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    2021年第38卷第6期
      通信技术与智能服务专栏
    • 树玉泉,蔚保国,彭 欢,何 健,尹继凯

      2021,38(6):446-453, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06001

      Abstract:

      为了从基础理论层面诠释通信导航融合的原理,为通信导航融合研究提供引导和理论支撑,从无线电传播的理论基础和代表性公式入手,综合考虑传输和测量2个核心要素,推导出通信导航一体化联合似然概率、信道容量、网络容量3个统一表征公式;以此为基础,选择了通信导航一体化波形并针对性设计了一体化接收机架构;提供了一体化系统架构和资源管理方案2个角度的一体化系统实现思路,最终构建了由一体化表征公式、一体化链路设计、一体化系统构成的通信导航融合体系。结果表明,所建构体系实现了数学机理、物理承载、应用实现3个层面的通导融合,描绘了通信导航融合的整体框架,涵盖了通信导航融合研究的主要领域,可为通信导航融合发展涉及的信号体制、交互协议、硬件设计等方面的研究提供参考和支撑。

    • 张晓东,韩卫占,张 平

      2021,38(6):454-459, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06002

      Abstract:

      为了实现多手段通信资源的全局共用与优化使用,针对通信节点多传输手段的自组网特点,提出了一种基于节点MPR的OLSR路由协议(N-OLSR)。首先对HELLO报文格式进行修改,加入Port字段,根据通信手段的不同,对Willingnes字段的值做出修改,用接口索引来代替接口IP地址,将链路带宽大的信道用大索引号表示。以此为基础,从全局出发制定路由策略,将通信节点作为MPR的选举对象,改变传统方法在每个接口上进行MPR选举的机制。最后,通过仿真实验来测试N-OLSR路由协议的性能。结果表明,改进的协议完成了MPR从接口到节点的转移,降低了源节点将一跳邻居节点选为MPR的频率,从而减少TC报文的产生以及洪泛;改进的路由协议能够减少控制开销,降低丢包率,加快网络收敛速度。研究结果可为多传输手段的移动自组网提供一种可靠的路由协议方案,并且信道带宽越小越能发挥其性能。

    • 李飞锐,郑宝辉,王 雷,陈冠军,刘士奇

      2021,38(6):460-467, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06003

      Abstract:

      为改善氮化镓固态功率放大器的非线性失真,利用模拟预失真线性化技术,设计出一款新型线性化器,将其用于氮化镓固态功率放大器的线性化驱动模块,并增加温度补偿方案。通过使用多管级联方式增强二极管非线性特性,并对二极管管座电路进行优化设计,将射频接地与直流接地分离,使用电磁仿真软件对线性化器进行仿真验证。仿真结果表明,实物加工后进行测试,可实现增益幅度补偿范围0.9~7.6 dB,相位补偿范围9°~40°,对比相关文献,分别提高了1.2 dB和12°。线性化驱动模块与目标放大器级联测试,在29 GHz饱和功率回退7 dB时,三阶互调改善7.07 dB,性能优异。所设计的预失真器可改善功率放大器的非线性特性,提高卫星通信系统性能,对卫星通信系统具有重要意义。

    • 田聚波,赵 建,李宝莲,岳云鹤,刘 晶

      2021(6):468-475, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06004

      Abstract:

      为了解决联合国维和行动长期存在的国内训练基础环境难逼真、执行任务标准运用不熟练、突发情况应急处置不到位的问题,开展了基于维和训练的控制系统仿真技术研究。运用虚拟现实、建模仿真、沉浸体验、人工智能等先进技术,提出一种大空间定位和姿态捕获方法,研发空间位置与动作姿态数据融合算法,灵活支撑对抗仿真;提出一种三维影像构建方法,建立人员、装备、设施、建筑、道路等三维模型,构建国外任务区虚拟战场环境,支持开展沉浸式模拟演练。研究结果表明,新方法能帮助维和官兵提前逼真体验,规范执行标准,模拟红蓝对抗,尤其是大空间定位技术的研究可有效延伸虚拟战场环境,显著提高联合训练效果,并可节省训练经费,避免训练事故,提高训练的针对性。虚拟仿真训练技术研究能够有效支撑多分队协同处置训练,甚至多兵种联合训练,在军事训练领域有较大的推广价值。

    • 污染防治专栏
    • 仵丽洋,郝 阳,温学友,云玉攀,曹凯成

      2021,38(6):476-485, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06005

      Abstract:

      介绍了人工湿地脱氮处理工艺的研究现状,分别简述了短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化、全程自养脱氮、硫自氧反硝化等4种生物脱氮途径的基本原理,分析了它们应用过程中的影响因素,并进一步比较了4种脱氮新途径的工艺特点、脱氮途径、启动运行情况以及优缺点;分析表明,通过生物脱氮新途径,可强化人工湿地的生物脱氮作用,同时也可以解决人工湿地脱氮处理技术所面临的技术难题。基于此,对人工湿地脱氮领域进行了展望:1)新型生物脱氮克服了传统生物脱氮存在的耗氧量大、碳源不足等问题,在未来人工湿地脱氮领域将有更广泛的应用;2)在脱氮过程中,将多种类型的生化反应结合起来,突破传统反应的局限,将成为人工湿地实现氮脱除的新思路;3)在今后的研究中,可以有针对性地对湿地内的脱氮微生物及其影响因子进行研究,还可将传统生物脱氮与新型生物脱氮途径相结合,应用于人工湿地系统。

    • 王晓云,付爱民

      2021,38(6):486-493, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06006

      Abstract:

      为了探讨利用人工湿地处理农村污水的效益状况,以表面流人工湿地为研究对象,探析人工湿地去除污染物的运行规律。自2017年8月至2019年5月,每周采集水样一次,共累计取样88组;分别测定SS,BOD5,TN,TP等污染物指标以及流量(Q)、水温(T),DO,pH值等运行指标;并分析了SS,BOD5,TN,TP等4种污染物的出水浓度、去除率、表面污染物负荷(PLR)分别与表面水力负荷(HLR)、水力停留时间(HRT)的相关性,以及4种污染物的一级反应速率常数(kV)与Q,HLR,HRT的相关性,最后根据线性相关性方程计算出4种污染物kV的温度修正表达式kT。研究结果发现:在采样数据范围内BOD5,TN,TP的出水浓度与HLR成正比,与HRT成反比;SS的出水浓度与HLR成反比,与HRT成正比;BOD5,TN,TP的去除率与HLR成反比,与HRT成正比;SS的去除率与HLR成正比,与HRT成反比;SS,BOD5,TN,TP的PLR与HLR成正比,与HRT成反比。SS,BOD5与TP的kV与Q,HLR正相关趋势较显著;TN的kV与HLR趋势正相关不显著,水温变化对SS的kV影响很小,水温变化对BOD5,TN,TP的kV有一定的影响。掌握表面流人工湿地污染物去除与运行参数的相关性及其反应动力学,可为研究湿地系统去除污染物机理以及在不同环境温度下工程设计参数的选择提供了理论基础。

    • 赵俊娜

      2021,38(6):494-499, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06007

      Abstract:

      为进一步提高污水处理厂工艺运行调控技术水平,通过3套SBR小试处理系统,考察了乙酸钠碳源和铁盐除磷剂2种药剂对污水脱氮除磷效果和活性污泥性质的影响。结果表明:投加250 mg/L的乙酸钠碳源和70 mg/L的铁盐除磷剂均可显著提高除磷效果,均可实现出水总磷达到一级A排放标准,其中,投加铁盐除磷剂会削弱生物除磷效果,且随着铁盐除磷剂投加时间的延长,生物除磷效果下降程度增加,而投加乙酸钠碳源会明显增强生物除磷效果,并减轻除磷剂对生物除磷的抑制作用;投加乙酸钠碳源可明显提高反硝化效果,投加铁盐除磷剂反硝化效果略有提高,但不明显,2种药剂对硝化反应均无明显影响;投加乙酸钠碳源可使MLVSS/MLSS,SVI及SOUR值增加,而投加铁盐除磷剂使MLVSS/MLSS和SVI值降低,SOUR值增加。通过考察进一步掌握了2种药剂对污水处理厂活性污泥系统的影响,可为污水处理厂工艺调控提供科学实用的技术参考。

    • 杨素娜

      2021,38(6):500-506, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06008

      Abstract:

      为了评价污水处理厂污泥及其浸出液的潜在生态环境风险,以上海嘉定区某污水处理厂为例,采用硫酸/硝酸法和醋酸缓冲溶液法对污泥进行重金属总量和浸出毒性检测分析。同时,也研究了浸出液pH值、浸出时间及消解条件对浸出的影响。试验结果表明:1)污泥中Cu,Zn,Ni和Cr的含量分别是城市污泥中相应物质的平均含量的20,7.5,15和13倍,而Pb和Cd的含量与城市污泥的平均含量差不多;2)污泥中Cu与Cr主要以稳定形态存在,不同浸提方法下的浸出量相当,对于Zn和Ni,醋酸缓冲溶液的浸出量分别约为硫酸/硝酸溶液的22倍和18倍;3)浸出时间为20 h时浸出达到平衡,浸出液pH值对污泥重金属浸出能力的影响,因重金属元素种类的不同而存在较大差异,电热板消解和微波消解对浸出几乎没有影响;4)醋酸缓冲溶液制备的浸出液中,Ni的浸出质量浓度为16.3 mg/L,高于鉴别标准限值5 mg/L,而硫酸/硝酸浸提方法中重金属浸出浓度均未超过规定值。因此,该污水处理厂的污泥不适合卫生填埋,应积极寻求新技术对污泥进行合理处置并减少其潜在生态环境风险。

    • 王 玮,王建国

      2021,38(6):507-514, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06009

      Abstract:

      为了掌握石家庄市区域PM2.5浓度的空间分布情况及其时间变化规律,更好地向大气污染治理及环境行政执法部门提供技术支持,利用卫星遥感数据开展了区域颗粒物浓度时空动态分析研究。基于Himawari-8卫星遥感数据,通过建立时空回归模型反演PM2.5浓度,并对所得到的石家庄市2019年近地面PM2.5的浓度,进行了时间和空间的动态分析。结果表明:1)从时间上来看,2019年PM2.5月度变化基本呈两边高中间低的态势,取暖季月均浓度明显高于其他月份,且相对于2018年监测浓度有所上升;2)从空间来看,2019 年PM2.5平均浓度呈现西低东高的形势,且东部各个县区高浓度“热点”聚集程度明显高于西部县区,但热点聚集性从第一季度到第四季度呈现出逐渐转弱的现象;3)遥感监测与地面监测的PM2.5浓度相关性系数在0.7以上,验证了基于遥感反演进行PM2.5浓度监测的可行性。因此,采用遥感手段对大气环境进行监测,可以全面获取区域大气环境的时空分布特征,并能够协助环保人员有针对性地核查与防范污染事件,具有较大的应用潜力。

    • 建筑节能专栏
    • 崔楚阳,任福松,刘志辉,吴翠姑,马坤茹

      2021,38(6):515-521, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06010

      Abstract:

      为了提升空气源热泵低温环境中的热效率,解决热泵冬季易结霜、故障率高等问题,提出一种利用相变蓄能装置将空气源热泵和水源热泵组合的蓄联热泵技术。以河北保定高速某服务区蓄联热泵的改造工程为例,设计了蓄联热泵系统改造方案,并将蓄联热泵联合供暖系统的实际运行数据与位于同一地区、相似建筑中使用单一热源供暖的空气源热泵系统运行数据进行对比,考察供水温度、室内温度、单位供暖面积的耗电量和COP值等因素的变化情况。研究结果表明,在相同室外气温、相同单位面积供暖热负荷的条件下,蓄联热泵供暖效果更稳定,室内温度更高,蓄联热泵每平方米耗能相比空气源热泵低15.5%,综合COP提高了20.68%,静态投资回收期为11.89年。蓄联热泵清洁供暖技术具有一定的可靠性和经济性,适用于低温持续时间较长的偏远山区等寒冷地区,研究结果对蓄联热泵的推广具有重要的借鉴意义与应用价值。

    • 研究与开发
    • 李 雪

      2021,38(6):522-527, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06011

      Abstract:

      为了明确底部开挖对公路边坡稳定性的影响,以梅州至平远高速公路工程为背景,采用多步开挖的方法结合全尺寸边坡模型进行试验。在坡体中布置6个监测点记录坡向及垂直位移,随后将两方向位移作为分量进行组合位移计算分析,并结合试验结果进行归纳。研究结果表明:1)边坡上部区域整体稳定,内部应力变化慢,滑坡往往由内部蠕变造成,因此上部区域合位移偏角值较为稳定,而下部区域因易受开挖影响,位移角波动显著;2)通过对边坡下部区域计算,其滑动面倾角理论值为30°~60°,试验中观测到了一致的情况,而受土体堆积作用,后期土体断面几乎与坡面平行。研究得到了滑坡发生前合位移的偏转角及滑坡断面方向变化规律,相关结果可作为预测边坡稳定性的重要指标,对评估公路边坡稳定性具有一定的借鉴意义。

    • 应用技术
    • 卢兰萍,张宇超,李明勋

      2021,38(6):528-534, DOI: DOI:10.7535/hbgykj.2021yx06012

      Abstract:

      为了减小路桥过渡段的差异沉降,缓解软土地区的桥头跳车问题,提出了一种采用CFG桩复合地基联合换填泡沫混凝土加固软基的方案。依托实际工程案例,采用有限元软件MIDAS GTS/NX建立了CFG桩复合地基工况模型与原始工况模型,检验了CFG桩复合地基的有效性,然后建立了CFG 桩联合台后换填泡沫混凝土方案的模型进行固结沉降分析,并验证了两者联合应用的优越性。研究结果显示:1)CFG桩复合地基对于软基的加固效果显著,其工期沉降比原始工况减少了18.32 cm;2)CFG桩复合地基加固软基时,台后换填泡沫混凝土使桥台与路面的台阶型差异沉降相较于台后普通路基填土工况减小了0.72 cm,对于桥头跳车问题的治理效果良好;3)模拟结果与工程实测沉降数据对比误差极小,说明了有限元模拟的可靠性。研究结果有效解决了常见的桥头跳车问题,方案具有更安全、环保、可靠的特点,可为软土地区的路桥过渡段工程提供一定的理论参考与借鉴。

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