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基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 33-46页

作者：冯毅雄杨晨胡炳涛赖颢善石莹宋光敏汪勇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州3100272 联通(浙江)产业互联网有限公司杭州3111993 浙江中控技术股份有限公司杭州310053

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述... 详细信息

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

关键词： 5G 边缘计算云化PLC(可编程逻辑控制器) 架构设计

VKT多肽介导的固定化疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶催化制备生物柴油

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化工进展 2024年第6期43卷 3285-3292页

作者：季骁彦许蕊王飞李迅南京林业大学化学工程学院江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏省农林生物质化学与利用重点实验室江苏南京210037

生物柴油是一种环境友好的生物液体燃料,对于酶法生产生物柴油,迫切需要找到廉价和高效的固定化脂肪酶。本研究利用固体结合肽(SBPs)VKT,将其与疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)融合构建融合脂肪酶,并将其... 详细信息

生物柴油是一种环境友好的生物液体燃料,对于酶法生产生物柴油,迫切需要找到廉价和高效的固定化脂肪酶。本研究利用固体结合肽(SBPs)VKT,将其与疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus lipase,TLL)融合构建融合脂肪酶,并将其固定化在硅基材料上,获得了一种新型的生物催化剂。在所测试的硅基材料(ZSM-5、Na-Y、SAR-100、MCM-41和SiO_(2)微粉)中,固定在ZSM-5沸石上的TLL-VKT(TLL-VKT@ZSM-5)表现出最佳的固定化效率和最大负载,且具有优异的pH、温度、储存和洗脱稳定性。以TLL-VKT@ZSM-5为生物催化剂,对麻疯树籽油进行转酯化反应,48h生物柴油得率即达到93.9%。此外,TLL-VKT@ZSM-5还表现出较高的重复使用性能,在7次重复使用后,生物柴油得率依然保持71.9%。本研究的酶固定化方法具有简单高效、稳定性高和重复使用性能高等优点。本研究显示VKT肽在酶蛋白固定化的应用方面具有较好前景。

关键词：疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶固定化硅基材料麻疯树籽油生物柴油固体结合肽

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数据融合视角下的遥感参量空间降尺度

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 175-189页

作者：景映红沈焕锋李星华吴金橄邱中航武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 中山大学测绘科学与技术学院广东珠海519082

空间分辨率不足是限制遥感参量数据精细应用的主要瓶颈问题之一,而空间降尺度是提升遥感参量数据空间分辨率与应用能力的有效途径。研究学者针对不同遥感参量已发展了类型多样的降尺度方法,但还未形成统一、通用的分类体系。在深入分析... 详细信息

空间分辨率不足是限制遥感参量数据精细应用的主要瓶颈问题之一,而空间降尺度是提升遥感参量数据空间分辨率与应用能力的有效途径。研究学者针对不同遥感参量已发展了类型多样的降尺度方法,但还未形成统一、通用的分类体系。在深入分析当前各类参量降尺度共性问题的基础上,从降尺度所需的互补信息出发,以数据融合的视角对空间降尺度方法进行系统总结,归纳出多参量融合、时-空融合、遥感-模型融合和超分辨率重建隐式融合4类降尺度方法,剖析了各类方法的优缺点和适用场景,探讨了空间降尺度方法研究的发展趋势,为提升遥感数据精细化应用能力提供理论与技术支撑。

关键词：遥感参量空间降尺度多参量融合时-空融合遥感-模型融合超分辨率重建隐式融合

融合微波遥感与模型模拟的时空无缝土壤湿度数据生成方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 691-699页

作者：沈焕锋叶子卓姜红涛曾超武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 仲恺农业工程学院资源与环境学院广东广州510230

遥感反演与模型模拟是获取全球土壤湿度数据的两种基本手段,遥感反演可以获得相对较高的空间分辨率,但往往存在时空缝隙;陆面模型能够模拟土壤湿度的时空连续演进,但空间分辨率往往较粗。为此,集成二者的互补优势,提出一种融合微波遥感... 详细信息

遥感反演与模型模拟是获取全球土壤湿度数据的两种基本手段,遥感反演可以获得相对较高的空间分辨率,但往往存在时空缝隙;陆面模型能够模拟土壤湿度的时空连续演进,但空间分辨率往往较粗。为此,集成二者的互补优势,提出一种融合微波遥感与模型模拟的全球无缝土壤湿度数据生成方法。具体地,针对SMAP(soil moisture active passive)卫星9 km土壤湿度数据的空缺区域,引入GLDAS Noah 0.25°的模型同化数据,建立二者之间的时空融合模型,通过对模型数据的降尺度实现对遥感数据的填补,进一步基于泊松方程方法进行残差校正,进而生成高精度的9 km日尺度土壤湿度无缝数据。实验结果证明,该方法可以有效结合遥感观测的空间分辨率优势与模型模拟的时空连续优势,提供时空无缝全球土壤湿度数据,更好地满足全球尺度水循环监测与水资源管理的需求。

关键词：土壤湿度时空无缝时空融合

适用于风-光-火耦合系统运行控制的状态感知及预测技术

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高电压技术 2024年第4期50卷 1596-1607,I0036,I0037页

作者：唐冰婕陈宁张磊崔岩黄笑伯新能源与储能运行控制全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 南京210003 国网辽宁省电力有限公司沈阳110004

为了解决将可再生能源与火电集成耦合为一个发电主体后,耦合系统与现有电网调度体系不兼容的问题,提出了适用于风-光-火耦合系统运行控制的状态感知及预测技术。首先,针对耦合系统的运行特性,从“状态感知数据获取—运行状态评价指标建... 详细信息

为了解决将可再生能源与火电集成耦合为一个发电主体后,耦合系统与现有电网调度体系不兼容的问题,提出了适用于风-光-火耦合系统运行控制的状态感知及预测技术。首先,针对耦合系统的运行特性,从“状态感知数据获取—运行状态评价指标建立—运行状态划分”3个步骤提出运行状态的实时感知方法,实现了耦合系统运行状态的准确感知。然后,提出耦合系统整体出力预测方法,为电网调度提供功率控制指令的决策信息。针对耦合系统内部多电源的协同控制,提出多电源可行运行域建模方法,实现了耦合系统整体运行状态的预测。基于东北某地区实际算例及运行数据的仿真结果表明,所提方法能够有效实现风-光-火耦合系统的运行状态感知及预测,有助于提升耦合系统的整体运行控制性能并使其更好地融入实际电网的调度体系。

关键词：可再生能源耦合系统状态感知趋势预测可行运行域

FeCrAl合金中高温水蒸气氧化增重模型研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 139-145页

作者：刘臻张晓红乔英杰何琨杜沛南张瑞谦都时禹哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 中国核动力研究设计院成都610213 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266580

通过预测FeCrAl合金在不同温度下的水蒸气氧化行为,从而为反应堆失水事故(LOCA)下的FeCrAl包壳性能演化仿真提供模型。本文基于反应控制与扩散控制的氧化机制,提出了两段式的氧化增重微分模型,并给出了模型参数标定方法。结合实验提供的... 详细信息

通过预测FeCrAl合金在不同温度下的水蒸气氧化行为,从而为反应堆失水事故(LOCA)下的FeCrAl包壳性能演化仿真提供模型。本文基于反应控制与扩散控制的氧化机制,提出了两段式的氧化增重微分模型,并给出了模型参数标定方法。结合实验提供的FeCrAl合金在高温(900~1200℃)与中温(400℃)条件下的水蒸气氧化增重数据,模型能够统一描述400~1200℃温度区间内的FeCrAl合金氧化增重行为,与实验数据的误差控制在20%以内。同时观测到,反应-扩散机制的临界增重在400~900℃时基本不变,在更高温度时显著上升,其原因是高温时氧化层生长过快,难以形成致密的氧化保护层。考虑实际LOCA时初始水腐蚀氧化层的影响以及气压变化,模型给出了相对应的修正方案。本研究有望为FeCrAl合金包壳在LOCA下的失效行为仿真提供氧化增重模型与数据。

关键词： FeCrAl合金耐事故燃料(ATF) 氧化增重高温水蒸气氧化失水事故(LOCA)

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用于新型符号的频偏补偿和解调的算法与电路

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 121-129页

作者：林敏史靖炜丁福建姜帆陈潇特种光纤与光接入网重点实验室(上海大学) 上海201900

为提高传统脉冲位置调制(pulse position modulation,PPM)符号的频谱效率,提出了一种新型码片内4-PPM符号调制方法,在实现1 Gbit/s通信速率的同时,又大大减少所需频谱资源。可在解调时,该符号调制的误码率性能受到发射端时钟和接收端本... 详细信息

为提高传统脉冲位置调制(pulse position modulation,PPM)符号的频谱效率,提出了一种新型码片内4-PPM符号调制方法,在实现1 Gbit/s通信速率的同时,又大大减少所需频谱资源。可在解调时,该符号调制的误码率性能受到发射端时钟和接收端本地时钟之间的频率偏移的极大影响。针对此问题,又提出了一种在模拟域对该符号进行频偏补偿,并实现符号同步和高速数据解调的算法与电路。该电路系统通过消除接收数据和本地时钟的初始相差、提取两者的频偏信息、周期性改变本地时钟的瞬时相位3步实现频偏补偿,并同时在第3步利用本地时钟对接收数据进行解调。为提高相位插值器(phase interpolator,PI)的线性度,本文将延迟锁定环与PI相结合。在2π的插值范围内,实现插值区间32个,插值步长992个,分辨率2.016 ps,最大差分非线性(differential nonlinearity,DNL)0.183°,最大积分非线性(integral nonlinearity,INL)0.325°。此外,本文提出的相位控制算法有效避免了由电流毛刺所引起的输出相位突变。电路基于UMC 40 nm CMOS RF LP工艺进行设计与仿真。仿真结果表明:本文所提出的算法与电路,在典型工艺角下,将接收数据和本地时钟间的50×10^(-6)频率偏差度降至1.03×10^(-6),频偏补偿准确度达到97.94%,并实现1 Gbit/s的解调速率。该方法对高速PPM数据同步与解调具有良好的工程应用价值。

关键词：脉冲位置调制码片内脉冲位置调制符号同步频偏补偿数据解调相位插值器延迟锁定环

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基于热管堆的超临界二氧化碳核动力系统参数设计与优化研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1069-1075页

作者：戴春辉郭斯茂宋苹赵振兴柯志武武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205 浙江大学核科学技术研究中心杭州310007 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最... 详细信息

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最优解集,并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的,但同时也增加了设备尺寸规模,对提升紧凑性不利,各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中,按可布置空间大小选取,从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

关键词：热管堆超临界二氧化碳系统热力参数

车辆轨迹数据驱动的急弯路段追尾冲突风险时空演化规律

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 38-45页

作者：王永岗李晓坤宋杰李德林长安大学运输工程学院西安710018 生态安全屏障区交通网设施管控及循环修复技术交通运输行业重点实验室(长安大学) 西安710018

为有效揭示急弯路段上车辆间追尾冲突风险的形成与变化态势,选取典型事故多发急弯路段使用无人机航拍等方式采集交通流数据,利用Tracker软件提取车辆轨迹信息,构建急弯路段追尾冲突后侵入时间PET判别指标,结合冲突先导车LV与跟随车FV的... 详细信息

为有效揭示急弯路段上车辆间追尾冲突风险的形成与变化态势,选取典型事故多发急弯路段使用无人机航拍等方式采集交通流数据,利用Tracker软件提取车辆轨迹信息,构建急弯路段追尾冲突后侵入时间PET判别指标,结合冲突先导车LV与跟随车FV的速度、加速度变化划分追尾冲突模式,进而界定临界冲突点、冲突风险范围及PET变化率指标DPET,运用回归分析量化LV与FV的速度、加速度、速度差及加速度差对DPET的影响,阐明临界冲突点及主要追尾冲突模式的微观变化特性及时空演化规律。结果表明:车辆追尾冲突存在空间集聚性,主要集中在入弯缓和曲线上游、曲中标志断面下游及出弯缓和曲线下游;在潜在追尾冲突的九大类别中发生频率最高的四大类冲突数量占比高达83.24%;PET在冲突临界点和冲突风险范围内均下降,导致DPET均为负值,在冲突临界点PET快速下降,其下降程度显著大于冲突风险范围;FV速度、加速度及LV、FV间速度差、加速度差四个指标显著影响追尾冲突临界点的DPET变化;T10模式(LV减速、FV加速)冲突过程中的DPET均值最小,PET序列下降最为剧烈,危险性显著高于其他冲突模式。

关键词：急弯路段追尾冲突风险时空演化后侵入时间PET DPET 车辆轨迹