基于人工神经网络的PV/T热电联供系统性能预测

为研究太阳能PV/T热电联供系统的性能和针对太阳能PV/T系统复杂的能量平衡方程,搭建了太阳能PV/T系统试验台,同时建立了基于改进灰狼优化的BP神经网络(back propagation neural network model based on improved grey wolf algorithm, IGWO-BP)预测模型,在晴朗天气下进行试验,并采用该模型对系统电功率以及蓄热水箱内水温进行预测。结果显示,晴朗日系统的电效率8.7%～12.2%、热效率51.7%;预测结果与BP神经网络预测模型、基于粒子群优化的BP神经网络(back propagation neural network based on particle swarm optimization, PSO-BP)预测模型和卷积神经网络（convolutional neural network, CNN）预测模型预测结果进行比较,结果显示IGWO-BP预测模型电效率预测模型的绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)、决定系数(determination coefficient, R ² )、均方根误差(root mean square error, RMSE)、效率因子(efficient factor, EF)和Pearson相关系数(pearson related coefficient, r )分别为4.5E-05、0.99、0.24、0.99和1.00,在储热罐温度预测中,上述指标分别为8.90E-04、0.98、0.07、0.98、0.99,均优于其他预测模型,IGWO-BP神经网络预测模型具有更好的预测性能。研究结果可为太阳能PV/T热电联供系统性能预测与优化控制提供参考。     

基于遥感生态指数的焦作市生态环境动态监测与评价

[目的] 探究河南省焦作市其近20 a来生态环境质量演化特征，可为该市及其他资源枯竭型城市生态建设提供科学参考。[方法] 选取2000，2006，2009，2014和2019年5期Landsat影像数据，耦合绿度、湿度、温度及干度4个指标，通过主成分分析法建立遥感生态指数（RSEI）评价模型，对焦作市生态环境质量进行定量评价。[结果] ①2000-2014年，焦作市生态环境质量为倒"U"形曲线，2014-2019年生态环境质量好转；②城镇人口占比增幅变缓及产业结构由第二产业向第三产业转变改善了焦作市生态环境质量；③回归分析中所选4个指标中对焦作市生态环境变化影响的重要程度表现为：干度 > 湿度 > 绿度 > 热度。[结论] 遥感生态指数对资源枯竭型城市生态环境质量可进行有效监测与评价。     

吉林省西部土地利用格局变化图谱与驱动力分析

基于地学信息图谱分析理论,运用地理信息系统技术与马尔柯夫空间概率模型,以吉林省西部1980年,1995年,2010年3期土地利用数据为基础,构建土地利用格局变化图谱。结果表明,1980—2010年吉林省西部地区土地利用格局发生显著变化:耕地大幅度增加,净增5 552.3km2,其主要由草地、沙地、盐碱地、湿地转化而来,转化而来的耕地呈条块状分布在研究区域中东部及西北部;草地大幅度减少,净减3 708.3km2,主要转化为耕地、林地、沙地及盐碱地,占区域总面积的7.9%,草地转出部分主要分布在研究区域中西部及西北部;居民和工矿用地增加,净增加区域主要分布在研究区的城镇周边及矿区;水域和未利用土地波动变化,变化区域分布在研究区东北部和中南部;湿地也呈显著减少的趋势,转出区域主要分布在研究区东北部和西南部。与常规转移矩阵法相比,地学信息图谱方法在土地利用变化方面有着明显优势,能够展示研究区的空间位置分布,表达出多维空间信息。     

小型自排沉沙池沉沙工况的水力学特性试验研究

首先介绍了小型自排沉沙池的工作原理与工作过程,然后以物理模型对小型自排沉沙的水力学特性进行试验研究,通过试验资料深入分析了小型自排沉沙池内水流的流态特征,流速分布等水力特性。试验研究旨在为进一步研究小型自排沉沙池沉沙工况提供依据。     

我国农用无人机发展概况与展望

近年来,随着我国农业结构的转变与调整,农业生产对农业机械的需要也从普遍的耕作机械、收获机械、农副产品加工机械等方面扩展到了农用无人机。无人机在有动力源的情况下,能通过操控来执行多种作业任务,可广泛应用于农业生产,主要用途体现在植保作业、林业监测、作物授粉及牧群定位等方面。为此,介绍了农用无人机的分类、国内外农用无人机的技术发展概况和现状,以及其在农业领域的应用,阐明了其在我国的发展前景,指出了其在发展过程中存在的一些问题,并提出了相应的发展建议。     

基于生产过程理念构建《可编程控制器》教学体系

文章从工程角度出发,以培养学生能力为重点,对传统的可编程控制器(PLC)教学理念体系进行改革,通过由浅入深、循序渐进有层次、有目的的教学,提高学生的学习能力和应用能力,力求实现学校和企业间的无缝对接.     

生物柴油搅拌装置的设计

生物柴油制备器械很多,但制备过程中油料预混合及配套加热器械却很少。为了进一步完善现今这一领域的不足,设计了一种适用于生物柴油的油料搅拌装置。为此,阐述了该装置的主要结构、工作原理和主要技术参数,并以200r/min的转速为标准,运用gambit进行图形绘制和网格划分,采用fluent软件对该机内部流场进行仿真分析,验证了其转速的合理性。基于STC89C51单片机和DS18B20的温度传感技术,设计了一种温度控制装置,可在生物柴油制备过程中使油料更好地进行预混合和加热,从而提高了生物柴油的制备效率和质量,减少了操作时间。     

基于机器视觉的妊娠母猪饲喂站

为了解决因妊娠母猪饲喂量难以精确控制,造成母猪体重大小不同,引起母猪繁殖能力低、仔猪淘汰率高等问题,试验设计了一种基于机器视觉的妊娠母猪饲喂站,采用机器视觉图像处理技术、无线射频识别(radio frequency identification, RFID)技术、STM32单片机、工业相机、通信技术、软件技术、数据库技术结合独立采食的机械结构,实现妊娠母猪的精准饲喂,即利用RFID技术通过母猪佩戴的电子耳标对母猪个体进行识别;利用STM32单片机作为嵌入式控制单元与RFID读卡器通信,触发相机对进站的母猪拍照,通过图像处理技术实现母猪体况数据的获取;依据母猪体况、胎次、妊娠时间等相应参数计算母猪饲喂量,控制投料电机实现精准投料。通过对6台饲喂站进行多组下料测试,对比分析理论投料量与实际投料量的差异,并计算下料精度;对70头妊娠母猪进行人工背膘测量与饲喂站测量,计算饲喂站体况等级识别准确率。结果表明：该饲喂站投料精度高于95%,能够实现精准投料;体况等级评定准确率达到92.9%,能够自动获得妊娠母猪体况等级,并且该系统运行稳定。说明基于机器视觉的妊娠母猪饲喂站能够自动获得妊娠母猪体况等级...     

面向资源认知变化的耕地评价研究进展与展望

科学的耕地评价是耕地合理开发、利用、保护的前提,耕地资源认知的深化引领耕地评价研究发展。为明晰耕地评价研究的发展历程、热点动态和未来前景,系统梳理1949—2023年引领耕地资源认知变化的理念、事件和政策,探讨耕地资源认知发展的阶段性特征,借助文献调查、文献计量分析、理论分析等方法,对不同阶段耕地评价研究的主要内容、政策支撑、技术方法与代表成果等进行总结,并提出面向新时期社会发展需求的耕地评价研究展望与关键问题。研究表明：1）耕地资源认知按时间顺序可划分为资源本体、资源平衡体和资源综合体3个阶段,认知对象由耕地数量单一维度向耕地数量与质量、数量-质量-生态、实体耕地与虚拟耕地等多维度转变,研究范围也由宜耕地、耕地等实体资源向近远程耦合框架下的全球虚拟耕地拓展;2）各阶段耕地评价的研究重点围绕耕地数量、耕地质量和耕地综合利用展开。在资源本体阶段,侧重土地开发适宜性评价,关注本底要素宜耕性;在资源平衡体阶段,注重耕地质量提升,对耕地资源的可持续利用潜力进行评价。在资源综合体阶段,评价对象向全球粮食贸易中的虚拟耕地拓展,评价内容关注耕地多功能及功能间权衡与协同关系。因此,未来耕地评价的研究内容需适应新时代发展的现实需求,耕地本体评价需兼顾实体和价值量,耕地质量评价需匹配人类福祉需求,耕地综合评价需考虑多元对象和指标。在评价理论与方法层面应加强学科交叉融合,充分利用新调查监测手段,丰富精细化耕地资源数据,为进一步拓展资源认知、丰富评价范式、优化耕地保护制度等提供支撑。     

新春寄语

艰难方显勇毅,磨砺始得玉成.2020年,以习近平总书记为核心的党中央团结带领全国各族人民凝心聚力、披荆斩棘,克服疫情影响,统筹疫情防控和经济社会发展取得重大成果.