三峡库区溢油快速预报模型在回水变动区的应用研究

三峡库区危险品码头数量和吞吐量逐年增加,危险品船舶流量逐渐增大,尤其是回水变动区,长年库区航段与自然航段交替出现,航道、水文、气候条件变化较大,水上交通安全风险隐患较多,发生溢油事故风险较高.文中通过基于环境流体动力学模型和溢油漂移扩散模型建立了三峡库区溢油快速预报模型,并利用该模型对几种假定情景下的三峡库区回水变动区典型水域长寿段内的溢油事故进行了模拟,并根据模拟结果提出了相应的控制策略.     

三峡库区不同水位期船舶溢油控制策略研究

随着三峡库区通航条件的改善、船舶流量的持续增大,尤其是水上危险品运输业的快速发展,库区水上溢油风险形势日益严峻.本文根据三峡库区不同水位期特点,针对溢油事故高风险水域的溢油数值及围控模拟结果,提出了三峡库区不同水位期船舶溢油围控策略,并对溢油应急围油栏设备配备进行适应性分析.     

重庆主城区江段溢油模型及数值试验研究

采用曲线正交网格处理复杂边界问题,在环境流体动力学模型DELFT的基础上,建立了三峡库区重庆段溢油模拟模型,对船用柴油发生泄漏后在该河段扩展、漂移、蒸发和岸线吸附等进行了数值模拟,并结合溢油模拟结果提出了相应的溢油应急对策.     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

内河船舶溢油建模与仿真

目前对于溢油行为的研究多集中于海洋,针对内河环境的溢油研究相对较少。内河溢油事故一旦发生,造成的危害更大、显现的速度更快。因此,针对内河航道的特殊性选取江西抚河部分河段进行了水动力学模拟,并以流场模拟结果的基础上,应用油粒子模型理论,建立了适合内河溢油事故的模型。模拟结果表明:模型较好地反映了风场、流场等条件对内河溢油事故的影响规律,模拟结果可为内河突发性溢油事故的应急处理提供技术支持。     

三峡库区水上安全虚拟仿真系统探究

通过对三峡库区水上安全形势的分析,探讨了虚拟仿真在三峡库区水上安全管理中的应用,提出了三峡库区水上安全虚拟仿真系统的设计思路,给出了三峡库区水上安全虚拟仿真系统的总体构架。     

基于混合深度学习的地铁站进出客流量短时预测

针对城市轨道交通多站点短时客流量预测问题,本文提出一种将卷积神经网络 (CNN)与残差网络(ResNet)相组合的预测模型(ResNet-CNN1D).模型将原始客流量数据作为输入,利用二维 CNN 与 ResNet 组成深层神经网络,捕捉站点间的空间特征,同时利用一维 CNN捕捉客流量的时间依赖.最后,基于参数矩阵,将时间和空间特征进行加权融合,完成对目标时段中多个站点进出客流量的同时预测.采集青岛市地铁3号线刷卡数据,对模型进行验证. 结果表明,相比现有传统的预测模型(ARIMA,SVR,LSTM,CLTFP,ConvLSTM),本文 ResNet-CNN1D模型具有更好的预测精度.     

基于混合深度学习的地铁站进出客流量短时预测

针对城市轨道交通多站点短时客流量预测问题，本文提出一种将卷积神经网络 (CNN)与残差网络(ResNet)相组合的预测模型(ResNet-CNN1D).模型将原始客流量数据作为输入，利用二维 CNN 与 ResNet 组成深层神经网络，捕捉站点间的空间特征，同时利用一维 CNN捕捉客流量的时间依赖.最后，基于参数矩阵，将时间和空间特征进行加权融合，完成对目标时段中多个站点进出客流量的同时预测.采集青岛市地铁3号线刷卡数据，对模型进行验证. 结果表明，相比现有传统的预测模型(ARIMA，SVR，LSTM，CLTFP，ConvLSTM)，本文 ResNet-CNN1D模型具有更好的预测精度.     

海上溢油仿真与可视化技术研究

为提高溢油仿真的视觉真实感，针对海上溢油可视化问题进行相关研究，建立完整的溢油仿真模型；对于油膜漂移和扩散过程中传统油粒子方法采样不均匀的问题，提出采用泊松盘算法对油膜进行均匀采样，成功地模拟了油粒子与障碍物的交互；利用Mike Zero和Mike 21计算潮汐数据，使用Unity3D虚拟现实引擎搭建溢油可视化仿真平台进行实验验证.仿真结果表明，构建的模型可有效提升海上溢油仿真的视觉真实感.     

基于深度时频特征的机车轴承故障诊断

针对现有机车轴承诊断方法存在故障特征提取不理想、诊断精度低等问题,提出了一种基于深度时频特征的机车轴承故障诊断新方法;利用双通道一维和二维卷积神经网络(CNN)分别对输入的一维原始信号和连续小波变换(CWT)提取的二维时频信号进行深度特征提取;为使输入的一维原始信号简单而有效地反映出信号在时域的全局特征,上通道使用一维CNN,为使输入的二维时频域信号能多角度地反映出信号的细微局部变化,下通道使用二维CNN;在融合层中将上下通道特征自动融合成一个新的深度时频特征,并将提取到的深度融合时频特征经归一化指数函数进行故障分类识别;在此基础上,分析了某局机务段实测的7种机车轴承数据,验证了本文方法的实际工程应用价值。研究结果表明:基于深度时频特征的机车轴承故障诊断方法对7种机车轴承故障的平均诊断精度达到了100%,与一维CNN模型、二维CNN模型和支持向量机(SVM)模型相比,平均诊断精度分别提高了0.7%、1.9%和2.2%;本文方法提取的深度时频特征中每类故障分布间隔规则有序,类内间距很小,而单个一维CNN模型和二维CNN模型提取的特征的每类故障分布间隔不规则,类内间距较大,说明基于深度时频特征的机车轴承故障诊断方法提取深度特征的能力优越,是一种解决机车轴承故障诊断问题的有效模型。      

我国海上溢油应急设备标准体系研究

通过分析目前我国对于海上溢油应急设备标准的需求及存在的问题,并结合国内外对于溢油应急设备标准及交通环保标准体系的相关研究,提出我国海上溢油应急设备标准体系的构思及框架图,并对该体系在行业发展中的顺利实施提出相关建议。     

长江重庆辖区溢油三维虚拟仿真及在应急决策中的应用

长江重庆辖区呈连续弯曲的河道形态,水文航道情况复杂,辖区内水运繁忙,危险化学品运量逐年上升,溢油事故风险不断攀升,建立溢油三维虚拟仿真并应用于决策已成为当务之急.文中通过建立基于油粒子模式的重庆辖区溢油模型,说明溢油三维虚拟仿真过程并建立长江重庆辖区溢油三维虚拟仿真系统,并将该系统应用于应急决策.     

船舶溢油原因及其治理措施探析

随着航运业的快速发展,船舶对海洋的污染也日益加剧,尤其表现为溢油污染.分析了船舶溢油原因,提出并比较了治理溢油污染各项措施的优缺点,以应对不同情况下的溢油污染.     

海底溢油输移扩散的可视化数值模拟系统

为直观研究溢油在复杂水下环境中的动态行为,设计和开发一套海底溢油可视化数值模拟系统(SIMPACT-SOS).系统由数值模型、数据库和图形界面构成,具有地理信息系统(GIS)应用平台、数值建模分析、溢油数值模拟等专业功能.应用算例表明,SIMPACT-SOS系统可为海底沉船溢油、海底输油管道泄漏、海洋石油钻井井喷等水下污染事故的风险评估、应急决策及损害评估提供理论和技术支持.     

Improvement of oil/water selectivity by stearic acid modified expanded perlite for oil spill cleanup

Ecological disasters and economic losses resulting from oil spills have reminded us the necessity for finding an environmentally friendly, cost-effective, and available in large-scale materials to minimize the oil spill effects. The development of high oil/water selectivity mineral sorbent for the removal of oil from the water is of great interest for oil spill cleanup. In this work, highly oil/water selectivity sorbent of expanded perlite modified with stearic acid was prepared by solution-immersion processes, and the characterization of sorbent was analyzed by Fourier transformation infrared (FT-IR) spectroscopy technique. The optimized amount of loaded stearic acid (SA) on the expanded perlite surface was found to be 2.0%. Then the sorption characteristics of unmodified expanded perlite (UMEP) and stearic acid modified expanded perlite (SMEP) were tested. The effects of different particles size, oil/water volume ratio and sorption simulated condition were investigated. It was found that expanded perlite modified with stearic acid could adsorb selectively oil from water in oil/water system. The maximum oil/water sorption ratio of SMEP was 46, which was about 191 times that of UMEP (0.24) in studied experimental range. The FT-IR analysis demonstrated the presence of long-chain alkyl group in the SMEP samples, which played an important role in oil/water selectivity of SMEP samples. The equilibrium were tested with Langmuir and Freundlich isotherm models, and oil sorption process of SMEP showed good correlation with the Langmuir isotherm model.     

溢油污染生物资源损害评估地理信息系统的开发

提出利用VC 从底层开发溢油污染生物资源损害评估地理信息系统,用于实现对模型数据的有效管理和图形可视化.根据数值评估模型应用特点,建立评估模型数据库和地理信息数据库,给出了空间数据和属性数据的管理和查询实现方法.通过应用矢量和栅格空间数据模型、面向对象编程方法以及地图投影变换、图形绘制等图形显示技术实现空间数据的可视化.利用VC 对系统进行开发,除实现了一般GIS的基本功能外,还实现了潮流预报、溢油行为动态预测以及溢油事故海洋生物资源损害评估等专业应用功能.     

考虑时变特性的海上溢油事故应急物资调度

针对海上溢油事故应急物资调度问题,本文考虑事故需求点受海上风浪影响而发生漂移的特点,分析需求点漂移对救援路径规划和环境损失的影响,构建以运输成本和环境损失最小为优化目标的数学模型,提出一种改进的遗传模拟退火混合算法。以蓬莱石油泄露事故的实际数据为背景,对模型进行实例验证和算例分析。结果显示：与不考虑需求点漂移获得的救援方案相比,本文方法在总航行距离上减少了9.11%、环境污染降低了41.17%,说明海上溢油应急救援调度问题中考虑需求点漂移的重要性;针对不同规模、不同需求点分布的算例,本文方法在算法优越性和求解稳定性上均体现出较为明显的优势,表明本文方法可以获得较优的调度方案,实现更准确高效的应急救援;通过灵敏度分析获知,提升船舶容量可以明显降低应急救援运输成本,且提升船舶航行速度可以更好地降低环境污染。