GA-ACO算法优化BP神经网络的重型车排放预测

为了减少实际行驶排放试验(real driving emission, RDE)受到驾驶行为、车型等干扰的情况,降低试验耗时和测试成本,基于BP神经网络建立了重型车的排放预测模型,引入遗传算法(genetic algorithm, GA)和蚁群算法(ant colony optimization, ACO)进行优化。使用便携式排放测试系统(portable emissions measurement system, PEMS)对某重型车进行RDE试验,并将试验数据划分为训练集、测试集、验证集,通过B型关联度算法提取数据主要成分用于训练与预测。结果表明：瞬时排放水平上,NO_x预测结果与样本数据的皮尔逊相关系数为0.968 6,线性高度相关;整体误差水平上,NO_x排放因子的最大相对误差为2.36%。该模型对重型车的瞬时排放和整体排放特性预测准确性较好,对辅助RDE试验具有参考意义。     

增压重型柴油机米勒循环应用的潜力研究

米勒循环具有提高发动机热效率、降低NO_x排放等优势,但同时也减少了缸内新鲜空气总质量,从而对燃烧过程产生不利影响。因此,通过试验研究,探索了柴油机在不同进气压力下从低负荷到高负荷区域应用米勒循环的应用潜力。通过计算总液体燃料消耗量(包括燃油消耗量和氮氧化物后处理系统中估算的尿素消耗量),对发动机总体运行效率进行综合分析。在装有高压共轨燃油喷射系统和可变气门驱动系统的单缸重型柴油机上进行指示平均压力分别为0.6、1.2和1.7 MPa三个工况的试验。结果表明,采用通过进气门晚关角的米勒循环技术,有效地降低了压缩冲程终了时的缸内气体压力和温度,从而降低了燃烧温度峰值,有助于降低氮氧化物的排放水平。同时,排气温度也明显高于非米勒循环时发动机排气温度。特别是在低负荷0.6MPa的IMEP下,排气温度提高了约80℃,能显著提高NO_x后处理转化效率。     

中国居民消费间接CO2排放核算及其关键减排路径

不断扩张的居民消费不仅带动上游产业链发展,也造成大量间接CO₂排放。为缓解碳减排压力,基于环境投入产出模型核算了2017年中国居民消费间接CO₂排放量,并对居民消费上游产业链进行详细剖析,以识别关键排放路径。结果表明:（1）2017年中国居民消费间接CO₂排放为28.17亿吨;（2）各部门间接CO₂排放差异较大,其中电力、热力生产,交通运输、仓储和邮政业以及化学原料和化学制品制造业为主要贡献部门,占总排放的75%;（3）居民消费间接CO₂排放主要集中在前四个产业层,占总排放的72%;（4）第0产业层间接排放的关键路径包含电力、热力生产和供应业,交通运输、仓储和邮政业及其他服务业等6个部门;（5）第一至第三产业层排放的关键路径为18条,且存在“部门聚集”和“自循环”特征。基于路径分析结果,指出第0产业层减排应降低电力和交通等重点部门直接CO₂排放强度,倡导食品制造和服务业等部门的绿色消费方式和合理消费需求。第一至第三产业层主要依靠跨部门协作减排,同时应重视电力、农业等关键部门减排的连锁反应。     

社会经济转型新模式对中国CO2排放影响

近年来中国社会经济发展模式发生较大变化,结合最新情况探究 CO₂排放的社会经济影响因素,有助于为中国在后疫情时代推进 CO₂减排提供决策依据。基于结构分解分析方法探究 2017—2020 年社会经济影响因素变化对中国 CO₂排放变化的贡献,并在现有研究基础上结合修订后的统计数据再次评估 2010—2017 年中国CO₂排放变化的社会经济影响因素。研究发现：2017—2020 年,生产结构和最终需求结构变化由 2015—2017 年的 CO₂减排贡献转变为增排贡献,表明中国在结构性因素调整优化方面具有一定减排潜力。结合修订后的统计数据,2012—2017 年能源利用效率和结构性因素变化对 CO₂排放变化的贡献与现有研究结论存在差异。其中,能源利用效率变化由 CO₂减排贡献转变为增排贡献,这与金属冶炼和压延加工业等高耗能行业单位产出能耗明显增长有关,同时反映了产品结构不合理将驱动 CO₂排放增加。此外,各种社会经济因...     

城市交通能源结构与碳达峰情景分析——以南京为例

交通部门能源消费结构低碳化转型是城市范围内实现碳达峰与碳中和目标的关键。而交通部门在用能结构、排放形式、功能等方面具有多重差异性,现有研究往往基于宏观模型测算,无法充分体现交通能源消费的差异性和复杂性,本研究基于城市交通能源消费数据,以南京市为例,测算了不同类型城市交通CO₂排放总量,并针对南京市是否可以在2030年前实现交通碳达峰目标展开讨论。结果表明：城市交通能源结构低碳化转型对南京市在2030年前实现城市交通碳达峰具有决定性的作用,私人交通工具使用强度降低对达峰时间影响较小,对降低峰值作用较大,机动车排放控制技术的发展可以有效降低峰值但对达峰时间无明显影响。     

中国城市化进程中影响CO2排放的政策分析

城市化进程是中国CO2排放快速增长的重要影响因素。基于自回归滞后(Autoregressive-Distributed Lag, ARDL)协整模型, 重点分析了政策因素在城市化进程中对CO2排放的影响。ARDL方法更稳健, 更适合对小样本数据进行分析。ARDL协整模型构建中以人均CO2排放量为因变量, 以城市人口占总人口比重、第二产业占GDP比重、城镇固定资产投资占全社会固定资产投资比例、政策变量等作为自变量。基于1978-2010年的样本数据所得到的研究结果显示:中国1997年节约能源法的颁布对CO2的排放起到了有效的抑制作用;同时, 城市人口比例的增长是影响CO2排放快速增长的最重要原因。因此, 制定针对城市人口增长的节能减排政策, 例如鼓励实现节约型的能源消费模式, 对实现中国CO2的减排目标具有重要意义。     

碳排放配额分配的DEA建模与应用

在区域层面分解CO2排放强度下降目标是我国能源经济政策关注的热点问题,也是实现国家“十二五”CO2排放强度削减目标的有效途径.基于数据包络分析方法(DEA),提出一种新的DEA-CEA(DEA based carbon emissions allocation)配额分配模型,该模型将CO2排放配额分配问题视为一种总量受控的资源配置问题,以效率优先为目标,人均公平为约束,将国家排放总量分配给各省.采用2010年数据,基于传统DEA分配模型和DEA-CEA模型分别进行计算,并与2010年实际情况进行对比分析,结果显示:在相同生产水平和减排约束下,DEA-CEA模型分配结果的减排成本更低,减排任务更符合各地区实际情况,从而更有利于地区经济协调发展,地区间分配配额的差距有所减小进而有助于提高减排政策的可执行性.     

电控液化石油气单缸发动机试验研究

对188型单缸发动机燃用液化石油气(LPG)的性能进行了试验研究.改进设计了LPG供气系统和原机点火系统,标定了LPG喷射器的流量特性,分析了不同压缩比、点火角对发动机性能和排放的影响规律.借助设计的控制系统实现了发动机各个工况下喷气量和点火定时的控制,并通过试验对发动机燃用汽油和LPG两种情况下的性能进行了对比分析.结果表明,改进后的电控LPG单缸发动机经济性得到了提高,排放性也得到一定的改善.     

基于自适应模糊神经网络的砂轮磨损评估

为实现砂轮磨损状态的实时监测评估，课题组提出了使用自适应模糊神经网络模型对砂轮状态进行监测。通过对磨削过程的振动信号及声发射信号特征值的提取，获得了不同磨损程度砂轮的多特征信号样本；采用多特征信号样本对自适应模糊神经网络进行学习与训练，建立了砂轮磨损状态识别模型；实现了对砂轮磨损状态的准确识别与在线监测。实验表明：基于自适应模糊神经网络的砂轮磨损程度评估系统，测试样本的实际磨损程度和网络判别结果类别相符。该自适应模糊神经网络系统能够对砂轮磨损程度类型准确进行在线评估。     

无节气门汽油机质调节负荷控制特性研究

采用歧管喷射燃油质调节负荷控制方式,研究无节气门小排量单缸汽油机的负荷控制特性。通过对改造无节气门汽油机开展对标原机动力性的负荷控制喷油标定,采用多目标优化方法得到全工况最佳燃空比和点火提前角控制参数MAP图,结合三维数值模拟对比分析无节气门汽油机质调节负荷控制对缸内流场及燃烧过程的影响特性。结果表明：与带节气门原机相比,在3 000 r/min最大扭矩转速,30%节气门开度负荷工况,无节气门汽油机有效燃油消耗率降低20.1%,指示热效率提高24.9%,缸内循环平均湍动能增加,且中小负荷工况能燃用更稀薄混合气,但会导致火焰传播速度变慢,燃烧持续期延长,使NO_x和HC排放增加。     

中国区域碳峰值测度的思考和研究——基于全国和陕西省数据的分析

讨论了在中国政府承诺2030年前后达到碳峰值背景下,中国各区域和不同城市与全国碳排的同步、提前或滞后的问题。研究结果表明全国CO₂排放峰值在基准情下在2030年出现峰值,低碳情景下在2028年出现峰值,陕西省CO₂排放峰值在2029年出现。最后对区域碳峰值和国家碳峰值进行了比较与分析,并提出了相关的对策建议。     

基于自适应滤波的日负荷预测新陈代谢模型

提出了对日负荷进行预测的新方法。基于自适应滤波算法进行预测,在预测过程中对原始数据进行新陈代谢处理,且根据预测日的属性对预测结果进行加权,并依据历史负荷中负荷的变动情况对结果进行校正,以求最佳预测效果。利用自适应滤波预测结果的残差建立时间序列的AR(p)模型,与自适应滤波模型形成组合模型,从而实现了短期电力负荷样本资料随时间变化而更新、样本量和计算量不增加而预测精度能得到保证的目标。与传统的预测方法相比较,该模型用于日负荷预测具有计算迅速、精度高的优点。     

基于小波阈值和约束独立分量分析的齿轮故障诊断研究

为在强噪声下准确利用振动信号进行齿轮故障诊断,提出了基于小波阈值和约束独立成分分析(CICA)相结合的算法。该算法首先对输入信号进行小波阈值降噪预处理,提高了输入信号的信噪比,然后基于齿轮特征频率建立参考信号,将降噪后的信号作为CICA的输入信号,利用CICA算法有效分离出齿轮故障信号,识别了故障特征。为了验证该算法的有效性,进行了仿真和实验测试信号分析,结果表明,该算法可以有效提取齿轮故障信号,实现齿轮的故障诊断。     

新冠疫情对中国二氧化碳排放的影响

受新冠疫情影响，中国2020年一季度大量经济活动放缓甚至停摆。发电企业日均耗煤量、煤运港口煤炭吞吐量、炼油厂开工率、钢厂开工率、焦化厂开工率、铁路和民航日发送旅客数等均创历年同期新低。整体而言，本次疫情导致中国一季度CO₂排放同比显著降低约20%。短期来看，为应对疫情，扩大投资将造成中国CO₂排放强度降速放缓；长期来看，“新基建”发力有助于促进中国能源结构转型与2030年气候目标的实现。基于此提出:（1）对冲疫情影响扩大投资与产业低碳化发展相互协调；（2）对冲疫情影响扩大投资与去产能和优化产能结构统筹推进；（3）低碳发展引领乡村振兴；（4）加速推进全国碳市场的建设运行；（5）加快低碳技术研发、示范与成果转化等建议。     

某柴油机缸孔变形的优化分析

以某柴油机开发过程为例,探讨解决缸孔变形问题的优化设计方案。缸体在加载缸盖测量后,二、三缸缸孔的二阶变形量超出测量标准,经缸孔变形分析发现,二缸和三缸在缸孔深度16~22mm之间的变形过于剧烈,进排气侧变形大。后期整改过程中,设计人员增加了缸垫止推筋,着力增加缸体顶端刚度。新设计方案的优化分析表明,缸孔变形量控制在设计标准内,各缸面压分布的均匀性有所改善,优化后的缸体顺利通过缸孔变形测量。通过测量-分析-设计-分析-测量完成缸孔优化分析的循环,实现问题闭环。     

基于CEEMD SE和LSTM的滚动轴承剩余寿命预测

针对滚动轴承退化数据的复杂性和传统的寿命预测方法不能充分利用数据的相关性从而导致预测精度不高的问题,课题组提出了一种基于多频率尺度样本熵(SE)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的寿命预测模型。该模型采用互补集成经验模态分解(CEEMD)结合相关系数分析,从滚动轴承振动信号中提取包含主要退化信息的IMF分量,并提取其样本熵矩阵,用于训练和测试LSTM。通过滚动轴承全寿命试验证明该模型可以准确预测滚动轴承剩余寿命,与BP神经网络和极限学习机(ELM)的预测效果对比验证了该模型的有效性。     

尤拉屯高产气井完井管柱振动损伤研究

针对尤拉屯气田典型管柱在生产过程中高速气流诱发的振动问题，展开了管柱振动损伤研究，研究中采用了 大型有限元分析软件ANSYS 建立高产气井带封隔器油管柱振动的有限元模型。利用该模型对管柱进行了振动分析， 分析结果表明：离封隔器越远振动位移、速度和加速度的幅值越大。详细地研究了全井段油管柱的轴向应力变化、屈 曲损伤和中和点变化，同时分析了不同位置和不同产量下，屈曲管柱与套管柱的接触压力随时间的变化关系，为管柱 摩擦磨损损伤机理的深入研究提供了定量的数据。最后对管柱进行了疲劳寿命预测，为管柱振动损伤预防措施的提 出提供了理论基础。     

基于小波分析旋转机械转子振动信号的相位测量

旋转机械的转子振动信号相位测量系统的硬件电路存在着较大的测量误差。其主要原因是电路结构较复杂,易受外界噪声干扰。基于小波分析方法,本文提出一种硬件电路与软件计算相结合提高测量精度的方法。利用偶对称性小波对采集到的转子振动信号变换处理,可以有效地去除A/D转换中叠加的采集噪声以及谐波噪声。并利用二阶牛顿插值公式求取峰值点的位置,对其进行相位测量。仿真计算表明:该方法能有效降低测量误差,提高相位测量的精确度。     

地方政府竞争、FDI与污染排放效率

伴随着中国经济步入高质量发展阶段,提高污染排放效率、倡导节能减排是实现经济高质量发展的重要举措。基于地方政府竞争与FDI双重视角,将地方政府竞争、FDI与污染排放效率纳入统一分析框架。在理论分析基础上,基于2000—2017年中国30个省份的面板数据,结合面板空间杜宾模型与面板门槛回归模型,实证分析地方政府竞争、FDI与污染排放效率之间的关系及空间效应。结果表明:中国省际污染排放效率具有明显的空间相关性。地方政府竞争对污染排放效率的影响存在“逐底竞争”与“逐顶竞争”双重效应。FDI对污染排放效率的影响满足“污染光环”假说。二者交互作用有利于本地区污染排放效率的提升,但通过“以邻为壑”等阻碍了邻近地区污染排放效率的提升。进一步研究发现,FDI存在门槛效应,适度引进高质量FDI才能充分发挥地方政府竞争在节能减排中的作用。基于此,需要进一步完善政绩考核机制,提升引资质量,提高污染排放效率,以推动中国经济实现高质量发展。     

我国居民环境行为及其影响因素分析——基于CGSS2013数据

提出了一种基于模糊熵和包络分析的故障特征提取新方法。这种方法的核心是首先使用包络分析把调制的振动信号进行解调,然后计算并比较这些包络信号的模糊熵,从而实现故障的特征提取。研究表明,用这种方法提取信号特征,可以容易地将正常滚动轴承、内圈故障、外圈故障和滚子故障的信号区分。 更多还原