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基于深度对抗和联合域校准的轴承故障诊断方法

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王小瑞郝润芳杨琨袁仲云桑胜波太原理工大学电子信息与光学工程学院

为了兼顾全局域对齐和局部子域的校准，并且使得特征表示容易被决策边界区分，提出了一种基于深度对抗和联合域校准（deep conjoint and adversarial domain calibration, DCADC）方法来进行跨负载的故障诊断任务。首先，将一维轴承振... 详细信息

为了兼顾全局域对齐和局部子域的校准，并且使得特征表示容易被决策边界区分，提出了一种基于深度对抗和联合域校准（deep conjoint and adversarial domain calibration, DCADC）方法来进行跨负载的故障诊断任务。首先，将一维轴承振动信号处理为二维灰度图像，有利于模型泛化；其次提出了一种双卷积结构，增强了模型学习域不变信息的能力；另外实施了联合校准策略，使模型在匹配全局信息时捕获局部细粒度信息；最后，加入了特征表示惩罚机制，使决策边界更易于区分样本类别。在三种迁移场景实验中，DCADC方法的平均诊断准确率分别达到了99.8%、100%和99.72%，分别比目前最先进的域适应方法提升了4.8%、0.86%和2.16%。实验结果说明了DCADC方法在复杂工作环境中能够表现出良好的准确性和鲁棒性。

关键词：故障诊断特征对齐域适应深度学习

全生命周期视角下中国建筑碳排放空间关联网络演化及影响因素分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1243-1253页

作者：任晓松李昭睿山西财经大学管理科学与工程学院太原030031 北京理工大学管理与经济学院北京100081 北京理工大学能源与环境政策研究中心北京100081

基于全生命周期视角核算2011~2019年中国省际建筑碳排放量,采用社会网络分析方法,探究碳排放空间关联网络演化及其影响因素.结果表明:(1)中国建筑碳排放空间关联网络形态明显存在,网络密度和网络关联数逐渐上升,网络紧密性和稳定性逐渐... 详细信息

基于全生命周期视角核算2011~2019年中国省际建筑碳排放量,采用社会网络分析方法,探究碳排放空间关联网络演化及其影响因素.结果表明:(1)中国建筑碳排放空间关联网络形态明显存在,网络密度和网络关联数逐渐上升,网络紧密性和稳定性逐渐提高.(2)上海、浙江、天津、北京和江苏处于碳排放空间关联网络的核心和支配地位.(3)北京、天津、江苏、内蒙古、上海和山东属于“净受益”板块,接收其他地区的建筑碳排放;广东、重庆、福建和浙江属于“经纪人”板块,实现了建筑碳排放生产端和消费端的动态平衡;其余省份均扮演“净溢出”角色,主动向外省发出建筑碳排放量.板块间的关联关系远大于板块内部的关联关系.(4)经济发展、空间邻接关系、城镇化、建筑业过程结构和产业结构差异对建筑碳排放空间关联产生显著影响.研究结果可为建筑业区域协同减排提供参考.

关键词：建筑碳排放引力模型空间关联社会网络分析二次指派程序

基于可视图特征与CatBoost的转辙机故障诊断

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 58-65页

作者：杨喜旺王智超黄晋英荆丽澄王宇轩山西电子科技学院信息与通信工程学院山西临汾041000 中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051 中北大学机械工程学院山西太原030051

针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法。首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图。然后,提取复杂网络图的5种统... 详细信息

针对道岔转辙机转换油压信号难以提取有效的故障特征且传统的故障诊断方式效果差的问题,本文提出一种基于可视图特征与CatBoost的道岔转辙机故障诊断方法。首先,采用可视图算法将时域信号转换为复杂网络图。然后,提取复杂网络图的5种统计特征,即网络平均度、全局聚类系数、平均路径长度、传递性特征与网络图密度。最后,通过CatBoost算法实现道岔转辙机故障诊断。将该方法分别与其它特征提取方法、故障分类算法进行比较。实验结果表明:可视图特征能够更有效表征道岔转辙机的工作状态,CatBoost算法对道岔转辙机4种工作状态的诊断准确率达到97.5%,验证了该方法的有效性和优越性。

关键词：可视图特征道岔转辙机 CatBoost算法故障诊断

煤气化渣活化过二硫酸盐和过一硫酸盐降解苯酚的比较

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化工进展 2024年第6期43卷 3503-3512页

作者：李亚男郭凯王嘉琪武亚宁太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600

以固体废弃物煤气化渣(CGS)作为活化剂,构建了煤气化渣/过二硫酸盐(CGS/PDS)和煤气化渣/过一硫酸盐(CGS/PMS)体系,通过场发射扫描电子显微镜表征CGS的微观结构和元素组成,使用傅里叶红外光谱仪和X射线光电子能谱仪表征CGS表面官能团,考... 详细信息

以固体废弃物煤气化渣(CGS)作为活化剂,构建了煤气化渣/过二硫酸盐(CGS/PDS)和煤气化渣/过一硫酸盐(CGS/PMS)体系,通过场发射扫描电子显微镜表征CGS的微观结构和元素组成,使用傅里叶红外光谱仪和X射线光电子能谱仪表征CGS表面官能团,考察了CGS投加量、PDS浓度、PMS浓度、初始pH等因素对降解苯酚的影响,推测了活化路径,探究了氧化机理。结果表明,CGS中Fe元素含量达11.9%且含有多种官能团,随着CGS投加量的增加,PDS和PMS对苯酚的降解效率逐渐增大。当CGS投加量为3.0g/L时,1.0mmol/L PDS反应60min后对苯酚的降解率达97.82%,0.4mmol/L PMS反应60min后对苯酚的降解率达98.88%。两种体系对苯酚的降解率均在p H=3时最高。共存Cl-对两个体系降解苯酚均表现出促进作用,而共存NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)对苯酚的降解产生抑制作用。CGS/PDS体系降解苯酚过程中产生了·SO_(4)^(-)和·OH,而CGS/PMS体系产生了·SO_(4)^(-)、·OH和·O_(2)^(-),但两个体系对苯酚的降解均以·SO_(4)^(-)占主导地位。研究结果可为固体废弃物煤气化渣高价值应用提供指导,为煤气化渣进一步应用于水污染控制提供理论依据。

关键词：煤气化渣过一硫酸盐过二硫酸盐苯酚活性物质

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特征融合与BP神经网络结合的刀具磨损预测

机械设计与制造 2024年

作者：郭宏徐延伊亚聪胡孔耀太原科技大学机械工程学院

通过监测刀具磨损情况，能够有效应对生产加工中的意外状况。为了精确监测刀具的磨损状态，提出了一种多传感器特征融合及BP神经网络结合的刀具磨损预测方法。首先对工业加工中采集到的切削力、振动、声发射信号进行小波阈值去噪，然后... 详细信息

通过监测刀具磨损情况，能够有效应对生产加工中的意外状况。为了精确监测刀具的磨损状态，提出了一种多传感器特征融合及BP神经网络结合的刀具磨损预测方法。首先对工业加工中采集到的切削力、振动、声发射信号进行小波阈值去噪，然后在时域、频域和时频域内分析并提取特征，再将融合后的各类传感器特征使用Pearson相关系数和主成分分析（PCA）实现数据降维，最后将降维后的融合特征输入搭建好的BP神经网络，通过非线性仿真分析，从而实现刀具磨损量的预测。案例验证表明：与单一传感器预测相比，提出的多传感器特征融合的刀具磨损预测方法误差最小，且决定系数R2达到0.993。

关键词：传感器特征提取小波去噪 PCA BP神经网络磨损预测

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煤气化渣活化过硫酸盐体系氧化去除菲

精细化工 2024年第5期41卷 1108-1115,1134页

作者：郭凯王嘉琪李亚男武亚宁太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600

采用固体废弃物煤气化渣(CGS)作为过硫酸盐(PS)的活化剂,考察CGS/PS对菲的去除性能。使用SEM-EDS、XPS表征了CGS的微观结构和元素组成;通过自由基掩蔽实验和电子顺磁共振(EPR)实验确定自由基种类;考察了CGS质量浓度、PS初始浓度、初始p... 详细信息

采用固体废弃物煤气化渣(CGS)作为过硫酸盐(PS)的活化剂,考察CGS/PS对菲的去除性能。使用SEM-EDS、XPS表征了CGS的微观结构和元素组成;通过自由基掩蔽实验和电子顺磁共振(EPR)实验确定自由基种类;考察了CGS质量浓度、PS初始浓度、初始pH、共存离子对CGS/PS体系中菲去除率的影响,探讨了反应机理并推测降解路径,并使用ECOSAR软件评估菲及其产物的毒性。结果表明,CGS中Fe元素质量分数为11.9%,可有效活化PS。在菲质量浓度为1 mg/L、pH=3、CGS质量浓度为0.7 g/L、PS初始浓度为1 mmol/L的条件下,60 min后CGS/PS体系对菲的去除率可达95.34%,PS的利用率为29.18%。菲降解过程符合伪一级动力学模型,CGS/PS体系产生了SO_(4)^(–)•和•OH,且SO_(4)^(–)•在菲降解过程中起主要作用,共存离子HCO_(3)^(–)、NO_(3)^(–)对反应的抑制作用较显著。菲主要通过去羰基、羟基化、脱碳等反应分解为长链酸、酯,最终转化为CO_(2)和H_(2)O。ECOSAR模型评估发现,菲降解的中间产物毒性普遍低于菲。

关键词：菲煤气化渣过硫酸盐活性自由基共存离子水处理技术

基于ASPP-SCBAM-DenseUnet的高分遥感影像水体提取研究

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航天返回与遥感 2024年第3期45卷 92-106页

作者：谢育珽刘萍申文明高宇郝戍峰韩昕李宇昂太原理工大学计算机科学与技术学院(大数据学院) 晋中030600 生态环境部卫生环境应用中心北京100094 太原理工大学软件学院晋中030600

针对遥感影像水体提取研究存在细小水体和水体边缘等细节信息关注不足的情况,以及水体连通性较差的问题,文章提出基于改进的空洞空间金字塔池化和随机双注意力机制的密集连接U型网络(ASPP-SCBAM-DenseUnet)。文章首先利用Dense Block块... 详细信息

针对遥感影像水体提取研究存在细小水体和水体边缘等细节信息关注不足的情况,以及水体连通性较差的问题,文章提出基于改进的空洞空间金字塔池化和随机双注意力机制的密集连接U型网络(ASPP-SCBAM-DenseUnet)。文章首先利用Dense Block块组成Unet的编码器和解码器部分,并引入SCBAM注意力机制,减少噪声干扰,提高水体边界分割的准确性;其次,添加ASPP_SCBAM模块,设置不同的空洞率、扩大感受野,结合小型水体的浅层和深层特征,补偿采样过程造成的特征损失;最后,通过结合Dice系数和像素级二元交叉熵的联合损失函数来训练网络,有效地处理因小水体造成的不平衡数据集,这样不仅确保了分割的精度,还能够产生更加平滑和连续的分割边界,从而防止模型出现过拟合或者过度细化的现象。实验结果表明,ASPP-SCBAM-DenseUnet网络模型提取水体的像素准确率、召回率和F1分数分别为94.19%、94.29%和95.15%,加权交并比和均交并比分别为89.02%、88.63%,明显优于Unet、Linknet等语义分割网络,同时,减少了水体误分类和遗漏,优化了水体边缘细节,提高了对细小水体的识别和水体连通性。

关键词：密集连接块注意力机制语义分割卫星遥感影像水体提取

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不同变质程度煤体表面液滴铺展特性实验研究

实验技术与管理 2024年第7期41卷 22-29页

作者：谢彪郁静静杨天艺张兴华李柏辰胡嘉奇太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

为研究不同变质程度煤体表面液滴铺展特性,采用实验与数值计算相结合的方法,通过观察纯水液滴撞击煤体的动态铺展过程,探讨撞击高度对不同变质程度煤表面接触角及液滴铺展系数的影响,揭示不同变质程度煤体的润湿机理。测量4种不同煤质... 详细信息

为研究不同变质程度煤体表面液滴铺展特性,采用实验与数值计算相结合的方法,通过观察纯水液滴撞击煤体的动态铺展过程,探讨撞击高度对不同变质程度煤表面接触角及液滴铺展系数的影响,揭示不同变质程度煤体的润湿机理。测量4种不同煤质的静态接触角,实验结果表明:褐煤的润湿性最强,肥煤次之,无烟煤和焦煤的润湿性最差;观察纯水液滴碰撞不同煤样的动态变化发现,撞击高度与纯水液滴的铺展系数之间存在正相关关系;在相同高度下,纯水液滴铺展系数的变化均表现为先增大后降低再增大,最终趋于一个稳定状态。该研究结果可为矿井湿式除尘技术提供一定的理论参考。

关键词：撞击高度煤变质程度接触角铺展系数润湿机理

分子筛负载型催化剂在加氢反应中的应用研究进展

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石油学报（石油加工） 2024年第2期40卷 404-415页

作者：吉利彬李海涛赵永祥王浩山西大学化学化工学院精细化学品教育部工程研究中心山西太原030006

催化加氢反应是合成高附加值精细化学品的重要方法之一。加氢反应催化剂多以金属负载型催化剂为主,常用的载体主要为金属或非金属氧化物。然而受传统金属负载和掺杂方式的限制,金属负载型催化剂中活性金属的落位和粒径分布一直缺乏有效... 详细信息

催化加氢反应是合成高附加值精细化学品的重要方法之一。加氢反应催化剂多以金属负载型催化剂为主,常用的载体主要为金属或非金属氧化物。然而受传统金属负载和掺杂方式的限制,金属负载型催化剂中活性金属的落位和粒径分布一直缺乏有效的调控手段,极大限制了该类催化剂的应用。分子筛因其独特的孔道结构、适宜的酸性、可控的孔径和表面性质常被作为载体用于催化加氢反应。在这类反应中,分子筛既可以作为载体负载活性金属,也可以作为酸性催化剂适度参与反应,表现出优异的催化加氢活性和反应稳定性。详细总结了近年来以分子筛为载体的双功能催化剂在催化加氢反应中的最新研究进展,并重点介绍了分子筛的孔道结构调控、活性金属负载方式以及加氢反应类型变化对加氢反应的影响。

关键词：分子筛孔道结构酸性位点金属负载方式加氢反应