危险品运输网络优化设计研究综述

为分析当今反恐新形势下的危险品运输网络优化设计问题的研究现状,系统总结国内外关于一般场景和恐怖袭击威胁2种情况下危险品运输网络优化设计研究的主要模型和方法,梳理两者现有的研究内容,并讨论其共性及恐怖袭击威胁情景下的研究的新特点。结果发现:目前关于解决危险品运输网络优化设计问题模型的鲁棒性研究较为缺乏,尤其是模型在更为复杂和不确定性更强的恐怖袭击情景中适用性不强;危险品运输的鲁棒优化模型即使在突发事件条件下,也可以使决策者能够作出相对满意的决策;鲁棒性危险品运输网络能够规避风险扰动,可用来防止在恐怖袭击中因危险品车辆爆炸等造成更大的危害。     

一株产电菌嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)的分离及其产电性能优化

本研究以天津泰达污水处理厂污泥浓缩间的污泥为接种物,启动并运行了微生物燃料电池(MFCs).从富集的阳极生物膜上分离得到了一株纯培养的微生物菌种,命名为P2-A-5.研究发现,菌株P2-A-5的16S rDNA序列与菌株Kocuria rhizophila DC2201具有100%的同源性,结合该菌的形态特征和生理生化实验,将其归属为嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila).通过化学剂处理、底物种类和浓度的优化,进一步提高其在微生物燃料电池中的产电性能.结果表明,菌株K.rhizophila P2-A-5经0.5 mg·L-1溶菌酶处理45 min后,接种到以2.0 g·L-1海藻糖为底物的阳极液中运行MFCs,其功率密度达到314.8 m W·m-2,比优化前(74.9 m W·m-2)提高了320.3%.这是首次对K.rhizophila种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,其成果对于丰富产电微生物的多样性,挖掘更多具有高电化学活性的微生物菌种,提高其产电性能具有重要的理论意义.     

阜新市空气监测点位优化的聚类分析

基于聚类分析法利用数据之间距离系数进行分类的原理,建立空气监测点位聚类分析优化模型,结合阜新市地形、气象及历史监测数据,进行阜新市空气监测点位布设优化应用,优化结果表明:距离相似水平取d=0.3时,环保局(B点)与人民公园(C点)监测点空气污染物浓度分布相似性最高,合并为1点,增设气象台监测点位作为清洁背景点,4个点位构成阜新市空气监测新网络;利用CALPUFF模型模拟对优化后监测点位进行相关性检验。检验结果表明:监测点位优化后SO2浓度与实测值相关系数为0.984,PM10相关系数为0.968,NO2相关系数为0.973。CALPUFF模型模拟值与实际监测值之间相关系数均大于0.75,表明优化后的阜新市空气监测点位具有客观环境代表性;监测点位优化与检验方法具有一定应用价值。     

山区小城镇国土空间格局优化研究

面对资源约束趋紧和生态环境破坏的严峻态势,生态文明建设中亟需通过国土空间格局优化,应对环境保护和经济发展的双重需要.本文以丹棱县顺龙乡国土空间开发格局为例,从顺龙乡生态环境和社会经济现状出发,指出了当前发展面临的问题,分别从生产空间、生活空间、生态空间三方面提出了优化顺龙乡国土空间的具体方案,探索了山区小城镇国土空间格局优化的思路.     

A new pre-assessment model for failure-probability-based-planning by neural network

At present, the prediction of failure probability is based on the operation period for laid pipelines, and the method is complicated and time-consuming. If the failure probability can be predicted in the planning stage, the risk assessment system of gas pipeline will be greatly improved. In this paper, the pre-laying assessment model is established to minimize risk of leakage due to piping layout. Firstly, Fault Tree Analysis (FTA) modeling is carried out for urban natural gas pipeline network. According to expert evaluation, 84 failure factors, which can be determined in the planning stage, are selected as the input variables of the training network. Then the FTA model is used to calculate the theoretical failure probability value, and the failure probability prediction model is determined through repeated trial calculation based on BP (Back Propagation Neural Network) and RBF (Radial Basis Function), for obtaining the optimal network parameter combination. Finally, two prediction models are used to calculate the same example. By comparing our pre-assessment model with the theoretical prediction consequences of the fault tree, the results show that the error of RBF prediction model can be close to 3%, which proves the validity and correctness of the method.     

Multi-objective transportation route optimization for hazardous materials based on GIS

Safety and security are of paramount importance, it is important to optimize and improve the routes of trucks that carry hazardous materials. In this study, we not only ensure the risk in the network, but also consider the transportation cost and the factors such as buildings and emergency facilities around the routes. The Geographic Information System (GIS) is used to quantify the factors on each section in the network. We present an epsilon constrained multi-objective mixed-integer linear programming optimization model to find the robust and stable transportation optimization solutions. At the end, we complete a case analysis of the proposed methodology to determine the motorway segments in Jiangsu province, China and test the above algorithm on the network, which has 144 nodes and 388 sections. The results we get show that the factors of buildings play a very important role in the model, and the multi-objective mixed-integer linear optimization model is reasonable and performs good quality.     

海上溢油应急物资调度双目标规划模型

为最大程度降低溢油事故造成的不利影响,提出充分考虑海上油膜漂移特性及溢油点和漂移点对救援物资需求不确定等特点,基于鲁棒优化思想,建立救援应急成本最小、应急时间最短的双目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法设计求解方法.结果 表明:决策者可根据自身对溢油事故规模的判断,得到不同应急物资调度方案,为应急出救点的选择和物资调度...     

山区农村居民点时空格局演变特征及蚁群仿真优化——以重庆澄江镇为例

山地农村居民点系统因受自然因素及人类活动等多重扰动而处于深刻转型中,探索山区农村居民点时空格局特征及其优化策略,对于优化山区国土空间格局、推进山区国土空间综合治理与乡村振兴具有重要意义。基于构建理论框架,集成运用景观格局指数法、栅格权重叠加评价法、改进蚁群算法（ACO）等,以重庆澄江镇为例,探索山区农村居民点时空格局演变特征及优化过程,提出优化调控策略。结果表明：（1）研究区农村居民点空间格局演变特征呈现集中、靠拢的演化发展趋势,总体呈现匀质、线状、向心、院落四种分布形态;同时高程、坡度、水域、城镇、道路、基础设施等自然—经济社会因素均对山区农村居民点时空格局演化产生重要影响。（2）改进蚁群算法优化后,研究区农村居民点斑块面积（CA）减少10.07%,居民点斑块数量（NP）和密度（PD）分别减少83.12%和81.16%,平均斑块面积（MPS）增加了4.3倍,平均最近邻体距离（MENN）增加了42.82%。优化后69.1%的农村居民点斑块都集中在适宜区和较适宜区内,且重点向交通便利、公共设施完善、生产便利和中心村庄集中。优化后的农村居民点空间格局更加紧凑有序,土地集约节约效率更高。（3）基于仿真优化结果,综合考虑村庄振兴“产业—人口—土地”互动耦合机制,提出城郊融合、产业集聚、景村融合、搬迁撤并四类农村居民点格局优化方案,助推山区乡村振兴。（4）优化结果同时表明改进的蚁群算法非常适用于复杂环境条件下的较小尺度要素空间布局优化,能够为山区国土空间规划编制提供技术支撑。     

碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.     

优化整合地表水环境质量标准分析方法

本文简述了我国《地表水环境质量标准》中分析方法已不适应现代分析技术的发展,归纳总结了地表水中无机元素和有机物污染物的最新分析方法。通过整合优化,分析地表水109项指标由原来的80余种精简至32种方法。