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机器学习驱动的辉光放电等离子体降解碱性紫16性能研究

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3206-3216页

作者：方野王玉如曾静懿王亚欣郑伟李敏睿陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710119 陕西师范大学地理学国家级实验教学示范中心陕西西安710119

为了量化研究辉光放电等离子体(GDEP)降解碱性紫16(BV16)的效率影响因素以进一步提升其降解性能,共收集462条降解实验数据建立数据集,训练并评价了9种回归模型.结果表明,基于梯度提升树(GBDT)的集成学习模型预测性能优异,且以类别型特... 详细信息

为了量化研究辉光放电等离子体(GDEP)降解碱性紫16(BV16)的效率影响因素以进一步提升其降解性能,共收集462条降解实验数据建立数据集,训练并评价了9种回归模型.结果表明,基于梯度提升树(GBDT)的集成学习模型预测性能优异,且以类别型特征提升(CatBoost)算法训练的模型性能最佳(R^(2)=0.988,MAE=2.050%).此外,沙普利加和解释方法(SHAP)对最佳模型的参数影响程度定量解析结果显示,反应时间(43.74%)、初始污染物浓度(23.00%)、氯化钾浓度(15.65%)和平均电流(12.63%)是影响BV16降解效率的关键因素.同时,基于部分依赖图(PDP)提出了参数交互影响优化方案.所建立的CatBoost-SHAP-PDP模型不仅能实现GDEP对BV16降解效果的模拟预测,而且是优化GDEP降解过程变量的有效方法,为GDEP降解染料废水复杂体系领域的建模与应用提供科学依据和技术支持.

关键词：辉光放电等离子体染料废水 SHAP解释方法机器学习

智能电网中基于填充方法的双向拍卖电力资源分配方法

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西安交通大学学报 2024年第4期58卷 138-147页

作者：闫先国孙碧颖录鹏东金鑫史莹桂小林国网甘肃省电力公司数字化事业部兰州730000 西安交通大学电信学部西安710049

为解决智能电网环境中用户富裕电能回售问题,完成电力资源的再分配,从经济学的角度设计了一种激励机制以鼓励拥有富裕电力的用户为电力紧缺用户提供电力资源。提出了一种双向拍卖机制,该机制包括使用填充概念的电力资源分配方法和有效... 详细信息

为解决智能电网环境中用户富裕电能回售问题,完成电力资源的再分配,从经济学的角度设计了一种激励机制以鼓励拥有富裕电力的用户为电力紧缺用户提供电力资源。提出了一种双向拍卖机制,该机制包括使用填充概念的电力资源分配方法和有效的定价策略,以保证智能电网环境下电力资源分配的理想性能。所提双向拍卖机制考虑了电力资源传输成本与距离之间的关系,设计了供需匹配关系;所提分配方法采用了基于线性规划的填充分配方法,以接近最优的近似算法,在多项式时间内得到资源分配结果;在定价方面,分别采用了基于关键值的定价策略和基于维克瑞-克拉克-格罗夫斯(VCG)机制的定价策略,以计算获胜买方用户的付款价格和获胜卖方用户的收款价格,实现了双向拍卖中的真实性、个人理性和预算平衡。仿真结果表明,所设计的拍卖机制保证了一系列理想的经济属性,包括真实性、预算平衡以及个人理性,并且可以在多项式时间内得到近似最优解的分配结果,为智能电网环境下的电力资源再分配问题提供了一种有效的解决方案。

关键词：智能电网资源分配双向拍卖电能回售

高位定向长钻孔水力输送对接筛管护孔技术研究

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 255-264页

作者：张金宝中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套... 详细信息

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套研制了ø95 mm筛管悬挂装置、ø95 mm玻璃钢筛管、ø100 mm封堵短节、ø140 mm钻头通水堵头以及ø95 mm分组筛管对接装置,并在皖北矿区两个煤矿的不同工作面顶板高位钻孔进行了水力输送分组筛管完孔现场试验。试验结果表明:玻璃钢筛管质量轻推送阻力小,可在倾角17°~26°的钻孔内人工连接长100 mø95 mm玻璃钢分组筛管,分组筛管输送过程中水压为1.0~1.5 MPa,输送到位时水压降为0.5 MPa以下,在泵量200~390 L/min下,分组筛管水力平均输送速度可达150~260 m/min,试验期间分组筛管输送到位时泵压变化明显,前后两组筛管对接可靠,可有效实现到位报信,成功实现ø153 mm高位定向钻孔内ø95 mm筛管的全孔段护孔,2个钻孔的筛管水力输送试验深度分别达到501、522 m,工作面回采120 d累计抽采瓦斯纯量分别为139945、176139 m^(3)。钻孔内水力输送对接筛管护孔技术为高位定向长钻孔全孔段大直径筛管护孔提供了可实现的技术解决方案,有助于保障高位定向长钻孔的瓦斯抽采效果,为煤矿井下“以孔代巷”的瓦斯治理模式革新提供技术支撑。

关键词：高位定向钻孔筛管护孔水力输送以孔代巷瓦斯抽采

计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒调度协同优化策略

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 165-172页

作者：商立群惠泽王建新西安科技大学电气与控制工程学院西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室陕西西安710054

统一潮流控制器(UPFC)应用于潮流调控时,计及UPFC调控参数的交流潮流计算是非凸、非线性问题,且多台装置间的非线性交叉耦合特性也会直接影响优化配置方案。为此,基于UPFC的潮流调控特性,构建了计及UPFC的松弛型交流潮流二阶锥规划模型... 详细信息

统一潮流控制器(UPFC)应用于潮流调控时,计及UPFC调控参数的交流潮流计算是非凸、非线性问题,且多台装置间的非线性交叉耦合特性也会直接影响优化配置方案。为此,基于UPFC的潮流调控特性,构建了计及UPFC的松弛型交流潮流二阶锥规划模型;计及风电的不确定性,协同考虑UPFC的规划和电力系统的调度问题,建立了计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒协同优化模型,并采用列和约束生成算法进行求解。以IEEE RTS-24节点系统为算例进行仿真分析,结果表明所提协同优化策略有效提升了UPFC配置方案的适应性,提高了系统运行经济性和风电消纳能力,增强了系统运行调控的灵活性。

关键词： UPFC 风电不确定性凸优化交叉耦合特性鲁棒调度协同优化电力系统

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具有双储层结构的动态误差补偿回声状态网络

控制理论与应用 2024年第3期41卷 385-395页

作者：张昭昭朱应钦余文西安科技大学计算机科学与计算学院陕西西安710054 墨西哥国立理工大学高级研究中心(CINVESTAV)自动化研究所墨西哥城07360

针对传统回声状态网络难以有效应对高阶非线性复杂模型问题,本文在理论分析的基础上提出了一种双储层结构的误差补偿回声状态网络,并设计了该网络的学习算法.该网络由计算层和补偿层构成,计算层主要承担拟合任务,补偿层则作为状态跟随器... 详细信息

针对传统回声状态网络难以有效应对高阶非线性复杂模型问题,本文在理论分析的基础上提出了一种双储层结构的误差补偿回声状态网络,并设计了该网络的学习算法.该网络由计算层和补偿层构成,计算层主要承担拟合任务,补偿层则作为状态跟随器,实时补偿由于计算层对期望方差估计不足而导致的幅值偏差.对多阶振荡器和真实高阶非线性数据集的实验结果表明,本文所提网络结构较常规网络具有更高的稳定性和泛化性能,尤其对高阶非线性复杂模型的预测精度大幅度提升.

关键词：回声状态网络高阶非线性复杂模型补偿回声状态网络多阶振荡器

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基于融合Lasso的非参数加性分位数回归模型

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模式识别与人工智能 2024年第1期37卷 58-72页

作者：付漫侠周水生西安电子科技大学数学与统计学院西安710126

加性分位数回归为非线性关系的建模提供一种灵活、鲁棒的方法.拟合加性分位数模型的方法通常使用样条函数逼近分量,但需要先验的选择节点,计算速度较慢,并不适合大规模数据问题.因此文中提出基于融合Lasso的非参数加性分位数回归模型(No... 详细信息

加性分位数回归为非线性关系的建模提供一种灵活、鲁棒的方法.拟合加性分位数模型的方法通常使用样条函数逼近分量,但需要先验的选择节点,计算速度较慢,并不适合大规模数据问题.因此文中提出基于融合Lasso的非参数加性分位数回归模型(Nonparametric Additive Quantile Regression Model Based on Fused Lasso,AQFL),是在融合Lasso罚和l_(2)罚之间折衷的可对加性分位数回归模型进行估计和变量选择的模型.融合Lasso罚使模型能快速计算,并在局部进行自适应,从而实现对所需分位数甚至极端分位数的预测.同时结合l_(2)罚,在高维数据中将对响应影响较小的协变量函数值压缩为零,实现变量的选择.此外,文中给出保证收敛到全局最优的块坐标ADMM算法(Block Coordinate Alternating Direction Method of Multipliers,BC-ADMM),证明AQFL的预测一致性.在合成数据和碎猪肉数据上的实验表明AQFL在预测准确性和鲁棒性等方面较优.

关键词：分位数回归加性模型融合Lasso罚 l 2罚

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分区内排露天煤矿压帮留沟模式及参数优化

煤炭学报 2024年第4期49卷 1834-1844页

作者：马力王恒荣罗科李瑞行靳新宇常治国西安科技大学能源学院陕西西安710054 山西焦煤集团山煤国际河曲露天煤业有限公司山西忻州036500 新疆工程学院安全科学与工程学院新疆乌鲁木齐830000

大型露天煤田安全高效集约化开发是露天煤炭开发的发展趋势,以分区开采为主要开发模式的大型露天煤田具有安全高效、回采率高、投资回收期短的显著优势,同时可以利用开采形成的采空区回填剥离物料形成内排土场,并降低剥离物料对土地的... 详细信息

大型露天煤田安全高效集约化开发是露天煤炭开发的发展趋势,以分区开采为主要开发模式的大型露天煤田具有安全高效、回采率高、投资回收期短的显著优势,同时可以利用开采形成的采空区回填剥离物料形成内排土场,并降低剥离物料对土地的压占及破坏。针对大型露天煤矿分区开采衍生出相邻采区间二次剥离量大的问题,在考虑压帮内排留沟模式影响基础上,结合外排空间受限条件,以内排加高分析不同压帮留沟模式对剥采与运输系统的影响,建立全压帮及半压帮内排总费用模型,并对半压帮倒三角和倒梯形留沟模式进行对比分析。基于费用补偿法,以全压帮内排为参照,在剥离物料不外排的条件下,综合考虑内排容量,构建压帮内排倒三角留沟模式与倒梯形留沟模式的留沟高度优化模型以及内排搭桥移设步距优化模型。对山西河曲露天煤矿首采区与二采区间留沟高度及运输系统进行综合优化。结果表明:半压帮内排经济效益显著,压帮内排倒三角留沟总费用随着留沟高度的增加先增大后减小,总经济效益先减小后增大,最佳留沟高度为110 m,内排搭桥最佳移设步距为104 m,相对全压帮内排节约10080万元;压帮内排倒梯形留沟总费用随着留沟深度的增加先减小后增大,总收益先增大后减小,最佳留沟高度为67 m,内排搭桥最佳移设步距为264 m,相对全压帮内排节约24540万元。留沟面积相等的条件下,倒三角留沟模式留沟深度较大,对单侧剥离物料运输系统影响较大,内排土场工作线长度较长,一般适用于内排空间紧张的露天煤矿;倒梯形留沟模式留沟深度较小,内排容量受到一定限制,一般适用于内排空间较大的露天煤矿。

关键词：全留沟内排全压帮内排倒三角留沟倒梯形留沟内排搭桥

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基于快速采样的剪切光束成像图像重构算法

物理学报 2024年第2期73卷 156-166页

作者：陈明徕马彩文刘辉罗秀娟冯旭斌岳泽霖赵晶中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院空间精密测量技术重点实验室西安710119 中国科学院大学北京100049

剪切光束成像是一种非传统地基光学成像技术,在对位姿快速变化的目标成像时,为重构目标高分辨率清晰图像,其成像系统的回波数据采样速率仍不够快.本文提出一种五光束快速采样的图像重构方法,通过改变成像系统编码和解码方法,采用中心对... 详细信息

剪切光束成像是一种非传统地基光学成像技术,在对位姿快速变化的目标成像时,为重构目标高分辨率清晰图像,其成像系统的回波数据采样速率仍不够快.本文提出一种五光束快速采样的图像重构方法,通过改变成像系统编码和解码方法,采用中心对称结构呈“十”字形排布的发射光束阵型,利用所提的快速图像重构算法,单次采样的回波数据所能重构的目标图像从1幅增加到8幅,快速抑制了重构图像的散斑效应.仿真结果表明,与传统三光束图像重构方法相比,获得相同质量图像所需的回波数据采样次数从20次减少至5次,大幅减少了回波数据采样次数,提高了回波数据采样速率.

关键词：剪切光束成像快速采样图像重构采样速率

基于ISSA-XGBoost的电能质量扰动识别方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 115-124页

作者：商立群李朝彪邓力文郝天奇刘晗西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054

针对传统电能质量扰动(power quality disturbances,PQDs)识别中特征提取有冗余,识别精度不高等问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化特征选择和极致梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGBoost)的电能质量扰动识别方法。首先对电能质量扰动信号进行S变换,提取61种电能质量特征。再通过ISSA同时选择最优特征子集和XGBoost中最优参数,剔除冗余特征,提高识别精度。最后根据优化后的最优特征子集和XGBoost实现电能质量扰动的识别。仿真结果表明,所提出的方法能有效选择最优特征子集,对噪声环境下的19种电能质量扰动信号进行高效识别,并且具有较高的识别精度。

关键词：电能质量扰动识别 XGBoost 麻雀搜索算法

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