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室内定位的指纹库自适应更新算法研究与实现

室内定位的指纹库自适应更新算法研究与实现

作者：从海峰重庆邮电大学

学位级别：硕士

人们日常生活中使用的房屋合租、汽车导航和新闻推送等应用都依赖于定位技术。受益于全球定位系统的普及,室外环境下定位精度已经达到一个极高的地步。但由于建筑物对卫星信号的遮挡,室内环境下难以实现精准定位。蓝牙指纹定位是一种流... 详细信息

人们日常生活中使用的房屋合租、汽车导航和新闻推送等应用都依赖于定位技术。受益于全球定位系统的普及,室外环境下定位精度已经达到一个极高的地步。但由于建筑物对卫星信号的遮挡,室内环境下难以实现精准定位。蓝牙指纹定位是一种流行的室内定位技术,但是室内环境和蓝牙信标摆放位置的变化会对蓝牙信号分布产生极大的影响,最终会导致定位精度的下降。蓝牙指纹定位的广泛使用受限于需要花费大量人力采集带位置标签的指纹,来建立和更新指纹库。为了解决这个问题,本文提出了一种指纹库更新方法,主要内容如下:首先,本文提出利用众包数据对指纹库进行自动更新。包含蓝牙接收信号强度、速度和航向的众包数据将会被卡尔曼滤波融合,经过轨迹有效性分析后可以给未标记的蓝牙接收信号强度数据赋予位置标签生成候选指纹。当每个参考点都获取到足够的候选指纹后,具有噪声的基于密度的聚类算法将会被用于分析原始指纹和候选指纹,完成指纹库的自动更新。其次,作为异常情况下指纹库自动更新算法不能生效的补充,本文提出了基于地磁序列匹配的指纹库快速手动更新算法。利用信标处的平均定位误差确定需要手动更新的区域,使用动态时间规整算法进行地磁模版匹配实现对轨迹的修正,并根据训练出的信号传播模型补齐轨迹上某些参考点蓝牙接收信号强度的空缺,完成指纹手动更新。最后,为了更为直观的展示指纹更新前后的定位效果,本文完整的搭建了一套包括数据采集、数据处理和结果演示系统。通过对大量的实验结果进行分析,指纹库自动更新后基于指纹的蓝牙定位精度得到了有效提升,3米内定位精度达到90%,平均定位精度有0.6米的提高。指纹库手动更新后平均定位误差达到了1米,与刚建库时相接近,同时与逐点采集更新相比效率大大提高。

关键词：室内定位指纹库更新众包数据蓝牙基于密度的聚类

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双胺“可逆”溶剂强化正渗透脱盐及过程优化

化工进展 2022年第11期41卷 6158-6166页

作者：刘翔何林从海峰隋红李鑫钢天津大学化工学院天津300072 精馏技术国家工程研究中心天津300072 天津大学浙江研究院浙江宁波315201

正渗透作为非压力驱动膜脱盐技术,具有能耗低、膜污染轻、水回收率高等优点,其中汲取液的分离回收是整个正渗透技术的关键。本文提出采用双胺(TEPDA,N,N,N’,N’-四乙基-1,3-丙二胺)“可逆”溶剂经质子化-脱碳可逆循环作为正渗透汲取液... 详细信息

正渗透作为非压力驱动膜脱盐技术,具有能耗低、膜污染轻、水回收率高等优点,其中汲取液的分离回收是整个正渗透技术的关键。本文提出采用双胺(TEPDA,N,N,N’,N’-四乙基-1,3-丙二胺)“可逆”溶剂经质子化-脱碳可逆循环作为正渗透汲取液进行脱盐的策略。首先,使用TEST软件预测发现,相比传统有机溶剂及单胺溶剂(如DMCHA,N,N-二甲基环己胺),TEPDA具有较低的挥发性、较高的安全性和低生育毒性。正渗透实验发现在两种模式下TEPDA的反向通量选择性均高于DMCHA,证明TEPDA具有更好的正渗透效果。同时发现TEPDA汲取液在PRO模式下效果要优于FO模式。通过对操作条件的优化得到TEPDA汲取液的最优操作温度为30℃,最佳流速为500mL/min。在最优条件下对1%(质量分数)的氯化钠溶液进行5h的连续运行发现,TEPDA汲取液在5h后仍能保持6.09L/(m^(2)·h)的正向渗透通量,具有连续运行的稳定性。循环实验也证明了TEPDA具有较好的循环稳定性。上述结果为双胺(TEPDA)“可逆”溶剂应用于正渗透脱盐领域提供了基础的理论指导。

关键词：正渗透双胺 “可逆”溶剂汲取液

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重芳烃轻质化与分离研究进展

化学工业与工程 2022年第3期39卷 60-72页

作者：袁国民从海峰李鑫钢天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津化学化工协同创新中心天津300350

随着大量的芳烃联合装置、乙烯装置兴建及扩建,以及现代煤化工产业的发展,使得重芳烃的来源变得更加多元化,副产的重质芳烃变得越来越多,而有效地利用这一资源将能极大促进化工行业发展,这在推动国家经济和能源发展方面具有重要的意义... 详细信息

随着大量的芳烃联合装置、乙烯装置兴建及扩建,以及现代煤化工产业的发展,使得重芳烃的来源变得更加多元化,副产的重质芳烃变得越来越多,而有效地利用这一资源将能极大促进化工行业发展,这在推动国家经济和能源发展方面具有重要的意义。主要梳理了近年来重质芳烃轻质化和重质芳烃分离的工艺方法,阐述了石油基和煤基重质芳烃的利用现状和高值化相关研究,重点介绍了几种成熟的重质芳轻质化和分离工艺,例如:脱烷基、选择加氢开环以及烷基转移等轻质化工艺,萃取精馏、烷基化反应精馏以及吸附等重芳烃分离工艺。虽然重质芳烃分离与轻质化工艺均能提高重质芳烃资源的利用率和附加值,但均存在很多问题,例如轻质化工艺存在转化率低、副产物较多以及催化剂效率低等问题,而重质芳烃分离过程存在分离能耗高、设备投资大、萃取精馏溶剂选择难以及结晶分离收率低等问题,因此2种重芳烃再利用方法均需要在工艺方面进行改进和创新。对此,最后对重质芳烃资源轻质化和分离工艺给予了展望,为重质芳烃资源再利用深入研究提供参考。

关键词：重芳烃轻质化脱烷基芳烃提纯均三甲苯偏三甲苯

螺旋液桥降膜规整填料螺线间隙液桥形成与流动

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化工进展 2022年第2期41卷 584-592页

作者：韩红明从海峰李洪高鑫李鑫钢天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津化学化工协同创新中心天津300350 天津大学浙江研究院浙江宁波315000

液桥是螺旋液桥降膜规整填料的重要特征,存在于螺线间隙,将两个相距一定距离的平行螺线连接起来,目前对螺线间隙液桥形成和流动的研究鲜有报道。为了研究螺旋液桥降膜规整填料各参数和液相负荷对液桥的影响,以及液桥在填料螺线间隙的流... 详细信息

液桥是螺旋液桥降膜规整填料的重要特征,存在于螺线间隙,将两个相距一定距离的平行螺线连接起来,目前对螺线间隙液桥形成和流动的研究鲜有报道。为了研究螺旋液桥降膜规整填料各参数和液相负荷对液桥的影响,以及液桥在填料螺线间隙的流动形式,本文搭建了流体流动观测实验装置,通过配备微距镜头的高清相机和高速摄像仪,结合示踪粒子追踪方法,观测了液桥在不同规格螺线间隙的形成、变化和流动形式。结果表明,在一定的液相负荷下,不同规格螺线间隙均能形成稳定且连续的液桥,螺线直径和宽度对液桥的形成、变化和流动影响不大,螺线间隙宽度越小、液体体积越大,液桥越稳定,但液桥表面积会减小。同时,液桥边界随着液相负荷的增加会由凹变平,通过图像慢放发现,液桥在螺线间隙沿着螺旋线方向螺旋下降。本研究对螺旋液桥降膜规整填料结构参数设置及应用具有重要指导意义。

关键词：螺旋降膜液桥规整填料流体流动与示踪

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丙酮缩甘油反应精馏工艺全流程模拟与优化

化工进展 2021年第7期40卷 3584-3590页

作者：赖佳宁高鑫从海峰李洪李鑫钢天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津300350

针对丙酮缩甘油的传统生产工艺单程转化率低、生产设备投资高、后处理过程长及环境污染等缺点,本文设计了一种高效节能的反应精馏(RD)生产工艺。基于反应动力学和热力学基础数据,建立丙酮缩甘油反应精馏严格数学模型对反应精馏工艺全流... 详细信息

针对丙酮缩甘油的传统生产工艺单程转化率低、生产设备投资高、后处理过程长及环境污染等缺点,本文设计了一种高效节能的反应精馏(RD)生产工艺。基于反应动力学和热力学基础数据,建立丙酮缩甘油反应精馏严格数学模型对反应精馏工艺全流程进行理论探究。通过对塔内浓度分布的分析,揭示了产物水对丙酮缩甘油反应精馏合成效果的影响。探究不同丙酮循环量对全流程生产工艺的影响;并以反应精馏塔和丙酮回收塔塔釜再沸器负荷为目标函数,对全流程的参数进行探究和优化,结果表明全流程优化后相比单塔优化的总能耗可节约3.6%。同时与工业传统先反应后精馏流程相比,优化后的反应精馏全流程节约能耗15.1%。该结果可为丙酮缩甘油工业化生产工艺设计提供参考和依据。

关键词：缩酮反应反应精馏精馏

进料组成对中部蒸汽压缩两段式精馏塔节能与经济效益的影响

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化工进展 2020年第12期39卷 5042-5048页

作者：陈颢从海峰何林李洪高鑫李鑫钢天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津化学化工协同创新中心天津300350

提出一种中部蒸汽压缩两段式新型精馏塔,并以丙烯和丙烷分离过程为例,对中部蒸汽压缩两段式精馏塔与常规精馏塔的性能进行比较。通过使用Aspen Plus模拟软件对流程建模及优化,探讨了丙烯和丙烷在不同配比进料条件情况下对中部蒸汽压缩... 详细信息

提出一种中部蒸汽压缩两段式新型精馏塔,并以丙烯和丙烷分离过程为例,对中部蒸汽压缩两段式精馏塔与常规精馏塔的性能进行比较。通过使用Aspen Plus模拟软件对流程建模及优化,探讨了丙烯和丙烷在不同配比进料条件情况下对中部蒸汽压缩两段式精馏塔的节能效果、全局有效能损失和经济效益的影响。结果发现,中部蒸汽压缩两段式精馏塔相比于常规精馏塔有着良好的节能效果,在丙烯和丙烷比例为3∶1时节能效果最为显著。中部蒸汽压缩两段式精馏塔比常规精馏塔全局有效能损失明显减少,并且受进料组成配比的影响不大。在经济投资方面,中部蒸汽压缩两段式精馏塔有着良好的经济效益,最后的年总投资节省率受进料组成配比的影响不大。说明该中部蒸汽压缩两段式精馏塔在进料组成配比上具有良好的适应性。

关键词：进料组成精馏中部蒸汽压缩节能经济效益

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微波强化液桥式螺旋降膜蒸发器数值模拟

化工学报 2021年第S1期72卷 227-235页

作者：张亚爽李洪从海峰韩红明李鑫钢高鑫天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津300072

微波加热薄膜蒸发技术在促进极性/非极性混合物分离领域潜力巨大,但仍面临着能源利用效率低和加热不均的挑战,而电场分布不均是其根本原因,但影响电场分布的因素十分复杂且不可控,因此,从蒸发器结构及流体流动形式视角出发可为解决微波... 详细信息

微波加热薄膜蒸发技术在促进极性/非极性混合物分离领域潜力巨大,但仍面临着能源利用效率低和加热不均的挑战,而电场分布不均是其根本原因,但影响电场分布的因素十分复杂且不可控,因此,从蒸发器结构及流体流动形式视角出发可为解决微波能高效利用的瓶颈提供新思路。为此本文提出了液桥式螺旋降膜蒸发器,通过COMSOL建立三维模型并模拟计算了微波能强化蒸发器上的螺旋降膜流动与蒸发过程,以蒸发率和温度变异系数作为评价指标,探究液膜厚度、螺距、蒸发器直径、流量以及时间对微波能利用效率的影响规律,研究结果表明该种结构在一定微波入射功率下,液膜蒸发率可达29.26%,温度变异系数降至0.0867,为微波能强化蒸发分离装置的设计提供了依据。

关键词：微波过程强化螺旋降膜蒸发分离数值模拟优化设计

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聚甲氧基二甲醚合成工艺及产业化述评

化工进展 2020年第12期39卷 4993-5008页

作者：耿雪丽孟莹从海峰李洪高鑫李鑫钢天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津化学化工协同创新中心天津300350

聚甲氧基二甲醚(DMMn)作为一种新型绿色环保柴油添加剂,因其具有较高的十六烷值和含氧量,能有效减轻燃烧后的污染物排放,同时完善以煤基甲醇为源头的煤化工产业结构,这使得其合成工艺及产业化进程受到国内外学者的广泛关注。本文对国内... 详细信息

聚甲氧基二甲醚(DMMn)作为一种新型绿色环保柴油添加剂,因其具有较高的十六烷值和含氧量,能有效减轻燃烧后的污染物排放,同时完善以煤基甲醇为源头的煤化工产业结构,这使得其合成工艺及产业化进程受到国内外学者的广泛关注。本文对国内外DMMn合成工艺、国内工业化布局以及未来发展前景进行综述。在现有工艺基础上,归纳总结了由甲醇出发经不同中间产物合成DMM_n的各类合成路线的特点。通过分析制约DMMn工业化进程的关键因素,特别是结合当前全球性新冠肺炎疫情导致的石油价格断崖式下跌,给煤化工产业带来巨大的冲击,认为反应精馏工艺将成为未来DMMn产品推广和工业应用最具有竞争潜力的工艺技术路线。

关键词：聚甲氧基二甲醚柴油添加剂 Schulz-Flory分布工艺路线反应精馏

乙烯三聚制备1-己烯工艺分离工段的模拟优化

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天然气化工—C1化学与化工 2022年第6期47卷 119-126页

作者：沈丽华姜涛从海峰王亚婷天津科技大学化工与材料学院天津300457 天津大学化工学院天津300350

针对乙烯三聚制备1-己烯工艺分离工段能耗高的问题,运用Aspen Plus化工流程模拟软件对现有工艺各个精馏塔的塔板数和进料位置进行了模拟优化,得到脱轻塔、1-癸烯回收塔、溶剂回收塔和1-己烯纯化塔的理论塔板数分别为10块、31块、54块和1... 详细信息

针对乙烯三聚制备1-己烯工艺分离工段能耗高的问题,运用Aspen Plus化工流程模拟软件对现有工艺各个精馏塔的塔板数和进料位置进行了模拟优化,得到脱轻塔、1-癸烯回收塔、溶剂回收塔和1-己烯纯化塔的理论塔板数分别为10块、31块、54块和12块及进料位置分别为第2块理论塔板、第21块理论塔板、第23块理论塔板和第4块理论塔板的常规顺序下的总能耗为4062.0 kW,年度总成本(TAC)为1561.15×10^(3)$/a。在现有工艺基础上进行了改进,通过改变精馏塔顺序实现了溶剂两段循环,并对循环比例和停留时间等参数进行了优化设计。模拟结果表明,当循环比例为0.9和停留时间为30 min时,以环己烷为溶剂的新工艺的能耗为2924.9 kW,TAC为1142.46×10^(3)$/a,比现有工艺的能耗降低了27.99%,TAC减少了26.82%。

关键词：乙烯三聚 1-己烯流程模拟工艺优化能耗年度总成本

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