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基于GA/PSO BP神经网络的石家庄VOCs环境浓度预测模型研究

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安全与环境学报 2024年第4期24卷 1560-1568页

作者：王欣郭婧涵耿雅娴王树桥葛宇轩袁京周张丁超韩梦非河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心石家庄050018

为了提升挥发性有机物(Volatile Organic Components,VOCs)的预测精度,在反向传播(Back Propagation,BP)网络结构的基础上使用优化算法分别为遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化BP神经网络(GA BP)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化BP神经网络(PSO BP)对VOCs质量浓度进行预测。首先,对污染物及气象因子进行筛选。采用相关性分析法及逐步回归法进行分析筛选,并筛选出合适的输入变量。其次,建立BP神经网络结构。利用BP、GA BP、PSO BP神经网络,以石家庄市2022年夏季污染数据为样本对VOCs质量浓度进行预测。结果显示,经相关性分析及逐步回归法筛选,将PM_(2.5)质量浓度、O_(3)质量浓度、NO_(2)质量浓度、温度、相对湿度作为输入变量。经预测结果对比,PSO BP神经网络模型的预测精度较高,烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃实测值与预测值之间的拟合程度(R^(2))分别为0.80、0.55、0.78、0.67。研究结果可为日后VOCs污染预报预警提供理论参考。

关键词：环境工程学挥发性有机物(VOCs) 神经网络智能优化算法遗传算法粒子群算法

基于CMAQ-ISAM模型对石家庄市臭氧污染过程模拟分析

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环境科学 2024年第9期45卷 5106-5116页

作者：耿雅娴郭婧涵葛宇轩王树桥袁京周张丁超王欣河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心石家庄050018

石家庄市历年6月皆为臭氧(O_(3))污染高发阶段,2023年6月O_(3)8h浓度平均值(O_(3)-8h)污染超标天数占该月天数的80%,O_(3)为首要污染物占比达100%.针对6月11~18日的一次O_(3)重污染过程,利用空气质量模型WRF-CMAQ模拟,平均误差数据MFB为... 详细信息

石家庄市历年6月皆为臭氧(O_(3))污染高发阶段,2023年6月O_(3)8h浓度平均值(O_(3)-8h)污染超标天数占该月天数的80%,O_(3)为首要污染物占比达100%.针对6月11~18日的一次O_(3)重污染过程,利用空气质量模型WRF-CMAQ模拟,平均误差数据MFB为−10.47%和MFE为17.96%,处于理想误差水平范围内.利用CMAQ过程分析模块进行石家庄市物理和化学过程模拟,得到干沉降(DDEP)浓度贡献为−23.88μg·m^(−3),是消耗O_(3)的主要过程,而输送过程(TRAN)是O_(3)的主要来源,其中贡献较大为垂直输送(VTRA).同时利用CMAQ中源解析模块(ISAM)对石家庄市本地与周边区域的O_(3)贡献进行了详细分析.结果表明,石家庄市本地行业贡献源的贡献率大小为:交通源(12.54%)>工业源(6.94%)>居民源(6.56%)>电力源(4.75%).而远距离传输源(BCON)持续处于高贡献首位,贡献率为63.31%.平稳天气下的重污染时段,嵌套域D02层中BCON低于标记区域对石家庄市的浓度贡献总和,周边城市中,保定市在平稳天气下贡献率最高,为26.21%.后期邢台市在高值西南风作用下,浓度贡献也迅速升高.要切实减轻O_(3)污染,不仅要对本市减排,还需要对上风向城市进行提前控制,实行区域间联防联控才是关键.

关键词：臭氧(O3) CMAQ-ISAM模型过程分析源解析石家庄市

基于电磁场模拟微波对土壤苯系污染物的脱附研究

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环境工程 2024年第3期42卷 190-198页

作者：王树桥袁京周郭婧涵张丁超韩梦非葛宇轩耿雅娴王欣河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050091 挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心石家庄050091

微波热脱附土壤中的有机污染物凭借高效、清洁等优点受到广泛关注。近年来,多数微波土壤热脱附研究装置均由家用微波炉改造而来,无法满足微波热脱附实际应用所需的高功率、高精度温度控制等条件。因此,选用苯系物中的邻二甲苯作为目标... 详细信息

微波热脱附土壤中的有机污染物凭借高效、清洁等优点受到广泛关注。近年来,多数微波土壤热脱附研究装置均由家用微波炉改造而来,无法满足微波热脱附实际应用所需的高功率、高精度温度控制等条件。因此,选用苯系物中的邻二甲苯作为目标污染物,以自配污染土壤为样品,采用自制微波热脱附装置为平台进行实验,针对微波功率、微波加热时长、土壤含水率等工艺条件进行单因素影响实验。同时,构建微波加热土壤模型,设置相同条件,并得到相符的结果。并利用该模型推测其他单因素影响实验的假设。实验与模拟结果表明:微波对土壤热脱附的最佳功率为1600 W,热脱附时间为27 min,含水率为17%,推测样品放置于临近加热腔中心位置时对邻二甲苯去除率最佳。

关键词：土壤修复微波热脱附电磁模拟邻二甲苯

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轻量级的数据流完整性保护方案研究

轻量级的数据流完整性保护方案研究

作者：葛宇轩华中科技大学

学位级别：硕士

内存损坏攻击是危害计算机安全最常见的手段之一。内存损坏攻击主要分为面向控制流的攻击和面向非控制数据的攻击。近年来,随着控制流完整性保护方案的逐渐成熟,攻击者开始把内存损害攻击的目标转向非控制数据攻击的领域。数据流完整性... 详细信息

内存损坏攻击是危害计算机安全最常见的手段之一。内存损坏攻击主要分为面向控制流的攻击和面向非控制数据的攻击。近年来,随着控制流完整性保护方案的逐渐成熟,攻击者开始把内存损害攻击的目标转向非控制数据攻击的领域。数据流完整性保护方案可以防止攻击者利用损坏的数据实施恶意行为,但传统的保护方案因为缺乏对数据安全性的分析,导致保护的数据规模过大,保护的范围不精确,产生了高额的开销。针对以上问题提出一种新思路,对于传统保护方案中受保护数据规模过大的问题,通过定位程序中对系统安全性影响较大的系统调用,对影响系统调用安全的参数进行保护,缩小了需要保护的数据规模。针对保护范围不精确这一问题,提出在控制流上“就近保护”的思想,以基本块为粒度对程序进行划分,只对部分受攻击风险较大基本块内的内存写指令进行保护,从而能够在不依赖额外硬件的前提下,降低传统数据流完整性保护方案带来的高额开销。提出了轻量级的数据流完整性保护方案,根据所提出的方案,在LLVM(Low Level Virtual Machine)编译器框架上构建了防御系统。该系统通过对内存操作指令生效前的写入检查来防止面向非控制数据的攻击。系统主要由指针分析模块,关键数据分析模块和指令插桩模块组成。针对真实软件遭受的非控制数据攻击实例进行了开销测试和防御效果测试。实验证明,所提出的保护方案在不引入额外硬件依赖的前提下将开销降低到了10%以内,并针对现有的非控制数据攻击取得良好的防御效果。

关键词：非控制数据攻击数据流完整性内存损害漏洞软件插桩

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风光互补供电系统优化配置研究

风光互补供电系统优化配置研究

作者：葛宇轩长沙理工大学

学位级别：硕士

由于化石燃料愈加紧缺，人们对太阳能和风能等可再生能源的利用也愈加关注。虽然可再生的能源具有良好的前景，但是风能和太阳能都受到环境和天气影响，具有能量密度低，随机性强的特点，由单纯的光伏电站或风电场发电难以有稳定的电能... 详细信息

由于化石燃料愈加紧缺，人们对太阳能和风能等可再生能源的利用也愈加关注。虽然可再生的能源具有良好的前景，但是风能和太阳能都受到环境和天气影响，具有能量密度低，随机性强的特点，由单纯的光伏电站或风电场发电难以有稳定的电能输出。风光互补供电系统合理利用了风能与太阳能的天然互补性，通过内部各个电源对本地区负荷进行供电，其主要目标是最大限度地增强发电功率与负荷之间的匹配性。为保证供电可靠性同时提高系统的经济性，需根据现有的天气和环境资源条件对系统的容量配置进行优化设计，选取最优的电源容量组合。遗传算法作为一种新的全局优化搜索算法，以其简单、通用、鲁棒性强、适于并行处理以及应用范围广等显著特点，常用来解决发电系统的容量配置优化问题，但是由于其局部寻优能力较差，运行效率较低、参数难选择等问题，使得其计算过程较慢，结果不够精确。为此，引入极端学习机，以其良好的非线性映射能力与遗传算法种群进化机制相结合，对传统遗传算法进行改进，通过定量模拟染色体进化过程，引导种群进化方向，从而有效提高遗传算法的全局收敛速度，能更好的解决风光互补供电系统配置优化问题。算例分析表明了改进遗传算法相对于传统遗传算法，只需较少的迭代次数，就能使得函数快速收敛，且达到同样迭代误差所需时间也更短。在研究风光互补供电系统的运行情况的基础上分析了系统运行中各种可能的调度策略。根据系统的不同调度策略、约束条件以及包含供电可靠性和风光互补特性在内的系统优化评价指标，建立了风光互补供电系统中各个电源的数学模型，以及包含初始投资成本、维护管理成本、电力富余成本等不同费用的经济性模型。将不同发电单元的数目作为变量，以综合成本费用最小为优化目标，利用ELM改进遗传算法求解系统中各个电源的最优容量配置。算例分析表明改进遗传算法能够快速求解模型，同时通过与HOMER软件仿真结果的对比，验证了模型和算法的合理性和优越性。

关键词：风光互补供电系统配置优化极端学习机遗传算法

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高中数学学习问答(四)——关于总结与复习

新世纪智能 2022年第93期 4-5页

作者：葛宇轩江苏省启东中学高二(1)班

王国维在《人间词话》中有言:诗人对宇宙人生,须入乎其内,又须出乎其外.入乎其内,故能写之.出乎其外,故能观之.入乎其内,故有生气.出乎其外,故有高致.文学如此,数学亦是.学好数学当有“出入”之法,才能游刃自如,在星辉斑斓里放歌,向青... 详细信息

王国维在《人间词话》中有言:诗人对宇宙人生,须入乎其内,又须出乎其外.入乎其内,故能写之.出乎其外,故能观之.入乎其内,故有生气.出乎其外,故有高致.文学如此,数学亦是.学好数学当有“出入”之法,才能游刃自如,在星辉斑斓里放歌,向青草更青处漫溯.以下是我总结的几点学习方法,冀有所裨益.Q1平时“练习”具体怎么操作呢?

关键词：高中数学学习

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灿金葵花

小溪流(少年号) 2023年第3期 51-52页

作者：葛宇轩湖南省长沙市一中

暑假,我兴致勃勃地乘车前往爷爷所住的村镇——田家坝。爷爷是这座悠久古村的“原住民”,勤勤恳恳当了六十余年的“老黄牛”。儿时常听他讲,田家坝的儿女们世世代代都坚守在这片田野上。那时的我困惑不解:“为什么不离开乡村去自主创业...

暑假,我兴致勃勃地乘车前往爷爷所住的村镇——田家坝。爷爷是这座悠久古村的“原住民”,勤勤恳恳当了六十余年的“老黄牛”。儿时常听他讲,田家坝的儿女们世世代代都坚守在这片田野上。那时的我困惑不解:“为什么不离开乡村去自主创业发家致富呢?”爷爷只是笑笑,摸着我的头眺望窗外:“因为这里是我们扎根的地方,它有着温暖的烟火气。”记忆中,爷爷喜欢种向日葵。

关键词：

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但行好事,莫问前程

高中生（作文） 2022年第12期 34-35页

作者：葛宇轩湖南长沙市一中

村上春树说:“终点线只是一个记号而已,其实并没有什么意义,关键是这一路你是如何跑的。”人生的最大意义并不在于奔赴某一目的地,而在经历其过程。演讲台上,一个落寞的身影被拉得好长,他失神地仁立,眼神空洞,呆呆地町着获奖的同学。那... 详细信息

村上春树说:“终点线只是一个记号而已,其实并没有什么意义,关键是这一路你是如何跑的。”人生的最大意义并不在于奔赴某一目的地,而在经历其过程。演讲台上,一个落寞的身影被拉得好长,他失神地仁立,眼神空洞,呆呆地町着获奖的同学。那是他第一次演讲失利,也是他觉得梦想被扯得稀碎的一天,一切的一切,如夏日阵雨落在柏油路上,悄然逝去,了无痕迹。

关键词：村上春树演讲失利目的地

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不做井底之蛙

台声 2021年第7期 98-99页

作者：葛宇轩高雄文藻外语大学

因缘际会,寒假期间,我到了"反殖民与台湾光复——日据时期台湾历史图文展"岛内巡回第40站,在嘉义文化创意产业园区的展览现场当工读生。在此之前,每逢寒暑假,我抱着赚取生活费的心态先后在租衣店、餐厅、工厂打过工,也体会到了钱不好赚...

因缘际会,寒假期间,我到了"反殖民与台湾光复——日据时期台湾历史图文展"岛内巡回第40站,在嘉义文化创意产业园区的展览现场当工读生。在此之前,每逢寒暑假,我抱着赚取生活费的心态先后在租衣店、餐厅、工厂打过工,也体会到了钱不好赚的现实。这次,一直到布展期间,我还是抱着同样心态来做这件事。我也认为我应该会抱持着这种态度到撤展那一天。也许是负责布展的台湾民众文化工作室执行长许大哥的认真,让我突然觉得我不能在这里浪费青春,整天滑手机、

关键词：