基于微分动态逻辑的数字化反应堆控制系统建模与验证方法

核电数字化仪系统既涉及反应堆随时间变化的物理动态演化过程,又涉及计算机的离散控制过程,属于典型的实时混成系统。微分动态逻辑是近年在混成系统验证领域的新方法。提出以微分动态逻辑为基础的构建反应堆控制系统安全验证模型方法,验证反应堆控制系统中离散化的逻辑控制与反应堆连续性的物理连续变化过程之间的相互作用能否保证反应堆安全需求,从而提高数字化反应堆控制系统设计的安全性。     

“蛇形”带式输送机转向稳定性研究

“蛇形”带式输送机在转弯过程中,失稳情况十分常见,对其转弯稳定性的研究可以避免生产事故,提高生产效率。根据实际工况中“蛇形”带式输送机的受力情况,得到转弯过程中各小车的运动方程,结合转向油缸对于小车转弯的影响,得到油缸和小车转弯角度之间的关系,建立起转弯过程动力学模型。运用实验设备进行实车实验,利用MATLAB/Simulink软件对“蛇形”带式输送机系统转弯过程进行了仿真分析,研究了“蛇行”带式输送系统在不同转向条件下的工作状态。将实验结果和仿真结果进行对比分析,得出“蛇形”带式输送机转弯的临界条件,为“蛇形”带式输送机稳定域估计提供依据。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器(MBR)中微生物代谢产物(SMP)的生成降解以及利用情况,研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量(MW)变化情况,并运用活性污泥模型3(ASM3)准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物(UAP)和微生物死亡相关的溶解性产物(BAP)的量分别是多少,最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用,而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解,得出结论 BAP是SMP中的主要污染成分。     

基于地球物理数据的化工场地污染源追踪案例分析

为查明污染场地污染源分布特征及其扩散运移路径,提供合理有效的勘查钻孔位置,并验证环境地球物理勘查技术的有效性.基于某搬迁后的化工场地初查污染严重区域,开展高密度电阻率法勘探,运用光滑约束最小二乘法二维反演,获取了4条电阻率剖面,构建了勘查区40 m以浅地层电性结构模型.结合已知钻孔岩性及污染物超标情况,成功圈定区域无机污染物和有机污染物的埋藏位置和扩散路径,并预测了污染物的扩散区域,经钻孔验证该推断可靠可信.认为高密度电阻率法可在污染场地调查中发挥积极作用,在条件允许的前提下,可降低成本,提高污染物探测精度,值得推广应用.     

融合SSAE深度特征学习和LSTM网络的PM2.5小时浓度预测

精准的PM_2.5小时浓度短期预测,可以有效地提高空气污染的预报预警能力.针对传统的PM_2.5预测模型中存在的影响因素考虑不全面且影响因素选择方法适用性不强等问题,本文提出一种融合栈式稀疏自编码器（Stack Sparse Auto-Encoder,SSAE）和长短期记忆神经网络（Long-Short Term Memory,LSTM）的PM_2.5小时浓度预测模型.SSAE-LSTM模型综合考虑了时间因素、空间因素、气象因素和空气污染物因素等多种因素对PM_2.5的影响,采用SSAE以无监督方式自动提取PM_2.5抽象影响特征,实现特征的压缩和降维;然后以提取的抽象特征作为LSTM模型的输入,建立PM_2.5时间序列预测模型,挖掘PM_2.5历史序列中的长期依赖特征.为了验证方法的有效性,本文基于2016—2018年京津冀城市群71个空气监测站点的空气数据和气象数据,建立SSAE-LSTM模型对各个站点的PM_2.5浓度进行离线训练和预测实验.预测结果表明,SSAE-LSTM模型预测精度高于其它预测模型,在所有测试集上的一致性指数（IA）高达0.99,均方根误差RMSE与平均绝对误差MAE降到了13.98和7.90.此外,分析了SSAE-LSTM模型在不同季节的适用性,71个空气监测站点在春、夏、秋、冬4个季节测试集的预测值和实测值均有很好的线性关系,决定系数分别是0.86、0.92、0.96、0.93.对北京市万寿西宫站点的预测结果表明,SSAE-LSTM模型可以用于不同空气质量情况下的PM_2.5小时浓度预报,且具有应用上的可行性和可靠性.     

不确定性条件下危险废物物流LRP建模与求解

在危险废物产量不确定的条件下,为解决加工中心建设点、加工技术和危险废物车辆运输路径的选择问题,考虑危险废物与加工技术的多样性、危险废物与加工技术的相容性,设定风险公平性的度量方法,以风险和成本最小化,风险公平性最大化为优化目标,建立危险废物产量为三角模糊数的多目标模型。根据三角模糊数的特征转化模糊约束条件,将原模糊模型转化为多目标0～1混合整数线性规划模型,并基于模糊优化技术设计多目标线性规划模型的求解方法。最后,算例结果表明,相对于既有模型,新模型所得的优化方案能降低风险和成本。     

基于社会力模型的三维阶梯教室行人疏散仿真研究

为研究三维阶梯教室内座位布局及单双门对行人疏散效果的影响,改进社会力模型,模拟单双门情况下4种常见座位布局的行人疏散过程,从宏观和微观2个层面分析行人的疏散效果及内在的物理机制。结果表明:在限定门口宽度下,单开后门的平均总疏散时间均小于单开前门,而双门情形下的平均总疏散时间最小;从微观密度图来看,无论是单开前门、单开后门,还是双门均打开,4种座位布局中发生人员拥挤的位置相似。但单开后门情况下高密度区域的峰值高于单开前门,而双门情况下行人承受拥挤的压力最小,发生事故的风险小。     

基于GIS的火灾安全疏散模拟

为综合描述场景的关键要素,加强模拟的真实性,基于GIS技术,针对火灾场景下的人员疏散提出了模拟模型。借助GIS缓冲区分析与拓扑分析等功能,实现了初始化场景解析、实时空间分析等流程,可以对任意模拟时间步火灾、人员、建筑环境等要素的分布特征信息进行提取。为人员模型制定了基于空间信息的疏散策略,模拟人员的环境感知能力与分析判断能力。设计并实现了GIS模型至FDS模型的转换接口,维护了GIS模型与FDS模型的一致性,提高了建模效率。在模型基础上,研制了人员疏散模拟系统。应用实例说明了模型对环境各要素的描述能力及对疏散场景的模拟能力。     

洞庭湖北部地区水稻旱灾风险评估

全球气候变化的背景下,旱灾可能对未来农业生产及粮食安全造成日益严重的影响,开展种植业旱灾风险评估有着重要的意义。以中国洞庭湖北部地区作为研究区,依据历史旱灾记录选取水稻生育期内逐月降水量、气温、太阳辐射以及地表径流等气象水文要素,构建了上述要素与水稻因旱灾减产之间的脆弱性模型,识别了研究区水稻旱灾的致灾因子代理变量,在此基础上通过蒙特卡罗仿真对洞庭湖北部地区的水稻旱灾风险进行了评估。结果表明:(1)对水稻旱灾减产显著贡献的致灾因子代理变量为7月总降水量和8月总降水量,这两个月的各月降水量每减少1.0 mm将使研究区水稻因旱灾的减产量相应上升2.86%和3.34%;(2)5 a一遇、10 a一遇、20 a一遇以及50 a一遇的水稻旱灾损失率分别达到2.3%,11.2%,22.7%和50.3%。     

基于自动故障拟合法的宁夏电网负荷建模

负荷模型对电力系统综合计算分析影响很大,负荷模型考虑不恰当,会成为电网运行控制的潜在危险。基于自动故障拟合法的原理,分析了自动故障拟合法、节点法辨识的参数仿真曲线与实测曲线的拟合效果,最终通过对7种方案进行自动辨识,给出了宁夏电网不同类型负荷的模型参数。结果表明:自动故障拟合法拟合效果接近真实值,能很好地模拟实际系统的动态响应,其在大电网下辨识得到的参数是可靠、正确的。