Reduction of waste biosolids by RAS-ozonation: Model validation and sensitivity analysis for biosolids reduction and nitrification

Biosolids reduction model by return activated sludge ozonation was validated by simulating nitrification data compiled from our pilot-scale and the literature studies. Then, a global sensitivity analysis (GSA) was performed to identify influential and non-influential parameters for biosolids reduction efficiency, change in specific nitrification activity (SNA), and alteration to expected nitrification stability. In general, the model outputs were sensitive to operational and ozone reaction parameters, but not to biochemical parameters. For operational parameters, mainly temperature and initial solids retention time (SRT) influenced all model outputs. For biosolids reduction, increase in the degradability of the influent COD decreased the reduction efficiency. For SNA, the changes were highly dependent on the influent TKN/COD ratio. Our findings also imply that the stability of the nitrification process in ozonated systems should be enhanced at constant MLVSS for warm temperatures, but could be reduced at temperatures below 12 °C and aerated SRTs below 10 days.     

活性污泥数学模型入流组分测定及应用

阐述了活性污泥1号模型人流组分的分析方法，并用这些方法测定了西安市城市污水水质。实验结果表明测定方法操作简单、准确可靠，能为利用模型进行污水处理厂的设计、模拟及管理提供入流组分分析依据，     

基于有限状态自动机的人眼开度PERCLOS实现算法

针对驾驶员驾驶过程中因疲劳引起的眼睛开度变化问题, 在原有PERCLOS(percentage of eyelid closure over the pupil over time)标准的基础上, 提出了一种基于有限状态自动机的人眼开度PERCLOS计算方法, 并将其应用到疲劳驾驶预警系统中。该系统首先采用红外摄像头实时获取驾驶员的脸部视频图像, 使用ASM(active shape models)算法进行人脸检测, 在定位到的人脸范围内搜索人眼区域并计算人眼开度, 为了避免人与摄像头距离变化影响计算结果, 对人眼开度进行归一化处理; 然后依据建立的有限状态自动机模型计算PERCLOS值; 最后根据制定的预警机制实现基于人眼开度的疲劳预警。实验结果表明本方法能够实时监测驾驶员疲劳状况, 具有对光照变化、脸部配饰不敏感的特点。     

人体心脏的4维图像建模和参数分析

研究一种基于4维医学图像的活动形状模型方法,用于构建人类心脏的3维柔性模型并进行自动化参数分析,以得到心脏各方位的量化功能指标。首先,通过造影技术获取心脏周期内各时刻的立体图像,根据时间序列形成一组4维图像。在大量医学图像的基础上,用统计方法分析得到心脏的一般形状,局部的变化范围和分布概率密度,为人类心脏建立一个数字化的计算模型。在此基础上,针对具体病人进行图像分割和形状拟合以计算其心脏静态和动态形状参数,然后分析得到与心脏功能相关的一些重要参数。研究内容包括心脏模型的建立,心脏静态参数分析,心脏动态功能分析,疾病分析等,对病人心脏在特定时刻的每组图像生成其3维结构模型,为医生提供丰富有力的诊断和治疗依据。     

人脸像素画生成算法

为了让普通用户方便地得到像素画卡通头像,提出一种自动从人脸照片生成像素画的算法.首先通过对脸部特征定位找到关键特征,然后在低分辨率下对特征的形状和位置进行优化调整;在调整后的各个区域采用"画家调色盘"色彩校正方法对其颜色进行校正,生成像素画.实验结果表明,该算法能够生成结构清晰、色彩明快的像素画.     

一种融合Hough变换和ASM定位瞳孔中心点方法

特征点的准确定位是机器视觉和模式识别的关键技术之一.主动形状模型(ASM)是一种传统的图像特征点定位算法,具有较高的精确性和鲁棒性.为了提高ASM人脸瞳孔特征点定位的精确度,提出了使用Hough变换方法来改进瞳孔特征点的定位.通过ASM算法,初步定位出瞳孔特征点,并使用Sobel算子对图像进行边缘检测,然后在人眼位置选择一个合适的窗口使用Hough圆检测,找出精确瞳孔点相对于ASM初步定位瞳孔点的偏移量.在实验室采集的人脸图像上的对比实验表明,该方法能够显著的改善ASM人眼瞳孔特征点定位准确性.由于使用了初定位进行了搜索范围的限制,计算量也得到了有效的控制.     

改进主动形状模型算法在运动物体定位中的研究与应用

为提高彩色图像中目标物体的定位精准度和鲁棒性,改善传统主动形状模型采用的灰度模型单一搜索,提出了一种新的基于RGB色彩空间三通道的局部搜索策略.根据彩色图像的特点,充分利用目标的颜色信息,把一维灰度模型扩展成RGB空间彩色模型.结合该模型,提出一种基于各颜色分量所占比重权值的自适应综合匹配函数,并通过由粗到精的多级搜索,实现了彩色图像中运动物体的定位.实验结果表明,该方法降低了模型陷入局部最优的概率,并且提高了目标物体定位的精度和收敛速度.     

Application of evolutionary optimisers in data-based calibration of Activated Sludge Models

Modelling activated sludge systems has become an accepted practice in Wastewater Treatment Plant (WWTP) design, teaching and research, and Activated Sludge Models (ASM) are by far the most widely used models for activated sludge systems. In most ASM applications, calibration is based on more or less ad-hoc and trial and error approaches. Calibration of the ASMs remains the weakest link in the overall process of modelling biological wastewater treatment. In this paper, a calibration approach is proposed where the need for expert knowledge and modeller effort is significantly reduced. The calibration approach combines identifiability analysis and evolutionary optimisers to automate the ASM calibration. Identifiability analysis is used to deal with poor identifiability of the model structures and evolutionary optimisers are used to identify the model parameters. The applied evolutionary optimisers are Genetic Algorithms and Differential Evolution. Performance of the evolutionary optimisers is compared with a previously proposed calibration approach based on Monte Carlo simulations. All methods were capable of calibrating the model when given enough computation time. However, some of the evolutionary optimisation methods had an advantage in terms of computation time against the Monte Carlo method.     

基于ASM的元模型形式化语义的研究*

提出一种在模型驱动开发过程中的形式化语义描述方法。该方法利用元建模技术,形式化地描述了元模型及其语义间的映射关系,以提供精确的语义描述,从而为模型驱动开发提供有力的支持。将描述框架用于模型转换规则的定义以及元模型的分析与验证,并以简单Petri网为例,说明该方法可以有效地支持模型转换和代码生成。     

活性污泥法污水处理数学模型的发展和应用

综述了活性污泥法污水处理数学模型自20世纪50年代以来的发展历程； 阐述了国际水协会（IWA）推出的活性污泥1号、2号、2D号、3号模型（ASM1、ASM2、ASM2D、ASM3）各自的特点和使用限制条件； 介绍了几种基于ASM系列模型的具有代表性的商业化仿真软件． 最后，还就ASM系列模型的三个应用难点——水质的分析测定、模型简化、参数校正进行了讨论．