含未知输入非线性系统的扩展平方根容积卡尔曼滤波算法

针对工程实际应用中存在的未知输入会导致经典的非线性滤波器状态估计精度下降甚至滤波发散的问题,提出了一种基于最小方差无偏估计(minimum variance unbiased estimation, MVUE)准则的扩展平方根容积卡尔曼滤波(extended square-root cubature Kalman filter, ESRCKF)算法。首先,结合上一时刻未知输入估计值对状态一步预测值进行修正,得到含未知输入条件下的状态预测值。其次,设计新息并采用加权最小二乘(weighted least squares, WLS)法获取当前时刻未知输入的无偏估计。最后,通过最小化协方差矩阵的迹,同时采用拉格朗日乘子法和舒尔补引理得到系统状态的最小方差无偏估计。仿真结果表明,相比于现有的非线性滤波算法,ESRCKF算法提高了在处理含未知输入非线性系统时的状态估计精度,并能同时实现系统状态和未知输入的最优估计,验证了该算法的有效性。     

水杨醛双席夫碱-镍配合物的合成及其催化稠油改质研究

针对特超稠油油藏黏度大、常规开发效果不理想等问题,合成了水杨醛双席夫碱镍配合物催化剂。催化剂晶体为内部具有多孔介孔结构的金属有机框架材料,有利于稠油中的胶质、沥青质分子或聚集体进入介孔孔道,增大催化活性中心与重组分之间的接触效率。同时,材料表面呈弱亲水强亲油性,易于分散在水中并能够自发向油水界面迁移,有效提高镍催化中心的运载效率。材料的耐温性能良好,在600℃下质量保留率为65.14%。使用高温高压反应釜评价了催化剂对稠油的降黏性能和黏度反弹率,分析了催化改质前后稠油的碳数分布特征。通过高温高压模拟驱替实验,研究了催化剂对驱油效率的影响。在胜利油田进行现场试验,并对催化改质效果进行了跟踪分析。研究发现,合成的席夫碱-镍催化剂在250℃、反应时间10h、质量分数为1.5%时,对胜利稠油的降黏率可达87.6%。放置30天后,黏度反弹率仅为3.9%。反应后的稠油显著轻质化,碳数大于41的组分含量明显减少,碳数小于26的组分含量明显增加。室内驱替实验表明,先进行2PV蒸汽驱,再伴注席夫碱-镍催化剂,驱油效率比纯蒸汽驱提高了10.5%。现场试验结果表明,催化改质措施后,油井日产液和日产油均明显增加,含水下降,累计增油315t。措施后沥青质和胶质含量下降,饱和分和芳香分含量升高,可以实现稠油黏度的不可逆降低。。     

基于VENN模型的民航飞行员胜任力评估标准优化

传统的飞行训练评估依赖教员的主观评价,且对能力的量化评估标准模糊,难以保证评估的一致性和有效性。本文基于VENN模型对飞行训练中行为指标展现的数量、频次及威胁与差错管理结果三个胜任力特征进行数学建模,将飞行训练中对科目的检查转化为对能力的量化评估,并结合历史检查工作单数据,提出了一种胜任力评估标准优化方法。最后,以实际的手动飞行操纵技能评估为例,验证了提出方法的有效性。测试结果表明：由算法得出的评分标准获得的技能评分与教员经验给出的评级结果显著相关,且评分保持一致的样本占比83.3%,其余样本评分偏差均在1级以内,表明了提出方法能有效的从历史检查单数据中提取对能力的评估标准,为数据驱动的胜任力量化评估标准制定提供了理论支撑及新方法。     

电动汽车动力电池组液冷散热优化

电动汽车动力电池在充放电过程中快速产生大量的热量,开展高效散热设计有利于提升电池组工作效率及其安全性。采用冷板和电池组相结合的方式进行电池组液冷散热设计,以50℃作为临界最高温度进行研究,结果表明冷板与电池组采用侧面侧方布置时电池表面平均温度最低,温度均匀性较好。满足散热设计对应的相间侧向所需质量流量最小且为0.05 kg/s,而相间上向模型的压降最小。因此,电池组散热设计时可优先选择电池单体与冷板相间布置的结构。     

基于GIS的甘南高原积温资源空间插值分析

将气象台站的海拔和经纬度位置作为影响积温空间分布的因子,采用回归分析方法建立空间插值模型,对甘南高原0℃年积温进行空间插值分析,年积温资源分布图。研究表明,在甘南高原区域尺度上,积温资源的分布主要受海拔影响,积温与海拔之间关系以二次回归模型精度最好;全区包含了从寒冷到温暖共4个热量带,积温资源量总体偏低,其中0℃年积温小于1300℃的高寒带占有主要地位。     

基于隐结构和网络药理学探讨泛血管疾病用药证型及作用机制

通过计算机技术探讨中医药治疗泛血管疾病的用药证型及可行性,为临床治疗及新药研发提供客观参考依据。检索《中华人民共和国药典》2020版治疗血管类疾病的中成药,进行数据分析;运用Lantern 5.0,进行隐结构分析,对所得Z5组药物进行网络药理学预测及分子对接验证。得到相关中成药79个,涉及中药156味,其中高频中药有丹参、川芎、三七等,功效以补虚药、活血化瘀药为主,以温性药最多,药味以甘、苦为主,入肝、心经;通过隐结构分析推测出常见证候有气虚血瘀、痰瘀阻络、阴阳两虚、阴虚血瘀、气滞血瘀5种。可见泛血管疾病总体是因虚致病,虚实夹杂,气虚血瘀,临床治疗以活血化瘀为主,随证配合补气行气、温阳滋阴、化痰等治法。通过网络药理学及分子对接发现Z5组药物可能通过主要活性成分槲皮素、黄芩素、山奈酚等,激活流体剪切应力与动脉粥样硬化、AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用、血脂和动脉粥样硬化等信号通路,作用于TNF、AKT1、PTGS2等靶点,干预炎症、细胞增殖和凋亡、脂质代谢等过程而发挥抗动脉粥样硬化作用,从而治疗泛血管疾病,说明通过计算机技术分析已有数据在探索治疗疾病上有其一定的有效性及可能性。     

考虑地质分层约束的长短期记忆循环神经网络测井曲线重构

延长油田东部裸眼井区早期测井资料普遍只有自然电位（SP）、自然伽马（GR）及梯度电阻率(R2.5)三条曲线,因缺失声波（AC）、地层电阻率（RT）等测井曲线,难以满足精细油藏地质研究需求。东部裸眼井区开发时间长、单井产量低,重新测井缺乏可行性及经济性。采用长短期记忆循环神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)进行缺失测井曲线重构是一种经济有效方法,适用于地层测井序列数据。然而延长油田东部浅层油藏上覆黄土层段测井数据信号干扰大,直接应用模型精度较差。针对此问题,本文采用考虑地质分层约束的LSTM模型进行缺失测井曲线的重构,通过分层数据截取每口井长6层段测井数据作为样本数据,既保留了LSTM模型处理序列数据的优势,同时又避免了上覆黄土层测井数据对模型的干扰。利用裸眼井区完整测井数据进行模型训练优化和验证,讨论了考虑地质分层约束的LSTM测井曲线重构精度,结果表明通过引入地质分层约束,模型重构测井曲线精度更高。应用优化后模型实现裸眼井区50口仅有GR、SP、R2.5三条曲线数据井的AC、RT曲线重构,对50口井的142个射孔段进行二次解释,对比试油解释结论符合率达到89.4%,验证了该方法对测井曲线重构的实用性和有效性。     

Sentinel-1A影像在山区管道地表形变监测中的适用性评价指标构建

Sentinel-1A卫星数据覆盖范围广、重访周期快、获取成本低,通过合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术能够高效获取管道沿线大面积地表形变信息。但是山区管道所处地形复杂、起伏大、植被茂盛,监测中易存在叠掩、阴影、失相干等现象,Sentinel-1A卫星数据在管道不同区段的适用性有差异。为了对Sentinel-1A在山区管道地表形变测量中的适用程度进行评价,本文以三段不同山区地形的管道为研究区,结合Sentinel-1A数据、Sentinel-2数据、ALOS DEM数据进行相关性分析,构建适用性评价指标。结果显示：管道沿线Sentinel-1A影像的叠掩阴影占总面积的比例与坡度的Pearson相关性为-0.914,Spearman相关性为-1,呈显著负相关;影像相干性和归一化植被指数的Pearson相关性为-0.972,Spearman相关性为-0.99,呈显著负相关。使用回归分析和归一化的方法建立了山区管道沿线Sentinel-1A数据的坡度适用性指标和植被适用性指标,指标可对山区管道沿线域使用Sentinel-1A数据进行形变监测的适用性进行评价。     

基于机器视觉的人防门智能打磨系统

针对人工识别易出错、清理效率低、打磨环境恶劣等难题,基于机器视觉原理结合双机械臂研制了一种人防门智能打磨系统,其中视觉系统主要由1台视觉控制器VC3300和2台500万像素相机构成。通过视觉系统识别工件的顶点坐标,建立待打磨坐标系与顶点坐标系的映射关系,解决了塞焊孔位置及埋弧焊位置难以有效识别、数据难以高效协同、高精度打磨难以实现的难题。实验结果表明：此视觉系统能够有效保证较高的定位准确率和精度,整体工序相较于人工提速33.3%,打磨后焊点的平均高度0.115mm,满足实际工业生产需求,具有较好的实用价值。     

鄂尔多斯盆地长4+52注水开发及其影响因素:以横山油田为例

为提高单井产量以及研究特低渗透油田注水开发的控制因素,实现油田稳产高产。通过动态数据,试油、试采等数据进行整理分析,利用正方形反九点法对横山油田麻地沟区长4+52油层亚组井网进行注水见效分析并对其影响因素进行分析。结果表明,油井见效分为明显见效、中等见效、微弱见效三种类型,分别占比为48.28%、41.38%、10.34%,见效方向主要以多向受效为主,其中在多向见效中又以五向见效为主。控制因素中主要有沉积微相、渗透率、井距三种,分流河道砂体发育,砂体越厚、连通性越好,油井越容易受效;油井注采见效程度好的,其渗透率也较好,渗透率越高,油井越容易受效;注采井距从150-300m都有分布,说明井距并不是影响注采见效的唯一因素,而且井距大小的选择与研究区砂体厚度、连通性及储层物性密切相关。