengdu-Chongqing economic zone were divided into 556 emissions units according to four different categories, which are city, industry, point sources, and area sources. The CALPUFF model was used to calculate the contribution of each unit, and consequently obtain an influence-transferring matrix. To ensure that the SO₂ concentrations of 46 cities and counties in the Chengdu-Chongqing economic zone meet air quality standards, an emission optimization model was developed to calculate optimal emissions of each emission unit under different development scenarios. The result showed the optimal emissions of SO₂ by different provinces and industries. To achieve the target of restricting and optimizing development, corresponding planning programs were developed for every district.     

碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.     

西北地区物流网络搭建与环境保护关系研究

西北地区雾霾风沙较大,环境保护形势严峻,在搭建西北地区物流网络过程中,要尽量降低物流排放,缩短物流路径,提高环境保护效果.提出一种物流资源属性组合配置的西北地区物流网络搭建模型,分析物流网络搭建与环境保护的关系,从静态属性和动态属性两部分出发进行物流网络搭建和网络拓扑控制,采用前向树状拓扑控制协议进行物流资源属性优化组合配置,降低物流资源损耗和污染物质排放量,实现节能减排,促进环境保护机制的有效形成.研究表明,通过对西北地区物流网络优化搭建,物流链路中的碳排放得到有效降低,提高了环境保护的效能.