基于CMAQ模式和自适应偏最小二乘回归法的中国地区PM2.5浓度动力-统计预报方法研究

采用CMAQ模式和自适应偏最小二乘回归法相结合的动力-统计预报方法,对2014年1—12月全国252个环境监测站的PM_(2.5)浓度逐时预报值进行了滚动订正,分析了订正前后PM_(2.5)浓度的时空变化特征,重点研究该方法在中国不同地区不同季节的适用性.结果表明:CMAQ模式预报的PM_(2.5)浓度年平均和秋冬季季节平均偏差表现为非均匀空间分布特征,即辽宁、山东部分地区、川渝地区及华中、华东、华南大部分地区预报偏高,京津冀和西部大部分地区预报偏低;订正后PM_(2.5)浓度与实测值的空间分布较一致,上述偏高和偏低地区的PM_(2.5)浓度预报误差显著减小;秋冬季PM_(2.5)浓度预报和订正偏差均大于年平均值.全国区域平均PM_(2.5)浓度实测值存在明显的季节变化特征,1—3月和11—12月较大,其他月份较小;PM_(2.5)浓度预报误差较大,多数时刻预报偏低,尤其是1—3月和11—12月偏低较明显;订正后PM_(2.5)浓度与实测值较接近,而且时间变化趋势较一致,秋冬季PM_(2.5)浓度预报和订正偏差亦明显大于春夏季.秋冬季4个重点污染区域中,京津冀地区PM_(2.5)实测浓度的区域平均值较大,川渝地区次之,长三角和珠三角地区较小;珠三角地区PM_(2.5)浓度预报和订正效果较好,川渝和长三角地区次之,京津冀地区相对较差;经滚动订正后,全年和秋冬季时段PM_(2.5)浓度订正值与实测值的相关系数均显著增加,误差显著减小,尤其是秋冬季订正效果较好.川渝地区的订正改进幅度最大,长三角和京津冀地区次之,珠三角地区较小.本文方法均适用于非污染日和污染日全国范围的PM_(2.5)预报浓度订正,两种天气过程PM_(2.5)浓度的订正效果均较好;该方法对于改进京津冀地区污染日的PM_(2.5)浓度预报更有效,其他3个地区非污染日的订正改进效果优于污染日.本文研究结果可为改进空气质量预报、重霾污染天气预警和防治提供新技术途径和科学依据.     

印染废水污染控制投资和运行费用函数研究

通过国内外对各类费用函数运用的情况和分析,选定幂函数C=k1Qk2＋k3Qk2·ηk4,作为函数模型来反映印染废水处理厂流量、效率与费用之间的关系。以纯棉织物和棉涤混纺印染废水处理厂41组数据作为基础数据,运用最小二乘法求出幂函数中k1、k2、k3、k4,4个参数的最优值。选用软件1stOpt（First Optimization）来对数据进行运算、检验,分别得到了纯棉印染废水、化纤印染废水的投资费用函数C1、运行费用函数C2。结论：在一定效率下,投资费用随着处理厂规模的增大而增大,但是在处理单位水量时,投资费用却随着处理厂规模的增大而降低,并且一定效率下运行费用也随着处理厂规模的增大而降低,这说明建设大型印染废水处理厂更为经济。     

有机过氧化物反应热的危险性预测研究

为了采用非实验的方法对安全物质学的研究内容及研究方法进行初探,基于定量结构-性质关系法,选择13种与有机过氧化物热危险性的影响因子密切相关的描述符,分别对起始分解温度T0和分解热△H的实验数据进行多元线性回归、偏最小二乘和支持向量机回归分析,从而获得3种相应的预测模型。对比T0与△H的实验值和预测值,结果发现:SVM预测模型的精度高于PLS预测模型,MLR预测模型的精度最低;同种预测模型对分解热的预测结果均优于起始分解温度。此外,分析各预测模型的稳定性数据发现:MLR模型的预测过程发生了过拟合现象,不具备预测能力;PLS模型的交互验证系数均大于0.5,具备较稳定的预测能力;SVM模型的交互验证系数均大于0.9,具备非常稳定的预测能力。     

基于KPLS数据重构的非线性过程监测与故障辨识

为适应快速变化的化工产品需求,过程工业逐步向柔性生产发展,使得间歇过程的应用日益广泛。这一类工艺过程具有动态和非线性的特征,过程故障带来的工艺波动和安全风险是较为突出的挑战。采用基于核函数的偏最小二乘方法,在高维特征空间提取特征变量,这些变量包含了生产过程的非线性结构特征,也反应了过程工况的模式特征。针对传统线性方法存在的故障漏报等问题,利用核函数技巧,在特征空间进行数据重构,进而计算统计监控指标SPE,并通过对SPE的在线监测实现更加有效地故障辨识。本方法针对标准非线性测试对象进行了过程监测,实现结果充分说明了方法的有效性。     

ANALYSIS OF PUMPING TESTS: SIGNIFICANCE OF WELL DIAMETER,PARTIAL PENETRATION,AND NOISE1

ABSTRACT: The nonlinear least squares (NLS) method was applied to pumping and recovery aquifer test data in confined and unconfined aquifers with finite diameter and partially penetrating pumping wells, and with partially penetrating piezometers or observation wells. It was demonstrated that noiseless and moderately noisy drawdown data from observation points located less than two saturated thicknesses of the aquifer from the pumping well produced an exact or acceptable set of parameters when the diameter of the pumping well was included in the analysis. The accuracy of the estimated parameters, particularly that of specific storage, decreased with increases in the noise level in the observed drawdown data. With consideration of the well radii, the noiseless drawdown data from the pumping well in an unconfined aquifer produced good estimates of horizontal and vertical hydraulic conductivities and specific yield, but the estimated specific storage was unacceptable. When noisy data from the pumping well were used, an acceptable set of parameters was not obtained. Further experiments with noisy drawdown data in an unconfined aquifer revealed that when the well diameter was included in the analysis, hydraulic conductivity, specific yield and vertical hydraulic conductivity may be estimated rather effectively from piezometers located over a range of distances from the pumping well. Estimation of specific storage became less reliable for piezometers located at distances greater than the initial saturated thickness of the aquifer. Application of the NLS to field pumping and recovery data from a confined aquifer showed that the estimated parameters from the two tests were in good agreement only when the well diameter was included in the analysis. Without consideration of well radii, the estimated values of hydraulic conductivity from the pumping and recovery tests were off by a factor of four.     

基于事故树分析的钻井井漏事故危险评价研究

基于事故致因理论建立井漏事故模型,将井漏事故危险源分为地质条件不佳、井底压力过大、井漏诱因和应急失效4类,提出基于事故树方法的钻井井漏危险性专项评价方法。以东安1井为例,对东安1井井漏事故的风险源进行分析,找出导致井漏的主要原因,通过对最小割集和最小径集的分析可知对井漏事故影响最大的是地质情况因素。对井漏事故的预防提出建议:井眼轨迹设计时应重点考虑地层的地质条件;施工过程中严格按规章操作,并建立良好的应急救援机制。     

多风机多级机站通风网络的状态估计

利用计算机实现矿井通风系统优化管理和自动控制,必须具有相应的硬件基础,即需要一定数量的遥控检测装置,实时检测出系统运行中的部分状态变量的值,并传送到控制中心,作为计算机决策的依据。本文提出了利用加权最小二乘状态估计器对矿井通风系统进行静态状态估计以及对检测量中出现的错误数据进行识别、纠正的方法。利用该算法对一个中等规模的实际矿井通风系统进行了计算机的仿真计算,获得了满意的结果。     

D-P准则的性能评估及其在强度折减分析中的适用性研究

将D-P准则对M-C准则的近似视为连续函数逼近问题,据此建立了最佳平方逼近的误差解析表达式,并提出了一个最佳D-P准则。同时,利用该误差表达式分析了各种常用D-P准则对于M-C准则的最佳平方逼近误差。分析结果表明,在所有的D-P准则中,采用大外接圆的D-P准则误差最大,等面积圆准则与本文所提出的最佳准则的误差相近,内切圆、小外接圆和中径圆的误差基本上处于同一水准。同时,通过利用强度折减分析方法对各准则的适用性作了进一步的研究,结果表明,在系统处于相对稳定状态时等面积准则和最佳准则与M-C准则具有较好的接近程度,但当系统将进入不稳定状态时M-C准则却与内切圆准则接近。     

苯酚类化合物光解量子产率与结构性质的定量关系

采用量子化学PM3算法计算得到的苯酚类化合物的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法,建立了能预测苯酚类化合物光解量子产率(Y)的定量结构-性质关系(QSPR)模型.影响苯酚类化合物光解量子产率的主要因素是分子最高占据轨道能(Ehomo)和分子生成热(HOF),logY值随着Ehomo的增大而增大,随着HOF的增大而减小.分子的电负性和(Ehomo-Ehomo)2对logY值也有一定的影响,电负性和(Ehomo-Ehomo)²较小的分子,其logY值也较大.     

稳健GM(1,1)模型及其预测应用

本文提出了稳健GM(1,1)灰色模型,并用该模型建立了山东省工业固体废物产生量数学模型,结果表明,稳健GM(1,1)模型比通常的GM(1,1)模型更具预测应用价值.