A task decomposition approach to using neural networks for the interpretation of bioprocess data

During the course of most bioproccss development programs a large amount of process data is generated and stored. However, while these data records contain important information about the process, little or no use is made of this asset. The work described here uses a neural network approach to “learn” to recognize patterns in fermentation data. Neural networks, trained using fermentation data generated from previous runs, are then used to interpret data from a new fermentation. We propose a task decomposition approach to the problem. The approach involves decomposing the problem of bioprocess data interpretation into specific tasks. Separate neural networks are trained to perform each of these tasks which include fault diagnosis, growth phase determination and metabolic condition evaluation. These trained networks are combined into a multiple neural network hierarchy for the diagnosis of bioprocess data. The methodology is evaluated using experimental data from fed-batch, Saccharomyces cerevisiae fermentations. We argue that the task decomposition approach taken here allows for each network to develop a task specific representation and that this in turn, can lead to network activations and connection weights that are more clearly interpretable. These expert networks can now be pruned to remove nodes that do not contribute significant additional information.     

钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响研究

为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2%掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4%自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。     

循环经济—混凝土—绿色生态化技术

绿色化与可持续发展是混凝土的主要发展方向之一。本文结合循环经济的基本理论框架,阐述了混凝土的发展与循环经济的关系;指出绿色生态化是混凝土发展循环经济的必由之路;讨论了混凝土的绿色生态技术及其应用情况,最后对绿色混凝土的发展趋势做了展望。     

模糊控制在恒温车间温度控制中的应用

该文阐述了要保证加工质量,就要保证空调系统能将车间温度在加工期间随时都控制在要求的范围内,为了达到最优的控制效果,该空调自动控制系统引入了模糊控制策略,利用智能温湿度传感器采集不同位置的车间温度信息,通过模糊控制器处理后,控制9台屋顶空调机组动作,使车间内温度总能恒定地处于系统设定的温湿度范围内。     

基于不完备频响函数的结构多损伤定性和定量识别

传统的频响函数损伤探测方法对单损伤识别效果明显,却难于精确识别多损伤情况。为了解决结构的多损伤位置识别和损伤程度的判定问题,将不完备的频率响应函数应用于结构的损伤检测研究,并提出了一种两阶段的损伤识别方法。首先,利用不完备的频率响应函数确定相应的损伤指标,并通过不同节点和自由度处损伤指标的改变来分别初步判断损伤的位置;然后,推导分析了损伤程度计算公式,利用该公式可以精确的计算出相应损伤单元的损伤程度。仿真结果表明,通过自由度损伤指标的改变可以较为精确的识别出损伤的位置,优于节点损伤指标判别法,而通过损伤定量公式不仅可以得到损伤程度的量化值,而且可以更精确的判断损伤的位置。     

小浪底水电站1号机组效率试验研究

水轮机效率试验是评价水轮机性能的重要指标,利用模型综合特性曲线通过相似理论换算所得的水轮机运转特性曲线是否能正确地反映原型机组的运行性能,是行业关心的一个问题。本文详细介绍了对小浪底水电站1号机组进行原型机组相对效率试验的研究情况,包括试验参数的测量方法,计算机测试系统的配置,以及试验数据整理和分析,并按照在试验水头下水轮机制造厂提供的运转特性曲线的效率最高值修正了电站给定的蜗壳压差流量系数。通过分析发现,修正后的87米水头下的实测效率线与水轮机制造厂提供的运转特性曲线不完全一致,其它水头下的特性曲线比较还有待进一步试验论证。     

考虑碳排放和时间窗的冷链物流配送路径优化研究

目的 确保生鲜农产品在短时间内完成从配送中心到客户点的配送,提高配送效率,降低配送成本。方法 综合考虑温度变化对卸货过程中生鲜腐烂率的影响,运输过程和冷藏过程中的碳排放成本,以及违反时间窗的惩罚成本等因素,构建配送成本最小化模型,引入碳税机制定量分析碳排放成本,运用改进的自适应遗传算法进行求解,并对碳排放价格进行灵敏度分析。结果 优化后的总配送成本相较于优化前减少了3.8%,碳排放成本相较于优化前减少了27.8%,总配送时间相较于优化前减少了3.3%。结论 优化后的遗传算法在降低配送成本和碳排放成本上具有显著效果,可以通过合理控制碳排放价格等手段来降低配送成本和碳排放成本。     

弹性地基上四边自由矩形薄板的自由振动

将弹性地基用Winkler模型来代替。首先把弹性地基上矩形薄板的动力学方程表示成为Hamilton正则方程，然后采用辛几何方法对全状态相变量进行分离变量，并利用得到的共扼辛正交归一关系，求出弹性地基上四边自由矩形薄板的固有频率和振型的解析解表达式。由于在求解过程中不需要事先人为的选取挠度函数，而是从弹性地基上矩形薄板的动力学基本方程出发，直接利用数学的方法求出可以满足四边自由边界条件的固有频率和振型的解析解表达式，使得问题的求解更加合理化。文中的最后还给出了计算实例来验证本文所采用的方法以及所推导出公式的正确性。     

Organic pollutants in the effluents of large wastewater treatment plants in Sweden

Effluents from the three largest WWTPs in Sweden were analysed for the presence of organic pollutants by GC-MS. From a total of 137 identified compounds only 10 were priority pollutants. A broad spectrum of non-regulated organic pollutants found in the effluents included aromatic hydrocarbons, food and household related compounds, solvents, plasticisers, flame retardants, preservatives, antioxidants and washing and cleaning related compounds. The concentrations of individual compounds in effluents of all three WWTPs were in the range of 0.5–50 μg/l. Rather few point-discharged pollutants from specific industries were present in the effluents. The majority of pollutants detected in the effluents were attributable to the overall usage and discharge of chemical products in modern society. These pollutants originate from diffuse sources and represent “a background chemical pollution load” of the receiving waters through the discharge from WWTPs in large cities.     

矩形钢管混凝土T型节点极限承载力及其参数分析

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土T型节点常见于Vier-endeel和Fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件ABAQUS对T型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。