课程文献中心 更多>>

关键词： 工程制图   对分课堂   教学模式   课堂探究  

摘要： 在科学技术互联网大背景下，高等教育工程制图专业的相关认证越来越多，对相关专业人才的要求也越来越高。传统教学模式下，制图专业人员的实际工作能力已经无法满足当前的社会需要。因此，职业院校要转变教学思路，应用对分课堂创新教学模式，有效转变教师、学生的课堂教学思维，提升教学效果，提高学生的绘图能力和空间思维能力，促进教学改革的不断深入和发展。

关键词： 主动噪声控制   自适应滤波算法   卷积神经网络   残差卷积网络  

摘要： 随着社会的不断发展,人们对生活质量的追求越来越高,噪声问题受到越来越广泛的关注。主动噪声控制(Active Noise Control,ANC)核心思想在于通过特定控制算法来分析传入的噪声,并产生一种与噪声信号幅值相同、相位相反的声波来抵消噪声。传统的主动噪声控制方法一般采用固定步长的策略,难以在算法的收敛速度和稳定性上取得权衡。为提高噪声衰减效果以及平衡算法收敛速度和稳定性之间的关系,本文对ANC关键技术进行了研究和探索,主要包括自适应滤波器、自适应算法以及语音领域中的深度学习网络,在此基础上从自适应算法改进和深度学习网络融合的角度出发,分别探究了步长更新的新方案以及基于深度学习技术的ANC新技术,并构建测试系统验证了算法的有效性。本文主要完成了如下工作:(1)分析ANC关键技术,针对LMS算法中步长更新策略导致自适应算法收敛速度和稳定性不均衡问题,提出了基于能量自适应的Fx LMS(Energy Adaptive Fx LMS,En A-Fx LMS)算法。在传统Fx LMS算法的基础上对步长更新函数进行了改进,并以此为依据对迭代步长进行自适应更新。实验表明,En AFx LMS算法在不同噪声条件下的归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)低于Fx LMS算法约2.5,低于归一化Fx LMS算法约1.1,表现出了良好的降噪效果和泛化性;(2)针对传统自适应算法存在的收敛速度慢的问题,提出了Deep SFFx LMS算法,算法利用Fx LMS算法自适应性强、稳态误差低但收敛速度慢的特点,同时结合SFANC收敛速度快但自适应弱、稳态误差大的特点,设计基于Fx LMS算法和SFANC的新型滤波方法,实现了面向ANC的快速自适应滤波技术。实验结果表明,该方法与Fx LMS算法相比能够实现更快的响应速度;相比SFANC而言,具有更低的稳态误差和适应性,因此可以适应不同的噪声环境;(3)针对(2)中SFANC存在滤波器选择不准确的问题,提出了一种增强残差卷积神经网络(Improved Res CNN),实现不同的频率范围下最佳滤波器参数的选择。通过将多个卷积层和残差块集成到同一残差卷积神经网络(Res CNN)中,面向主动降噪需求获得更深入、更复杂的特征提取需求;进一步构建了高频率区分的噪声信号数据库,弥补了现有噪声数据集分类标签准确率低与频率区分不明显等问题,加强神经网络的训练和验证。实验表明Improved Res CNN网络结构分类精度达到99.2%,其分类精度明显优于常用的多种残差网络方法。(4)在以上研究的基础上,使用Simulink分别搭建了语音收集模块和噪声控制模块,完成了主动噪声控制系统的整体构建和测试,实现了软件层面的功能仿真,为主动降噪系统的应用奠定了理论基础。

关键词： 进展类课程   线上线下   教学模式  

摘要： 环境专业学科进展类课程对于开拓学生思路、提高学生创新精神和能力具有重要的意义。由于课程独特性质，传统的线下教学模式存在教学内容滞后、教学方式单一、考核体系无法真实反映学生能力培养效果的问题。本文以《大气污染控制工程研究进展》为例，开展了线上线下结合的混合式教学改革和探索，利用线上教学平台构建了可持续更新的教学资源库，形成了知识掌握能力与自主学习能力培养相结合的线上线下融合教学模式，并提出多样化的评价体系，较好的提升学科进展类课程的教学效果，促进了学生全方位能力的培养，为环境专业学科进展类课程线上线下教学模式的构建与实施提供参考和借鉴。

关键词： 石油污染   土壤   环境监测   土壤成分   土壤混合模型  

摘要： 地质雷达是一种用于地质勘探、地质灾害预警、环境监测等领域的地球物理学仪器,工作原理是当电磁波在不同介质中传播时,传播速度会有不同的特性。当电磁波遇到介质边界时,会发生反射和折射。地质雷达通过测量反射信号的强度和时间延迟,可以确定地下结构的深度和性质。本研究基于国内外石油污染土壤调查现状,设计了一系列实验,采用共中心点法探测并计算土壤样品的相对介电常数,以探究地质雷达在石油污染土壤调查中的应用条件。土壤介电性质密切关联于其含水量、含油量、土壤成分和结构以及探测的电磁波频率等因素,本研究探究这些因素的影响情况,以摸索地质雷达的适用条件。实验仪器和实验环境可行性实验。在地质雷达电磁波500 MHz的探测频率下,粒径为0.515～0.612 mm的粗砂样品的平均误差百分比的绝对值达到了8.23%,粒径小于20目的筛过的细砂样品的平均误差百分比的绝对值达到了2.58%,粒径为0.236～0.253 mm的黄土的平均误差百分比的绝对值达到了6.57%,误差均在可接受的范围内。粗砂的颗粒大小不一,电磁波信号在其中会发生偏离,造成误差。黄土含有较多粘土成分,对空气中水分的吸附性较强,也会导致误差。而细砂颗粒均匀,对水分的吸附性较弱,故误差较小。最佳电磁波频率探测实验,发现细砂的最佳电磁波范围是200 MHz～900 MHz,粗砂的最佳电磁波频率范围是400 MHz～1000 MHz,黄土的最佳电磁波频率范围是200 MHz～700 MHz。细砂的最佳电磁波范围最大。这两项预实验证明了实验室条件下开展地质雷达石油污染土壤调查实验是可行的,且根据实验结果后续实验都采用细砂样品开展。以干细砂为样品,添加不同体积的石油,探测并计算样品的相对介电常数。在细砂的体积含油量为0、0.1、0.2、0.3时,相对介电常数随着细砂体积含油量的增长,相对介电常数的增长趋势非常明显。当细砂的孔隙接近饱和时,增长十分缓慢。这可能是与水和石油的极性不同有很大关系。同时土壤样品的相对介电常数随着电磁波频率变化存在较小的逐渐减小的趋势,这可能是与高频电磁波的极化现象有关。以体积含水量分别为0.1、0.2、0.3的细砂为实验样品,添加不同体积的石油,研究固定体积含水量改变体积含油量土壤样品的相对介电常数变化。实验结果表明在含水量固定时,体积含油量的增大会导致细砂的相对介电常数随着其增大而显著增大。但是当细砂的孔隙接近饱和时,增大其体积含油量,相对介电常数增长的趋势会变缓。推测其主要原因可能是石油的极性与水不一样,不能像水一样充分地填满细砂的孔隙,其介电常数和电导率相对较小,对土壤的影响相对较小。同时观察到该实验中也存在高频电磁波极化现象。利用上述固定体积含水量,改变体积含油量实验结果,研究体积含油量相同、体积含水量不同的样品的介电常数变化趋势,发现体积含油量为0、0.1、0.2、0.3、0.4时,不同体积含水量的相对介电常数数值在接近饱和时增长仍十分显著。这可能是因为由于水的极性,接近饱和时水分子仍然能够在细砂孔隙中移动,从而导致相对介电常数仍会增加。此外,细砂的表面电荷状态也可能会随着水分子的增加而发生变化,从而影响相对介电常数的大小。从以上三组实验可以看出,在水、油、细砂的混合物体系里,水对体系的相对介电常数的影响占据了主导作用。油对体系相对介电常数的影响也有一定作用。水和油在混合物体系中的相对介电常数的影响是相互作用的,但在不同的条件下,它们的作用程度会有所不同。为了探究黄土实验误差较大与其粘土砂子含量是否有直接关系,利用gpr Max地质雷达模拟软件,引入Peplinski土壤混合模型,通过改变Peplinski土壤混合模型的相关参数,从而实现可以根据实验需求改变土壤模型中砂子及粘土的含量。模拟结果显示,随着土壤模型中砂子含量的增大,粘土含量的减小,土壤的相对介电常数明显减小,土壤的砂子及粘土含量对土壤相对介电常数的影响显著。模拟结果证实土壤的介电性质与其结构和成分密切相关。

关键词： 环境监测   课程思政   融和   实践   反思  

摘要： 高校作为重要的人才基地，肩负着培养社会主义建设者的重要使命，将“课程思政”教育融入专业教学体系是提升学生职业道德与职业素养的重要手段。本文探讨了江苏开放大学“环境监测”课程教学团队在课程思政元素挖掘、融入及实施方面的一些探索，分析了课程思政教育下教学评价体系，总结了教学改革实践效果，并对课程思政教育改革未来努力方向做了一些思考。希望这些探索、分析与思考能够为其他环境类专业课程思政改革提供一点经验，以资借鉴。

关键词： 环境监测   发展现状   主要问题   重要性   有效策略  

摘要： 本文主要从环境监测的相关概念以及环境监测与环保验收监测的关系入手，介绍了我国环境监测的发展现状，指出了目前环境监测中存在的主要问题，并在进一步分析了环境监测在环保验收监测中的重要性的基础上，对环保验收监测中提高环境监测质量的有效策略完成了更加深入的探究，以此来为环保验收监测中的环境监测提供更多的参考依据，在持续提升环保验收监测中对环境监测的运用效果的基础上，提高环境监测质量，从而在有效改善生态环境质量的同时，还能够进一步促进生态文明建设的稳步发展。

关键词： 生态环境监测   物联网   Zigbee   AODV   蚁群算法  

摘要： 矿山生态环境监测是矿山生态环境保护与修复的重要内容之一。矿山生态环境监测是指对矿山及其周边环境进行全面、系统、科学的监测和分析的过程。现有监测方法主要采用遥感巡检、人工抽样、定点监测等方式,但存在成本高、准确性差以及在数据处理方面存在效率低、时效性差等不足。为此,本文结合云平台技术对矿山生态环境监测展开研究,设计与实现一款矿山生态环境监测系统。此外,考虑在矿山环境下,系统选用的Zigbee无线网络受限于电池能量的问题,设计低功耗的路由协议尤为重要。因此,为提升网络能量利用效率、延长节点及网络生命周期,本文提出一种基于改进蚁群算法的AODV路由协议。本文主要研究工作:(1)确定系统监测的矿山生态环境指标与功能需求,设计系统整体硬件结构,将其分为主控制端与传感采集终端。主控制端采用STM32F429IGT6作为主控制器,利用LCD屏显示、查询环境指标数据;通过SD卡存储数据;使用Wi Fi模块将数据上传至One NET云平台;驱动GPRS模块发送预警短信;选取Zigbee协调器构建无线传感网络。传感采集终端分为Zigbee路由器、Zigbee终端,其中路由器负责维护网络与转发数据,Zigbee终端负责采集监测区域中气象、土壤环境指标数据。经实测,系统各功能均可稳定工作。(2)为解决传统矿山生态环境监测方式在数据处理效率、数据共享与安全性存在的不足,系统采用具有数据处理效率高、易用性、安全性高及数据可视化等优势的One NET云平台作为数据监测平台,实现对矿山生态环境指标数据进行可视化展示、存储与共享。该平台不仅提升矿山生态环境监测工作的灵活性与效率,同时有效地解决数据共享与数据安全性差等问题。(3)针对Zigbee网络在实际监测工作中,依靠电池供电,能量资源有限,且其常用AODV路由协议进行路由规划,存在网络能耗高与能耗不均衡,极大限制网络运行与传输性能。为此,本文综合考虑节点能量、路由跳数及距离等因素,提出利用改进蚁群算法优化AODV路由协议。仿真结果表明,该协议可在不同环境中有效降低网络能耗、提升寻优能力,同时可均衡网络节点能耗,避免出现节点失效。

关键词： 弹性碰撞   冲击噪声   开关盖装置   噪声控制  

摘要： 由结构体碰撞引发的急剧压力波动会导致周围介质内部产生具有幅值高、持续短、出现频繁且频率成分复杂等典型特征的瞬态噪声。对于航空、航天、船舶和轨道交通等多个领域而言,深入研究结构体碰撞噪声形成机理及辐射规律具有重要的学术和实际应用价值。在海军武器装备中,舰船上的冲击噪声不仅对工作人员的身心健康造成极大伤害,同时严重威胁了舰船的战场生存能力与作战性能,因此,如何对结构体的冲击碰撞噪声进行准确的预报与控制一直是学术界和工程领域中密切关注的热点问题。本文以常见结构体碰撞噪声理论及数值研究方法为基础,系统地开展了弹性球壳、实心球体、实心圆柱体及圆柱壳的瞬态冲击噪声辐射特性数值及试验研究,基于其碰撞物理机理和噪声辐射及传播规律的研究需要,建立了能真实反映结构体瞬态冲击动态响应及噪声辐射特性的精细化数值模型,突破了传统稳态求解方法预报瞬态冲击噪声准确度不高的问题。此外,为解决结构体冲击噪声控制问题,本文采用试验与数值模拟相结合的研究方法,旨在探究不同影响因素对于上述常见结构体之间发生弹性碰撞产生的辐射噪声幅值大小的影响规律,在此基础上进一步开展了复杂导弹筒盖发射装置开闭碰撞噪声数值研究,并基于数值模拟结果为筒盖运行碰撞噪声的有效控制提供了可行的解决方案。本文首先对实心球体碰撞噪声问题所涉及的相关理论进行简要概述,其中,赫兹经典接触理论和噪声辐射基础理论是解决该问题的两个重要理论基础。在此基础上,采用赫兹接触理论详细推导了实心球发生碰撞时的接触力及结构加速度表达式,进而基于声学波动方程建立了两个相同球体发生碰撞时产生的瞬态噪声辐射声场理论模型。鉴于目前关于薄壳结构冲击噪声的研究尚未充分展开,本文以弹性球壳为研究对象,采用联合时域有限元和瞬态边界元法的数值研究方法,获取了弹性球壳冲击噪声瞬态辐射声场并进行了试验验证,试验结果与数值结果吻合较好。在此基础上开展了弹性球壳冲击噪声的时频特性分析,结果表明,球壳冲击噪声包含加速度噪声及自鸣噪声两种成分。基于仿真方法进一步研究了碰撞速度、壳体厚度、壳体直径大小、壳体形状等关键因素对球壳碰撞噪声的影响规律。此外,基于试验及数值模型,揭示了实心球、圆柱、充水球壳、圆柱壳等结构之间相互碰撞产生的冲击噪声生成机理及组成成分。最后,本文借鉴简单结构体冲击噪声仿真研究方法,结合动力学软件LS-DYNA及声学软件***建立了筒盖开关装置碰撞噪声力学及声学数值模型,在此基础上分析了筒盖冲击速度、液压顶杆驱动力及承压底座材料特性对筒盖碰撞噪声的影响规律,并基于数值结果提出了筒盖开闭碰撞噪声控制措施。本文的研究结果可为相关装备的设计和性能改进提供有力支持,有望在舰船、航空、航天等领域的噪声控制问题中得到应用。

关键词： 大气环境监测   数据湖   数据资源目录   知识图谱   语义检索  

摘要： 大气环境监测数据为环境空气质量综合治理提供重要参考,具有来源广泛、结构复杂、数据量大、较强的时空属性等特点。目前的大气环境监测数据资源管理分散、缺乏统一的数据描述,为大气环境监测数据综合处理分析带来了巨大困难。数据湖概念的提出为大气环境监测数据管理提供了新的解决思路,同时通过大气环境监测数据湖数据资源目录为数据资源提供有意义的语义描述,并支持语义检索,可以全面准确地获取用户的需求,快速高效地为用户提供相应的数据服务。本文对数据湖架构、语义数据资源目录和语义检索模型的国内外研究现状以及相关技术的发展情况进行了分析总结,针对目前存在的问题进行优化改进,主要研究的内容如下:1.构建出大气环境监测数据湖架构和大气环境监测数据资源目录架构。将语义技术管理数据湖的思想应用到大气环境监测数据湖架构中,在数据湖架构中增加语义层,该语义层贯穿大气环境监测数据的整个生命周期,通过语义层的大气环境监测数据资源目录架构,为大气环境监测数据增加语义知识和上下文关联。2.提出了大气环境监测元数据模型,构建了大气环境监测数据知识图谱。为多源异构大气环境监测数据提供了统一的元数据模型,实现了不同数据源数据的元数据提取和融合。基于大气环境监测元数据建立了大气环境监测数据知识图谱,并存储到图数据库中,为大气环境监测数据的语义检索提供支持。3.提出了基于知识图谱的大气环境监测数据语义检索模型。针对关键词检索无法完全获取用户检索需求的问题,通过结合大气环境监测数据知识图谱对用户需求进行语义推理,在保证查准率的前提下,提高大气环境监测数据检索的查全率,并通过对比实验验证了方法的可行性和正确性。4.设计并实现了大气环境监测数据湖管理系统。基于软件工程的思想理论,结合大气环境监测数据湖架构,大气环境监测数据资源目录,大气环境监测数据知识图谱和大气环境监测数据语义搜索模型,设计并开发了大气环境监测数据湖管理系统。为大气环境监测数据提供高效的管理和全面的检索,同时验证了本文的主要研究内容。

关键词： 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)   土壤   固体废物   铬(Ⅵ)   内标校正   钼  

摘要： 用电感耦合等离子体原子发射光谱法检测土壤及固体废物中的铬(Ⅵ)时，常因盐分较高引起基体效应和仪器波动，致使测定结果偏差较大。钼在自然界含量低，激发电位和电离电位与铬接近，且分析谱线互不干扰。实验采用碱-氯化镁-磷酸盐缓冲液体系消解样品，以钼作为内标元素，实现了内标校正-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对土壤与固体废物中铬(Ⅵ)的测定。通过仪器上的进样三通对每个样品在线引入内标元素钼，稀释样品盐分的同时对每个样品进行监测。方法检出限为0.018 mg/kg,线性范围内校准曲线的线性相关系数r为0.999 985。方法用于测定土壤标准物质(GBW(E)070252、GBW(E)070255)与固体废物样品(TRY-1等)中铬(Ⅵ),结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.95%～4.6%;土壤标准物质测定结果与认定值一致，固体废物样品(TRY-3等)的回收率为96%～105%。