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基于图模型的间歇过程误操作风险辨识

化工学报 2011年第10期62卷 2805-2812页

作者：张贝克蔡昕辰张玉良北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

提出了一套基于图模型的建模方法,该模型以Petri网和符号有向图(SDG)为基础将模型分为上部和下部,加入操作点、控制库所、判断模块等模型元素,并结合间歇过程的特点,提出了关联变量、目标变量检查表、操作点检查表和关联变量检查表等概... 详细信息

提出了一套基于图模型的建模方法,该模型以Petri网和符号有向图(SDG)为基础将模型分为上部和下部,加入操作点、控制库所、判断模块等模型元素,并结合间歇过程的特点,提出了关联变量、目标变量检查表、操作点检查表和关联变量检查表等概念。根据误开误关、过早过晚、步骤添加删除等误操作,对模型进行验证。验证结果表明,该模型解决了先前方法难以描述具体操作的缺陷,并且模型结构简单,具有整体性。不仅能够方便地描述3种不同类型的误操作,还能有效地对误操作进行风险辨识,具有一定的适用性。

关键词：间歇过程图模型误操作风险辨识

基于图模型的间歇过程误操作风险辨识方法研究

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基于图模型的间歇过程误操作风险辨识方法研究

作者：蔡昕辰北京化工大学

学位级别：硕士

化工过程日益大型化和复杂化,各种重大恶性事故不断发生,世界各国为此付出了惨重的代价。如何保障过程工业安全成为全球科研的一个重要方向。化工过程分为间歇过程和连续过程,间歇过程广泛应用于食品、聚合物、药品、染料等产品的生产,... 详细信息

化工过程日益大型化和复杂化,各种重大恶性事故不断发生,世界各国为此付出了惨重的代价。如何保障过程工业安全成为全球科研的一个重要方向。化工过程分为间歇过程和连续过程,间歇过程广泛应用于食品、聚合物、药品、染料等产品的生产,受到人们的普遍重视。和连续过程相比,间歇过程自动化水平低、涉及大量的手动操作,易发生误操作,进而导致灾难性的后果。本文研究的重点正是针对间歇过程的误操作进行风险辨识,预先分析出误操作可能导致的后果,便于工厂采取有针对性的防护措施,从而降低误操作带来的危害。对间歇过程误操作进行风险辨识的重点和难点在于建模。常用的建模方法有符号有向图(SDG)、Petri网以及SDG结合Petri网。SDG能够较好地描述连续过程;Petri网在描述系统的动态信息方面具有较好的适用性;SDG结合Petri网的方式能够结合各自的优点,然而当前的研究结果却很难描述具体操作,因此,在描述误操作方面显得无能为力。本文提出了一套基于图模型的建模方法,该模型以Petri网和符号有向图(SDG)为基础将模型分为上部和下部,加入操作点、控制库所、判断模块等图模型元素,并结合间歇过程的特点,首次提出了关联变量、目标变量检查表、操作点检查表和关联变量检查表等概念。根据误开误关、过早过晚、步骤颠倒及删除等误操作,对模型进行验证。验证结果表明,该模型解决了先前方法难以描述具体操作的缺陷,并且模型结构简单,具有整体性。不仅能够方便地描述三种不同类型的误操作,还能有效地对误操作进行风险辨识,具有一定的适用性。

关键词：间歇过程图模型误操作风险辨识

基于ERT的污染场地竖向阻隔墙渗漏联合诊断检测方法研究

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基于ERT的污染场地竖向阻隔墙渗漏联合诊断检测方法研究

作者：蔡昕辰东南大学

学位级别：硕士

防渗阻隔系统是污染场地风险管控的主要手段,一旦发生破损,污染物就会泄漏到周围土层中污染土壤和地下水,危及生态环境安全。竖向阻隔墙是目前应用最为广泛的防渗技术之一,但其可能因施工不当、污染物腐蚀、土工膜破损、底部接触不良等... 详细信息

防渗阻隔系统是污染场地风险管控的主要手段,一旦发生破损,污染物就会泄漏到周围土层中污染土壤和地下水,危及生态环境安全。竖向阻隔墙是目前应用最为广泛的防渗技术之一,但其可能因施工不当、污染物腐蚀、土工膜破损、底部接触不良等原因造成渗漏,如何检测竖向阻隔墙渗漏是目前污染场地防治中的一个关键问题。本文以国家自然科学基金项目(41877240;41672280)和国家重点研发计划项目(2018YFC1802300)为依托。首先分析污染场地竖向阻隔墙渗漏探测的地球物理方法应用前提,提出一种以高密度电阻率法(Electrical Resistivity Tomography,简称ERT)为基础,温度示踪法、氯离子示踪法、钻孔取样测量真实电阻率为辅助手段的联合诊断技术,对污染场地不同渗漏工况进行ERT法数值模拟研究,基于模拟结果进行室内小尺度模型试验研究,基于数值模拟和室内试验所得规律选取两个典型污染场地进行工程案例研究。论文主要取得了以下研究成果:(1)通过正反演数值模拟研究了竖向阻隔墙外土体在不同渗漏情况下的视电阻率分布规律及ERT法对不同渗漏情况的测量反演效果。数值模拟主要考虑了不同污染羽大小、不同污染浓度、不同渗漏形态、不同渗漏点埋深几种渗漏工况。数值模拟结果证明污染羽尺寸越大、污染羽和周围介质电阻率差异越大,探测分辨率越高;ERT法对于块状与横向的无机污染羽探测效果较好,对块状和竖向的有机污染羽探测结果较好;ERT法对埋深较浅的污染羽探测效果较好,当污染羽位于地表土与均质砂土的分界处时,ERT法探测效果较好。数值模拟研究结果为后续的室内小尺度模型试验和工程案例研究提供理论基础。(2)根据污染场地竖向阻隔墙渗漏检测试验要求,设计制作室内小尺度模型试验装置,模型试验装置包括污染物运移系统和数据采集系统两部分。小尺度模型试验装置可实现电阻率剖面图、温度场、氯离子浓度场、土体真实电阻率等参数的测量;对高密度电法仪器进行改装,自制小尺度电极、电缆和接头,使改装后仪器满足室内小尺度模型试验要求。(3)通过室内小尺度模型试验研究了ERT法对竖向阻隔墙无机污染物点状渗漏、无机污染物点状和竖向渗漏、有机污染物横向渗漏几种情况的探测效果。试验结果证明ERT法不同时刻的电阻率剖面图较为准确的反映了不同渗漏工况下的渗漏点位置、污染羽浓度、污染物迁移途径等信息。在多种渗漏形态组合情况下,渗漏点面积越大,ERT法对该点探测效果越明显;ERT法可准确识别出轻质非水相有机污染物渗漏后向土体表层迁移的过程;ERT测线距离竖向阻隔墙越近,探测分辨率越高。(4)基于室内小尺度模型试验通过温度示踪法、氯离子示踪法和取样测量真实电阻率法对ERT法的探测效果作进一步验证和联合诊断。试验结果表明:加入热示踪后,距离渗漏点较近的测温点温度响应速度更快,温度变化幅度越大;加入盐示踪后,渗漏点附近氯离子浓度快速上升至高点后缓慢降低最终趋于平稳;温度示踪和氯离子示踪结果与ERT法测量得到的渗漏点位置与污染物迁移规律相同,证明温度示踪法和氯离子示踪法对ERT测量结果起到了良好的补充验证效果;土体取样得到的真实电阻率值证明ERT法测量出的电阻率值较为可靠。(5)基于数值模拟和室内小尺度模型试验的结果,选取复合污染场地、有机污染场地两种典型污染场地阻隔墙进行ERT法完整性评估研究。实际工程现场探测结果显示,ERT法对地下的低阻或高阻异常有良好的响应,部分电阻异常区域与前期地勘报告结果相吻合,后续可根据其他方法监测结果对竖向阻隔墙的完整性进一步判定。垂直于竖向阻隔墙布设的ERT测线证明竖向阻隔墙起到了阻隔污染物的效果。

关键词：污染场地竖向阻隔墙渗漏高密度电法示踪剂法数值模拟室内模型试验工程实例

基于恒定电压法和阻抗匹配法的MPPT算法的研究

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基于恒定电压法和阻抗匹配法的MPPT算法的研究

作者：蔡昕辰湖北工业大学

学位级别：硕士

随着社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，传统能源的弊端已经日益显现，如对环境的污染越来越严重，石油、煤炭、天然气等常规化石能源由于不可再生性，难以满足人们对能源的巨大需求，这些已经成为制约世界各国经济发展的重要瓶... 详细信息

随着社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，传统能源的弊端已经日益显现，如对环境的污染越来越严重，石油、煤炭、天然气等常规化石能源由于不可再生性，难以满足人们对能源的巨大需求，这些已经成为制约世界各国经济发展的重要瓶颈。目前，许多国家开始将目光转向新能源的开发和利用。太阳能作为一种新兴能源，由于可再生性和无污染性等特点，受到人们的高度重视。但是由于太阳能电池的转换效率较低，而太阳能发电的成本较高，为了在不同的外界条件下输出尽可能多的电能，提高太阳能电池的转换效率，提出了最大功率点跟踪技术（Maximum Power Point Tracking，MPPT），MPPT能够充分利用太阳能电池阵列，从而降低了太阳能发电系统的成本。太阳能发电的形式有多种，包括光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电四种形式，目前，光伏发电技术已经成为太阳能发电应用的主流，本文就光伏发电中的DC/DC升压电路、MPPT等方面进行详细的研究。本文的主要研究内容如下：首先介绍光伏发电系统的研究背景、意义，以及国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统进行了简单的介绍。然后对光伏电池的基本原理和输出特性进行了简单的分析，主电路则采用Boost型DC/DC变换器，对Boost电路的工作原理进行了详细的分析，并对电路中的一些重要参数进行了选择。最后针对目前光伏系统最大功率点跟踪技术的研究现状，对光伏系统几种常用控制算法，如恒定电压法（Constant Voltage Tracking）、扰动观察法(Perturb&Observe algorithms, P&Q)、电导增量法(Incremental Conductance Method)、模糊控制法(Fuzzy Control Method)的优缺点进行分析，提出了一种新的MPPT控制算法，该算法在最大功率点附近采用阻抗匹配法，在远离最大功率点的位置，使用恒定电压法使电压迅速到达最大工作点。并采用Matlab/Simulink仿真软件建立光伏系统仿真模型，仿真结果表明该控制策略具有良好的快速性和稳定性。

关键词：光伏系统 MPPT 阻抗匹配法

边缘环境下响应时间感知的复杂事件处理单元部署方法研究

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边缘环境下响应时间感知的复杂事件处理单元部署方法研究

作者：蔡昕辰南京大学

学位级别：硕士

复杂事件处理(complex event processing,CEP)是一种通过一组处理单元(operator)构成有向无环图结构的处理单元图(operatorgraph)来进行实时流处理的技术。将复杂事件处理单元部署在不同的分布式计算节点,在学术上被归为一类被称作“处... 详细信息

复杂事件处理(complex event processing,CEP)是一种通过一组处理单元(operator)构成有向无环图结构的处理单元图(operatorgraph)来进行实时流处理的技术。将复杂事件处理单元部署在不同的分布式计算节点,在学术上被归为一类被称作“处理单元部署问题”(operator placement problem)的研究领域。该研究领域的研究重点之一就是如何部署复杂事件处理单元图使得整个复杂事件处理的响应时间最短。从模型算法的角度来说,其核心就是在一个处理单元图中保证最大时延路径的时延尽可能小。当前,随着物联网应用,AI技术的兴起,网络边缘的数据量呈现井喷式的增长,因此,将复杂事件处理单元部署在靠近数据源的网络边缘,使得复杂事件处理系统的数据处理响应时间最短,成为当前边缘计算下复杂事件处理单元部署问题的研究热点之一。通过调研发现,已有一些工作面向边缘环境处理单元部署问题时,考虑了节点资源、网络时延、服务质量、状态感知等因素,然而,通过分析发现,仍有一些涉及到由节点资源瓶颈引发的事件拥塞、由边缘环境动态引发的部署失配而导致的破坏响应时间最优的复杂事件处理单元部署问题未被考虑,形成了技术难点,具体是:(1)当复杂事件处理单元集中部署在一个节点上,造成计算节点资源瓶颈,使得该节点上的复杂事件处理单元响应时间增大,从而破坏了响应时间最优的复杂事件处理单元部署。(2)当数据源所产生的事件数量频繁动态变化时,造成当前处理单元部署失配,从而破坏了响应时间最优的复杂事件处理单元部署,使得当前部署下复杂事件处理的响应时间需要被优化。为了解决上述技术难点,本文的工作具体如下:1.本工作提出了一种边缘环境下响应时间感知的复杂事件处理单元部署方法。我们通过改进复杂事件处理模型以及边缘网络模型,对复杂事件处理的响应时间进行预测,将预测时延最大的处理单元图路径中的处理单元部署在预测时延最低的边缘节点上以避免资源瓶颈导致的事件拥塞。通过重部署机制,不断对边缘网络状态以及复杂事件处理状态进行监控,根据响应时间判断是否需要重部署以使得当前部署与边缘环境适配以降低响应时间。2.本工作通过一个广泛应用于构建网络仿真工具的架构Omnet++,构建了一套边缘环境下的复杂事件处理单元部署仿真系统。该仿真系统通过Omnet++仿真网络库为基础构建了边缘网络模块,以交通仿真工具SUMO为模拟数据源,以及一个部署决策组件构建了一套可扩展的,灵活的边缘网络仿真环境,可以方便地用于部署算法的仿真测试。3.本工作通过复杂事件处理单元部署仿真系统进行了一系列仿真实验,验证了响应时间感知复杂事件处理单元部署方法在不同的边缘环境下,应对不同的处理单元图,对比增量式算法以及负载均衡算法,降低了 50%的响应时间;此外还分析重部署策略在不同响应时间阈值,重部署时间间隔条件下的性能。

关键词：复杂事件处理边缘环境处理单元部署响应时间

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相变材料在道路工程中的应用研究进展

功能材料 2021年第12期52卷 12013-12021页

作者：蔡昕辰刘志彬张云白梅刘锋东南大学交通学院南京211189 广西北投公路建设投资集团有限公司南宁530028

相变材料是一种在道路工程应用中潜力巨大的潜热储能材料,可有效改善高低温条件下的车辙、变形、冻裂等道路病害。讨论了相变材料用于道路工程的选择标准,归纳了复合相变材料制备方法及道路复合相变材料在热物性、微观结构方面的研究成... 详细信息

相变材料是一种在道路工程应用中潜力巨大的潜热储能材料,可有效改善高低温条件下的车辙、变形、冻裂等道路病害。讨论了相变材料用于道路工程的选择标准,归纳了复合相变材料制备方法及道路复合相变材料在热物性、微观结构方面的研究成果。总结了相变材料的掺入对沥青混合料基本性能、水稳定性,对道路高温变形性与低温抗裂性的影响。最后分析了掺加相变材料道路的调温机理与效果,讨论了相变材料在道路工程中应用的研究方向。

关键词：道路工程相变材料热物性路用性能调温机理调温效果

浅谈西方古典音乐在广播文艺节目当中的运用——以维瓦尔第的《四季》为例

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新闻传播 2020年第21期 92-93页

作者：蔡昕辰宁德人民广播电台福建352100

背景音乐是广播文艺节目的重要组成部分,如今,随着人们艺术鉴赏能力的不断提升,听众对于节目的要求也不断提高,而背景音乐的选用,是一个广播文艺节目能否吸引听众的关键环节之一。本文主要研究的是如何在广播文艺节目当中合理地运用西... 详细信息

背景音乐是广播文艺节目的重要组成部分,如今,随着人们艺术鉴赏能力的不断提升,听众对于节目的要求也不断提高,而背景音乐的选用,是一个广播文艺节目能否吸引听众的关键环节之一。本文主要研究的是如何在广播文艺节目当中合理地运用西方古典音乐,使节目能够吸引到更多受众的注意,希望能为广播从业人员提供不同角度的思考,为我国广播事业贡献自己的一份力量。

关键词：维瓦尔第四季电台广播