基于组合定位海量数据处理的铁路机车安全距离预警

针对我国铁路机车定位数据丢失时有发生的现象,阐述了以现有较成熟的GNSS/INS/DR（Global Navigation Satellite System/Inertial Navigation System/Dead Reckoning）组合定位装置构建铁路机车定位的系统架构。在此基础上,针对海量位置数据,引入Hadoop技术,给出了采用HBase存储海量位置信息数据的方法,采用MapReduce校正位置信息数据及安全距离计算的方法。经实验验证,该方案在需要大量数据存取的情况下,采用MapReduce进行分布式数据分析效率更高,扩展性更好。     

我国城镇污水处理厂运行效率评价

污水处理厂运行效率的定量评价是当前污水处理行业管理需要解决的问题,效率研究将有助于政府制订合理政策以促进污水处理厂的发展. 基于全要素生产框架,采用DEA(数据包络分析)方法构建了污水处理厂运行效率评价模型,以固定资产总额、年运行费用、污水处理人员数和年耗电量为投入变量,以污水年处理量、BOD₅和氨氮削减量为产出变量,对2013年我国74座排放标准为一级A且处理工艺相同的城镇污水处理厂作为样本进行效率评价,基于评价结果,对运行效率和污水厂处理规模之间的关系进行检验,并对样本的投入冗余和产出不足情况进行定量分析. 结果显示:有20个样本的运行效率达到相对最优,可以成为其余效率不足样本今后改进的标杆;有10个样本纯技术效率有效但规模效率无效,需要改进其规模;85.2%的DEA无效样本规模报酬为递增状态,表明我国污水处理行业整体上处于规模收益递增的发展阶段;通过KW(Kruskal-Wallis)检验发现,样本污水处理厂具有规模效应,规模越大的运行效率越高;54个DEA无效样本存在不同程度的投入冗余和产出不足,冗余率或不足率较高的样本是今后进行效率改进的重点对象.      

区域水生态承载力多目标优化方法与例证

水生态承载力是指维系水生态系统健康状态下的人类活动阈值,揭示的是某一区域人类活动与水生态系统之间的耦合规律,可为水生态环境保护与经济社会的协调发展提供依据. 基于水生态承载力的概念,构建了区域水生态承载力指标体系,建立了区域水生态承载力多目标优化模型,采用模糊方法进行求解,并采用遗传投影寻踪方法对方案进行优选. 以浙江省湖州市为例进行实证分析,以污染物环境容量利用率作为情景方案设定的依据,分别设定了双指标(COD_Cr、NH₃-N)、三指标(COD_Cr、NH₃-N、TN)、四指标(COD_Cr、NH₃-N、TN、TP)3种控制方案. 结果表明,3种控制方案的优化结果均具有一定的可行性和合理性,并推荐四指标控制方案为优选方案. 四指标控制方案优化结果表明:2020年状态指标水环境容量利用率、生态用水比例分别为99.3%、59.1%;调控指标GDP增长速度、人口增长速度、城镇化率分别控制在7.4%、0.5%、70.3%以下,污水治理资金占GDP的比例为0.9%,第三产业比例为52.1%,化肥施用强度为251.0 kg/hm2;在此基础上,湖州市2020年可承载目标人口总量为350.0×104人,GDP为2 965.4×108元.      

对市场经济条件下安全生产管理机制的思考

改革开放以来,由于企业安全生产薄弱的基础没有得到根本的改善,重大、特大生产事故频发,安全生产形势依然严峻。笔者在对我国安全生产管理模式回顾的基础上,提出了在市场经济条件下,加强国家安全生产立法、执法,建立企业安全生产自我约束机制和安全生产预警系统,用新的安全生产管理机制来提高安全生产管理水平的思考。     

青岛市团岛排水系统污水水质水量波动特征解析

为探究青岛市团岛片区排水系统中污水流量与污染物变化规律,对该片区3个典型居民区排水管网中的污水流量和水质指标进行了为期1年(2019年10月—2020年10月)的监测,并计算了污染物的产污系数、变异系数和相关性系数。结果表明,每日污染物7:00浓度最高,这是由于夜间流量小使得污染物在管网内沉积,7:00流量增大冲刷管网从而造成污染物的累积;污染物变异系数均<15%,说明浓度较为稳定;COD产污系数为108 g/(人·d),远高于其他城市的产污系数。相关性分析结果表明,污水流量与污染物COD、BOD₅和SS的相关性较高,有很强的协同变化趋势,但与NH₄+-N、TN和TP无显著的相关性,这可能是因为氨化反应导致夜间氨氮浓度升高,且管网内无好氧、缺氧和厌氧环境的交替,TN和TP难以去除。该研究成果可为青岛市污水处理厂工艺设计和运行管理提供数据支撑。     

资源、环境、生态的关系探讨及对自然资源管理的建议

资源、环境和生态是我国生态文明建设的三个关键词,也是地球系统科学的重要组成,但目前学术研究和政策制定上仍存在模棱两可的问题,给自然资源领域的科学发展和贯彻落实生态文明发展理念带来了潜在不利影响,明晰其各自概念边界具有重要理论价值和现实意义。本文在分析自然资源、自然环境和生态环境三者内涵的基础上,对比了国内外关注视角、问题和需求的差异,并根据各自特征属性尝试构建了三者关系及判别图解模型。主要结论为:(1)国内外对自然资源、自然环境和生态环境的关注视角、问题和需求存在显著差异,其关注视角分别为数量、质量和平衡状态,关注问题分别为枯竭、退化和破坏,而关注需求分别为节约、保护和恢复;(2)三个概念的相互关系可通过是否自然、是否有价值和是否生物相关三个属性进行判别,自然资源的本质为有价值的自然环境,与自然环境是包含与被包含的关系,生物相关的自然资源即是生态环境;(3)对自然资源管理提出了拓展调查研究内容、采用"资源环境"表述和对生态治理工程进行以生物多样性为重点的负面影响评价三方面的建议。     

污水生物处理过程中曝气控制策略的研究进展及趋势

曝气环节是活性污泥法的重要单元,也是能耗最大的单元,为污染物的好氧生化处理提供所必需的氧气。曝气控制的研究对于出水水质的提高和运营成本的节省具有重要意义。随着污水处理技术的发展,曝气控制也越来越精细化。其中,传统曝气控制系统以反馈微调为核心,新型曝气控制系统包括以模型计算为核心的精确曝气控制和以规则推理为核心的智能曝气控制。针对上述控制系统的运作规律、实现方式进行综述;对现有的曝气控制系统进行评价,从控制参数、控制方式、硬件和软件等方面提出优化建议,并对曝气控制系统的前景进行展望。     

原污泥与脱脂污泥制备生物炭的比较及其特性分析

污泥中的脂质提取后可制备生物柴油,或者是层析出其中的神经酰胺都是重要的资源化途径。污泥提脂后剩余的残渣可通过热解制备成具有吸附作用的生物炭。采用原污泥、脱脂污泥（原污泥索氏提取脂质后的剩余物）,在500,600,700,800℃且绝氧条件下制备生物炭,对其成分进行了分析比较,通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、傅里叶红外吸收光谱分析（Fourier transform infrared,FT-IR）、BET比表面积分析对其进行了表征,探究了原污泥和脱脂污泥制备的生物炭随温度条件变化的规律。研究发现:脱脂污泥制备得到的生物炭随温度上升,其微观表面更加粗糙,孔径增大,比表面积减小,表面官能团数量减少。相比于原污泥而言,脱脂污泥基生物炭表现出较弱的吸附性能,但依然具有进一步研究的价值和应用潜力。