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基于分类器链的多联机软故障水平辨识研究

制冷学报 2023年第5期44卷 50-58页

作者：何宇轩石靖峰周镇新陈焕新任兆亭夏兴祥程亨达华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074 青岛海信日立空调系统有限公司青岛266510

多联机空调系统在建筑中已得到广泛应用,在多联机的运行中,软故障较为常见,且难以识别,使系统效率下降。本文以一维卷积神经网络作为基分类器,提出一种基于分类器链的多联机软故障水平辨识模型,使用室外机脏污故障的实验数据,以故障诊... 详细信息

多联机空调系统在建筑中已得到广泛应用,在多联机的运行中,软故障较为常见,且难以识别,使系统效率下降。本文以一维卷积神经网络作为基分类器,提出一种基于分类器链的多联机软故障水平辨识模型,使用室外机脏污故障的实验数据,以故障诊断模型为基础设置了基分类器的结构及参数,提出两种新的对数据标签的编码方式。在初步建立软故障水平辨识模型之后,对基分类器中的卷积核数量进行了进一步调整,并提出放大系数以改进标签的编码方式。结果表明:改进后的分类器链模型对室外机脏污故障的诊断准确率可达96%以上,提高2%~3%,且本文提出的编码方式不会将故障工况诊断为正常工况,适合在分类器链模型中使用。

关键词：多联机故障检测与诊断故障程度辨识分类器链卷积神经网络

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物联网中的区块链共识机制研究

物联网中的区块链共识机制研究

作者：周镇烟台大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,物联网迅速发展壮大,愈来愈多的实体通过网络链接成有机整体。虽然改变了人们的生活的方式,但暴露出的问题也愈来愈多。如海量的电子元件和应用设备不仅对环境十分不友好,而且还潜在着个人隐私泄露的风险。信息的爆炸增... 详细信息

随着科技的进步,物联网迅速发展壮大,愈来愈多的实体通过网络链接成有机整体。虽然改变了人们的生活的方式,但暴露出的问题也愈来愈多。如海量的电子元件和应用设备不仅对环境十分不友好,而且还潜在着个人隐私泄露的风险。信息的爆炸增长使得中央集中管理模式的物联网不适应现代社会的发展,实体设备和中心化的数据管理模式直接影响了物联网的工作效率,物联网中心化的数据库管理系统也产生极大的安全隐患。为了应对这些问题,近年来人们开始探索将区块链技术引入物联网领域。区块链是一种具有可追溯、去中心化以及不可篡改特性的分布式数据库,其为物联网的发展进步指明了方向。通过应用区块链的共识机制技术,可以解决数据安全和数据丢失的问题且使物联网系统更健壮。然而,共识机制的发展刚刚起步,主流的共识机制不适用于物联网中,且存在资源浪费以及共识周期过长等问题,这也促使了对新型共识机制的研究和探索,以更好地满足物联网的发展需求。因此,对现有共识机制进行深入研究具有重要的学术和实际意义。以下是本文的研究主要内容:(1)针对委托权益证明(Delegated Proof of Stake,DPo S)共识机制面临的投票参与度低和恶意节点作恶的问题,提出了一种基于节点贡献值和信誉度的DPo S共识算法,即DPo S-NCVR(Delegated Proof of Stake based on Node Contribution Value and Reputation)。该算法首先阐明了连接度的概念,并运用贡献值评估体系对区块链中各节点的状况和行为进行定量分析,以计算各节点的贡献值;随后,依据设定的贡献值阈值,对各节点进行分类,确认各节点的角色,并选出代理节点来执行区块链的记账任务;最后,通过信誉度评估机制对节点的行为进行奖励或惩罚,并剔除多次恶意行为的节点,以激发节点投票的积极性。经过模拟测试,在仿真环境下验证了DPo S-NCVR系统的有效性,与传统的DPo S方法相比,系统中节点的积极参与度明显提高,同时恶意节点的比例显著降低。实验证明,该方案有效激发了节点更积极地参与投票过程,并有效减少了恶意行为的发生概率,缓解了恶意节点带来的负面影响,从而提高了整个系统的安全水平。(2)针对物联网场景下节点的共识效率低和数据安全性差的问题,提出一种基于DBSCAN和信任值的DPo S共识算法(DPo S consensus algorithm based on DBSCAN and trust value,DPo S-DTV)。该算法首先阐述了DBSCAN分组机制,将物联网节点划分到各个分组,提高共识效率;其次,通过节点信任值机制来计算节点的贡献值,使得选举出可靠性大的节点,恶意节点成为记账节点的难度提高;接着,通过节点标识更新机制动态调整节点的身份类型,使节点在不同类型中动态调整;最后,引入节点奖惩机制,对积极节点进行奖励,对作恶节点进行惩罚,维护系统安全性;实验结果表明,该方案能够提高节点的共识效率并降低恶意节点作恶的概率,提升系统的安全性。

关键词：物联网区块链共识算法委托权益证明连接度贡献值信任值分组算法

磁悬浮列车外形及制式对管道激波流场的影响分析

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机械工程学报 2024年

作者：黄尊地周镇斌常宁五邑大学轨道交通学院

空气已经成为高速列车进一步提速的关键制约因素之一，高速运行导致列车能耗及环境噪声危害性剧增。为了发展下一代更高速交通运输系统，低真空管道和高速磁浮列车结合的交通运输系统构想得以提出和发展。低真空管道列车超高速运行导致... 详细信息

空气已经成为高速列车进一步提速的关键制约因素之一，高速运行导致列车能耗及环境噪声危害性剧增。为了发展下一代更高速交通运输系统，低真空管道和高速磁浮列车结合的交通运输系统构想得以提出和发展。低真空管道列车超高速运行导致管道内产生激波效应等特殊流动现象，高速列车诱发的长大管道内激波演化机制、列车外形及制式等参数对管道列车激波流场的影响机理等关键科学和工程问题有待探明。通过分析列车周围流场特征、三维管道列车激波结构、管道内侧壁面压力及系数、车体表面压力及系数、车体表面温度、列车气动阻力及系数等，探索不同外形及制式对管道列车激波特性及表征的列车阻力系数和其他空间物理量的影响，得出列车外形影响激波产生位置、形状长度、反射位置、激波空间曲线及相交线等激波特性，进而影响列车气动阻力系数及其他空间流场物理量。在管道列车激波流场的影响下，列车长度一致，随着车头流线型长度的增加，列车气动阻力系数、车体表面压力系数和车体表面温度等随之减小；同时，相比较外形的影响，轨道交通运营制式的影响较弱。

关键词：磁悬浮列车外形制式管道列车激波流场

应用人工神经网络算法的冷水机组能效提升策略

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制冷技术 2022年第2期42卷 39-44,52页

作者：张梦华周镇新刘念韩林志陈焕新华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 上海叠腾网络科技有限公司上海200000

针对冷水机组蓄水池延迟造成的系统反馈调节不及时,从而增加建筑能耗的问题,本文提出了一种基于人工神经网络的冷水机组回水温度预测模型。模型中包括利用专家知识设置变量、建立模型、训练模型和测试模型4个主要步骤,并在建立模型后以... 详细信息

针对冷水机组蓄水池延迟造成的系统反馈调节不及时,从而增加建筑能耗的问题,本文提出了一种基于人工神经网络的冷水机组回水温度预测模型。模型中包括利用专家知识设置变量、建立模型、训练模型和测试模型4个主要步骤,并在建立模型后以此来预测t时刻后的回水温度。结果表明:在原来11个相关变量基础上,增加的3个专家变量,使得4个模型预测回水温度的相关系数都较高,且发现与10、15、20 min相比,5 min前的测量参数可以更加准确预测此时的冷水机组回水温度,均方误差达到0.1069、R2达到0.9923,并以此信息来对系统进行反馈调节,以解决由于蓄水池的延迟性因素给系统带来的增加能耗等不良影响。

关键词：冷水机组神经网络冷却水回水温度蓄水池延迟时间冷却塔风机功率

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采用建筑仿真软件的冷水机组能耗评价方法构建及冷却塔脏垢故障诊断

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制冷技术 2022年第3期42卷 28-36页

作者：曹子涵伍俊宇陈焕新周镇新刘志龙陈建业华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院湖北武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 合肥通用机械研究院压缩机技术国家重点实验室安徽合肥230031

本文针对小型办公楼冷水机组的运行能耗进行分析与诊断。采用EnergyPlus构建了一个冷水机建筑仿真模型,并获得其原始运行数据。数据预处理后,选取适当参数作为用能模式划分的主要特征,划分出了4种冷水机组的用能模式,并对冷水机组脏堵... 详细信息

本文针对小型办公楼冷水机组的运行能耗进行分析与诊断。采用EnergyPlus构建了一个冷水机建筑仿真模型,并获得其原始运行数据。数据预处理后,选取适当参数作为用能模式划分的主要特征,划分出了4种冷水机组的用能模式,并对冷水机组脏堵故障状态下的能耗进行了分析。结果表明,采用本文构建的划分方法对冷水机组用能模式进行划分,两两之间的显著性P都小于0.001,均小于显著性基准0.05,不同类的能耗数据间存在显著差异,用能模式划分合理;冷却塔脏垢故障发生时,高能耗特征分别占据了低能耗模式、中能耗模式和高能耗模式的27.93%、38.14%和44.14%,说明冷却塔脏垢故障在冷水机组的高能耗模式下会产生更大的影响。

关键词：建筑仿真能耗分析冷水机组故障诊断

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低真空管道磁浮列车交会激波流场特性分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1793-1805页

作者：黄尊地伊严严常宁梁习锋周镇斌刘夕语五邑大学轨道交通学院广东江门529020 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

为了解决管道列车高速运行时产生的激波等气动效应问题,通过建立三维仿真模型,针对不同阻塞比、线间距和列车外形,基于DES湍流模型,开展非稳态数值模拟研究,分析列车在低真空管道内交会时的激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力。... 详细信息

为了解决管道列车高速运行时产生的激波等气动效应问题,通过建立三维仿真模型,针对不同阻塞比、线间距和列车外形,基于DES湍流模型,开展非稳态数值模拟研究,分析列车在低真空管道内交会时的激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力。研究结果表明:随阻塞比的增大,列车前端壅塞长度增加,且正压区域压力增大,激波反射更加剧烈,尾流激波反射强度增大,激波串长度加长;阻塞比增大有助于增大激波和膨胀波的入射角,从而增大激波和膨胀波的反射次数。随线间距的增大,管道内压力波动幅度相对增大,但改变线间距对管道内激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力的影响不大。列车头部压力和尾部激波强度与流线型长度存在一定的关系,随着列车流线型长度的增加,列车前端壅塞长度缩短,车头前端高压区壅塞强度和车尾末端尾流区域激波反射强度均减小。

关键词：低真空管道列车交会阻塞比线间距列车外形

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齿轮表面摩擦学设计与表面织构化研究进展

中国表面工程 2024年

作者：周镇宇陈东琦袁常生戴庆文黄巍王晓雷中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室中国航发湖南动力机械研究所南京航空航天大学机电学院

我国国防事业的飞速发展对航空高速齿轮提出了更高要求，而有关齿轮副表面摩擦学设计仍是薄弱环节。表面织构技术已成为摩擦学领域的研究热点，它在减摩抗磨、减振、抗粘附、抗蠕爬等多个领域展示出良好的应用潜力。有关齿面织构化设计... 详细信息

我国国防事业的飞速发展对航空高速齿轮提出了更高要求，而有关齿轮副表面摩擦学设计仍是薄弱环节。表面织构技术已成为摩擦学领域的研究热点，它在减摩抗磨、减振、抗粘附、抗蠕爬等多个领域展示出良好的应用潜力。有关齿面织构化设计研究尚处于起步阶段，还远未能形成规范成熟的设计理念和方法。对当前国内外研究人员在齿轮表面摩擦学设计及表面织构化方面的研究工作进行全面综述。首先从齿轮表面摩擦学设计基本要求展开介绍，指出表面粗糙度和表面纹理是齿轮副表面摩擦学设计的关键，而大量研究已经证实，不管是滚动还是滑动摩擦，并非表面越光滑摩擦学性能越优异，国内外研究人员在齿轮副表面织构化设计方面的研究工作已经展开。随后对现有齿轮副表面织构化的研究工作进行梳理，总结齿面织构化处理后带来的性能增益，主要包括减摩抗磨效应、表面强化效应、减振和降温效应。紧接着，介绍齿轮弹流润滑数值计算方面的研究进展，总结国内外研究人员在表面纹理、表面织构对齿轮副的弹流润滑特性影响机制。随后，对齿轮副表面织构加工技术进行对比分析，主要包括织构激光刻蚀、织构掩膜电解、织构微磨料射流等特种加工技术的优劣。对现有研究不足和潜在研究方向进行展望，从织构设计和加工等方面对齿轮表面织构化设计提供指导，有望为未来航空高速齿轮副表面织构化设计提供科学指导和数据支撑，填补该领域研究空白并扩大表面织构应用领域。

关键词：齿轮表面织构表面粗糙度表面纹理弹流润滑滚滑工况

基于Boosting的多联机制冷剂充注量故障诊断集成模型

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制冷学报 2020年第2期41卷 70-78页

作者：魏文天李正飞王誉舟周镇新廖文强丁新磊程亚豪陈焕新华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

多联机空调系统被广泛用于各种公共建筑物,一旦发生故障会导致舒适性降低,能耗增加。制冷剂充注水平是影响空调系统高效运行的重要参数。本文提出一种基于Boosting集成算法的故障诊断模型,以制冷剂充注量故障为研究对象,将逻辑回归、决... 详细信息

多联机空调系统被广泛用于各种公共建筑物,一旦发生故障会导致舒适性降低,能耗增加。制冷剂充注水平是影响空调系统高效运行的重要参数。本文提出一种基于Boosting集成算法的故障诊断模型,以制冷剂充注量故障为研究对象,将逻辑回归、决策树、随机森林、支持向量机和BP神经网络等5个基分类器集成,使用卡方检验进行特征选择,并使用制冷、制热模式的实验数据建立诊断模型。结果表明:基于Boosting的集成模型能高效检测多联机制冷剂充注量的故障,准确率高达96.8%,相比于传统故障检测方法,大幅提高了诊断模型的响应速度、准确度和实用性。

关键词： Boosting 集成制冷剂充注量多联机故障诊断

横风下不同编组长度城际动车组气动载荷规律分析

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1567-1578页

作者：黄尊地彭程陈传仰许振国周镇斌伊严严常宁五邑大学轨道交通学院广东江门529020

横风是城际动车组运行时产生晃动和不稳定现象的重要原因。为提高城际动车组在横风条件下的运行安全性和稳定性,并找到动车组最优的编组配置,开展城际动车组在横风环境下的气动载荷研究。基于三维、非定常、不可压的DES湍流模型,采用新... 详细信息

横风是城际动车组运行时产生晃动和不稳定现象的重要原因。为提高城际动车组在横风条件下的运行安全性和稳定性,并找到动车组最优的编组配置,开展城际动车组在横风环境下的气动载荷研究。基于三维、非定常、不可压的DES湍流模型,采用新型城际动车组研究有/无横风环境不同编组长度对列车气动特性的影响,分析城际动车组在高架运行时各节车厢周围流场变化情况,探究城际动车组气动载荷变化规律。研究结果表明:当无横风时,头车和尾车的阻力系数大于中间车,且随着车速的增加头车和尾车的阻力系数基本不变;尾车的升力系数大于头车和中间车,且随着车速的增加头车和尾车的升力系数基本不变。当有横风时,头车的阻力系数反向增大,尾车的阻力系数正向增大,头尾车阻力系数随速度的增大而减小,中间车基本不变;头车升力系数小于尾车和中间车,编组越长,中间车升力系数波动减缓,且随速度的增大而减小。对于侧向力系数,横风使头车侧向力系数最大,中间车次之,尾车最小。编组越长,中间车侧向力系数波动越小;对于倾覆力矩系数,横风使头车倾覆力矩反向最大,中间车次之,尾车最小,随速度的增大而减小。此外,不同编组的城际列车在运行中存在着不同的气动特性,长编组列车在相同条件下具有更好的稳定性和舒适性,且城际动车组车头各种载荷变化波动最大,需要重点关注。研究可为优化列车设计、提高运行安全性和稳定性提供科学依据。在城际动车组设计和编组时,应当优先选择较长编组,以确保列车运行安全和稳定。

关键词：横风不同编组城际动车组气动特性数值仿真