地面沉降是全球公认的重要灾害,不同受灾区域的地面沉降处于不同发展阶段,准确地认识地面沉降的发展是防治地面沉降灾害的关键。针对地面沉降各发展阶段的不同特征,提出了一种自适应聚类算法(improved adaptive density peak clustering...地面沉降是全球公认的重要灾害,不同受灾区域的地面沉降处于不同发展阶段,准确地认识地面沉降的发展是防治地面沉降灾害的关键。针对地面沉降各发展阶段的不同特征,提出了一种自适应聚类算法(improved adaptive density peak clustering algorithm based on K-nearest neighbors,简称IADPC-KNN),结合粒模型理论,归纳总结了地面沉降发展模式及其映射规律。首先,采用动态时间弯曲方法(dynamic time warping,简称DTW)作为数据间的距离度量,将IADPC-KNN与其他5种聚类算法,在7个公开的数据集进行测试,结果表明IADPC-KNN具有较高精度及较好鲁棒性。其次,收集全球14个受灾区域的地面沉降监测数据,经过数据处理、序列提取、聚类分析、粒模型构建、规则归纳等步骤,得到4类地面沉降模式及其映射关系。最后,采用某地2017―2019年的监测数据进行验证,结果表明该地2018年以后的地面沉降模式有0.3592的概率属于模式4,与实际沉降发展较吻合。该研究成果可为地面沉降灾害的预测与防控提供理论参考。展开更多
通过集成在线近红外光谱仪、实时图像采集与处理系统和群体粒数衡算模型,开发了高剪切湿法造粒过程的决策支持系统(Decision support system,DSS)。利用近红外光谱仪和图像系统实时测量多个过程变量和产品质量指标,包括粉体混合均匀度...通过集成在线近红外光谱仪、实时图像采集与处理系统和群体粒数衡算模型,开发了高剪切湿法造粒过程的决策支持系统(Decision support system,DSS)。利用近红外光谱仪和图像系统实时测量多个过程变量和产品质量指标,包括粉体混合均匀度、颗粒粘合剂含量、粒径分布以及团聚、破裂行为等,能够快速确定过程操作空间。同时,由过程分析平台得到的信息经分析处理后输入工艺过程模型模块,用于估算和校准群体粒数衡算模型中的团聚和破裂速率常数,以此持续提高模型精度。另一方面,模型可以指导实验体系寻找最优操作空间。该决策支持系统成功应用到了以微晶纤维素和甘露醇为原料,3%聚乙烯吡咯烷酮水溶液为粘合剂的高剪切湿法造粒过程中,对两个粘合剂喷淋速率下的造粒过程进行监测。DSS认定粘合剂喷淋过程分为四个阶段:润湿期、成核期、快速生长期和慢速生长期。不同阶段之间的分界点与粘合剂喷淋速率有关。在较高喷淋速率下,颗粒进入成核期和快速生长期所需粘合剂较少,但是对颗粒最终粒径无明显影响。此外,通过近红外光谱测定混合均匀度,确定了粉体的混合终点。该DSS系统将基于过程分析技术的高效实验和过程模拟结合,可以快速确定操作空间以及颗粒的生长行为,实时提供大量数据用于持续提高模型精确度和稳健性,提高造粒过程的优化效率。展开更多
文摘地面沉降是全球公认的重要灾害,不同受灾区域的地面沉降处于不同发展阶段,准确地认识地面沉降的发展是防治地面沉降灾害的关键。针对地面沉降各发展阶段的不同特征,提出了一种自适应聚类算法(improved adaptive density peak clustering algorithm based on K-nearest neighbors,简称IADPC-KNN),结合粒模型理论,归纳总结了地面沉降发展模式及其映射规律。首先,采用动态时间弯曲方法(dynamic time warping,简称DTW)作为数据间的距离度量,将IADPC-KNN与其他5种聚类算法,在7个公开的数据集进行测试,结果表明IADPC-KNN具有较高精度及较好鲁棒性。其次,收集全球14个受灾区域的地面沉降监测数据,经过数据处理、序列提取、聚类分析、粒模型构建、规则归纳等步骤,得到4类地面沉降模式及其映射关系。最后,采用某地2017―2019年的监测数据进行验证,结果表明该地2018年以后的地面沉降模式有0.3592的概率属于模式4,与实际沉降发展较吻合。该研究成果可为地面沉降灾害的预测与防控提供理论参考。
文摘通过集成在线近红外光谱仪、实时图像采集与处理系统和群体粒数衡算模型,开发了高剪切湿法造粒过程的决策支持系统(Decision support system,DSS)。利用近红外光谱仪和图像系统实时测量多个过程变量和产品质量指标,包括粉体混合均匀度、颗粒粘合剂含量、粒径分布以及团聚、破裂行为等,能够快速确定过程操作空间。同时,由过程分析平台得到的信息经分析处理后输入工艺过程模型模块,用于估算和校准群体粒数衡算模型中的团聚和破裂速率常数,以此持续提高模型精度。另一方面,模型可以指导实验体系寻找最优操作空间。该决策支持系统成功应用到了以微晶纤维素和甘露醇为原料,3%聚乙烯吡咯烷酮水溶液为粘合剂的高剪切湿法造粒过程中,对两个粘合剂喷淋速率下的造粒过程进行监测。DSS认定粘合剂喷淋过程分为四个阶段:润湿期、成核期、快速生长期和慢速生长期。不同阶段之间的分界点与粘合剂喷淋速率有关。在较高喷淋速率下,颗粒进入成核期和快速生长期所需粘合剂较少,但是对颗粒最终粒径无明显影响。此外,通过近红外光谱测定混合均匀度,确定了粉体的混合终点。该DSS系统将基于过程分析技术的高效实验和过程模拟结合,可以快速确定操作空间以及颗粒的生长行为,实时提供大量数据用于持续提高模型精确度和稳健性,提高造粒过程的优化效率。
