粒子群算法在化工设备可靠性分析中的应用

基于可靠度指标的几何含义,分析了粒子群算法的原理、模型和算法实现过程。通过算例用MATLAB语言编程进行计算,并与一次二阶矩法和蒙特卡罗法得出的结果进行了比较,证明了粒子群算法在化工设备可靠性分析中的有效性和可行性。     

融合多源时空数据的地下水硫酸盐预测模型

准确预测地下水SO₄ ^2-空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水pH值为特征变量,分析其与地下水SO₄ ^2-浓度的相关性,利用贝叶斯优化算法优化随机森林回归,建立BOA-RFR模型,并基于BOA-RFR模型对特征变量进行重要性分析,对模型预测精度进行评价,最后生成地下水SO₄ ^2-预测图.结果表明,pH值、地面高程（GE）和贡献区荒地（BAR）面积占比作为影响地下水水化学组分的重要参数,与地下水SO₄ ^2-浓度均呈现极显著负相关,对地下水SO₄ ^2-浓度预测的重要度均大于25 %;地统计插值方法作为空间分布预测建模的辅助手段,加入辅助样本后的BOA-RFR模型,地下水SO₄ ^2-浓度预测的R²均大于0.96,且多辅助样本构建模型的RMSE和MAE最大值较少样本模型的最小值分别降低了4.7 %和23.8 %;在地下水SO₄ ^2-浓度预测中,高SO₄ ^2-地下水向叶尔羌河流域平原区东北部富集,且面积呈扩张趋势.     

生命线工程网络系统抗震可靠性分析方法综述

生命线工程系统地震反应分析的一个重要任务是计算系统的抗震可靠度,因此,寻找一种高效合适的系统可靠性分析方法至关重要.对生命线工程网络系统抗震可靠性分析中目前常用的几种算法进行了系统的比较、分析和综述.     

基于多级神经网络模型的厌氧氨氧化系统参数预测

厌氧氨氧化菌生长条件复杂、影响因素多,其工艺系统运行控制复杂,为解决上述问题,研究构建了1个多级神经网络预测模型,以提高SBBR单级自养脱氮厌氧氨氧化系统出水总氮去除率预测精度,并确定了系统工程应用的关键控制参数。一级神经网络模型通过灰色关联度分析,对影响出水总氮去除率的关键性指标进行预测;二级神经网络模型基于一级模型增加数据维度,并通过改进粒子群算法优化网络、借鉴遗传算法变异的思想扩大搜索范围,提高了出水总氮去除率的预测精度。多级神经网络模型预测结果表明,其总氮去除率平均相对误差为0.54%,相对误差为5.76%,均方根误差为1.132 1,预测数据基本上与实际值相符;与其他预测模型相比较,该模型表现出较优的预测精度。进一步分析发现,通过控制工艺系统的曝气量调节出水亚氮浓度,是保证工艺反应的稳定和实现厌氧氨氧化工艺工程应用的有效控制方式。     

灾时应急运输车辆调度模型及算法研究

在归纳一般的物流系统车辆调度模型的基础上,针对灾害时期车辆调度紧迫性的特点建立了紧急情况下的带时间窗约束的车辆应急调度模型。该模型考虑了最少用车量和最快完成任务两种调度目标。针对车辆调度模型用常规解法求解困难的情况,讨论了提高求解效率并适合于计算机程序实现的启发式求解方法,提出了两种基于C-W节约算法的启发式算法,并结合具体案例进行了分析。实例研究表明两种算法均可取得满意的结果。     

基于虚拟力的危化品仓储堆垛定位校正算法

超宽带定位技术作为一种室内高精度定位技术是解决危化品仓库堆垛贮存状态安全监测的有效方法,但在仓库非视距环境中,存在定位精度不足的问题,无法满足堆垛“五距”安全的监管要求。针对此问题,从UWB信号的信道模型和定位精度影响因素出发,利用高斯滤波消除了参考点在定位过程中由于系统和环境带来的随机误差影响,建立了参考点误差矢量库,并提出了一种虚拟力校正算法,利用建立的矢量库来对待测标签进行矢量补偿,达到提高定位精度的目的。实验表明,该方法可以提高危化品仓储堆垛定位精度,适用于监测危化品仓储状态。     

酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关研究

测定了酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的logIC50值,以量子化学参数为自变量,应用偏最小二乘法（PLS）,建立了酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关（QSAR）模型。模型所提取的PLS主成分所能解释的因变量总方差的比例Qc2um为0.820,表明模型具有较好的稳定性和预测能力。模型的结果表明,影响酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的主要因素是logkow、CCR和Ehomo,酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的logIC50随着分子logkow的增大而减小,随着Ehomo和CCR的增大而增大。     

有限单元算法在水质模拟中的应用研究

利用模拟河流水质的二维水质模型和有限单元算法,使用MATLAB软件进行计算程序的编写,开展该模型和有限单元算法在三峡库区水质模拟的适用性研究。有限单元法的基本思路是把一个连续的环境空间离散为若干个单元,每一个单元都可以是作为一个完全混合的子系统,通过对每一个单元建立质量平衡方程,从而建立起体系模型。模拟因子包括:BOD5、COD、NH3-N三项。由计算值与监测值进行比较后可知,与监测值误差最大的为NH3-N,可达23.8%;最小的为BOD5,误差为5.3%。由此可以说明,本课题的用于三峡水库水质预测的二维水质模型具有较高的精度,能够用来模拟预测三峡水库蓄水以后的水质变化状况。     

基于机器学习算法的干旱区绿洲地上生物量估算

植被地上生物量是反映陆地生态系统固碳能力的重要指标,利用遥感技术开展干旱区植被地上生物量估算与空间反演,可为荒漠绿洲生态系统的健康评价与碳储量估算提供重要依据。以野外调查和实地采样数据为基础,利用Landsat 8 OLI多光谱影像提取的7个植被指数和13个波段变量构成4种建模变量组合,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)、极端梯度提升(e Xtreme Gradient Boosting,XGBoost)和随机森林(Random Forest,RF)这4种机器学习算法对新疆渭干河-库车河三角洲绿洲地上生物量进行遥感估算和空间反演。结果表明,(1)由波段变量和随机蛙跳算法优选变量构建的植被地上生物量反演模型,其估测精度明显优于全变量和指数变量,预测能力更为稳定。与SVM和BPNN算法相比,XGBoost和RF算法构建的模型具有更好的估测效果,能更准确地估算研究区植被地上生物量。(2)在构建的估测模型中,波段变量结合RF算法模型的精度最高,稳定性最强,其建模集和...     

鲸鱼优化算法下气体泄漏源波达方向估计法

为减小压力容器气体泄漏实时位置估算误差,准确监测容器工况,首先,从声学监测角度提出一种引入鲸鱼优化算法(WOA)的泄漏源估计方法,采用波达方向(DOA)估计法预测气体泄漏位置方向,获得泄漏源角坐标;然后,引入WOA自适应选择方法分解DOA的特征值,多次迭代得到最精确的泄漏位置;最后,以某化工厂中压力容器数据为实际算例,...