传统活性污泥法曝气池的细胞自动机模型

从活性污泥系统的复杂性及其生物学信息出发,结合传统活性污泥法的工艺特点,利用二维细胞自动机模拟曝气池内一个竖截面沿池长方向的演化过程,从而模拟出传统活性污泥法曝气池的污水处理过程。利用实际参数进行仿真实验,结果表明该细胞自动机模型能复现曝气池微生物复杂的生长代谢过程,描绘出有机物的降解过程和活性污泥的生长状况,实现了传统活性污泥法曝气池内污水处理过程的动态可视化,直观刻画了活性污泥系统的多样性、随机性、不确定性、强非线性等复杂系统的特征。最后,对所建模型的应用进行了分析。     

序批式活性污泥法反应池的细胞自动机模型

根据活性污泥法的去污机理和细胞自动机的特征,结合序批式反应池的特点,建立了序批式反应池的细胞自动机模型,并利用实际参数进行仿真实验.结果表明该模型能够描述出污水中有机物被吸附再被降解的过程和微生物的生长、繁殖及死亡等过程,从而描绘了有机物的去除过程和活性污泥的生长过程曲线,实现了污水处理过程的可视化,为复杂系统控制奠定基础.最后,分析了该模型的应用情况.     

细胞自动机及其在菌体生长建模仿真中的应用

在介绍细胞自动机基本概念、基本特征和仿真模型建立步骤的基础上，较详细地讨论细胞自动机在青霉素发酵过程菌体生长建模及仿真中的应用。在建立青霉素分批发酵过程菌体生长细胞自动机模型的前提下，以Matlab为开发工具实现了模型的可视化编程，并进行了仿真实验。实验结果表明，利用细胞自动机建立的青霉素分批发酵过程菌体生长仿真模型能较好地描述青霉素菌体生长的演化行为。由此可以看出，细胞自动机具有很强的模拟复杂物理现象或过程的能力，其为青霉素发酵过程的建模、仿真提供了一种理想的生命计算模型。     

基于简化活性污泥数学模型的污水处理仿真研究

现有的活性污泥数学模型结构复杂、参数众多，直接用于污水处理的系统仿真有一定的困难。针对这一问题，对活性污泥1号模型ASMI面向应用进行合理的简化，得到适合描述活性污泥推流式工艺碳去除过程的模型ASP-CR．该模型的组分、反应过程和参数的数量都大大减少，并对溶解氧组分进行了特殊处理一用现场的测量值代替预测值。基于试模型建立了污水处理仿真系统，解决了数据转换和参数校正的问题．通过对海城污水处理厂处理过程的实时模拟，验证了系统的正确性和实用性。     

活性污泥法污水处理过程动态仿真研究

根据污水处理过程的实际需要,在国际公认的活性污泥模型ASM1模型的基础上,获得了能够反映污水处理系统出水水质的简化模型.利用LabVIEW软件平台,开发出了基于该模型的污水处理过程动态特性的仿真系统.系统具有反映污水处理过程动态信息量大、直观性好、人机交互方便等特点.通过对污水关键水质参数COD、BOD5、SS进行仿真,证明了该仿真系统的有效性.     

污水处理过程的奇异摄动模型仿真研究

活性污泥污水处理过程是一个多时间尺度的大规模非线性系统。其数学模型非常复杂,不便于进行控制系统的设计。为了从控制和优化的角度促进活性污泥数学模型的应用,以活性污泥一号模型（ASM1）为基础,COST 624 benchmark为平台,采用奇异摄动法并结合灵敏度分析法使系统降维。建立了活性污泥奇异摄动模型。简化后的模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1。仿真结果表明简化模型与原有模型的动态特性基本一致,证明了该算法的有效性。     

颅底良性肿瘤压迫周围血管的有限元力学模型

在肿瘤切除手术或肿瘤放射治疗之前对肿瘤引起的周围血管和神经的位移和形变的评估和预测极重要.为模拟良性肿瘤生长对周围血管的影响,用细胞自动机方法模拟肿瘤生长,根据四面体各顶点是否属于肿瘤体的各种情况对肿瘤几何模型进行网格化、并建立有限元力学模型.对颅底局部连续切片图像重建三维几何模型,提取血管模型并按曲率的相对值自适应细化血管网格,建立薄壳力学模型.通过碰撞检测得到血管和肿瘤的接触点集并施加大小相等方向相反的外力,以模拟生长过程中肿瘤与血管相互力的作用.模拟实验表明,在肿瘤生长过程中血管和肿瘤各自发生弯曲和形变与实际情况基本一致,实验模型可以在一定程度上预测肿瘤生长情况及其对周围组织的影响.     

基于元胞自动机的短信网络病毒传播模拟

针对短信网络内病毒传播行为的多样性特点,在研究短信网络生长过程及其拓扑结构的基础上,采用SEIR模型构造元胞自动机模拟方法,对病毒在短信网络内的传播过程进行了模拟仿真,并在此基础上研究了用户反应时间、预免疫与病毒变异对短信病毒传播的影响.实验结果表明,该自动机模型能较好地模拟短信网络中病毒的传播过程.同时针对病毒的传播特点提出了有效的防治策略.     

基于元胞自动机的股票市场投资行为模拟

将元胞自动机的建模理论与方法应用于股票市场的复杂性研究,并初步建立了基于元胞自动机的股票市场投资行为演化模型,通过对多种市场状态下、股票市场复杂系统的演化的模拟与分析,认为投资偏好和宏观因素是影响股票市场稳定的关键性因素,因此,建议投资者应该多一些自己的独立见解,少一些盲目从众行为,以促进股票市场的稳定和发展。     

基于细胞自动机的电梯混合系统建模及仿真

电梯系统是一种典型的混合系统,对电梯系统所包含的连续和离散两种变量进行深入细致地考察分析,是建立准确的电梯运行模型的关键。细胞自动机理论能有效地将混合系统中的连续变量和离散变量连结起来,构建清晰、可靠的数学模型。利用细胞自动机模型模拟电梯运动行为,派梯队列进行派梯控制,构造的基于细胞自动机的电梯混合系统模型,模型结构简单,运行效果良好。在通用的MATLAB开发环境下实现了电梯混合系统模型仿真。该建模方法具有一定的通用性和可扩展性。     

活性污泥污水处理系统的模糊神经网络控制

针对中、小型污水处理厂的实际情况，在对活性污泥污水处理系统机理模型研究的基础上提出一种控制模型。在对系统进行性能分析与综合的基础上，提出了应用于该控制模型的模糊神经网络控制器。通过仿真实验表明，该控制器能够自动调整隶属度函数、动态优化控制规则，将其应用于活性污泥污水系统具有快速性与有效性，比基于规则的传统模糊控制具有更强的鲁棒性，可以获得良好的控制性能。     

城市废水污灌的生态效应及生态处理技术

我国工农业生产与城市严重缺水，城市污水处理率低，在客观上要求城市污水经生态处理后回用于农业。人工湿地污水处理系统利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来降解污染物质，不仅其出水水质能够达到农田灌溉水质标准，而且由于其具有出水水质稳定、对营养物质去除能力强、基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便等优点，因此人工湿地完全有可能替代传统二级污水处理厂高效净化污水，并将处理出水用于灌溉农田，实现农业的可持续发展。参36。     

SBR过程自适应动态非线性MPCA建模及在线监视

污水处理SBR过程的在线性能监视对于提高排污质量和实现优化操作是至关重要的。针对SBR间歇过程缓慢时变、可变运行长度和非线性特点，采用双滑动窗口机制，提出多变量非线性自适应动态建模方法一可变长度的滑动窗口MPCA方法，解决常规MPCA在工业应用过程中存在的几个潜在问题：（1）建模数据样本不同步问题；（2）模型失配问题；（3）MPCA线性方法不能充分有效压缩和抽取非线性过程信息；（4）估计未来测量变量所引进的监视误差。所提方法成功应用在国际水协会提出的benchmark仿真试验平台。     

活性炭床多组分竞争吸附数值方法研究

建立了活性炭床多组分竞争吸附动态模型，并利用数值方法求解。计算结果表明采用有限差分数值方法能较好地预测多组分动态穿透曲线，同时能较好地反映多组分气体的竞争吸附特性。该数值计算方法能辅助实验工作进行预测，也可以用于其它竞争吸附过程的数值计算。     

基于土地利用特征的竞争性产业生长湮灭CA仿真

描述了竞争性产业的特点,在对现有元胞自动机模型进行总体分析的基础上,分析比较了竞争条件下的CA模型,在考虑城市发展和土地利用的前提下,提出竞争性产业生长和湮灭的元胞动机演化规则,建立竞争性产业生长和湮灭模型,并以超市为例对某区的超市生长过程进行仿真.该模型对竞争性产业的选址、规模和发展趋势提供理论依据.     

基于Web的工业污水处理远程监控系统

针对工业污水处理过程的远程监控问题,提出一种基于Web的远程监控系统设计方案。在给出系统体系结构的基础上,应用VC++高级语言、ASP(Active Server Page)技术等设计了系统各功能模块,实现了工业污水处理远程监控功能。用户可以通过浏览器实现对工业现场数据进行动态数据访问、曲线显示、远程控制以及对历史数据进行统计查询等功能。