基于云平台的高频摇振器监控系统的设计与实现

为克服传统造纸工业不能远距离监控造纸设备与故障维修的局限,实现数据跨地域实时传送,本课题利用云服务平台技术,设计了基于ARM Cortex-M4网关的以MQTT为服务器通信协议的造纸设备监测与控制系统。以高频摇振器为例进行系统监控测试,实测系统运行结果表明,该系统能实时、准确、可靠地远程监控造纸设备,为需要远程操控的造纸企业提供了一种更方便高效的工作方式。     

云PaaS层下的数字化电网中台快速响应模式自动化识别方法

现有方法未能对数字化电网中台响应信号进行预处理,导致响应模式的识别结果不准确、识别时间较长。提出一种云PaaS层下的数字化电网中台快速响应模式自动化识别方法。在云PaaS层下,通过Bayes估计的小波阈值去噪方法对含有噪声的电网中台快速响应信号进行预处理;设置模型的可见层、隐藏层和输出层,计算各层间的权重矩阵,对预处理后的响应信号进行训练,并将训练后的数据输入到RBM模型中,获取PaaS层下的数字化电网中台快速响应模式的识别结果。实验可知,所提数字化电网中台响应模式的识别时间最多为53 s,识别精度最高可达99%,召回率最高为98%,F1值最高为99%,表明该方法能够以较快的速度和较高的精度完成模式识别。     

LSTM网络继电保护装置可靠性预测

继电保护装置可靠性是保证电力系统安全、稳定运行的基础,为准确预测继电保护装置的可靠性,构建基于长短时记忆（long-short term memory,LSTM）网络的继电保护装置可靠性预测模型。提出将注意力模型嵌入LSTM网络以进一步提高LSTM网络的预测准确度,建立基于云模型的继电保护装置劣化程度指标定量和定性评估之间不确定性转换模型。结果表明：嵌入注意力模型的LSTM网络比LSTM网络的预测准确度显著提高,具有较好的逼近能力和泛化能力,均方根误差为1.28%,平均绝对百分比误差为6.62%,当劣化程度指标大于40%时的相对误差控制在–5%～5%范围内。采用建立的云模型分析方法实现相同评级范围的样本劣化程度指标定性和定量联合评判,可为定性评级的模糊性和随机性提供定量评价指导。     

微生物发酵法合成生物抑尘剂的试验研究

抑尘剂(降尘剂)是提高水介质防尘降尘效率的重要途径,但目前煤矿应用的抑尘剂普遍为化学抑尘剂,存在表面活性较低、成本较高,降解性差、对环境有污染等问题。为此,提出研制高表面活性、天然环保的新一代抑尘剂——生物抑尘剂。研发了枯草芽孢杆菌发酵合成生物抑尘剂BDS(Biological Dust Suppressant)的工艺,并采用响应面分析法和Design Expert软件分析了菌株高产的最优发酵条件;采用X射线晶体衍射和红外光谱技术探究了BDS的晶体结构和官能团结构;采用表面张力仪测试BDS溶液的表面张力,研究了其在不同温度、酸碱度和盐度条件下的界面性能和环境耐受能力;采用界面流变仪和扫描电镜测试BDS的润湿性能,并与化学抑尘剂AEO(Al-cohol ethoxylate)进行了比较。结果表明:对枯草芽孢杆菌进行活化、优选和培养可得到含有BDS的发酵液,然后采用酸化沉淀、超声萃取和减压蒸发方法对发酵液进行提纯,即可提取出BDS;在温度A=37.56℃、酸碱度B=7.99、摇床转速C=220 r/min、接种量D=2.17%、装液量E=59.89 mL的发酵条件下,BDS产量最大,达2.09 g/L;BDS结构上表现为各向同性,是一种具有长烷链和多肽结构的非晶体活性物质;BDS的临界胶束质量浓度为30 mg/L,较低的使用浓度即可将水的表面张力降至27 mN/m以下,在较大的环境参数变化范围内(温度≤70℃、酸碱度5～9、Na Cl质量分数≤15%),溶液表面张力仍保持在27～30 mN/m;6 mg/L(1/5临界胶束质量浓度)的BDS溶液与煤尘的接触角仅为11.19°,其润湿能力与500 mg/L(临界胶束质量浓度)的AEO溶液相比提高63.5%,表现出优异的润湿性能。研究工作有望为破解传统抑尘剂面临的表面活性和润湿能力较弱、生物降解性和环保性不足等难题提供借鉴。     

基于ANP及系统动力学的煤矿粉尘综合防治水平评价研究

针对煤矿粉尘综合水平评估问题,构建了煤矿粉尘综合防治水平指标体系,并结合网络层次分析法(ANP)和系统动力学方法对掘进作业、采煤作业、井下巷道及喷浆作业进行权重解算和动力学仿真。发现重要度顺序为:采煤作业(0.418)掘进作业(0.271)喷浆作业(0.191)井下巷道(0.121)。建议煤矿应考虑引入掘进面空气幕除尘技术、采煤面空气幕除尘技术、智能喷浆机械手、采煤面机载除尘风机和支架导杆板技术,并持续加强防尘设备维护更新管理(16次/a)、设备操作培训教育(12次/a)、防尘管理检查频次(10次/月),其综合防尘水平分数可超过87.18分,达到优等水平。