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环境工程中城市污水处理技术运用探究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第8期 66-69页

作者：付鹏成吉安市新干生态环境局江西吉安331300

环境工程主要围绕环境污染问题进行相关研究,其根本目的是实现环境保护和可持续发展。在现阶段的经济发展进程中,我国城市建设速度较快,在城市当中,人口数量也在不断增多。在这样的社会背景下,导致人们在生活生产过程中的污水量明显提升... 详细信息

环境工程主要围绕环境污染问题进行相关研究,其根本目的是实现环境保护和可持续发展。在现阶段的经济发展进程中,我国城市建设速度较快,在城市当中,人口数量也在不断增多。在这样的社会背景下,导致人们在生活生产过程中的污水量明显提升,为污水处理带来了一定压力。在本文的分析中,主要从环境工程领域视角出发,对城市污水处理技术进行详细的分析,以此满足相应的城市现代化建设。

关键词：环境工程城市污水污水处理 SBR 法

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双消浪室有顶板开孔沉箱数值研究

海洋工程 2024年

作者：唐晓成刘华宇陈洪洲史国家方娟付鹏帅浙江海洋大学海洋工程装备学院吉林建筑大学土木工程学院吉林鲁能漫江生态旅游开发有限公司生态与安质部

采用基于泰勒级数展开的CSPH(Corrective smoothed particle hydrodynamics)方法和Riemann解改进了光滑粒子流体动力学(SPH)方法，模拟了波浪与双消浪室有顶板开孔沉箱的相互作用。通过与试验数据的对比，验证了数值方法的准确性和适用... 详细信息

采用基于泰勒级数展开的CSPH(Corrective smoothed particle hydrodynamics)方法和Riemann解改进了光滑粒子流体动力学(SPH)方法，模拟了波浪与双消浪室有顶板开孔沉箱的相互作用。通过与试验数据的对比，验证了数值方法的准确性和适用性。分析了顶板高度s、消浪室宽度B和开孔率μ等因素对沉箱附近波面η和水平波压力p的影响。结果表明：在计算波浪条件下，顶板高度s和开孔率μ是影响沉箱波面峰值的主要影响因素，而消浪室宽度B对波面峰值的影响较小；同时，随着顶板高度s的增加，静水位处前开孔板和后实体墙的波压力峰值均逐渐减小，而后开孔板的波压力峰值先减小后增大。此外，改进后的SPH方法还可用于研究水粒子的压力场和速度场的情况，追踪水粒子在不同位置、不同时刻的瞬时速度，描述水粒子的运动状态，为研究波浪和开孔沉箱的相互作用提供了有效的手段。

关键词：双消浪室开孔沉箱 SPH方法水粒子速度场顶板高度波压力

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联合GPS、DR及视觉的无人车导航

联合GPS、DR及视觉的无人车导航

作者：付鹏成哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着时代发展,汽车数量越来越多,伴随而来的是汽车安全驾驶问题、环境污染问题、交通拥堵问题等。为了解决这些问题,人们开始大力研究无人驾驶汽车,无人驾驶汽车在国防和民用领域都有广阔的应用前景。自主导航技术是无人车的关键技术之... 详细信息

随着时代发展,汽车数量越来越多,伴随而来的是汽车安全驾驶问题、环境污染问题、交通拥堵问题等。为了解决这些问题,人们开始大力研究无人驾驶汽车,无人驾驶汽车在国防和民用领域都有广阔的应用前景。自主导航技术是无人车的关键技术之一,基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的无人车导航具有全球覆盖、定位精度高的特点,然而它在城市环境下容易发生GPS信号被遮挡的情况。航迹推算(Dead reckoning,DR)系统是自助式导航,不需要外界信息,一般不受环境影响,但是其定位误差会随着时间累积而变大,不能持续使用。视觉导航通过检测道路中的车道及交通标志,引导无人车自主行驶。它是一种被动式的测量方法,本身不会发出光和辐射,具有隐蔽性好,测量快速准确的优点,但是容易受到光线、路面环境的影响。任何一种单一的导航方式都有其缺点,不能满足无人车自主驾驶的需求,而组合导航可以利用各种导航的优点,进行优势互补,是实现无人车导航的有效方法。本文首先设计了一套无人车平台方案,为导航实现提供硬件支撑。车上配置有GPS、摄像头、位移编码器、电子罗盘等传感设备,处理器有上位机和下位机。上位机使用高性能计算机处理图像数据与定位数据,下位机采用微处理器控制电机、舵机并处理数据量较小的传感数据。方案将系统分为环境感知系统、路径规划系统、底层控制系统三大部分。环境感知系统收集环境感知数据,路径规划系统通过本文所提出的两种导航算法处理感知数据得到控制变量,底层控制系统用改进的PID控制算法处理控制变量来控制无人车的转向和速度。结合本文硬件,提出并实现了一种基于GPS/DR的无人车导航。本文设计了一套差分GPS精度采集测试方案,测试表明本文的GPS系统定位精度达到厘米级满足无人车定位需求。导航算法通过获取规划路径中的前点和目标点,无人车的当前定位与航向,推导得到无人车航向与期望航向的夹角,并传递给无人车转向控制部分。算法中设定车与目标点距离阈值,当距离小于阈值时无人车更新前点与目标点,直到车到达终点。无人车转向控制采用带有死区的PID控制方法,速度控制采用增量式PID控制方法,使无人车稳定行驶。针对GPS/DR导航易受GPS信号遮挡影响的缺点,设计了基于视觉的无人车导航,将两者组合使用得到基于GPS/DR/视觉的无人车导航。视觉导航获取车前方道路图像,经过图像预处理后得到二值图像,经过Canny算子边缘检测得到边缘图像,用Hough变换提取直线,基于车道线的平行和宽度特征提取出车道线。用车道中心线表示无人车期望方向,图像中心线表示无人车当前航向,得到航向偏角并传递给无人车转向控制部分。当GPS信号受到遮挡导致GPS未定位或者非差分定位时,采用视觉导航。当GPS信号正常时,采用GPS/DR导航。为验证本文提出的导航算法的效果,设计了跑车试验,试验选取校园内矩形路段,其中部分路段GPS信号受到遮挡,在该路段铺设了车道线。试验测试了两种算法,分别为基于GPS/DR的无人车组合导航和基于GPS/DR/视觉的无人车组合导航。此外,本文针对无人车试验时安全需求,编写了监控台软件系统来实时监测检测无人车的环境感知系统是否正常运行,并在百度地图上实时显示无人车的位置,避免无人车出现故障时发生意外。实验结果显示本文提出的基于GPS/DR/视觉的无人车组合导航算法能使无人车按既定路线稳定行驶,有效解决了GPS信号受到遮挡时无人车自主行驶不稳定,偏离既定路线的问题。

关键词：无人车全球定位系统航迹推算视觉导航

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自动化集装箱码头堆场立体天车工艺布局方案

集装箱化 2023年第11期34卷 1-5页

作者：付鹏成李波张卫周兆君李传浩青岛港国际股份有限公司

为了满足不同类型自动化集装箱码头(以下简称“自动化码头”)生产运营需要,助力港口实现绿色低碳、智能高效发展目标,针对现有自动化码头堆场工艺布局存在的常见问题,提出自动化码头堆场立体天车工艺布局方案。与传统的堆场垂直于岸壁... 详细信息

为了满足不同类型自动化集装箱码头(以下简称“自动化码头”)生产运营需要,助力港口实现绿色低碳、智能高效发展目标,针对现有自动化码头堆场工艺布局存在的常见问题,提出自动化码头堆场立体天车工艺布局方案。与传统的堆场垂直于岸壁和堆场平行于岸壁工艺布局相比,立体天车工艺布局能够有效提高堆场堆存能力和作业效率,从而帮助自动化码头应对集装箱吞吐量增长、投资建设成本高昂、土地资源紧缺等挑战。

关键词：自动化码头堆场工艺布局天车集装箱码头

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基于多尺度特征融合的互学习脱机手写数学公式识别

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 23-31页

作者：付鹏斌徐宇杨惠荣北京工业大学信息学部北京100124

脱机手写数学公式二维结构复杂,其中字符多变的尺度以及书写风格的变换不一都会增大手写数学公式识别的难度。文中提出了一个基于多尺度特征融合的互学习模型。首先,在编码阶段引入了多尺度特征融合的方式改进模型,以提升模型对公式中... 详细信息

脱机手写数学公式二维结构复杂,其中字符多变的尺度以及书写风格的变换不一都会增大手写数学公式识别的难度。文中提出了一个基于多尺度特征融合的互学习模型。首先,在编码阶段引入了多尺度特征融合的方式改进模型,以提升模型对公式中细粒度信息的提取能力以及加强对全局二维结构的语义信息理解;其次,引入了成对的手写体、打印体数据来进行互学习模型的训练,该模型包括解码器损失和上下文匹配损失,分别学习LaTeX语法以及手写体、打印体之间的语义不变性,提高模型对不同书写风格的鲁棒性,提升对公式整体信息的理解能力。在CROHME 2014/2016/2019数据集上进行实验验证,结果发现:引入多尺度特征融合机制后,表达式正确率分别达到55.25%、52.31%、53.72%;引入互学习机制后,表达式正确率分别达到55.43%、53.53%、53.79%;同时引入两种机制后,表达式正确率分别达到58.88%、55.10%、57.05%。经实验证明,文中提出的方法能够有效提取公式中不同尺度下的特征,并通过互学习机制克服手写风格不一、数据量少等问题。此外,在HME100K数据集上的实验结果也验证了文中提出模型的有效性。

关键词：手写数学公式识别脱机模式手写体打印体语义不变性

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碳原子在铱衬底（111）和（100）面的吸附行为模拟及其微观机理

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碳原子在铱衬底（111）和（100）面的吸附行为模拟及其微观机理

作者：付鹏吉林大学

学位级别：硕士

金刚石由于具有大禁带宽度、高载流子迁移率、高击穿场强、高硬度、高光学透过率等优良的物理性质,在许多领域都有巨大的应用前景,尤其是在半导体领域,被誉为终极半导体材料。目前获取高质量大尺寸单晶金刚石最有前景的方法是微波等离... 详细信息

金刚石由于具有大禁带宽度、高载流子迁移率、高击穿场强、高硬度、高光学透过率等优良的物理性质,在许多领域都有巨大的应用前景,尤其是在半导体领域,被誉为终极半导体材料。目前获取高质量大尺寸单晶金刚石最有前景的方法是微波等离子体化学气相沉积法,这一领域经过多年发展,在实验上已经探明了包括优质衬底的选择和偏压增强形核等许多有助于金刚石生长的参数。然而实验上取得的进展无法掩盖金刚石生长理论上的停滞,从金刚石结构形成前夕碳原子在衬底层上的吸附到最终生长出高质量单晶金刚石这一过程中,其微观机理尚不明确,例如其吸附最稳定的位点以及覆盖率对平均每个碳原子的吸附能所造成的影响,因此,亟待通过理论计算的研究方法探究其现象的根本原因。在此之前,已有许多讨论原子在材料表面吸附现象的研究,其中最重要的讨论话题之一是原子与材料之间的相互作用。过去的研究重点在于考察吸附后体系的几何结构、扩散势垒、谐波振动频率以及形变能。如果需要考虑吸附后晶体的生长过程,但仅通过上述方法研究原子的吸附现象是不足的,必须考虑原子吸附的位点及覆盖率,这两种因素对原子聚集的结构及后续晶体的生长将造成直接影响。相互作用能作为对比不同吸附位点以及不同覆盖率之间差异的首要研究方法,广泛用于研究原子在材料表面吸附的现象,进一步地,如果以合适的方法对相互作用能的成份加以分解,得到具有不同物理意义的部分,则可以确定造成相互作用能差异的根本原因。本研究立足于此,利用第一性原理计算对碳原子在适合金刚石生长的铱衬底上吸附的微观机理进行了研究,取得了以下创新性研究成果。1、构建了碳原子在铱(111)衬底上的bridge、fcc、hcp和top点位的吸附模型,以及铱(100)衬底上的bridge、hollow和top点位的吸附模型,并对其进行了结构优化和振动分析。绘制出红外光谱并分析了峰位,绘制了静电势在vd W表面上的面积分布并对静电相互作用进行了分析,之后通过态密度图和静电势分布讨论了不同吸附结构的相互作用强度,验证了碳原子在铱(100)面和(111)面吸附最为稳定的点位分别为hollow和hcp点位。最后通过能量分解计算,确定了在(100)的hollow点位,影响吸附效果的主要因素是轨道相互作用,在(111)的hcp点位,影响吸附效果的主要因素是交换-互斥作用。2、本文构建了碳原子在铱(111)衬底上的hcp点位覆盖率分别为0.11 ML、0.25 ML、0.50 ML、0.75 ML和1 ML的吸附模型,之后对其进行结构优化和振动分析,并计算了相互作用能。验证了覆盖率逐渐增大时,平均每个碳原子的吸附能并不随覆盖率单调减小,而是在0.25 ML附近存在一个微小的拐点的现象。通过态密度图、静电势分布和能量分解计算,探明了覆盖率为0.25 ML左右时平均每个碳原子的吸附能最大的根本原因。当覆盖率低于0.25 ML时,影响吸附效果的主要因素是交换-互斥作用,而当覆盖率高于0.25 ML时,影响吸附效果的主要因素是轨道相互作用。

关键词：碳原子铱吸附相互作用能能量分解

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面向超算互联网的工作流任务调度方法研究

面向超算互联网的工作流任务调度方法研究

作者：付鹏齐鲁工业大学

学位级别：硕士

超算互联网以超级计算机和高速互联网为基础,将各地的超算中心实现数据与算力的互联互通,整合成一个庞大的算力融合网络,以云服务模式为用户提供各种存储与计算资源。随着超算互联网的部署与应用,在面向广域异构协同计算的任务调度中,... 详细信息

超算互联网以超级计算机和高速互联网为基础,将各地的超算中心实现数据与算力的互联互通,整合成一个庞大的算力融合网络,以云服务模式为用户提供各种存储与计算资源。随着超算互联网的部署与应用,在面向广域异构协同计算的任务调度中,工作流的任务调度是超算互联网所面临的一个重要挑战。需要将具有依赖关系的任务有效地调度到超算节点上顺利执行,在合理利用算力资源的同时满足用户的服务质量需求。优秀的任务调度算法是超算互联网提供优质服务的关键,可以确保工作流任务能够高效执行和实现。而工作流任务类型结构较为复杂,任务间存在着数据传输与通信,超算互联网资源的异构性更是增加了任务调度的难度。本文围绕工作流最大完成时间的单目标优化问题、工作流最大完成时间和总执行成本的多目标优化问题展开,主要研究内容如下:(1)对于工作流任务最大完成时间最小化的单目标优化问题,提出了一种出入度优先级最早完成时间算法(In-degree and Out-degree Earliest Finish Time,IOEFT)。IOEFT算法根据依赖任务之间的出度与入度设置效率更高的向上排名值进行工作流任务的优先级排序,结合乐观表与基于插入的策略实现超算节点资源的分配。其中,乐观表用来预测任务的执行状态,插入策略用来调整资源的使用顺序,以充分提高资源的利用率。通过对三种现实存在的工作流进行仿真实验,验证了IOEFT算法在缩短最大完成时间方面的有效性。(2)对于工作流任务最大完成时间和总执行成本目标聚合最小化的多目标优化问题,提出了一种基于TOPSIS的多目标模糊聚合算法(Multi-Objective Topsis Fuzzy Aggregation,MOTFA)。MOTFA算法对管道任务进行任务合并,以减少任务间的通信时间与通信成本。根据时间与成本设置了一个全面的综合向上排名值来生成工作流任务的优先级序列,通过TOPSIS方法构造工作流任务与超算资源节点的映射关系,包括定义决策矩阵、属性标准化与设置加权函数等方法,使用模糊计算中的隶属值生成综合价值指数获取最佳的工作流任务调度方案。通过对三种现实存在的工作流进行仿真实验,验证了MOTFA算法可以较好地同步优化最大完成时间和总执行成本,尤其是在总执行成本优化的方面表现更好。(3)对于工作流任务最大完成时间和总执行成本帕累托前沿最小化的多目标优化问题,提出了一种元启发式多目标蚁群优化算法(Multi-Objective Ant Colony Optimization,MOACO)。MOACO算法引入工作流任务的深度值代替向上排名值去实现任务的优先级排序,从而充分扩展工作流调度方案的搜索范围。使用改进的蚁群算法来实现工作流任务到超算节点的映射,在概率选择公式中增加了负反馈机制筛除在迭代过程中产生的不合适的子方案,设置合适的启发函数与适应值函数平衡时间与成本的关系,对信息素的挥发系数进行动态调节以提高算法前期的收敛速度和后期的全局搜索能力。对随机生成的DAG工作流与现实世界的三种工作流进行了仿真实验,实验结果表明MOACO算法相对于其它对比算法存在更好的帕累托前沿,MOACO算法在针对最大完成时间与总执行成本的多目标优化中表现出了更好的性能。

关键词：超算互联网任务调度工作流蚁群算法多目标优化

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自动化集装箱码头双箱作业研究与实践

物流技术 2022年第7期41卷 116-119页

作者：李波耿卫宁付鹏成管廷敬青岛新前湾集装箱码头有限责任公司山东青岛266500

自动化集装箱码头具有高效、节能、环保的特点,效率、节能、环保仍将是其内部良性循环的重要指标;堆场内的双箱作业因其高效、节能的特点为码头未来生产提供了一种方式,通过双箱的策略研究及实践应用,调整优化码头堆场的作业模式,全面... 详细信息

自动化集装箱码头具有高效、节能、环保的特点,效率、节能、环保仍将是其内部良性循环的重要指标;堆场内的双箱作业因其高效、节能的特点为码头未来生产提供了一种方式,通过双箱的策略研究及实践应用,调整优化码头堆场的作业模式,全面提升码头综合能力,为已建成码头在有限条件下突破码头堆场瓶颈提供思路,实现生产效率二次突破。

关键词：集装箱堆场双箱作业现状分析方案

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高频高场电子顺磁共振技术在自旋量子态研究中的应用

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 144-156页

作者：袁嘉悦付鹏翔高松蒋尚达周珅国防科技大学理学院量子信息研究所长沙410073 华南理工大学自旋科技研究院广州511442 北京大学化学与分子工程学院北京100871

电子顺磁共振(EPR)技术是研究具有未成对电子的顺磁性物质的电子结构与动力学信息的有效分析方法,广泛应用于生物医药、化学、材料科学、辐射检测与量子信息处理等领域。与传统的X波段(9.5 GHz)EPR相比,高频EPR具有更高的分辨率、灵敏... 详细信息

电子顺磁共振(EPR)技术是研究具有未成对电子的顺磁性物质的电子结构与动力学信息的有效分析方法,广泛应用于生物医药、化学、材料科学、辐射检测与量子信息处理等领域。与传统的X波段(9.5 GHz)EPR相比,高频EPR具有更高的分辨率、灵敏度与初始化效率等诸多优势,在研究分子中电子自旋的量子性质方面具有重要应用价值。简要介绍了高频高场电子顺磁共振技术的发展、原理、特点与仪器构造等,重点介绍了其在自旋量子态研究中的应用,并对其未来进行了展望。高频高场电子顺磁共振技术可详细表征分子中电子自旋的磁能级结构并对其进行高效精准的量子相干操控,进一步可演示量子算法与逻辑门等。

关键词：电子顺磁共振电子自旋量子相干操控分子自旋量子位

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