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知识驱动的机械设备故障诊断

计算机科学 2023年第5期50卷 82-92页

作者：董家祥翟纪宇马昕沈磊贤张力清华大学软件学院北京100084

随着社会经济的快速发展,现代工业逐渐呈现出研究对象复杂化、应用手段信息化和生产方式多元化的发展趋势。机械故障诊断作为现代工业重要的研究领域之一,由于故障机理研究不足和可参考知识匮乏等问题,仍然存在一系列技术瓶颈。为应对... 详细信息

随着社会经济的快速发展,现代工业逐渐呈现出研究对象复杂化、应用手段信息化和生产方式多元化的发展趋势。机械故障诊断作为现代工业重要的研究领域之一,由于故障机理研究不足和可参考知识匮乏等问题,仍然存在一系列技术瓶颈。为应对上述问题,文中提出了知识驱动的机械设备故障诊断方案,主要包括知识构建和诊断流程两个部分。在知识构建方面,提出了领域知识图谱构建方法;在诊断流程方面,设计了一个通用的机械设备故障诊断流程,该流程包括故障问诊、故障定位、起因定位和故障维修指导4个步骤。目前,该方案已经在国内某大型挖掘机维修商实际落地应用,并对其进行了有效性验证,实验结果表明该方案提高了挖掘机故障诊断领域的知识化程度和智能化水平,并表现出了较高的准确性和实用性,后续将在工业界持续推广使用。

关键词：机械设备故障诊断知识驱动领域知识图谱

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氢燃料电池支线飞机概念设计与性能分析

航空学报 2024年

作者：纪宇晗曾凡苍王翔宇王元元中国航空工业发展研究中心

氢能源飞机是航空业实现绿色能源转型的重要途径，全球多个国家正在积极进行氢能源商用飞机的研究与试验。氢燃料电池支线飞机是当下最热门的发展方向之一，以道尼尔228和冲8-Q300为平台的氢能改装飞机已率先完成首飞，有望在2027年前... 详细信息

氢能源飞机是航空业实现绿色能源转型的重要途径，全球多个国家正在积极进行氢能源商用飞机的研究与试验。氢燃料电池支线飞机是当下最热门的发展方向之一，以道尼尔228和冲8-Q300为平台的氢能改装飞机已率先完成首飞，有望在2027年前投入商用。目前我国的氢能源飞机研究大多停留在技术探索阶段，针对支线及以上级别氢能源飞机的整体方案设计和可行性论证较少，难以有效支撑氢能航空发展。本文提出了一种基于现有涡桨支线飞机平台的氢燃料电池动力改装设计方案，并通过仿真方法分析了改装后的飞机性能水平，估算了氢能源飞机的使用成本和碳排放强度。根据本文的研究，氢燃料电池改装支线飞机将采用液氢燃料罐和氢锂混合供电，双发涡桨发动机替换为同等功率水平的电动机。采用主动式储氢方案的氢能源飞机载客量降低26.7%，最大航程降低43.3%，飞行效率提升5.1%，碳排放减少87.5%，运营成本增加46.9%。若采用被动式储氢方案，飞机载客量和最大航程仅降低了13.3%和31.9%，飞行效率则提升了15.9%。本文认为，尽管氢能源飞机目前的性能水平落后于常规动力飞机，但随着氢能技术和可持续航空产业的不断发展，尤其是储氢系统质量比达到55%之后，氢能源飞机有望在效率、航程、载荷等方面超越常规动力飞机。氢燃料电池在支线飞机上的率先应用将迈出可持续航空发展的重要一步。

关键词：氢燃料电池飞机储氢碳排放运营成本民用航空

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 51-60页

作者：许守东欧阳金鑫陈宇捷陈纪宇王建熊小伏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

关键词：配电网分布式电源单相接地故障故障区段定位故障测距

Ca改性生物炭对土壤磷赋存形态影响及稳定化机制

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环境科学 2024年第2期45卷 983-991页

作者：张超翟付杰单保庆中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

针对湖库周边农田淹没后土壤磷释放风险控制的问题,采用共热解法制备Ca改性生物炭(Ca-BC),通过X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线多晶粉末衍射分析(XRD)、吸附实验和模拟培养实验等,进行Ca-BC对土壤磷赋存形态影响和稳定化机制研究.结果... 详细信息

针对湖库周边农田淹没后土壤磷释放风险控制的问题,采用共热解法制备Ca改性生物炭(Ca-BC),通过X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线多晶粉末衍射分析(XRD)、吸附实验和模拟培养实验等,进行Ca-BC对土壤磷赋存形态影响和稳定化机制研究.结果表明,Ca-BC吸附磷的过程符合Langmuir(R^(2)=0.940)和一级吸附动力学模型(R^(2)=0.961),表明该吸附过程为化学作用主导的单层吸附,最大吸附量达到267.93 mg·g^(-1).模拟培养实验表明,当Ca-BC添加量为1%时,土壤中较活跃性的交换态磷形态从7.42%下降至4.59%.XRD结果表明,Ca-BC吸附磷后出现Ca_(3)(PO_(4))_(2)和Ca_(5)(PO_(4))_(3)(OH)吸收峰,证明磷酸盐在生物炭表面形成较稳定的晶体沉淀.XPS分析表明,生物炭表面羰基官能团参与磷固定过程,提高了生物炭对磷的吸附能力.总体来讲,CaBC添加量大于1%时,对磷的释放有较好的固定能力,具备对土壤磷释放控制的潜在应用价值.

关键词：改性生物炭土壤新增淹没区磷酸盐赋存形态

兼顾直流电压安全与无功支撑的柔性直流输电故障穿越控制方法

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电工技术学报 2024年

作者：欧阳金鑫陈纪宇李昂陈宇捷肖超国网河南省电力公司电力科学研究院输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学)

受端电网三相故障下柔性直流输电(VSC-HVDC)的直流电压骤升，可能引发过压闭锁并威胁电网稳定。现有基于卸荷的VSC-HVDC故障穿越方法大多以直流电压为投切条件，未计及受端换流站交流母线电压和无功功率对直流电压安全的影响，可能因投... 详细信息

受端电网三相故障下柔性直流输电(VSC-HVDC)的直流电压骤升，可能引发过压闭锁并威胁电网稳定。现有基于卸荷的VSC-HVDC故障穿越方法大多以直流电压为投切条件，未计及受端换流站交流母线电压和无功功率对直流电压安全的影响，可能因投切条件不合理或受端换流站无功功率过大引发卸荷非必要投入，对交直流系统造成额外冲击并增加能量损失。为此，本文建立了受端换流站功率可行域，以刻画受端电网故障下受端换流站的功率控制能力；分析发现了受端换流站功率可行域的缩减特征，进而提出了避免直流电压越限的受端电网故障极限切除时间的概念和计算方法；通过解析引发直流电压越限的门槛电压，提出了基于最大限度避免直流电压越限的协调控制点的VSC-HVDC故障穿越控制方法。算例表明，所提方法在受端强电网或VSC-HVDC卸荷风险较高的场景中，能够兼顾VSC-HVDC的直流电压安全和对受端电网的无功功率支撑，在最大限度避免卸荷投入的同时，尽可能地为受端电网提供无功功率。

关键词：柔性直流输电交流故障穿越直流电压无功功率

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基于特征重构的YOLO目标检测模型实现

人工智能与机器人研究 2024年第1期13卷 112-120页

作者：纪宇龙天津工业大学软件学院天津

目标检测是计算机视觉领域的四大核心任务之一,它涵盖了目标的分类和定位,至今已有近二十年的研究历史。YOLOv5在YOLO系列目标检测算法中广泛应用,这得益于其稳定的工程实践能力,以及可以较好地平衡检测精度和速度,但YOLOv5算法的检测... 详细信息

目标检测是计算机视觉领域的四大核心任务之一,它涵盖了目标的分类和定位,至今已有近二十年的研究历史。YOLOv5在YOLO系列目标检测算法中广泛应用,这得益于其稳定的工程实践能力,以及可以较好地平衡检测精度和速度,但YOLOv5算法的检测精度距两阶段目标检测器的性能还有差距。因此本文选取其作为研究对象,对其进行改进,力求在保证检测速度基本不变的同时尽可能地提升精度。针对YOLOv5s目标检测算法不能充分利用特征信息的问题,对YOLOv5s进行改进后,提出一种基于特征重构模块的目标检测模型(F-YOLOv5s)。该特征重构模块将w-h平面上的特征信息转移到空间维度,能够减少下采样带来的信息损失,从而提高目标检测的准确率。实验表明,在PASCAL VOC2007和VOC2012数据集上,本文提出的特征重构模块能有效提高特征信息的利用率,使得检测精度大幅度提升。

关键词：目标检测 YOLOv5s 特征重构

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充水作用下露天煤矿内排土场边坡稳定性分析

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 257-264页

作者：王来贵纪宇轩赵娜辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

为分析废弃矿坑改造成蓄水湖时充水高度对内排土场边坡稳定性的影响,采用室内相似试验、数值模拟和理论分析的方法对不同水位高度下内排土场边坡稳定性进行研究。研究结果表明:随着充水高度的增加,浸润线运移速度、边坡最大位移、孔隙... 详细信息

为分析废弃矿坑改造成蓄水湖时充水高度对内排土场边坡稳定性的影响,采用室内相似试验、数值模拟和理论分析的方法对不同水位高度下内排土场边坡稳定性进行研究。研究结果表明:随着充水高度的增加,浸润线运移速度、边坡最大位移、孔隙水压力和边坡土体受到的压力整体呈增长趋势。充水高度越大,边坡倾角越大,边坡稳定系数越低。研究结论为露天煤矿改造成蓄水湖或蓄能水电站项目工程提供参考。

关键词：边坡稳定性条分法浸润线孔隙水压内排土场充水高度

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8.0 Mt/a常减压装置常顶换热器内漏分析与防护

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山东化工 2024年第10期53卷 183-187,191页

作者：纪宇阳中国石油化工股份有限公司金陵分公司炼油一部江苏南京210033

分公司8.0 Mt/aⅢ常减压装置是由1.5 Mt/a常减压蒸馏装置经多次改造而来,可灵活根据生产计划安排生产沥青方案、渣加方案和催化方案,但自2019年检修后主要加工高硫原油生产沥青,两年内常顶换热器多次发生腐蚀泄漏,严重威胁装置的长周期... 详细信息

分公司8.0 Mt/aⅢ常减压装置是由1.5 Mt/a常减压蒸馏装置经多次改造而来,可灵活根据生产计划安排生产沥青方案、渣加方案和催化方案,但自2019年检修后主要加工高硫原油生产沥青,两年内常顶换热器多次发生腐蚀泄漏,严重威胁装置的长周期安全运行。结合原油性质变化分析腐蚀发生的原因,并根据常顶腐蚀部位的情况从工艺和设备两个角度提出相应的防护措施,利用2023年检修机会实现了部分材质升级及技术改进,通过综合治理,效果明显,腐蚀控制得到改善,有利于延长常顶换热器的使用周期。

关键词：常减压装置换热器腐蚀分析

2022年北京市一起群租公寓伤寒暴发疫情的调查

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疾病监测 2024年

作者：蔡旭王焕新金莹莹王瑞琴纪宇欣北京市昌平区疾病预防控制中心

目的对2022年北京市一起伤寒暴发疫情开展调查，了解疫情波及范围、感染来源、传播途径及危险因素，并采取预防控制措施，对避免今后类似暴发疫情的发生提供建议。方法制定病例定义，开展病例搜索。用伤寒个案调查表收集病例信息。收... 详细信息

目的对2022年北京市一起伤寒暴发疫情开展调查，了解疫情波及范围、感染来源、传播途径及危险因素，并采取预防控制措施，对避免今后类似暴发疫情的发生提供建议。方法制定病例定义，开展病例搜索。用伤寒个案调查表收集病例信息。收集所有病例发病前14d的电子支付记录，结合访谈资料，比对病例购买食物的店铺、商家及与外卖配送员是否有交集。在村中排查有巴基斯坦信德省旅居史或接触过此类人群的人员查找首发病例。通过问卷星收集公寓住户信息，采用病例对照研究进行危险因素调查。开展环境卫生学及供水调查，并采集住户、生活饮用水及环境涂抹标本进行伤寒沙门菌检测，对部分病例血标本和水标本中分离的伤寒沙门菌进行抗生素敏感性试验和全基因组测序。结果本次疫情共发生伤寒27例，均居住在公寓北楼，罹患率为25.47%（27/106），发病/检测阳性日期介于2022年1月20日至2月14日之间，以2月4日为高峰。病例均为外地来京务工人员。病例对照研究结果表明饮用生水是危险因素[比值比（OR）=4.130，95%置信区间（CI）：1.161～14.693，χ2=5.270，P=0.022]。卫生学调查提示北楼生活饮用水受污染的可能性大。4例病例血标本和1份北楼水箱溢出口水标本中分离的伤寒沙门菌均对氨苄青霉素、氯霉素、甲氧苄啶磺胺甲恶唑、氨曲南、链霉素、氟喹诺酮类药物、第三代和第四代头孢菌素耐药，且经全基因组测序，病例血标本与水标本来源菌株为同一序列型。结论这是一起因生活饮用水受伤寒沙门菌污染而导致的群租公寓伤寒暴发疫情。此次疫情暴露出自建出租公寓的二次供水系统的规范和监管存在空白。各相关部门应切实做好生活饮用水各环节的规范合理消毒和管网设施的定期监管，保障饮水安全，避免此类疫情再次发生。

关键词：伤寒暴发水污染