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基于全连接的长短期记忆网络实现采空区CO多步预测

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 940-952页

作者：罗振敏张利冬宋泽阳西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心西安710054

煤自燃是煤矿的主要自然灾害之一。煤自燃的物理化学过程十分复杂,且影响因素众多,给煤自燃危险性的预测带来很大的挑战。利用深度学习理论与方法加强对煤自燃危险性预测技术的研究,有助于提升煤矿安全生产智能化管控水平。该研究运用... 详细信息

煤自燃是煤矿的主要自然灾害之一。煤自燃的物理化学过程十分复杂,且影响因素众多,给煤自燃危险性的预测带来很大的挑战。利用深度学习理论与方法加强对煤自燃危险性预测技术的研究,有助于提升煤矿安全生产智能化管控水平。该研究运用循环神经网络(RNN)、长短期记忆(LSTM)网络和门控循环单元(GRU)3种算法,建立了采空区CO动态序列预测模型。对数据集进行特征变量分布检验以及数据归一化处理,降低了变量依赖性。在模型构建过程中,添加了全连接层和Dropout类以避免模型出现过拟合,通过均方误差确定模型的选代次数,引入了平均绝对误差、均方根误差和确定系数3个模型性能检验指标,分析优化了模型的参数,检验了模型性能。研究结果表明:RNN、LSTM和GRU模型均能实现对CO体积分数的动态预测,且误差小于1%;在同一序列数据下,LSTM模型预测精度最高,其次是RNN模型和GRU模型。

关键词：煤自燃 CO体积分数预测长短期记忆(LSTM)网络深度学习

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基于卷积神经网络的安全标识分类算法研究

中国安全科学学报 2023年第S01期33卷 263-269页

作者：王瑶涵宋泽阳张利冬西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

为解决安全标识数据集、安全标识特殊图形及复杂背景缺乏等问题,采用卷积神经网络(CNN)提取安全标识的特征,在VGG-16网络结构和CNN的基础上构建能够识别17种安全标识的VGG16-17模型。原始数据有816张,通过数据增强扩展数据集,得到4708... 详细信息

为解决安全标识数据集、安全标识特殊图形及复杂背景缺乏等问题,采用卷积神经网络(CNN)提取安全标识的特征,在VGG-16网络结构和CNN的基础上构建能够识别17种安全标识的VGG16-17模型。原始数据有816张,通过数据增强扩展数据集,得到4708张图片,按照4∶1的比例将数据集划分为训练集和验证集。通过调节模型中部分参数,分析迭代次数和批量大小对模型识别分类效果的影响。结果表明:当迭代次数为20次、批量大小为32时,模型结果最理想,识别准确率为97.92%,相较于基于未经过数据增强数据集的改进模型的准确率提高19.39%,同时,改进模型相较于传统VGG16模型,识别准确率提高4.3%,证明模型改进和数据增强对图像识别能力的提高有一定帮助。

关键词：卷积神经网络(CNN) 安全标识计算机视觉图像识别数据增强

R454B在制冷系统中替代R410A的实验研究

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邢台职业技术学院学报 2023年第3期40卷 85-89页

作者：宋泽洋河北科技工程职业技术大学河北邢台054035

文章旨在研究制冷系统中R454B相较于R410A的可替代性,对比分析了R454B和R410A在制冷系统中所表现出的制冷量、压缩机功耗、系统COP和排气温度。通过实验得出蒸发器/冷凝器出水温度分别与蒸发温度、冷凝温度呈正相关,且实验变量对性能参... 详细信息

文章旨在研究制冷系统中R454B相较于R410A的可替代性,对比分析了R454B和R410A在制冷系统中所表现出的制冷量、压缩机功耗、系统COP和排气温度。通过实验得出蒸发器/冷凝器出水温度分别与蒸发温度、冷凝温度呈正相关,且实验变量对性能参数的影响具有相似性;制冷量和系统COP均随蒸发温度的升高、冷凝温度的降低而增大,而工质物性对系统COP的影响并不大;压缩机功耗和排气温度随蒸发温度的降低、冷凝温度的升高而增大。

关键词： R454B 制冷量 COP 蒸发温度冷凝温度出水温度

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煤自燃灾害防治技术现状与挑战

煤矿安全 2020年第10期51卷 118-125页

作者：邓军白祖锦肖旸宋泽阳西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为促进煤炭资源高效利用,推动防灭火技术绿色、经济、科学的发展,基于我国煤自燃火灾害形势,阐述了煤自燃基础理论研究现状,根据煤自燃的发展特征及形成条件,提出了针对不同阶段防灭火的科学应对技术措施;综述了煤自燃预防、控制与灭火... 详细信息

为促进煤炭资源高效利用,推动防灭火技术绿色、经济、科学的发展,基于我国煤自燃火灾害形势,阐述了煤自燃基础理论研究现状,根据煤自燃的发展特征及形成条件,提出了针对不同阶段防灭火的科学应对技术措施;综述了煤自燃预防、控制与灭火技术的研究进展,其中预防、控制主要是以阻化、灌浆注胶技术为主,灭火则由注水、灌浆转向惰性气体等灭火技术;从煤自燃火灾特征信息获取、探测手段实施、火源范围定位、防火材料及防火装备研发等方面总结了当前防灭火技术存在的主要问题与挑战。煤自燃火灾的防治应当遵循精准、快速、智能的原则,以实现煤自燃火灾由被动治理向主动防控的根本性转变。

关键词：煤自燃灾害煤自燃机理防治理论阻化技术防灭火技术

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含腈废水的生物一级处理工艺

土木建筑与环境工程 2013年第5期35卷 73-77页

作者：李慧莉罗冰朱葛夫宋泽阳兰州理工大学土木工程学院兰州730050 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室福建厦门361021

采用好氧活性污泥法、悬浮载体膨胀床及厌氧生物反应器分别对含腈废水进行一级处理。实验结果表明,由于含腈废水的CN-毒性和难降解有机物含量高,好氧活性污泥法不适合处理含腈废水。随着活性污泥反应器运行时间的延长,污泥逐渐失去活性... 详细信息

采用好氧活性污泥法、悬浮载体膨胀床及厌氧生物反应器分别对含腈废水进行一级处理。实验结果表明,由于含腈废水的CN-毒性和难降解有机物含量高,好氧活性污泥法不适合处理含腈废水。随着活性污泥反应器运行时间的延长,污泥逐渐失去活性,大量微生物死亡。悬浮载体膨胀床处理含腈废水的效果较差,污染物去除率低于15%。厌氧生物反应器适于用作含腈废水的一级处理,污染物去除率可达到35%以上,而且可以改善水质,提高含腈废水的可生化性,有利于后续的生物处理工艺对含腈废水的深度处理。

关键词：活性污泥法悬浮载体膨胀床厌氧反应器

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基于机器学习的煤自然发火期预测

中国安全科学学报 2022年第12期32卷 118-124页

作者：张利冬宋泽阳罗振敏赵珊珊西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054 陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心陕西西安710054

为快速准确地预测煤自然发火期,首先基于大型煤自燃低温氧化试验及文献数据组成数据集,并考虑煤自燃影响因素众多且与发火期存在复杂的非线性关系,建立包含煤自然发火期、环境温度、煤炭热值、水分等参数的数据集;其次采用多层感知机(M... 详细信息

为快速准确地预测煤自然发火期,首先基于大型煤自燃低温氧化试验及文献数据组成数据集,并考虑煤自燃影响因素众多且与发火期存在复杂的非线性关系,建立包含煤自然发火期、环境温度、煤炭热值、水分等参数的数据集;其次采用多层感知机(MLP)和随机森林(RF)等机器学习方法建立煤自然发火期预测模型,表征内部因素和外部因素对发火期的影响;同时为增强模型的拟合能力和泛化能力,利用特征工程研究特征变量的相关性,以筛选模型的输入特征;然后利用网格搜索法优化模型超参数,以提高模型的预测能力;最后利用学习曲线法评估模型状态,防止模型过拟合。结果表明:RF和MLP模型均能预测煤自然发火期,RF模型的泛化能力更高;RF和MLP模型预测的平均绝对误差(MAE)分别为9.34天和12.10天,说明机器学习模型可同时考虑多个内外影响因素的复杂作用。

关键词：煤自然发火期机器学习预测模型随机森林(RF) 多层感知机(MLP)

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热浮力驱动下地下煤火阴燃蔓延模型与机制

煤矿安全 2024年第2期55卷 78-86页

作者：惠绍棠宋泽阳李茂锐张利冬张浩西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 苏博特新材料股份有限公司江苏南京211103

地下煤火蔓延模型与机制研究对我国煤炭资源绿色安全开采具有重要意义。目前地下煤火阴燃正向蔓延模型主要存在问题:简化的煤燃烧单步反应忽略了水分蒸发和热解吸热反应对蔓延的重要影响作用;缺乏实验数据验证模型的有效性。为此,构建... 详细信息

地下煤火蔓延模型与机制研究对我国煤炭资源绿色安全开采具有重要意义。目前地下煤火阴燃正向蔓延模型主要存在问题:简化的煤燃烧单步反应忽略了水分蒸发和热解吸热反应对蔓延的重要影响作用;缺乏实验数据验证模型的有效性。为此,构建了包含水分蒸发、煤热解和碳氧化三步反应体系的地下煤火阴燃正向蔓延数学模型;采用COMSOL Multiphysics有限元软件数值计算了该理论模型;开展了不同地裂缝渗透性条件下热浮力驱动地下煤火阴燃正向蔓延实验,进行对比实验和数值计算。结果表明:构建的模型揭示了地下煤火阴燃蔓延供氧控制机制,不仅能预测地下煤火阴燃正向蔓延高温区域的温度和蔓延速率,而且还能合理地预测阴燃多步反应速率以及氧气、煤、碳和灰分质量分数的时空演化。

关键词：地下煤火煤田火灾阴燃火蔓延渗透性

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过热液体储罐泄漏闪蒸射流行为特性试验研究

中国安全科学学报 2019年第10期29卷 117-123页

作者：朱学良宋泽阳潘旭海王希霖汪涛蒋军成南京工业大学安全科学与工程学院江苏南京210009 江苏省危险化学品本质安全与控制技术重点实验室江苏南京210009

为了研究高温高压过热液体在意外情况下发生的两相泄漏问题,基于两相泄漏试验平台,采用高速摄影仪和粒子动态分析仪(PDA),分析不同储存条件(储存压力、过热度)和泄漏条件(泄漏口尺寸)下,过热液体储罐泄漏过程中闪蒸射流行为特性。结果表... 详细信息

为了研究高温高压过热液体在意外情况下发生的两相泄漏问题,基于两相泄漏试验平台,采用高速摄影仪和粒子动态分析仪(PDA),分析不同储存条件(储存压力、过热度)和泄漏条件(泄漏口尺寸)下,过热液体储罐泄漏过程中闪蒸射流行为特性。结果表明:闪蒸射流喷射角在泄漏过程中先逐渐增大,然后保持稳定,当罐内过热液体即将完全泄漏时,喷射角将发生突扩,随后迅速减小直至泄漏结束;泄漏过程中,闪蒸射流液滴三维速度随储存压力、过热度及泄漏口尺寸的增大而增大;过热度和泄漏口尺寸越大,液滴粒径越小,液滴粒径随着储存压力增大而增大。

关键词：过热液体高温高压两相泄漏闪蒸射流粒子动态分析仪(PDA)

Constraints on holographic QCD phase transitions from PTA observations

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2025年第1期Mechanics & Astronomy) .卷 71-78页

作者： song He Li Li Sai Wang Shao-Jiang Wang Center for Theoretical Physics and College of Physics Jilin University School of Physical Science and Technology Ningbo University Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) CAS Key Laboratory of Theoretical Physics Institute of Theoretical Physics Chinese Academy of Sciences School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences Hangzhou Institute for Advanced StudyUniversity of Chinese Academy of Sciences (UCAS) School of Physical Sciences University of Chinese Academy of Sciences (UCAS) Theoretical Physics Division Institute of High Energy Physics Chinese Academy of Sciences

The underlying physics of QCD phase transition in the early Universe remains largely unknown due to its strong-coupling nature during the quark-gluon plasma/hadron gas transition, yet a holographic model has been proposed to quantitatively fit the lattice QCD data while with its duration of the first-order phase transition(FoPT) left undetermined. At specific baryon chemical potential, the first-order QCD phase transition agrees with the observational constraint of baryon asymmetry. It, therefore, provides a scenario for phase transition gravitational waves(GWs) within the standard model of particle physics. If these background GWs could contribute dominantly to the recently claimed common-spectrum red noise from pulsar timing array(PTA) observations, the duration of this FoPT can be well constrained, and the associated primordial black holes are still allowed by current observations.

关键词： pulsar timing array QCD phase transition gravitational waves primordial black holes