荧光传感器阵列检测农药污染物研究进展

农药的滥用已造成严重的环境污染,因此开发高效、简便和灵敏的农药检测技术是环境科学领域的研究焦点.荧光传感检测因其灵敏度高,检出限低,操作简单,成本低,目前已逐渐成为农药快速定量检测的一个发展方向.然而,在真实样品检测环境中,污染物不是单独存在的,常伴随结构或化学性质上与待检测分析物相似的污染物进行干扰.而基于阵列的荧光...     

基于机器学习的交通碳排放预测模型构建与分析

针对交通运输碳排放问题,基于2005~2019年30个省份的面板数据,采用多种机器学习算法构建不同预测模型对30个省份的交通碳排放量与影响因素进行分析.首先,基于固定效应模型思想将省份差异转化为影响因素,进一步采用Pearson相关系数法与Spearman秩相关系数相结合的方法对18个交通碳排放影响因素进行筛选;其次,采用K-折交叉验证方法,并绘制学习曲线对各预测模型性能进行测试,选用MSE、MAE、R²和MAPE作为模型的评价指标进行分析,来选定最佳预测模型,并选择SHAP值来计算最佳预测模型中各解释变量的重要度.结果表明,省份差异、社会商品消费总额、城市绿地面积、货运周转量、私家车数量、交通运输业产值和常住人口这7个因素之间多重共线性弱且均通过显著性检验,可作为交通运输碳排放预测模型的解释变量;随机森林算法和XGBoost算法预测结果均表现优异,R²均高于0.97,误差均低于10 %,且不存在过拟合与欠拟合现象,其中XGBoost算法表现最优,而KNN算法表现欠佳;各解释变量的重要度排名为:省份差异 > 社会商品消费总额 > 私家车数量 > 常住人口 > 货运周转量 > 城市绿地面积 > 交通运输业产值, 综合相关性与重要性分析来看,在交通运输碳排放预测中,省份差异是一个不可忽视的变量.研究结果可为政策制定者和决策者提供参考,促进交通运输行业的可持续发展.     

一种废机械油再生处理装置的设计

根据废机械油的资源循环利用需求,设计了一套废机械油再生处理装置,介绍了该装置的工作性能特点和结构组成原理。结合工厂试验测得此套机械油再生处理装置具有去除杂质、脱水、脱气和脱色的明显效果,对节能减排具有一定的意义。     

Energy consumption analysis of ABS plastic parts injected in a hybrid injection moulding machine

The energy analysis of injection moulding processes is influenced by complex interactions amongst the moulded part, its material, the injection machine, the process parameters and the environmental conditions. The availability of energy usage analyses that comprehend information on specific materials and machine kind is limited. This paper reports a study that estimates and analyses the power usage profile (PUP), the specific energy consumption (SEC), and the energy distribution at an operation level of two different injected parts made of acrylonitrile-butadiene-styrene and produced in a hybrid injection moulding machine. The methodology followed by the authors incorporates an experiment carried out in an industrial facility. A large sample size, and data-acquisition and data post-processing processes to obtain an accurate PUP and SEC are used. A breakdown of the energy consumed by the injection moulding process of the parts studied at an operation level using Sankey diagrams is discussed. The study results are used to identify strategies to reduce the energy consumed by the processes. The methodology employed, and the strategies reported could be used with other plastic parts regardless of the material and machine used. The results reported are new experimental data useful input for theoretical models.     

基于极限学习机的炭化可燃物着火时间预测

机器学习技术近年来在许多传统科学领域取得了应用,针对火灾中炭化可燃物着火时间与物性参数及环境参数之间关系复杂的特点,提出了一种基于极限学习机的预测方法以实现不同物性及环境参数时着火时间的快速准确预测,为防治及扑救火灾提供参考。首先建立炭化可燃物热解数值模型,考虑了可燃物热解过程中的含水率以及热解反应、气体流动等复杂物理化学反应过程,然后搭建极限学习机,以数值模拟数据为基础进行训练及验证工作。结果表明基于极限学习机的预测方法能够有效实现炭化可燃物着火时间的快速准确预测,平均相对误差小于3%。     

环境DNA宏条形码监测水生态系统变化与健康状态

开展快速可靠的水生态监测并预测其变化趋势,对保护水生态环境具有重要的价值。近年来,环境DNA宏条形码技术(简称环境DNA技术)的快速发展弥补了传统形态学生物监测的缺陷,显著提升了水生生物群落的监测能力。与机器学习、遥感和云服务等技术结合,环境DNA技术不仅能大尺度、高频率、高灵敏度、自动化地获取生态监测信息,而且能准确地识别水生态系统的变化趋势,进而改变对水生态系统的认识与管理方式。因此,研究着重总结了环境DNA技术在水生态监测中的应用,分析了环境DNA技术与机器学习、卫星遥感等跨学科合作的潜在机遇,基于环境DNA技术简单、便捷的优势,提出了社会公民参与水环境保护的生态监测新思路。     

含聚油泥处理工艺参数优化及交互作用分析

采用自制的油泥分离剂通过热化学分离法处理聚驱油田现场产生的含聚油泥。采用正交实验得到的最佳工艺参数为:剂泥比2.0 m L/g,反应温度80℃,反应时间30 min,搅拌转速500 r/min,在此工艺条件下原油回收率为92.08%。利用支持向量机运算法(SVM)建立模型,分析了各工艺参数之间的交互作用,得出优化后的含聚油泥处理工艺参数为:剂泥比2.5 m L/g,反应温度80℃,反应时间34 min,搅拌转速530 r/min,理论上的最高原油回收率为94.76%。对于模型优选出的工艺参数进行了5组验证实验,平均原油回收率达94.50%。采用优选工艺参数处理3种不同来源的含聚油泥,原油回收率均高于90%。     

基于深度置信网络的管网泄漏故障诊断方法研究

针对当前管网系统数据量大不利于传统模型方法诊断故障的问题,设计了1种基于深度置信网络的管网故障诊断算法。首先,对管网数据结构以及管网系统运行状态进行分析,选取管网主要数据作为故障诊断网络的输入,确定相应运行状态作为诊断网络输出;其次,设计了基于多个受限制玻尔兹曼机与Softmax分类器级联的深度置信网络,并且利用对比散度算法和BP算法对模型进行预训练与调优,使模型参数达到全局最优;最后,通过实验测试确定所设计的深度置信网络的训练迭代次数与网络层数,使算法诊断准确率达到最优。研究结果表明:提出的基于深度置信网络的管网故障诊断算法对管网故障诊断可以达到良好的诊断结果,泄漏预测准确率在验证集样本上可达96.87%,在管网泄漏检测方面,相较于传统基于模型的方法优势明显。     

兰州市CMAQ近地面臭氧模拟结果的订正方法——基于机器学习方法

为能更加准确地模拟出兰州市近地面臭氧浓度,在CMAQ(社区多尺度空气质量建模系统)的基础上,利用机器学习方法中的XGBoost(极限梯度提升)模型及LSTM(长短期记忆)神经网络模型建立近地面臭氧模拟结果的订正模型,并以两种方法为基础,利用误差变权倒数组合方法构建LSTM-XGBoost组合模型,以期进一步提高订正效果.本文选取兰州市4个国控站点(兰炼宾馆,铁路设计院,榆中校区,生物制品所)2019年7、8月环境空气质量监测数据及兰州市气象站同期气象数据,对CMAQ模拟的同时段兰州市近地面臭氧浓度进行订正.结果表明,CMAQ能够模拟出兰州市近地面臭氧浓度的空间及时间分布特征,但整体上对浓度有所低估.利用上述方法构建的订正模型中,LSTM-XGBoost组合模型的订正效果最好,臭氧相关性由CMAQ模拟的0.61～0.76提升至0.89～0.95,臭氧8h平均相关性由0.65～0.79提升至0.81～0.88,臭氧RMSE由44.83～70.17μg/m³提升至15.21～26.53μg/m³,臭氧8h平均RMSE由40.07～67.57μg/m...