极限工况下的管网“互联互通”改进方案

在全国天然气管道“主干互联、区域成网”(以下简称“互联互通”)基础格局逐渐形成的背景下,天然气管网规模日益扩大、管道分支和气源增加,并且分布不集中、输送方向可变,使得输气方案更加灵活,可以更好地解决某些地域的供气紧张问题;但受现有站场和设备的限制,暂不能满足某些多线组合极限工况,使得“互联互通”的初衷难以全部实现。为了使得现有的各输气干线在实现“互联互通”之后可以满足更多的多线组合工况,在分析“互联互通”背景下M管网工况变化的基础上,研发了可以进行水力仿真和压气站方案制订的计算软件,并对3种极限工况下的不同输气量情况进行了可行性试算,进而基于试算结果提出了相应的管网改进建议。研究结果表明:(1)经验证,软件计算误差满足要求;(2)在M管道某处增设压气站或在某些输气站场配置压缩机组;(3) M管网改进调整后,可以完成大部分的多线组合极限工况,真正实现“互联互通”的输气方案。结论认为,该研究成果有助于推进全国天然气管网早日实现“互联互通”。     

Deployment of a cloud pipeline for real-time visual inspection using fast streaming high-definition images

We investigate the challenges of building an end-to-end cloud pipeline for real-time intelligent visual inspection system for use in automotive manufacturing. Current methods of visual detection in automotive assembly are highly labor intensive, and thus prone to errors. An automated process is sought that can operate within the real-time constraints of the assembly line and can reduce errors. Components of the cloud pipeline include capture of a large set of high-definition images from a camera setup at the assembly location, transfer and storage of the images as needed, execution of object detection, and notification to a human operator when a fault is detected. The end-to-end execution must complete within a fixed time frame before the next car arrives in the assembly line. In this article, we report the design, development, and experimental evaluation of the tradeoffs of performance, accuracy, and scalability for a cloud system.     

Human responses to high levels of carbon dioxide and air temperature

In this study, 30 subjects were exposed to different combinations of air temperature (T_a: 24, 27, and 30°C) and CO₂ level (8000, 10 000, and 12 000 ppm) in a high-humidity (RH: 85%) underground climate chamber. Subjective assessments, physiological responses, and cognitive performance were investigated. The results showed that as compared with exposure to T_a = 24°C, exposure to 30°C at all CO₂ levels caused subjects to feel uncomfortably warm and experience stronger odor intensity, while increased mental effort and greater intensity of acute health symptoms were reported. However, no significant effects of T_a on task performance or physiological responses were found. This indicated that subjects had to exert more effort to maintain their performance in an uncomfortably warm environment. Increasing CO₂ from 8000 to 12 000 ppm at all T_a caused subjects to report higher rates of headache, fatigue, agitation, and feeling depressed, although the results were statistically significant only at 24 and 27°C. The text typing performance and systolic blood pressure (SBP) decreased significantly at this exposure, whereas diastolic blood pressure (DBP) and thermal discomfort increased significantly. These effects suggest higher arousal/stress. No significant interaction effect of T_a and CO₂ concentration on human responses was identified.     

考虑流固耦合的管道机器人冲击环焊缝过程动力学建模与分析

以管道机器人（Pipeline inspection gauge，PIG）为载体的内检测技术是保障油气管道安全运输的重要手段。针对管内高压流体作用下，管道机器人在冲击管内环焊缝过程中产生的动力学行为突变问题。建立了管道周向受限空间中基于Kelvin弹簧阻尼的管道机器人密封盘等效动力学模型，结合管道机器人本体建立了多体系管道机器人动力学模型；详细推导了管道机器人轴向振动微分方程，以及管内流体的流动方程；并使用Matlab/Simulink与Adams进行流固耦合仿真，作为重要的工艺参数之一，研究了管道机器人速度改变时，其在冲击环焊缝过程中的动力学响应情况。结果表明：所建立的密封盘及管道机器人动力学模型能够很好地表征密封盘在管道轴向、径向以及周向的力学特性；运行速度越快，管道机器人通过环焊缝引起的轴向振动越剧烈，冲击振动越明显；而垂向和俯仰振动现象随运动速度增大而显著减弱。     

埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。     

埋地管道在冻土带的热力变形分析

埋地油气管道通过永冻土地带时,由于管内介质与周围的冻土发生了热力作用,使冰土解冻,在管道周围形成融化圈。文章分析了永冻土的特点,建立了永冻土地带土壤传热数学模型:融化圈内外传热方程、管道向土壤和土壤表面向大气所放热量的守恒关系、融化圈界面处土壤温度、相变界面处固相变为液相的传热条件。还建立了埋地管道模型,并以穿过永冻土地带土壤的输油管道为例,分析并计算了各种应力的最大值所在的位置和大小,提出了在永冻土地带减小管道热力变形的措施。     

露天转地下联合开采技术探讨

针对复杂型锰矿开采提出了由露天转地下联合开采技术，与其它采矿方法相比较，这种方法提高了回采率，降低了采矿成本。     

裂缝性底水油藏储气库最大工作气量的预测方法

利用华北油田水驱开发晚期裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏改建大型地下储气库，对保障京、津、冀等地区安全、平稳供气，具有重要意义。虽然前期对华北任11井裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏改建地下储气库的可行性已开展了相关研究工作，但没有解决工作气量、气垫气量优化评价的关键技术问题。文章通过借鉴国外含水层储气库注采运行的经验，在物质平衡原理基础上，提出了描述裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏改建地下储气库工作气量预测的数学模型。该模型能较准确地预测随油气界面下移，气库能达到的最大工作气量和相应气垫气量。通过实例求解得出注气增压系数对工作气量及其在库容量中所占的比例影响较大。随着注气增压系数的增大，工作气量及所占的比例迅速增加，气库效率随之提高，因此，提高注气增压系数是提高裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏储气库效益的重要途径。     

燃气管网动态仿真的研究及应用

研究和了解燃气在管道中的流动，是进行燃气管网系统优化和提高管网输运系统安全性的前提和基础。以流体力学三大守恒方程为基础，建立了等温和非等温条件下的燃气管网稳态和动态仿真理论模型。以有限差分法为基础，得到了上述模型的求解方法，并加入了耗散项，提高了求解方法的稳定性。通过增加初始点和延长出口点的方法，简化了模型的求解。通过在北京六环天然气管网中的初步应用，分别得到了与实际值综合相对误差为1.21％和2.62％的压力和流量仿真值，从而验证了模型及求解方法的可靠性。     

地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性分析

考虑了钢岔管与混凝土垫层的初始缝隙和初始几何缺陷,给出了一套地下埋藏式钢岔管抗外压稳定性的三维有限元分析和求解方法。采用该方法分析某工程实例,将其成果与阿氏公式计算的结果进行了比较,证明了该方法的可行性,并得到一些对工程设计有参考价值的成果。