Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1459
Статья научная
В рамках данного исследования предложено использование алгоритмов машинного обучения для прогнозирования отключений электрической энергии на линиях электропередачи 110 кВ на основе данных по параметрам самих линий. В качестве алгоритмов машинного обучения были опробованы 5 классификаторов: машина опорных векторов, логистическая регрессия, случайный лес, градиентные бустинги LightGBM Classifier и CatBoostClassifier. Для автоматизации процесса преобразования данных и устранения возможности их утечки использовался пайплайн и компоновщик разнородных признаков, данные для прогнозирования подготавливались методами горячего кодирования для категориальных переменных и стандартизации для количественных. Обучение модели производилось методом кросс-валидации со стратифицированным разделением. Настройка гиперпараметров классификаторов осуществлена методами оптимизации случайных параметров и сеточного поиска. Сравнение качества предсказания обученных моделей производилось по метрикам ROC-AUC, AUC-PR, Accuracy, точность, полнота и F-1 мера. Наилучшие результаты прогнозирования отключений удалось достичь модели логистической регрессии с методом взвешивания классов в качестве борьбы с дисбалансом классов, метрика ROC-AUC которой на тестовой выборке достигла 0.84. Таким образом, данное исследование подтверждает возможность использования данных по параметрам ЛЭП для прогнозирования отключений электрической энергии на ЛЭП 110 кВ.
Бесплатно
Статья научная
Определены параметры горячего прессования и последующей экструзии для получения брикетов и прутков из сыпучей стружки меди с добавками графита, обеспечивающие устойчивое течение материала при экструзии и волочении. Установлено максимальное количество вводимого в композиционную смесь графита. Составлен маршрут волочения, получена проволока различных диаметров из медно-графитовых прутков. Исследованы структура и свойства полученных изделий.
Бесплатно
Использование низкопотенциальных источников энергии на основе органического цикла Ренкина
Статья научная
Эта статья показывает эффективность утилизации низкопотенциальной сбросной энергии на различных примерах в энергетической отрасли. Во-первых, обоснован выбор именно технологии органического цикла Ренкина в качестве технологии утилизации или преобразования низкопотенциальной энергии. Во-вторых, сформулированы требования к рабочим телам, используемым в данной технологии. В-третьих, предложены варианты комбинирования данной технологии и: солнечной энергетикой, биоэнергетикой, геотермальной энергетикой, а также надстройкой органического цикла для утилизации тепла от газотурбинной установки и водогрейного котла с оценкой потенциала от внедрения. Представлены примеры внедрения данной технологии основными производителями по всему миру.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается решение задачи синтеза фазированной антенной решетки с управляемой поляризацией, расположенной над плоской идеально проводящей поверхностью, по критерию максимума коэффициента направленного действия при наличии ограничения на поляризацию в направлении главного лепестка и формировании глубоких «нулей» в диаграмме направленности. Проводится анализ численных результатов синтеза фазированной антенной решетки.
Бесплатно
Статья научная
Дается описание ГИС-технологии оперативного космического мониторинга прохождения паводковых вод и наводнений, результаты которой используются в практической деятельности органов ЧС Казахстана различного уровня. В процессе мониторинга применяют оптические и радарные данные дистанционного зондирования (ДДЗ) различного разрешения, список которых обновляется при появлении новых доступных ДДЗ. В последние годы для этих целей регулярно используются данные Landsat-8 и радарные данные Sentinel1A. Дополнительную информацию о зонах затопления получают при обработке комплексных радарных данных методами радарной поляриметрии.
Бесплатно
Использование сетей LORA в автоматическом цифровом дендрометре
Статья научная
В данной статье описывается опыт использования сетей передачи данных стандарта LoRa в автоматическом кольцевом дендрометре, разработанном собственными силами и описанном ранее [1]. Ранее нами был разработан и представлен автоматический кольцевой дендрометр с отправкой данных на сервер в интернете, был описан процесс создания прибора и результат его испытаний. В результате испытаний были сформулированы необходимые доработки, одной из которых была необходимость использовать для измерений сеть из нескольких датчиков, расположенных на одном участке, и передачу их измерений беспроводным способом на центральный дата логгер для обработки и передачи на сервер.Таким образом, появилась необходимость выбрать и внедрить энергосберегающий протокол обмена данными, обладающий достаточным радиусом действия и надежностью работы в условиях тайги.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследовано термическое поведение бородинского угля, буроугольного кокса и смесевого топлива, состоящего из 80 % бородинского бурого угля и 20 % буроугольного кокса, во время процесса горения с помощью термогравиметрического анализа. Представлен химический состав образцов. При анализе кривых ТГ-ДТГ были определены следующие характеристики горения: температура воспламенения (Ti) и температура выгорания коксового остатка (Te), индекс воспламеняемости, интегральный параметр горения. Для определения Ti и Te была применена и обоснована методика пересечения кривых ТГ и ДТГ. Провели электронно- микроскопическое исследование сечения частицы буроугольного кокса. Результаты исследования показали, что добавление буроугольного кокса к бурому углю оказывает положительное влияние на характеристики его горения.
Бесплатно
Использование технологии SBаS для обработки многопроходной серии радарных изображений
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы обработки радарных изображений, полученных в результате многопроходной съемки одного и того же участка местности. Предлагается использование метода интерферометрии малых базовых линий (SBaS) для оценки и выявления динамики смещений земной поверхности в горнодобывающих районах с помощью построенных карт вертикальных смещений. Метод опробован на радарных данных со спутника Cosmo-SkyMed, покрывающих территорию городов Ленинска-Кузнецкого, Полысаево, Белово за период с 2011 по 2014 г. Приводятся результаты исследования, которые позволили определить зоны оседания и поднятия земной поверхности в этих районах, а также выявить среднюю скорость изменения вертикальных смещений в мм/ год.
Бесплатно
Использование хлорида меди в процессах восстановления серебра из сульфитно-аммиачных растворов
Статья научная
Изучено поведение серебра в сульфитно-аммиачном растворе в присутствии хлорида меди (I). Сделан расчет констант равновесия возможных реакций взаимодействия кристаллического хлорида меди (I) с сульфитно-аммиачным раствором серебра. Определено влияние избытка аммиака и сульфит-иона на поведение меди (I). Присутствие хлорид-ионов в сульфитно аммиачном растворе серебра способствует переходу низших комплексных аминов и сульфитов серебра в высшие. При вводе хлорида меди в сульфитно-аммиачный раствор серебра протекают следующие процессы: осаждение AgCl, восстановление хлорида серебра и его комплексных соединений сульфит-ионом, аммиаком, комплексами и ионами меди (I), кристаллическим CuCl.
Бесплатно
Использование цифровых технологий для расчета ТЭП тепловых электрических станций
Статья научная
В статье приводятся обоснования использования цифровых технологий для расчета технико-экономических показателей ТЭС. Объектом исследования является Владивостокская ТЭЦ-2. На данной ТЭЦ установлено четыре типа турбин, котлоагрегаты работают на природном газе, что делает сложным процесс эффективного распределения электрической и тепловой нагрузки между турбоагрегатами. В программе «Цифровая экономика Российской Федерации» приведен перечень основных сквозных цифровых технологий, которые необходимо внедрять для роста экономики. В настоящее время разработанные программные комплексы выполняют только одну конкретную задачу. Применение таких программ имеет ряд недостатков. Эти недостатки не позволяют принимать быстрые и верные решения. С учетом вышесказанного необходимо применять цифровые модели ТЭС. В основе для разработки цифровой модели применяется программный продукт «Boiler Designer». Полученную цифровую модель можно использовать для расчета ТЭП, а также для оптимизации распределения нагрузок между энергетическим оборудованием в зависимости от изменения его состояния. В статье приведена аналитическая характеристика, полученная методом регрессионного анализа для турбины ПР-50/60-115/13/1,2 ст.№ 5 ВТЭЦ-2 двухступенчатого подогрева сетевой воды, и ее применения.
Бесплатно
Статья научная
В целях совершенствования технологии возделывания зерновых культур проведена оценка влияния традиционной минимальной обработки почвы и прямого посева на агрофизическое состояние почвы и продуктивность культур в севообороте. Отмечено, что минимализация обработки почвы и прямой посев культур в севообороте чистый пар - яровая пшеница - озимая рожь + овес - яровая пшеница на черноземе в Красноярской лесостепи способствуют сохранению доступной влаги весной и повышению содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия к середине вегетации растений. При этом почва в слое 0-10 см становится плотной, а в горизонте 20-40 см остается рыхловато-плотноватой. При традиционной технологии обработки почвы урожайность яровой пшеницы Красноярская 12 по пару составила 3,2-3,4 т/га, при обработке дисковым орудием БДН - 2,9-3,2 т/га, при прямом посеве стерневой сеялкой - 2,6-2,9 т/га. Осенью в год посева получен урожай зеленой массы смеси овса и озимой ржи. Стерня, оставшаяся после скашивания зеленой массы, способствует накоплению снега и улучшает перезимовку озимой ржи, на следующий год формирующей урожай зерна в 1,5-2,1 т/га. Применение ресурсосберегающих технологий обработки почвы существенно снижает производственные затраты. При минимальной технологии трудозатраты сокращаются на 35,5 %, ГСМ - на 40,3 %, при использовании технологии прямого посева трудозатраты сократились на 49,1 %, ГСМ - на 64,2 % по сравнению с традиционной технологией, основанной на зяблевой вспашке. Повышению эффективности минеральных и органических удобрений при посеве культур по пару и по стерне будет способствовать обработка поверхности роторным вертикально-штыревым глубокорыхлителем после их внесения.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается теоретическое и экспериментальное обоснование возможности определения электрического состояния атмосферы радиоакустическим способом. Разрабатывается метод оценки заряда исследуемого объема атмосферы, характеризующего её электрическую активность, основанный на физическом эффекте излучения электромагнитной энергии движущимися с ускорением заряженными аэрозольными частицами под воздействием инициированной сонаром акустической волны.
Бесплатно
Статья научная
В интересах защиты воздушного судна от атакующих зенитных управляемых ракет (ЗУР) предлагается алгоритм высокоточного сопровождения на основе использования лазерно-тепловизионной системы с приемным устройством матричного типа. В качестве дискриминатора рассмотрены алгоритмы оценки текущих координат энергетического центра изображения и суммарно-разностной обработки сигналов, осуществляющие измерения углов рассогласования между направлением на ЗУР и оптической осью матричного фотоприемника с неравномерной координатной чувствительностью, повышающей помехоустойчивость алгоритмов. Разработана динамическая модель процесса высокоточного сопровождения, позволяющая оценить эффективность системы при формировании на входе матричного фотоприемника изображения в виде аддитивной смеси сигналов и помех.
Бесплатно
Статья научная
Построена модель антарктического циркумполярного вихря (ЦВ) в эпоху его формирования весной на основе сценария с градиентным ветром. Установлено, что в это время максимум общего содержания озона приходится на 45° ю.ш., а средний диаметр ЦВ составляет 9000 км. Это подтверждается спутниковыми данными. Показано, что при формировании ЦВ происходит перераспределение озона между внутренней областью ЦВ и его периферией, что способствует появлению антарктической озоновой аномалии. Оценены теоретически и экспериментально скорости зонального ветра в ЦВ.
Бесплатно
Исследование влияния армирующих наполнителей на механические свойства цементного компаунда
Статья научная
Долговременное безопасное обращение с радиоактивными отходами, образовавшимися в результате выполнения ядерных оружейных программ, остается ключевой проблемой для ядерной энергетики на современном этапе. Технология, основанная на включении жидких радиоактивных отходов в неорганические гидравлические вяжущие (процесс цементирования), имеет ряд неоспоримых преимуществ: процесс является низкотемпературным, протекает без образования газообразных радиоактивных отходов, а полученный цементный компаунд обеспечивает безопасность хранения в течение длительного времени (более 10 6 лет). С целью увеличения степени наполнения цементного компаунда жидкими радиоактивными отходами исследована возможность применения армирующих наполнителей - многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) и пирогенного кремнезема (аэросила). Установлено, что дозировка МУНТ не должна превышать 1,5 % масс. от содержания цемента, аэросила - 0,5 % масс. от вяжущего. Максимальный положительный эффект от добавления в состав компаундов МУНТ достигается при введении их с водой затворения, содержащей 0,44 % масс. поверхностно активных веществ (ПАВ).
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время проблема неразрушающего контроля рельсовых плетей или подвижного состава стоит достаточно остро, так как с каждым годом возрастают требования как к скоростным характеристикам, так и к безопасности на транспорте. Таким образом, целью настоящего исследования являлось определение возможности регистрации частот собственных колебаний радиолокационным методом для рельсовых плетей и влияние размеров дефекта типа «полость». Для этого был создан лабораторный стенд с установленным стандартный рельсом длиной 1.19 м марки Р-65, в котором при помощи ударной импульсной нагрузкивозбуждалисьсвободныеколебания. Измерениячастотсобственныхколебанийрельса регистрировали на двадцатичетырехразрядный АЦП и специализированный акселерометр ZETLAB ВС110. Для регистрации колебаний использовали доплер радиолокатор частотой 10 ГГц, установленный в фокус параболической зеркальной офсетной антенны диметром 1.6 м. Было выявлено, что дефект типа «полость» сдвигает частотную моду колебаний 750 Гц вверх. Показано, что отверстие в шейке рельса диаметром 10 мм вносит изменение частоты порядка 14 Гц.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена технология изготовления двухслойного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и эластомера, обладающего высокой адгезионной прочностью между материалами. Приведены результаты исследования адгезионного взаимодействия сверхвысокомолекулярного полиэтилена с эластомерами на основе различных каучуков. Показана зависимость прочности адгезионного взаимодействия между материалами от вулканизационной группы, в частности от содержания дифенилгуанидина в резиновой смеси. Установлено, что при введении дифенилгуанидина прочность адгезионного соединения между материалами превышает когезионную прочность эластомера и при расслоении разрушение происходит по резине. При исследовании межфазной границы на растровом электронном микроскопе было обнаружено, что при введении дифенилгуанидина в резиновую смесь структура сверхвысокомолекулярного полиэтилена меняется на мелкосферолитную. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что при введении дифенилгуанидина в резиновую смесь в структуре сверхвысокомолекулярного полиэтилена вблизи межфазной границы появляются пики валентных колебаний, соответствующие C-S-связям, а также уширяются пики, соответствующие валентным колебаниям R-SO-OR- и RO-SO-OR-групп.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается напряжённо-деформированное состояние грунтового основания щелевых фундаментов при различной глубине их заложения.
Бесплатно
Статья научная
Одно из актуальных направлений современного развития возобновляемой энергетики в России связано с применением их в составе собственных нужд электростанций. В данной статье рассматривается вопрос подключения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в составе собственных нужд микро-ГЭС. В исследовании был выполнен анализ возможности использования ветроэнергетической установки (ВЭУ) с преобразователем частоты для электроснабжения собственных нужд микро-ГЭС с учетом регулирования напряжения.Первая часть статьи посвящена литературному обзору по проблематике использования малых и микро-ГЭС, а также описанию цели и задач исследования. Во втором разделе статьи представлены математические модели, описывающие подключение ВЭУ с преобразователем частоты на совместную работу с потребителями собственных нужд станции, для которых предполагается выполнение функции регулирования напряжения в сети. Был сформулирован закон и построен алгоритм для работы ВЭУ с нагрузкой в составе собственных нужд станции. Данный алгоритм предполагает непрерывную работу ВЭУ без ее переключения по схеме автоматического ввода резерва (АВР), что приводит к повышению коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). В третьей части статьи описаны осциллограммы переходных процессов в режиме с учетом ВЭУ и без нее. Также рассмотрен режим короткого замыкания на нагрузке и влияние ВЭУ на величину тока подпитки. В заключение сформулированы основные результаты и выводы по данной работе.
Бесплатно
Исследование влияния качества графита на покрытия пресс-форм для литья под низким давлением
Статья научная
Изучено влияние содержания активированного в планетарно-центробежной мельнице АГО2 скрытокристаллического графита Курейского месторождения на технологические свойства покрытий пресс-форм, используемых для литья под низким давлением, жидкотекучесть сплава АК12. Установлено, что наиболее оптимальные свойства покрытий достигаются при введении в их состав 15 мас. % активированного графита. Выяснено, что с увеличением содержания графита жидкотекучесть сплава АК12 и шероховатость отливок снижается. Проведённые сравнительные лабораторные и опытно-промышленные испытания покрытий на основе природного, активированного и обогащенного графита показали, что для покрытий пресс-форм могут быть рекомендованы покрытия на основе активированного графита.
Бесплатно
