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基于数据驱动的污泥膨胀智能识别与控制优化研究

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基于数据驱动的污泥膨胀智能识别与控制优化研究

作者：郜煜涛北方工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着信息科学技术的发展,数据采集与监控系统已经在城市污水处理厂中获得广泛的应用,因此城市污水处理厂能够获取到大量的设备和水质在线数据来构建控制器。因此为了实现溶解氧的精确控制,学者们对数据驱动的控制方法包括模糊控... 详细信息

近年来,随着信息科学技术的发展,数据采集与监控系统已经在城市污水处理厂中获得广泛的应用,因此城市污水处理厂能够获取到大量的设备和水质在线数据来构建控制器。因此为了实现溶解氧的精确控制,学者们对数据驱动的控制方法包括模糊控制、基于神经网络的直接或者间接控制等方法开展了广泛的研究。污泥膨胀由多样的生物性和非生物性元素共同作用下产生,这与过程展现出极强的非线性特征,不同的触发因素之间相互依存、紧密相连,形成了一个高度复杂的互动系统。而人工神经网络理论上具有模拟任意复杂非线性系统的潜力,可以实现极高的近似精度。因此,选择使用神经网络算法对这种系统进行识别是一个比较合理的选择。数据驱动的水质监测与污水处理技术中,数据处理的三大核心环节——数据采集、特征提取与数据分类,构成了精准评估与预测的基础框架。首先借助先进的环境监测系统,对水质各项关键指标进行实时、精确的测量与采集,从原始数据中提取故障特征。以某市污水厂实际运行数据与权威BSM1仿真数据为双轮驱动开展仿真分析。通过构建时间序列模型,不仅捕捉到水质评价指标随时间的连续演变,还可以抑制的季节性周期波动干扰。本研究创新性地提出了融合VMD-GWO-Bi LSTM算法的污泥膨胀预测模型。该模型充分利用变分模态分解(VMD)的多尺度分析优势、灰狼优化(GWO)算法的全局寻优能力以及双向长短期记忆网络(Bi LSTM)的时间序列建模特长,精准预测与污泥膨胀相关的各类参数。之后引入基于HKPCA(混合核主成分分析)的污泥膨胀智能诊断系统,致力于揭示污泥膨胀各影响因素间的深层次因果关联。该模型通过对复杂数据的深度挖掘与模式识别,精准定位引发污泥膨胀的关键变量及其相互作用机制。由此,我们得以构建起更为精准、高效的污泥膨胀问题诊断体系,为污水处理设施的运维与故障预防提供高效的数据支持与决策。对于污水厂的控制优化问题,基于PID控制方法,引入模糊控制算法,根据进水量跟踪调节目标函数中的权重系数,获得良好的控制效果。结果表明,变速积分模糊控制在污水处理厂中的控制方法具有良好的广泛适用性和精确度。纯滞后系统在现代工业生产过程中很常见,纯滞后系统是指当系统控制器产生控制作用后,控制器的控制效果需要延迟一段时间才能在被控量上体现,系统的输出输入之间存在时间迟延,基于这样的实际情况,纯滞后系统常常会发生震荡,并且随着迟延时间的越大,系统的震荡程度越剧烈,同时系统的控制难度也越大,系统的指标会变差,迟延的时间过大甚至会导致系统最终不稳定。通过对PID控制、模糊控制、Smith预估控制和大林算法控制基本原理的学习,将不同的控制思想进行一定的结合,设计了五种针对纯滞后系统的控制方案,其中包括变速积分PID控制、模糊PID Smith控制、变速积分模糊Smith PID控制和BP神经网络算法控制。同时采用Simulink平台搭建仿真系统,通过对比各个控制过程的性能,能够在理论上对曝气系统的控制问题给予有效的支撑作用。本研究旨在探索基于智慧水厂运行数据的智能工况识别与控制优化问题。研究内容可为污泥膨胀异常工控的降低提供一定的科学依据,为智慧水厂运行状态的监测与控制提供了新的研究解决方案。

关键词：污泥膨胀智能诊断双向长短期记忆神经网络变速积分模糊控制

脱贫人口小额信贷能巩固拓展脱贫攻坚成果吗?——基于贫困脆弱性和可持续生计视角

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武汉金融 2024年第6期 81-88页

作者：郜飞杨俊孝新疆农业大学公共管理学院

发挥好脱贫人口小额信贷政策,对于巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接具有重要意义。本文采用新疆和田地区1271份微观调查数据,基于贫困脆弱性和可持续生计双重视角,探究脱贫人口小额信贷能否巩固拓展脱贫攻坚成果。结果表明:第... 详细信息

发挥好脱贫人口小额信贷政策,对于巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接具有重要意义。本文采用新疆和田地区1271份微观调查数据,基于贫困脆弱性和可持续生计双重视角,探究脱贫人口小额信贷能否巩固拓展脱贫攻坚成果。结果表明:第一,脱贫人口小额信贷能够显著降低农户的贫困脆弱性,起到巩固脱贫成果的作用;脱贫人口小额信贷对农户的可持续生计具有显著的正向影响,能够拓展脱贫成果。第二,按照政策目标群体分组,脱贫人口小额信贷能够巩固拓展稳定脱贫户的脱贫成果,能够巩固但不能拓展脱贫不稳定户和边缘易致贫户的脱贫成果,不能巩固拓展突发重大风险户的脱贫成果。第三,按照收入水平分组,脱贫人口小额信贷能够巩固拓展高收入农户的脱贫成果,但对低收入农户的可持续生计不具有显著性影响。

关键词：脱贫人口小额信贷贫困脆弱性可持续生计巩固拓展脱贫攻坚成果

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椰子酸奶发酵工艺

食品与发酵工业 2015年第12期41卷 135-138页

作者：胡志勇郜佳雁周慧君蒋虎杭曼科技(杭州)有限公司浙江杭州310019

以椰浆和全脂奶粉为主要原料,通过原料配比、菌种、发酵温度和时间、蔗糖添加量等单因素试验和正交组合试验设计方法,确定了椰子酸奶的工艺条件:全脂奶粉和椰浆比例为1∶2(即全脂奶粉添加量5%)、蔗糖添加量为8%,采用SH-470乳酸菌植物性... 详细信息

以椰浆和全脂奶粉为主要原料,通过原料配比、菌种、发酵温度和时间、蔗糖添加量等单因素试验和正交组合试验设计方法,确定了椰子酸奶的工艺条件:全脂奶粉和椰浆比例为1∶2(即全脂奶粉添加量5%)、蔗糖添加量为8%,采用SH-470乳酸菌植物性发酵剂(按其说明接种量):嗜热链球菌和植物乳杆菌发酵,发酵温度43℃,发酵时间6 h。

关键词：椰子酸奶发酵最佳工艺

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双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度方法

机械工程学报 2024年第6期60卷 114-126页

作者：梁志珍王晓佳合肥工业大学管理学院合肥230009

针对考虑工人技能水平差异和加工时间随机性的设备、工人双资源约束的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),构建双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度模型(Dual resource constraint flexible job shop robus... 详细信息

针对考虑工人技能水平差异和加工时间随机性的设备、工人双资源约束的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),构建双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度模型(Dual resource constraint flexible job shop robust scheduling problem,DRC-FJRSP)。将粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)的学习机制引入差分算法(Differential evolution,DE)的交叉部分,设计PSO-DE混合求解算法,实现问题的加速求解并有效避免搜索停滞的窘境。选取DE算法、遗传算法(Genetic algorithm,GA)、PSO算法作为对比算法进行仿真试验,试验结果显示,所提出的PSO-DE混合求解算法平均鲁棒性为5.331,在三个仿真算例调度makespan求解中表现最好。验证了DRC-FJRSP模型的合理性以及PSO-DE混合求解算法的鲁棒性。最后,以一个制造企业的FJSP为例进行求解,给出调度甘特图。研究解决了设备、工人资源不足给FJSP带来的加工冲突,降低了加工时间的随机扰动,优化了调度的makespan。

关键词：双资源约束柔性作业车间鲁棒调度 PSO-DE混合求解算法

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表面增强拉曼散射技术应用于基因分析的研究进展

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1512-1517页

作者：王波王宇春张超郜洪胜贺慧英佳木斯大学生命科学学院黑龙江佳木斯154007 中国农业科学院深圳农业基因组研究所广东深圳440307

基因是生物体中传递遗传信息的基本单位,对从分子水平上理解生命现象具有重要意义。近年来针对基因的高效检测及基因相关领域的研究备受关注,基因检测的常用方法是分子生物学方法,主要集中在实验室内开展。相对而言表面增强拉曼散射(SE... 详细信息

基因是生物体中传递遗传信息的基本单位,对从分子水平上理解生命现象具有重要意义。近年来针对基因的高效检测及基因相关领域的研究备受关注,基因检测的常用方法是分子生物学方法,主要集中在实验室内开展。相对而言表面增强拉曼散射(SERS)实时表征技术在基因分析中具有很好的应用前景,在基因的检测与鉴别的一些领域逐渐发挥出明显的优势。SERS是一种重要的光谱分析技术,是基于光化学技术的生物活性分子传感器。20世纪70年代,SERS现象的发现给光谱技术的研究注入了新的活力。由于SERS技术不受水分子干扰,因此具有灵敏度高、选择性高、信息量大以及适合水溶液物质研究等优点,能够快速、准确地为生物提供丰富的结构信息,即分子的“指纹”信息。在生命科学领域,SERS技术越来越多地应用于目标样本的原位无损探测。通过对拉曼光谱技术的特点,结合基因的结构特征进行分析,简要介绍了拉曼光谱的原理,围绕SERS散射的原理综述了拉曼光谱信号放大的增强模式和增强介质材料,解决了其含量低检测难、灵敏度低、信号复杂、选择性和特异性差以及信号重现性和稳定性不佳等难点,因此在基因分析领域中得到迅速发展,成为国内外研究的热点,显示出独特的价值和作用;重点阐述了SERS在DNA分子结构、DNA作用机制等方面的探索;并且针对SERS技术结合最新生物技术用于基因分析进行分类综述,讨论了SERS基因分析技术在疾病诊断、病原检测、药物分析、转基因鉴定等方面的最新进展,总结了SERS技术在实际应用中面临的机遇与挑战,简要分析其存在的问题以及在生命科学领域发展的方向和潜力,并对SERS技术广阔的应用前景进行了展望。

关键词：表面增强拉曼散射基因研究进展

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个人理财精品在线课程研究

哈尔滨学院学报 2018年第12期39卷 135-137页

作者：郜佳蕾合肥财经职业学院安徽合肥230601

随着互联网的发展和移动终端的普及,以开放、共享为理念的在线教育蓬勃发展,个人理财精品在线课程迅速成为教育界关注的热点。文章从理论探讨和实践研究的角度入手,分析了个人理财精品在线课程的开发、设计、评价和管理,以期更好地促进... 详细信息

随着互联网的发展和移动终端的普及,以开放、共享为理念的在线教育蓬勃发展,个人理财精品在线课程迅速成为教育界关注的热点。文章从理论探讨和实践研究的角度入手,分析了个人理财精品在线课程的开发、设计、评价和管理,以期更好地促进教育信息化的发展。

关键词：个人理财高职院校精品在线课程

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大学生体育运动状况及健康监测和管理

中国学校卫生 2024年第6期45卷 I0004-I0005页

作者：王娟刘玥吴磊郜露露开封文化艺术职业学院河南大学河南开封科技传媒学院

课题背景随着社会发展和人们生活水平的提高,大学生的体育运动和健康意识逐渐增强。大学生期望通过参与体育运动保持身心健康,并培养良好的生活习惯。然而,大学生体育运动训练中也存在着一些问题和挑战。首先,大学生体育运动训练的时间... 详细信息

课题背景随着社会发展和人们生活水平的提高,大学生的体育运动和健康意识逐渐增强。大学生期望通过参与体育运动保持身心健康,并培养良好的生活习惯。然而,大学生体育运动训练中也存在着一些问题和挑战。首先,大学生体育运动训练的时间安排有一定的困难。大学生面临着学习任务、社会活动等多重压力,往往没有足够的时间参与体育活动。同时,大学校园的体育设施和资源有限,也制约了大学生的体育运动训练。其次,大学生的体育运动训练过程中存在健康管理上的问题。一些大学生对于合理的训练方法和技巧了解不足,容易出现运动伤害和过度训练等问题。此外,大学生的营养和休息不均衡,也会影响到体育运动的效果和健康状况。

关键词：体育运动训练大学生体育运动体育设施运动伤害过度训练参与体育活动课题背景大学校园

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大口径超柔韧空芯光纤的制作和特性研究

激光与光电子学进展 2015年第8期52卷 227-233页

作者：张峘郜诗佳于晶朱晓松石艺尉复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

采用聚碳酸酯管材拉丝制作了空芯光纤的基管,基管内面的光滑特性有效降低了损耗。采用聚碳酸酯基管制作的大口径空芯光纤便于与光源的高效耦合。光纤柔韧性好即使被折断也不会产生玻璃碎片,具有很高的安全系数。搭建开发了完整的拉丝和... 详细信息

采用聚碳酸酯管材拉丝制作了空芯光纤的基管,基管内面的光滑特性有效降低了损耗。采用聚碳酸酯基管制作的大口径空芯光纤便于与光源的高效耦合。光纤柔韧性好即使被折断也不会产生玻璃碎片,具有很高的安全系数。搭建开发了完整的拉丝和控制系统,优化了系统部件和制作参数,成功拉制尺寸可控的大口径超柔韧空芯光纤基管。试制了均匀型空芯光纤和渐变型空芯光纤。初步实验证明均匀型空芯光纤在直线与弯曲时对传输光线的发散角并无影响;而渐变型光纤对输出光斑具有整形作用,即大端入射光束发散,小端入射光束汇聚。

关键词：材料光学器件空芯光纤聚碳酸酯大口径柔韧发散角

数据驱动下广东省碳排放时空分异特性及影响因素

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环境科学 2024年

作者：柯毅明郜媛袁铭柳伟刘芳彤暨南大学国际能源学院暨南大学能源电力研究中心暨南大学智能科学与工程学院

科学评估碳排放特性是精准施策、有序实现碳达峰碳中和的关键环节。以广东省21个地级市为研究对象，结合2013～2022年经济活动、能源消耗和人口分布等年鉴数据，借助碳排放核算方法分析广东省各市近10年碳排放变化及空间分布特性，利用... 详细信息

科学评估碳排放特性是精准施策、有序实现碳达峰碳中和的关键环节。以广东省21个地级市为研究对象，结合2013～2022年经济活动、能源消耗和人口分布等年鉴数据，借助碳排放核算方法分析广东省各市近10年碳排放变化及空间分布特性，利用主成分分析和K均值聚类算法对城市特征降维及聚类划分，并应用广义迪氏指数分解模型进行影响因素解析，进而提出广东省4类典型城市的减碳策略。结果表明：①2013～2022年间广东省碳排放总量持续增长，空间分布上呈现较为明显的区域不平衡性。其中，珠三角地区的碳排放量贡献高达42.50%，粤北地区碳排贡献最低。②广东省各市在绿色发展、经济发展和工业发展方面表现各异，大体可分为减排示范型、资源依赖型、传统耗能型和节能降碳型，占比约为14.29%、28.57%、19.05%和38.09%。③“经济活动”是广东省所有城市碳排放的共有动因，“能源消耗”和“生活方式”是资源依赖型城市和传统耗能型城市碳排放的核心驱动因素；双碳目标提出后，“能源构成”成为减排示范型城市和节能降碳型城市的关键动因。

关键词：碳排放时空特性城市聚类因素分解绿色发展