基于 K-means聚类算法的沥青烟电除尘器火花分析

为了保证沥青烟电除尘器的除尘效率、降低除尘设备的火灾风险,采用了K-means聚类的方法分析ESP放电信号。首先将ESP伏安特性曲线的二维空间进行了分割,确定了不同运行状态与聚类中心的关系,然后使用K-means聚类算法计算其聚类中心,最后根据当前ESP输入参数与各个聚类中心欧氏距离的关系,从而判断出ESP是否处于火花放电状态。仿真结果表明该方法可以准确地判断出所有火花放电信号。     

土壤微生物产电技术及其潜在应用研究进展

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)是一种利用微生物将有机物的化学能转化为电能的装置.土壤含有产电细菌和有机质,能够在MFCs中产生电流.运行土壤MFCs能实时连续监测土壤污染和环境变化,去除土壤中污染物以及抑制淹水稻田土壤排放甲烷.实现上述功能不仅不消耗能源,相反还能产生少量电能,也无需向土壤中添加化学药剂.因此土壤MFCs是值得探索的环境友好的污染检测和修复技术以及温室气体减排技术,在环境科学与工程领域具有潜在的应用价值.由于土壤MFCs研究起步较晚,MFCs领域许多新技术尚未在土壤MFCs中得以应用.本文综述了土壤MFCs的相关研究进展,并结合MFCs技术的前沿,提出土壤MFCs可能的发展方向.     

MIP系统在某挥发性氯代烃污染地块调查中的应用

针对我国挥发性有机污染地块调查评估中存在的采样缺失、成本高及周期长等问题,选择华北地区某挥发性氯代烃污染地块为研究对象,采用现行调查方法与基于膜界面探针(MIP)系统快速调查技术联合使用的方式,现场完成场地钻探调查点位4个(土壤样品36个),MIP系统调查点位11个(验证点位4个),以研究MIP验证点位检测电信号值与其对应场地钻探点位的地层信息、实验室检测数据之间的相关性,以及使用MIP电信号值模拟地块地层和污染空间的分布特征。结果表明,MIP系统检测的土壤电导率电信号值(EC)能够更为详尽地表征地块的地层结构信息;在地块范围内的同一种土质中,MIP系统的专用卤素检测器电信号值(XSD)与实验室检测数据拟合度相对较高(R²>0.99);MIP系统快速调查技术与现行调查方法联合使用能够快速且高效表征调查地块内VCHs的污染空间分布特征。本研究结果可为MIP系统快速调查技术在挥发性有机污染地块调查评估中的应用提供参考。     

空气呼吸器对志愿消防员肌肉疲劳的影响研究

为了解背负空气呼吸器对志愿消防员肌肉疲劳的影响,对志愿消防员进行徒手及背负空气呼吸器的奔跑试验,累计测量60人次被试人员的表面肌电信号(sEMG)与压强数据,结合被试主观疲劳感受进行分析。结果表明：被试者左右股二头肌、左右腓肠肌与左右胫骨前肌的疲劳情况受空气呼吸器影响最大;空气呼吸器的背负会使肩、腰部出现疼痛感,需要更长时间恢复;左竖脊肌、左右腓肠肌与右胫骨前肌的疲劳与志愿消防员主观疲劳感受相关性最强。     

青鳉鱼的行为特征提取研究

采用生物行为传感器获取青鳉鱼的行为数据时,青鳉鱼个体差异会导致采集到的原始电信号在时空特性下完全不同。重要的行为特征往往被隐藏在原始信号中,传统的信号处理方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,观察并记录了暴露实验前后青鳉鱼的行为变化,提出了一种可以高效表征行为特征的直方图统计算法。实验结果表明,该方法能够准确对应人眼观测到的暴露实验前后鱼的行为变化趋势,同时也为后续异常行为识别提供一定的支持和参考。     

交通标志语义认知与情绪加工的脑电研究

为了让驾驶员更正确快速地理解交通标志,避免不当驾驶行为,探究驾驶员对交通标志的语义认知和情绪加工过程.采用刺激1-刺激2(S1-S2)试验范式,基于事件相关电位(ERPs)技术和脑电信号(EEG)时频(TF)分析方法,研究交通标志语义一致性和情绪唤醒的客观评价指标.结果 显示,交通标志和文字语义不一致条件下,同一时间窗...     

局部强热辐射短时暴露下的脑电研究

为探究同一脑力负荷下不同热辐射应力负荷对脑电特征及认知能力的影响,开展不同辐射温度(100℃、150℃、200℃、250℃、300℃)暴露下的短时脑力负荷试验。结果表明：相较于较低温度,强热辐射温度下认知任务完成更快,但错误次数增加;问卷调查显示,被试者更喜欢较低的辐射温度,此时脑力负荷与身体负担更低;β波平均功率随辐射温度升高而增大,300℃时减小,警觉性水平在200℃和250℃时最大,前额不对称度在250℃后减小,脑地形图中β波占比在250℃时最大,样本熵在250℃时最大,此时被试者的兴奋程度最高。相关性分析显示,WBGT(湿球黑球温度)、环境温度、热感觉、热舒适、脑力负荷得分与辐射温度存在高度正相关,工作效率、环境接受度与辐射温度存在高度负相关,前额不对称度、样本熵等非线性指标与辐射温度存在低度正相关。对局部强热辐射短时暴露下的认知能力研究能够为高温辐射作业下的安全工程与保护提供参考。     

煤岩电信号影响因素分析

为研究煤岩电信号产生机理,以利用电信号预测煤岩动力灾害,选用煤、花岗岩、砂岩等不同性质煤岩体,利用建立的试验系统分析了煤岩温度、煤岩性质、煤岩摩擦、煤岩加载速度及煤岩载荷等因素对煤岩电信号的影响。结果表明:随温度升高过程中,煤岩电信号的变化规律可分为3个阶段;性质不同的煤岩体单轴压缩下产生的电信号幅值有明显差别;煤岩摩擦过程中能产生电信号;随加载速度增大,煤岩即将破裂时产生的电信号有增强趋势;电信号大小与载荷大小不成比例关系,但在即将破裂时产生的电信号最大。     

融合心电特征提取的矿工疲劳状态识别

疲劳引起的人为失误是事故的主要原因。为准确识别矿工疲劳状态,降低作业风险,利用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)优化反向传播(Back Propagation, BP)神经网络,构建疲劳识别模型。首先,通过模拟日常作业进行疲劳诱发试验,将OpenBCI Cyton开发套板作为心电信号的采集装置;其次,借助MATLAB对所采集心电信号(Electrocardiogram, ECG)数据进行预处理,基于疲劳等级形成初始样本数据集;进而利用Pan-Tompkins算法进行特征提取;最后,针对特征间皮尔逊相关系数进行假设检验,从而获得优选指标并用于模型训练,经疲劳识别模型得出结果。结果表明,与传统BP神经网络、支持向量机(Support Vector Machines, SVM)、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)优化BP神经网络相比,模型准确率分别提高6.25百分点、22.92百分点、2.78百分点,从而为企业作业人员休息制度的制定及完善提供了理论依据。研究结果对于相关便携式精神状态监测硬件研发具有参考价值。     

基于心电信号的音乐节拍对作业疲劳作用分析

利用MP150多道生理仪记录心电信号的变化,从听觉的角度,通过HR(Heart Rate,HR)和频域指标的变化,分析两种节拍的音乐(慢节拍音乐60~100拍/min和快节拍音乐120~160拍/min)对作业疲劳的影响,并以静息组为对照组进行了3组试验。结果表明:1)方差分析表明,音乐对心率变化无较大的影响,而对LF(LowFrequency)、HF(High-Frequency)影响较大;2)心电数据分析表明,短时间聆听慢节拍的音乐有助于心率的恢复;3)心率变异性分析表明,音乐使LF降低,HF升高,副交感神经兴奋性增强,能缓解作业疲劳。