检索结果-南通市图书馆

供水管网DMA分区及优选分区边界管段方法研究

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中国给水排水 2024年第3期40卷 60-66页

作者：史文韬李红艳崔建国马熠阳李尚明张翀王炳俨太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西省市政工程研究生教育创新中心山西晋中030600 太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024

针对目前城市供水管网进行独立计量分区(DMA)方法不成熟、依赖经验较多的问题,提出了一种新的DMA分区方法。以分区边界管段(BPs)长度和BPs中高流量管段数量最小化为目标,定义了两节点间相似度计算公式,利用谱聚类(SC)算法完成对DMA区域... 详细信息

针对目前城市供水管网进行独立计量分区(DMA)方法不成熟、依赖经验较多的问题,提出了一种新的DMA分区方法。以分区边界管段(BPs)长度和BPs中高流量管段数量最小化为目标,定义了两节点间相似度计算公式,利用谱聚类(SC)算法完成对DMA区域的划分。在满足管网压力限制的条件下,以节点压力标准差之和、综合水龄指数和分区成本作为优化目标,建立BPs上阀门和流量计优化布置模型。使用多目标粒子群(MOPSO)算法求解该模型,得到Pareto最优解集;通过优劣解距离法(TOPSIS)进行多个布置方案的决策。将该方法应用于某实际管网进行DMA分区,结果表明,该方法可以顺利完成管网DMA分区,并在改善分区后管网水力水质性能及降低分区成本等方面起到显著作用。

关键词：供水管网 DMA分区谱聚类算法多目标粒子群算法优劣解距离法

长距离重力流输水工程水锤防护方案的优化技术研究

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长距离重力流输水工程水锤防护方案的优化技术研究

作者：马熠阳太原理工大学

学位级别：硕士

水是人类生存和发展不可或缺的资源,但由于我国淡水资源短缺问题比较严重,在区域和时间的分配上呈“南多北少,东多西少、春夏多秋冬少”的特点。为了有效解决我国水资源越来越严重的供需矛盾问题,一系列跨流域的长距离调水工程应运而生... 详细信息

水是人类生存和发展不可或缺的资源,但由于我国淡水资源短缺问题比较严重,在区域和时间的分配上呈“南多北少,东多西少、春夏多秋冬少”的特点。为了有效解决我国水资源越来越严重的供需矛盾问题,一系列跨流域的长距离调水工程应运而生。管路发生事故停泵、阀门快速关闭等情况时,产生的停泵或关阀水锤易导致输水管路的严重故障。为防止长距离重力流输水工程水锤发生,减少水锤危害。以山西省引黄入晋工程某段为例,建立了水力瞬态计算模型,基于该模型采用遗传算法开发了多阶段关阀曲线的优化程序。该程序分别对普通二、三、四阶段和有平台期的三阶段关阀方案重复进行优化计算后,统计并分析优化结果的分布规律,提出了在保证水锤防护效果的情况下对关阀曲线的简化策略。并在此基础上,对有连通管的双管重力流输水系统在管路事故时的关阀水锤问题进行了优化。本文的主要研究内容及结论如下:（1）对基于特征线法的水锤计算模型、基于遗传算法的优化方法进行了描述,得到了适宜编入程序的管线各节点在各时刻的水力计算公式。通过对末端阀门、气阀结构、管道尺寸和材料、上下游水池设置等方面的分析,确定了长距离重力流输水工程的末端关阀模型的边界限制条件。使用MATLAB编程语言完成了基于遗传算法的长距离重力流输水工程水力瞬态模拟计算程序和水锤防护方案优化程序的编写与应用。（2）相比于两阶段关阀策略,基于三阶段关阀策略的水锤防护方案优化效果更为明显,可以有效降低长距离重力流输水系统对管径的要求,有效减少建设成本。基于四阶段的关阀策略也可以对水锤效应进行有效防护,但相比于二、三阶段关阀,其效果并不好,很多时候反而需要更大的管径。其主要原因是随着关阀阶段数的增多,需要优化的参数数量也在增加,解空间维度更大,优化难度更高,在算力不变的情况下,优化效果减弱。（3）基于三阶段关阀策略的水锤防护方案的关阀曲线形态特征显著,以山西省引黄入晋工程某段为例,DN2500和DN2000管径时大部分优化后的关阀曲线均表现为“前期快关、中期慢关、后期快关”的特征,即便是优化后的四阶段关阀方案,其关阀曲线也在形态特征上与三阶段关阀方案无本质区别。综合各类策略下的优化结果,并考虑工程建设成本和设计与实际操作的复杂度,针对长距离重力流输水工程,最佳的关阀阶段数为三阶段。（4）优化结果表明,可以通过将阀门慢关阶段简化为阀门开度不变的平台期阶段以减少待优化参数数量、提高优化效率,简化操作难度。同时,发现优化后关阀曲线平台期时长普遍非常接近于水锤相（2L/c）,在该条件下第一次快关引起的水锤刚好可以与第二次快关引起的水锤相互抵消。基于简化后关阀策略的优化方案对工程实际效果作用明显,在同样的输水要求下,可使工程建设成本降低55.6%,即便在不改变工程现状的情况下,也将单管输水潜力大大提高,允许极限单管输水量由55m/d提升至100m/d。（5）在布置连通管的双管输水工程管段出现事故或检修的工况下,由于水力情况复杂性的提高,相比于单管路情况,双管情况下基于有平台期三阶段关阀策略在优化效果和成功率方面对普通三阶段关阀策略的领先趋势有所减弱,但仍然保持着一定的优越性。根据计算结果,以山西省引黄入晋工程某段为例,当总关阀时间设置为40s,基于有平台期三阶段关阀方案进行优化时,即可较好地保证各种情况下水锤波的有效控制。（6）结合有平台期关阀策略的单连通管的双管输水系统已经可以较好地满足各种工况下输水系统的安全运行,双连通管的双管输水系统在优化效果上优势不大,从降低设计难度和减少工程建设成本的角度考虑,以本工程为例,优先在工程实践中设置单连通管的双管重力流输水系统。

关键词：长距离输水工程重力流水锤防护遗传算法关阀策略

基于博弈论赋权耦合灰色关联分析的调蓄池优化选址

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第3期51卷 426-432页

作者：李红艳张翀崔建国张峰马熠阳史文韬太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西省市政工程研究生教育创新中心山西晋中030600

在构建城市内涝风险评估指标体系的基础上,采用博弈论(GT)思想将层次分析法(AHP)所得主观权重与改进熵值法(IEVM)所得客观权重组合赋权,并将灰色关联分析(GRA)与逼近理想解排序(TOPSIS)相结合,建立量化评估框架,最终通过各节点的相对贴... 详细信息

在构建城市内涝风险评估指标体系的基础上,采用博弈论(GT)思想将层次分析法(AHP)所得主观权重与改进熵值法(IEVM)所得客观权重组合赋权,并将灰色关联分析(GRA)与逼近理想解排序(TOPSIS)相结合,建立量化评估框架,最终通过各节点的相对贴近度确定调蓄池的位置。结果表明:GRA-TOPSIS所得综合值的变异系数为0.628,均高于单独使用GRA或TOPSIS的变异系数,更有利于对各节点内涝风险进行辨识。此外,应用该方法对消除城市内涝风险、提高城市防涝标准有显著效果。

关键词：调蓄池选址博弈论(GT) 灰色关联分析(GRA) 逼近理想解排序(TOPSIS) 雨水管理模型(SWMM)

极小降压空间下城市供水管网的DMA分区方法

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浙江大学学报（工学版） 2022年第8期56卷 1533-1541页

作者：史文韬李红艳崔建国马熠阳张翀董颖虹太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 山西省市政工程研究生教育创新中心山西晋中030600

在实施独立计量区域(DMA)分区时关闭边界阀门会造成管网中局部压力不满足管网规定最小服务水压.针对上述问题,以谱聚类算法分区后边界管段(BPs)的数量及其平均体积流量、管径和长度作为目标函数,通过MATLAB中的函数gamultiobj得到最优分... 详细信息

在实施独立计量区域(DMA)分区时关闭边界阀门会造成管网中局部压力不满足管网规定最小服务水压.针对上述问题,以谱聚类算法分区后边界管段(BPs)的数量及其平均体积流量、管径和长度作为目标函数,通过MATLAB中的函数gamultiobj得到最优分区BPs.设置一系列不同的最小服务水压并将它们作为约束条件,以分区后节点平均水龄和分区成本为目标函数,经gamultiobj优化计算得到Pareto最优解,根据解的情况确定BPs上设备的最优布置方案.采用模拟退火算法找出最佳管段更换方案,使得管网水压满足要求.以仅有0.09 m降压空间的Modena管网为例,采用本研究方法,在顺利完成分区的基础上还使分区后大体积流量用户和管网末梢用户的水质得到改善.该方法可以实现极小降压空间下管网的DMA分区,且在分区后仍能保证管网正常运行.

关键词：供水管网 DMA分区谱聚类算法边界管段模拟退火算法

基于AHP-GRA的城市内涝风险评估及调蓄池选址

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给水排水 2021年第11期47卷 149-154页

作者：张翀李红艳崔建国张峰李尚明马熠阳史文韬太原理工大学环境科学与工程学院晋中030600 山西省市政工程研究生教育创新中心晋中030600 太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

为探索调蓄池的选址方法,综合考虑影响城市内涝的积水风险和超载风险,提出采用层次分析-灰色关联分析(AHP-GRA)方法建立多目标风险评估模型,并对城市内涝风险进行综合分析,以加权灰色关联度小于0.6的节点作为分散调蓄的选址点。应用案... 详细信息

为探索调蓄池的选址方法,综合考虑影响城市内涝的积水风险和超载风险,提出采用层次分析-灰色关联分析(AHP-GRA)方法建立多目标风险评估模型,并对城市内涝风险进行综合分析,以加权灰色关联度小于0.6的节点作为分散调蓄的选址点。应用案例验证表明:以该评估模型选取的位置设置调蓄池与传统的末端调蓄方案相比,对消除城市内涝风险,提高城市防涝标准有显著效果,可得到合理的调蓄池选址方案。

关键词： AHP 城市内涝调蓄池选址 GRA SWMM

基于运动向量修改的保持块间扰动最小的HEVC信息隐藏算法

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信息安全学报 2024年第4期9卷 139-149页

作者：唐小晶马熠余建昌张弘赵险峰中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100195 中国科学院大学网络空间安全学院北京100195 北京信息技术研究所北京100094

高效视频编码(High Efficiency Video Coding, HEVC)标准能够大幅度提升压缩效率,正被广泛应用中。为提高基于运动向量修改的HEVC视频隐写算法的安全性,本文结合了HEVC标准中帧间预测编码的新技术,并利用在运动向量域进行信息嵌入扰动... 详细信息

高效视频编码(High Efficiency Video Coding, HEVC)标准能够大幅度提升压缩效率,正被广泛应用中。为提高基于运动向量修改的HEVC视频隐写算法的安全性,本文结合了HEVC标准中帧间预测编码的新技术,并利用在运动向量域进行信息嵌入扰动较小的优点,提出了一种基于运动向量修改的保持块间扰动最小的HEVC信息隐藏算法。首先,该算法量化了修改运动向量后对当前高级运动向量预测(Advanced Motion Vector Prediction, AMVP)单元和其相邻融合(Merge)模式预测单元产生的扰动代价,将运动向量垂直分量和水平分量之和作为原始载体元素。其次,结合校验网格码(Syndrome Trellis Codes, STC),寻找扰动代价最小的嵌入路径,通过修改运动向量中绝对值较大的分量将信息嵌入在AMVP模式的预测单元运动向量上。此外,为减小对视频质量的影响,利用修改后的运动向量更新运动向量差值。实验结果表明,所提方法对视频序列进行信息嵌入后,由于本文引入的扰动代价判断可以有效控制视频质量变化,对视频序列的峰值信噪比、码率影响较小,所以该方法对视频的扰动很小。而且本文算法不仅在视频质量保护上有良好的性能,还对运动向量域专用隐写分析具有良好的抗检测能力,有利于基于HEVC视频码流的隐蔽通信的进一步发展。

关键词：信息隐藏高效视频编码运动向量高级运动向量预测

脆性材料统一断裂相场方法及其裂缝宽度的确定

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工程力学 2024年第6期41卷 1-8页

作者：王飞阳上海理工大学理学院深海高端装备系统研究院上海200093 上海理工大学环境与建筑学院土木工程系上海200093

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,... 详细信息

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,并通过交错算法在商业有限元软件中实现了该方法。拉伸断裂试验和拉剪复合断裂试验数值模拟结果表明:统一断裂相场方法具有热力学一致性,该方法不仅能准确模拟裂缝演化过程中脆性材料的力学性能,还能精准预测拉剪复合裂缝的扩展路径。此外,运用水平集理论构建了一个相场函数,识别了相场裂缝的分界面,进而通过理论推导得出了相场裂缝宽度的计算公式,并对其进行了验证。该研究旨在提出精准预测脆性材料拉、剪和拉剪复合开裂的相场方法,以保障土木工程结构的安全。

关键词：断裂相场方法拉剪复合裂缝热力学一致性交错算法裂缝宽度

亏缺灌溉对新疆不同品种春小麦产量和氮素利用的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 886-898页

作者：车子强涂洪铭蔡静怡尹豪杰马熠琳蒋桂英石河子大学农学院新疆石河子832000

【目的】在水肥一体化条件下,研究不同生育期不同亏缺灌溉水平对春小麦产量和氮素利用的影响,为优化新疆春小麦水肥管理、提高小麦生产水肥效益提供技术支撑。【方法】于2022、2023年在石河子大学农学院实验站进行了管栽试验和小区试验... 详细信息

【目的】在水肥一体化条件下,研究不同生育期不同亏缺灌溉水平对春小麦产量和氮素利用的影响,为优化新疆春小麦水肥管理、提高小麦生产水肥效益提供技术支撑。【方法】于2022、2023年在石河子大学农学院实验站进行了管栽试验和小区试验,灌溉方式为滴灌。采用裂区设计,主区为干旱敏感品种新春22号(XC22)和耐旱品种新春6号(XC6);副区为灌溉处理,设置全生育期充分灌溉对照[CK,土壤湿度为田间持水量(FC)的75%~80%];分蘖期轻度亏缺(T1,60%~65%FC)、中度亏缺(T2,45%~50%FC);拔节期轻度亏缺(J1,60%~65%FC)、中度亏缺(J2,45%~50%FC)5个处理。调查了开花前后春小麦茎鞘、叶、穗及籽粒干物重、氮素含量,及成熟期小麦产量和产量构成因素;计算了花前氮素积累与转运、花后氮素吸收量及氮素利用率。【结果】两品种小麦成熟期植株氮素积累量(166.15~238.87 kg/hm^(2))、成熟期营养器官氮素分配率、各器官花前氮素转运量(21.76~57.66 kg/hm^(2))及其贡献率(14.15%~31.66%)、植株花前氮素转运量(78.67~147.66kg/hm^(2))及贡献率(51.58%~81.11%)均表现为T2、J2处理低于T1、J1,而T2、J2处理下籽粒氮素分配率、植株花后氮素吸收量及贡献率则高于T1、J1。亏缺灌溉处理下,品种XC6各器官氮素积累与分配、各器官花前氮素转运量及贡献率、产量及产量构成因素总体上高于干旱敏感品种XC22。与CK处理相比,T1处理下耐旱品种(XC6)成熟期植株氮素积累量显著提高了9.98%,茎鞘花前氮素转运量及贡献率分别提高了24.06%、18.91%,植株花前氮素转运量及贡献率分别显著提高了19.21%、12.53%,产量显著提高了12.17%,氮素利用率提高了2.25%,氮肥生产效率显著提高了12.16%,氮素收获指数提高了3.71%。而干旱敏感品种XC22的各项指标在4个亏缺灌溉处理下均低于CK。【结论】在新疆灌溉绿洲农业区,分蘖期轻度亏缺灌溉(60%~65%FC)可显著提高耐旱型春小麦花前氮素的积累量和向籽粒的转运,提高氮素利用率和氮素收获指数,并有效提高产量,进而达到节水高产的效果;而干旱敏感型品种不适宜于任何时期的亏缺灌溉。

关键词：春小麦亏缺灌溉氮素积累与转运产量形成氮素利用率

四川亚丁自然保护区不同林线树种径向生长对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1177-1186页

作者：刘泽李君石松林杨睿罗雯文马熠霖别小娟王国严成都理工大学地理与规划学院成都610059 四川省高等学校人文社会科学重点研究基地青藏高原及其东缘人文地理研究中心成都610059

高山林线区域树木径向生长对气候变化的响应尤为敏感。本研究对四川亚丁国家级自然保护区高山林线区域方枝柏、川滇冷杉和大果红杉3个针叶树种进行年轮采样与处理,建立标准化年表,研究不同林线树种径向生长对气候变化的响应差异。结果表... 详细信息

高山林线区域树木径向生长对气候变化的响应尤为敏感。本研究对四川亚丁国家级自然保护区高山林线区域方枝柏、川滇冷杉和大果红杉3个针叶树种进行年轮采样与处理,建立标准化年表,研究不同林线树种径向生长对气候变化的响应差异。结果表明:2000年后,大果红杉的径向生长呈现出显著上升的趋势,川滇冷杉自2002年后呈现出显著下降的趋势,近10年来,方枝柏也表现出显著下降的趋势。不同林线树种径向生长对气候因子的响应方式存在差异。方枝柏径向生长对温度响应较为敏感,与上年10月—当年8月平均最低温度、上年11月—当年4月和当年7—10月平均温度均呈显著正相关,与当年7—10月相对湿度呈显著负相关;川滇冷杉径向生长与当年5—6月平均温度和平均最高温度呈显著负相关,与当年5—6月相对湿度和帕默尔干旱指数呈显著正相关;大果红杉径向生长与上年11—12月平均温度和平均最高温度、当年3月平均最高温度和当年8月平均温度均呈显著正相关。不同林线树种径向生长对气候因子响应的时间稳定性存在差异,方枝柏和川滇冷杉径向生长与温度的正相关关系逐渐减弱,而大果红杉径向生长与温度的正相关关系逐渐增加。未来气候变暖背景下,温度升高可能促进大果红杉的径向生长,抑制川滇冷杉和方枝柏的径向生长,改变区域林线位置。

关键词：亚丁自然保护区方枝柏川滇冷杉大果红杉高山林线气候响应