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高速离心泵启动过程的仿真与优化

化学工程 2024年第9期52卷 67-71页

作者：王彦伟汪自成李育房武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430205 武汉工程大学化工装备强化与本质安全湖北省重点实验室湖北武汉430205 武汉工程大学湖北省绿色化工装备工程技术研究中心湖北武汉430205 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249

为研究离心泵启动过程中泵内的流场和外特性变化,首先使用CFD软件提供的二次开发接口,通过编写cel函数来精准加载流量和转速变化规律,从而模拟启动整个变化过程。数值模拟结果表明:在启动初期扬程和效率均会出现脉冲现象,针对此脉冲现... 详细信息

为研究离心泵启动过程中泵内的流场和外特性变化,首先使用CFD软件提供的二次开发接口,通过编写cel函数来精准加载流量和转速变化规律,从而模拟启动整个变化过程。数值模拟结果表明:在启动初期扬程和效率均会出现脉冲现象,针对此脉冲现象进行改善,对离心泵的结构参数进行改变,如叶片包角、出口宽度等,并且将不同结构参数的仿真结果构建成神经网络,使用遗传算法找出最优解,以实现泵初期扬程、效率脉冲的减小。发现扬程脉冲减小3.21 m,效率脉冲降低2.87%。

关键词：离心泵 cel函数扬程脉冲效率脉冲神经网络遗传算法

基于立体错位栽培架的工厂化水培生菜搬运装置设计与试验

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江苏大学学报（自然科学版） 2024年第5期45卷 535-543页

作者：龚康鑫席志君贾冬冬祝清震郭文忠江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097

工厂化水培生菜立体错位栽培系统是在不影响生菜光照的基础上,兼顾提高单位面积栽培株数而发展起来的一种生菜栽培方法.为提高该系统机械化率、降低劳动强度,针对立体错位栽培架特点,提出了在定植盘推入前将定植杯抬起一定高度,使定植... 详细信息

工厂化水培生菜立体错位栽培系统是在不影响生菜光照的基础上,兼顾提高单位面积栽培株数而发展起来的一种生菜栽培方法.为提高该系统机械化率、降低劳动强度,针对立体错位栽培架特点,提出了在定植盘推入前将定植杯抬起一定高度,使定植杯跨过栽培槽堵头,再将定植盘推上栽培槽的方法,并开发出一套定植盘搬运装置.以生菜定植盘为试验对象,采用Box-Behnken试验设计方法探究影响搬运装置上盘成功率的因素,并寻求最优参数组合,试验结果表明:当栽培槽水平安装误差为0~5 mm、导向板角度为60°、推进速度为0.22 m/s时,上盘成功率达到99.33%,满足工厂化水培生菜立体错位生产需求.

关键词：生菜立体错位栽培搬运装置响应面分析参数优化

高速铁路智能运营业务提升需求与实现关键技术

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中国铁路 2024年第7期 134-144页

作者：赵帆王艳辉贾利民夏伟富北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 北京交通大学北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心北京100044 城市轨道交通运营安全管理技术及装备交通运输行业研发中心北京100044

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维... 详细信息

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理出发,提出涵盖智能票务、智能服务、智能车站、智能监测、智能运维等的高铁智能运营业务提升需求体系。以“模数一体,轴面协同”为核心理念,提出包括人工智能、大数据处理、虚拟现实与增强、信息物理系统、云/雾/边缘计算以及数字孪生等在内的智能高铁运营实现关键技术,可为未来智能高铁的规划、实施及落地应用提供依据。

关键词：智能高铁智能运营旅客出行运输组织设备运维运营管理

基于5G的煤矿智能视频分析系统的研发与应用

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智能矿山 2024年第7期5卷 66-71页

作者：赵青煤炭科学技术研究院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京市煤矿安全工程技术研究中心

为强化煤矿井下安全管理,提出了基于5G的煤矿智能视频分析系统。基于煤矿黑光夜视成像与井下复杂背景图像增强技术、神经网络轻量化动目标检测技术以及轻量化煤矿智能视频分析平台开发技术,集成智能分析处理芯片与监控设备,构建了基于5... 详细信息

为强化煤矿井下安全管理,提出了基于5G的煤矿智能视频分析系统。基于煤矿黑光夜视成像与井下复杂背景图像增强技术、神经网络轻量化动目标检测技术以及轻量化煤矿智能视频分析平台开发技术,集成智能分析处理芯片与监控设备,构建了基于5G的煤矿智能视频分析系统,依托5G大带宽、低时延的优势,实现了视频数据的实时采集、智能分析与高效处理。基于5G的煤矿智能视频分析系统在国能神东煤炭集团上湾煤矿应用,成功实施了采煤机视频追踪、人员“三违”预警等多种智能分析场景,大幅提升了井下安全管控效率,克服了传统监控的局限性,提高了煤矿生产的安全性与管理水平。

关键词：智能视频分析智能分析神经网络图像增强技术视频追踪监控设备处理芯片井下安全

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中国深层—超深层钻完井关键技术及发展方向

石油学报 2024年第1期45卷 312-324页

作者：刘岩生张佳伟黄洪春中国石油集团工程技术研究院有限公司油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206

深层—超深层油气资源是中国油气增储上产的重要接替资源,实现深井、超深井安全优快钻完井对于深层—超深层油气资源效益开发具有重要意义。通过回顾中国深井、超深井发展历程,梳理对比深井、超深井钻完井技术发展现状、关键技术进展及... 详细信息

深层—超深层油气资源是中国油气增储上产的重要接替资源,实现深井、超深井安全优快钻完井对于深层—超深层油气资源效益开发具有重要意义。通过回顾中国深井、超深井发展历程,梳理对比深井、超深井钻完井技术发展现状、关键技术进展及应用效果,结合面临的主要问题指出了下一步的发展方向。通过对比全球及中国深井、超深井钻完井关键钻井装备、井身结构优化与拓展、钻井提速、钻井液、固井、随钻测控技术与装备、试油完井关键技术指标及应用情况,指出抗高温高压、高稳定性是当前存在的主要技术差距。剖析了支撑中国实现陆上8000 m超深井常态化,钻深能力迈上9000 m台阶,正向万米挺进的深井自动化钻机、井身结构优化、控压钻井、高效PDC钻头、抗高温超高密度油基钻井液、高效堵漏、高强度韧性水泥浆及自动化固井、抗高温酸压、深层连续管作业机等一批高端装备、尖端工具、核心助剂的最新进展及应用情况。针对超深层超高温、超高压、复杂地应力和多压力系统等给安全高效钻完井带来巨大挑战,提出进一步开展井身结构拓展、抗超高温高压井下工具仪器、超高温井筒工作液、超深高效破岩及提速工具、超高温特高压试油完井工具、超高温低伤害压裂液和酸液体系、数字化智能化钻完井装备与技术等攻关研究,加速关键核心技术的突破与迭代升级,为深层—超深层油气资源高效勘探开发提供支撑与保障。

关键词：深层—超深层油气钻完井关键技术发展现状发展方向

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智慧矿山系统工程及关键技术研究与实践

煤炭学报 2024年第1期49卷 181-202页

作者：王国法庞义辉任怀伟战凯杜明张勇程健杜毅博张建中巩师鑫王丹丹孟令宇孟积渐中煤科工开采研究院有限公司北京100013 北京天玛智控科技股份有限公司北京101399 安标国家矿用产品安全标志中心北京100013 煤炭科学研究总院有限公司北京100013 矿冶科技集团有限公司北京100160

针对智慧矿山复杂巨系统建设过程中存在的问题,提出了智慧矿山建设的总体技术架构,并分别从智慧矿山系统模型构建、地下空间重构与模型动态更新、机器视觉测量技术、瓦斯环境射频防爆测试方法、矿山安全闭环管控体系、智慧矿山标准体系... 详细信息

针对智慧矿山复杂巨系统建设过程中存在的问题,提出了智慧矿山建设的总体技术架构,并分别从智慧矿山系统模型构建、地下空间重构与模型动态更新、机器视觉测量技术、瓦斯环境射频防爆测试方法、矿山安全闭环管控体系、智慧矿山标准体系等方面进行了详细阐述。将智慧矿山分为信息感知支撑层、边缘计算层、云数据中心、多型网络、矿山智能生产管控平台、矿山智能生产系统、智慧矿山运维管理系统,构建了基于多系统深度融合的智慧矿山技术架构。基于智慧矿山知识图谱及信息抽取技术,构建了以数据创新为驱动、通信网络为基础、数据算力为核心的智慧矿山系统模型。构建了以机器视觉感知信息为主、其他感知信息为辅的矿山井下三维视觉空间模型,提出了矿山井下场景三维视觉与空间重建框架,实现了矿山井下三维空间重构与动态更新。开发了基于机器视觉技术的井下设备位姿与煤岩界面识别算法,实现了对井下综采装备群及煤岩分界面的同时空测量。探讨了井下瓦斯环境下现行防爆标准对5G基站功率的限制及存在的不足,设计开发了射频电磁能防爆专用试验装置,为提升井下5G基站功率阈值提供了方法借鉴。提出了融合灾害信息全面感知、防控方案自主决策、防控装备协同控制的矿井灾害闭环管控系统技术架构,实现井下灾害的超前预测预警与协同防控。构建了智能化煤矿标准体系框架,剖析了我国煤矿与金属矿山智能化建设典型案例,提出了智慧矿山建设发展趋势及建议。

关键词：智慧矿山系统工程机器视觉射频电磁能防爆安全闭环管控标准体系

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青贮机铁磁性金属异物智能检测报警系统

智慧农业（中英文） 2024年第1期6卷 111-122页

作者：张庆李洋尤泳王德成惠云婷中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学草业机械装备研究中心北京100083

[目的/意义]青贮机作业时,田间遗落的铁丝等铁磁性金属异物如果混入其喂入系统,将会对青贮机的关键零部件和牲畜脏器造成严重损伤。为了确保青贮机在田间作业时能准确、高效地检测出金属异物,本研究开发了一套性能优良的金属探测系统。... 详细信息

[目的/意义]青贮机作业时,田间遗落的铁丝等铁磁性金属异物如果混入其喂入系统,将会对青贮机的关键零部件和牲畜脏器造成严重损伤。为了确保青贮机在田间作业时能准确、高效地检测出金属异物,本研究开发了一套性能优良的金属探测系统。[方法]首先分析了青贮机金属检测原理,然后对平面螺旋线圈与圆柱线圈进行了仿真计算,选择平面螺旋线圈作为研究对象,通过使用非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)结合有限元仿真分析的方式,确定了线圈的线径、内径、外径、层数以及频率,并对弯曲线圈与未弯曲线圈以及阵列线圈进行了仿真计算。最后进行了系统集成,搭建了青贮机模拟试验台进行了模拟试验。[结果和讨论]仿真分析结果显示,平面螺旋线圈磁通密度模变化范围明显大于圆柱线圈,且其电感灵敏度、电阻灵敏度和被测物涡流损耗要明显高于圆柱线圈;另一方面,平面线圈弯曲后电感灵敏度、电阻灵敏度大幅度提高,有利于增强探测线圈的响应度。通过模拟台架试验,验证了该金属探测系统在探测距离小于70mm,对直径0.6 mm、长度20 mm铁丝报警率达到100%,且经过计算,系统响应时间为0.105 0 s,小于安全运输时间,系统可以在金属物到达切碎系统前及时停止。[结论]本研究设计出了一套青贮机金属异物探测系统,提出了一套金属探测线圈的优化方法,并开发了相应的金属探测软硬件系统,通过试验验证了金属探测系统的功能,为青贮机安全运行提供了有力技术支撑。

关键词：青贮机金属探测系统电磁感应平面螺旋线圈非支配排序遗传算法有限元仿真

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核安全中的辐射成像方法与智能化技术

原子核物理评论 2024年第1期41卷 94-108页

作者：魏龙孔令钦帅磊梁秀佐胡选侯张译文王晓明中国科学院高能物理研究所北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心北京100049 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049 济南中科核技术研究院济南250131 国家原子能机构核技术(核探测与核成像)研发中心北京100049

辐射成像是核辐射测量的一项重要内容。在辐射安全领域中典型的辐射成像方法主要包括针孔成像、(空间)编码孔径成像、时间编码成像和康普顿散射成像等,各有其优缺点与适用场景。基于现有成像技术方法上的积累以及先进成像设备研制经验,... 详细信息

辐射成像是核辐射测量的一项重要内容。在辐射安全领域中典型的辐射成像方法主要包括针孔成像、(空间)编码孔径成像、时间编码成像和康普顿散射成像等,各有其优缺点与适用场景。基于现有成像技术方法上的积累以及先进成像设备研制经验,针对在“更快速、更准确、更大范围内”进行辐射探测(成像)的实际需要,本研究探讨了对辐射热点进行三维定位的三种可行性方案、人工智能在辐射热点动态成像、核素识别方面的应用以及辐射成像智能化平台。在辐射热点三维定位的研究方面,通过四目立体成像系统实现了远距离成像场景中放射源100 m距离下小于20%的测距精度,在室内场景中通过三维场景建模和辐射场构建实现了4枚放射源的三维定位。在人工智能算法的应用方面,实现了移动辐射热点的实时定位,可对25 m远处以36 km/h速度移动的14 mCi^(137)Cs放射源进行动态定位追踪。在神经网络核素识别算法研究方面,提出了一种基于先验能量信息的特征增强卷积神经网络,可在低计数和多核素混合的环境下,实现核素的快速识别。在辐射成像智能化平台研制方面,研制了可实现辐射热点检测的加速器隧道环境巡检机器人,并开发了一套车载式辐射应急监测平台,搭载有无人机载、车载、便携式γ相机等多个探测终端,可在辐射应急情况下实现城市区域的快速机动测量。本文所给出的诸多辐射成像智能化技术使得人们可以更快、更精确地获取放射源的空间三维分布与核素信息,为辐射环境评估、辐射防护、核应急演练和决策提供了先进高效的辐射探测技术手段。

关键词：核安全辐射成像智能化

金属矿山深井大规模提升关键技术装备进展与发展趋势

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矿业研究与开发 2024年第9期44卷 1-8页

作者：李广史志远余洪伟长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012 金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012 国家安全生产长沙矿山机电检测检验中心湖南长沙410012 安标国家矿用产品安全标志中心有限公司北京100013

近年来,随着浅部矿产资源的消耗殆尽,我国地下金属矿山正向1 500 m以深以及年产1 000万t/a以上深井大规模开采方向发展。提升系统是矿山深部开采所必需的关键设备,现有的竖井提升技术难以满足我国深井大规模开采的需求。对摩擦式提升、... 详细信息

近年来,随着浅部矿产资源的消耗殆尽,我国地下金属矿山正向1 500 m以深以及年产1 000万t/a以上深井大规模开采方向发展。提升系统是矿山深部开采所必需的关键设备,现有的竖井提升技术难以满足我国深井大规模开采的需求。对摩擦式提升、多绳缠绕提升两个主要深井大规模提升的关键理论与技术装备研究现状进行了综述,并对各自技术优势与特点进行了剖析,提出连续提升、通过采选充一体化减少提升量、降低提升载体的重量占比是未来应对深部大规模开采提升需求的重点研究方向和发展趋势,以期为金属矿山深井大规模开采的提升系统提供新的解决思路和方法。

关键词：金属矿山深井大规模提升连续提升载体轻量化