核电仪控领域的耕耘者:从无到有打造“和睦系统”——访北京广利核系统工程有限公司总工程师白涛

关于白涛白涛先生,北京广利核系统工程有限公司总工程师、研究员级高级工程师,长期从事核电仪控技术研究,现任北京广利核系统工程有限公司总工程师、国家能源核电站数字化仪控系统研发中心主任.作为和睦系统研发团队最早的组建人之一,他带领团队从零做起,通过一系列国家级课题研究,完成了和睦系统多项核心技术专利的发明,批准发布了和睦系统过半的核心技术设计文件,是和睦系统研发的全程参与者和见证者.

注重旱区湿地生态保护与修复的疏漫灌溉研究

针对干旱地区传统生态调度“只调不灌”造成的湿地生态补水效果欠佳、生境日益退化等实际问题,本文提出了疏漫灌溉的基本理念,明确了疏漫灌溉的定义、内涵及系统组成,搭建了疏漫灌溉系统,构建了疏漫灌溉技术体系。本文以哈巴河流域阿克齐湿地为研究区域,基于疏漫灌溉的系统组成优化了阿克齐湿地原有的工程体系;基于工程布局等要素划分了不同水平年下的三层级生态修复分区;采用Penman-Monteith公式计算了疏漫灌溉区不同地类的适宜生态需水量,采用改进的Tennant法确定了湿地的最低生态流量,最后制定了疏漫灌溉制度。研究结果表明:(1)湿地需水月份集中在4—10月份,其中6—8月份为主要生态需水期,平均生态基流为4.66 m^(3) s;(2)疏漫灌溉工程的布设和生态修复分区的确定改善了湿地供水条件,形成了生态分区与工程体系一一对应的靶向补水模式;(3)疏漫灌溉制度的制订可为生态工程的规划设计以及灌区引水的管理提供科学依据;(4)实施生态调度后,草地、自由水面以及沼泽面积均呈递增趋势,沙化面积减少了9.83%,湿地的水系连通性得到改善,斑块破碎化逐渐修复。研究成果可为提高旱区水资源利用效率、旱区生境的保护与修复提供技术支撑。

关节镜联合开放楔形胫骨高位截骨术对膝关节内侧间室骨性关节炎患者下肢力线矫正及炎性因子水平的影响

目的探讨关节镜联合开放楔形胫骨高位截骨术对膝关节内侧间室骨性关节炎患者下肢力线矫正及炎性因子水平的影响。方法选取2021年4月至2022年5月我科收治的82例膝关节内侧间室骨性关节炎患者为研究对象,以随机数字表法将其分为对照组(41例,关节镜联合腓骨近端截骨术)和观察组(41例,关节镜联合开放楔形胫骨高位截骨术)。比较两组的手术效果。结果观察组的术中出血量多于对照组,术后下床活动时间长于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后6个月,观察组的下肢力线比率高于对照组,胫骨平台后倾角小于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后6个月,观察组的白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论关节镜联合开放楔形胫骨高位截骨术治疗膝关节内侧间室骨性关节炎虽然会增加术中出血量,延长术后下床活动时间,但不增加住院时间,且利于提高下肢力线矫正效果,降低滑液中炎性因子水平。

引汉济渭工程调水区多源风险评估与对策研究

为评估引汉济渭跨流域调水工程本身及运行管理行为中多源风险导致供水不足的可能性,构建了跨流域调水工程水库-泵站-电站的风险评估框架。将工程管理中的行为与经验以随机、模拟、优化三种调度模式进行数学表达,设置了兼顾工程失能与运行管理的单源、多源调度风险模式和方案集;建立并仿真计算了三种调度模型,获得了不同风险方案的动态调度过程及造成的供水风险;制定了跨流域调水工程的调度风险分级基准,采取专家打分法获取事件发生的初始概率区间,采用集值统计法和改进耦合度模型定量估计各方案发生概率,基于供水风险指标定量估算各方案的损失严重度;划分了风险矩阵的等级标准,结合最低合理可行(ALARP)准则明确了风险可接受程度,提出了非工程措施以管控风险,为引汉济渭工程调水区风险评估和防控提供了理论依据。研究发现:(1)三种调度模式中仅优化调度可满足调水15亿m 3、95%供水保证率的供水目标,且相较于随机调度方式,供水能力提升了13%;(2)单源风险方案的供水风险逐渐向长时间缺水过程发展,多源风险方案面临的调度情况更加复杂,供水风险在各个维度均处于危险状态;(3)处于ALARP区域的风险事件占比超过60%,与工程相关的风险多为小概率高危害式风险,应优先解决处于ALARP区域并预防不可接受区域的风险事件;(4)针对发生概率小但危害性高的供水风险,制定了水库下游人员转移等应急方案,以降低潜在的供水损失。研究结果对于跨流域调水工程的风险管理具有积极的推动作用,强化了ALARP准则在调水工程风险评估中的应用价值。

超空泡航行体的可视化控制仿真实验设计

为解决在水下航行体控制教学中存在的学生对控制结论的理论仿真曲线和实际控制效果难以充分联系的问题,对一种超空泡航行体模型的可视化控制仿真实验的设计进行了研究。实验首先建立了超空泡航行体的三维可视化模型,然后将模型带入具有PID控制算法的Simulink仿真环境中进行可视化仿真,最后对可视化仿真界面和传统仿真曲线中的超空泡航行体的状态参数变化进行对比。实验结果表明,超空泡航行体状态参数的变化符合控制要求,且在可视化界面和传统仿真中具有一致性。学生在实验中能够直接观察控制效果,有利于培养学生掌握控制系统计算机辅助设计的能力,并建立独立思维及创新意识。

干湿交替灌溉和施氮量对粳稻光合特性和氮素吸收利用的影响

水分和氮素对水稻叶片光合特性和氮素吸收利用有重要影响,但在干湿交替灌溉条件下,水、氮是如何影响水稻叶片和根系氮代谢酶活性、产量和氮素吸收利用的仍不清楚。探明这一问题对于协同提高产量和氮肥利用效率有重要意义。本研究以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置全生育期常规灌溉(conventional irrigation,CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying irrigation,AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,不施氮(N0)、施氮90 kg hm^(-2)(N1)、施氮180 kg hm^(-2)(N2)、施氮270 kg hm^(-2)(N3)和施氮360 kg hm^(-2)(N4)。结果表明,与CI相比,AWD增加了水稻主要生育时期叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,提高了叶片净光合速率,并显著增加了叶片中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,显著降低了过氧化物酶、内肽酶活性和丙二醛含量,显著提高了根系中氮代谢酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性;AWD的产量较CI平均增加了10.4%。AWD显著提高了氮素转运量、氮素转运率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力,产量和氮肥利用率均以AWD+N3处理组合的最高。因此,轻度干湿交替灌溉配合一定的施氮量,可以充分发挥水、肥效应,促进根系和叶片的氮代谢水平,提高叶片光合特性,协调地下地上部生长,有利于水稻产量和氮肥利用率的协同提高。

有机肥对云南曲靖烟区烤烟根黑腐病及产质量的影响

为研究云南曲靖烟区有机肥替代部分化肥对土壤性状和烤烟产质量的影响,采用田间调查统计和常规数据分析的方法,研究施用不同有机肥替代部分化肥对烤烟农艺性状、病害发生情况、烤烟外观质量和经济性状的影响。结果表明,有机肥替代部分常规化肥与单一施用常规化肥比较能显著提高烤烟农艺性状、降低病害发生、提高烤烟产量和产值,施用有机肥处理显著提高烤烟株高5.4%~11.1%,茎围3.5%~10.6%,最大叶面积4.6%~13.8%,分别降低黑胫病和根腐病发病率16.7%~33.4%和21.9%~42.1%,提高产量9.2%~22.0%,产值16.32%~30.54%,上等烟比例3.9%~6.3%。总之,在云南曲靖烟区,有机肥替代部分化肥能增加烤烟田间长势、降低病害发生和增加烤烟产量产值。该研究为有机肥在烤烟生产中的合理应用提供科学依据。

内固定结合椎体成形术治疗脊柱骨折的临床观察

目的 探讨内固定结合椎体成形术治疗脊柱骨折的临床效果。方法 将68例脊柱骨折患者随机分为两组各34例,分别接受两种手术方式,即单纯内固定治疗纳入对照组;采用内固定结合椎体成形术治疗治疗纳入研究组。通过对术后COBB角及伤椎椎体高度、椎管内骨块占位恢复情况评定两组复位效果;通过手术时间及出血量、术前术后VAS评分对比评定两组损伤程度。结果 研究组患者的手术时间稍长于对照组,但术中出血量低于对照组,住院恢复时间短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),研究组术后并发症发生率明显少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);术前两组椎体的前缘高度、椎管侵占率及Cobb角对比差异无统计学意义(P>0.05);研究组患者术后6个月椎体的前缘高度、椎管侵占率及Cobb角的改善程度均显著优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组在椎体功能的优良比例方面高出对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 内固定结合椎体成形术治疗脊柱骨折的临床应用效果显著,在不增加手术损伤的基础上促进椎体各项功能恢复,减少术后并发症,缩短术后恢复时间,建议临床采纳。

曲靖市烟田根区微生态障碍因子调查

土壤对烟株健康及烟叶产质量具有重要影响。为解决云南省曲靖市烟田根区微生态障碍因子,为生产优质烟叶创造良好的土壤微生态环境,实现曲靖市烟草的可持续发展,对曲靖市各行政区域按东西南北中进行调查取样,分析烟田土壤理化性质及带菌量等,掌握烟田根区微生态情况及存在的问题。结果表明,相比于连作土壤,轮作土壤降低了烟草黑胫病、根腐病发病率及土壤带菌量,降低了土壤容重和土壤孔隙度,改善了土壤理化性质。不合理的栽培管理是导致土壤养分状况失衡、土传病害发生严重的主要因素,其中常年连作是主要原因。

基于Ecopath模型的硬壳蛤多元混养系统养殖容量评估

为优化硬壳蛤多元混养系统养殖模式,提高硬壳蛤池塘养殖技术水平,以硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)-三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)-凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)混养池塘生态系统为研究对象,利用Ecopath模型构建了由12个生物功能组组成的能量流动模型,并基于能流模型评价了生态系统中硬壳蛤养殖容量。研究表明,该生态系统中硬壳蛤生物量最高(134.99 g/m^(2)),其次是凡纳滨对虾(62.56 g/m^(2));底栖动物营养级最高(2.65)。由于生态系统中第Ⅱ、Ⅲ营养级间能流传递效率较低(5.20%),系统绝大部分能量流通量(98.37%)位于第Ⅰ、Ⅱ营养级;系统连接指数和杂食指数分别为0.37和0.05,表明生态系统食物网结构简单;系统总初级生产力/总呼吸量比值为2.13,系统净生产力为每30天715.18 g/m^(2),表明生态系统以自养为主。研究期间人工饵料投入量占初级生产力的71.60%,大量饵料投入使生态系统食物网以碎屑食物链为主;从生态系统能流平衡的角度评估硬壳蛤养殖容量,发现该系统中以硬壳蛤个体总湿重计的生态容量和生产容量分别为:854.46 g/m^(2)和1441.47 g/m^(2)。基于该系统中硬壳蛤生态、生产容量获取的硬壳蛤最大放养密度分别为73 ind./m^(2)和123 ind./m^(2)。由于Ecopath模型无法模拟生态系统无机环境因子对养殖容量的限制作用,在开展基于Ecopath模型的养殖容量评估结果应用时应保持谨慎。养殖期间水体、底质环境保持在养殖生物适宜范围是Ecopath模型评估结果可靠的一个重要前提。

2000-2021年新疆植被覆盖度变化及驱动力

[目的]探讨2000—2021年新疆植被覆盖变化及其驱动力的分析,为新疆地区环境监测提供理论依据。[方法]借助GEE平台获取由NASA提供的NDVI数据,利用趋势分析、Hurst指数法对新疆地区2000—2021年植被覆盖变化进行动态分析,结合气象等数据,采用Mann-Kendall、偏相关分析法等对植被覆盖变化与气候、地表因素的响应进行分析。[结果](1)2000—2021年新疆地区NDVI年际变化总体以0.0014/a的速率波动式增长;年内变化总体呈倒U型,草甸植被的NDVI月均值波动最大。(2)2000—2021年新疆地区NDVI年均值77.9%在0~0.3波动,在空间分布表现为北部和西北部高,南部和东南部低。(3)2000—2021年新疆地区总体slope值在-0.036~0.052波动,主要变化趋势为基本不变和轻微改善,结合Hurst指数,新疆植被主要未来趋势变化为改善到退化。(4)22年间新疆地区的气温总体呈上升趋势,降水、土壤湿度和径流总体呈下降趋势。NDVI年均值与气温、降水、土壤湿度和径流呈显著负相关性的像元数占比均大于正相关性的像元数占比,且存在明显的空间地域特征。[结论]新疆植被覆盖变化总体呈上升趋势,但未来趋势不容乐观,需要重点关注新疆地区的环境监测等保护措施。

初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线及其热力学性质研究

为探究初烤烟叶主脉与叶片在吸湿过程中所表现出的水分吸附特性,测定初烤烟叶主脉与叶片在环境温度20、25、30、35、40℃以及环境相对湿度50%、60%、70%、80%、90%下的吸湿情况,绘制初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线,采用5种常用的农产品吸附等温线模型对试验数据进行拟合,并在此基础上探究初烤烟叶主脉与叶片的热力学性质。结果表明,初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线属于Ⅲ型等温线,在环境相对湿度相同的条件下,初烤烟叶主脉与叶片的平衡含水率随环境温度的升高而降低。MHAE模型是描述初烤烟叶主脉与叶片吸附等温线的最佳模型,决定系数(R^(2))为0.99877~0.99905,平均相对百分率误差(MRE)为1.45515%~2.94968%。热力学性质研究结果表明,在平衡含水率发生变化时,初烤烟叶主脉与叶片的净等量吸附热(Q_(st))与微分吸附熵(ΔS)有相似的变化趋势,均随平衡含水率的升高而下降,且两者与温度之间都没有明显关系。在初烤烟叶主脉与叶片的水分吸附过程中,熵-焓补偿理论也同样存在并适用,并且水分吸附过程是自发的由焓所驱动的反应。综上,初烤烟叶主脉与叶片在水分吸附过程中的热力学性质较为相似,MHAE模型适合用来描述初烤烟叶主脉与叶片在温度20~40℃的吸附等温线。

云烟121叶柄机械承受能力与根系的关系研究

【目的】探究云烟121叶柄机械承受能力差的生理机制。【方法】以烤烟主栽品种K326作为对照品种,研究云烟121的叶柄机械承受能力及根系发生和伸长,同时通过外源施用生长素类似物萘乙酸(NAA)或一氧化氮前体物硝普钠(SNP)促进根系发育,继而观察叶片机械承受能力的变化。【结果】(1)云烟121的叶鲜重高于对照品种K326,但其叶柄维管束面积和最大叶片承重与K326相比分别低46%和16%。(2)云烟121的根系不发达,一级侧根数及平均长度与K326相比分别低21%和36%。(3)温室盆栽条件下外源施用NAA或SNP显著促进两个烤烟品种一级侧根的发生和伸长,进而显著提高叶柄维管束面积和叶片最大承重。(4)相关分析表明,根系的生长指标分别和叶柄维管束面积及叶片最大承重存在极显著正相关关系。(5)与对照相比,田间条件下外源施用NAA显著促进云烟121的根系发育,且叶片最大承重也显著增加。【结论】叶柄维管束面积小是云烟121叶柄机械承受能力低的直接原因;促进云烟121一级侧根的发生和伸长可提高其叶柄维管束面积和抗折能力。

基于高光谱成像技术的鲜烟叶叶位识别方法

为实现鲜烟叶叶位的快速无损识别,以不同着生部位烟叶为研究对象,应用高光谱成像技术,构建基于特征光谱的鲜烟叶叶位判别模型。首先,利用标准正态变换(SNV)、二阶导数(2ND)、SavitzkyGolay卷积平滑(SG)和多元散射校正(MSC)4种光谱预处理方法对烟叶原始高光谱数据进行处理,然后采用预处理后的全波段光谱数据和特征波段光谱数据,构建基于支持向量机(SVM)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和反向传播神经网络(BPNN)的鲜烟叶叶位识别模型。结果表明:采用SG滤波预处理和BPNN所构建的模型识别效果最好,训练集和预测集的预测准确率分别为91.15%和90.63%。此外,利用竞争性自适应重加权算法(CARS)所筛选的特征波长所建立的BPNN模型最优,训练集和预测集的预测准确率达到了93.23%和92.19%。表明利用高光谱成像技术判别鲜烟叶所属部位是可行的,可以实现鲜烟叶所属部位快速、无损检测。

回顾性分析主动脉瓣置换术后近端主动脉扩张的危险因素

目的:探索主动脉瓣置换术(aortic valve replacement,AVR)后近端主动脉≥45mm患者的危险因素并构建模型,以预测此类患者术后近端主动脉扩张的风险。方法:回顾性分析2018年1月至2022年10月,北京安贞医院接受主动脉瓣置换外科手术治疗患者的临床资料。以术后近端主动脉≥45mm为终点,随机将这些患者的70%划分为建模组,剩余30%的患者划分验证组。在建模组中应用二元多因素Logistic回归探寻危险因素,并构建模型,绘制列线图,并在验证组中验证模型的区分度和校准度。结果:本研究共纳入的979例患者,120例(12.7%)患者发生终点事件(术后近端主动脉≥45mm)。多因素Logistic回归分析表明男性、高血压、主动脉窦指数(aortic sinus index,DAS/BSA)、升主动脉指数(ascending aortic index,DAA/BSA)、LVEDD是主动脉瓣置换术后近端主动脉≥45mm的危险因素。根据以上5个预测因子构建出的模型在建模组中区分度良好,一致性指数(concordance index,C-index)为0.718(95%CI:0.665~0.771),且模型的准确度较高。模型在验证组中的C-index为0.727(95%CI:0.640~0.816)。在预测的主要终点事件发生风险低于50%的患者中,校准曲线表明预测风险和观测风险基本一致。结论:建立AVR术后近端主动脉≥45mm的风险预测模型,可有效预测此类患者的发生率,有助于在此类人群中识别出高危主动脉瓣置换手术患者进行手术策略的优化。

基于RoBERTa多特征融合的棉花病虫害命名实体识别

针对棉花病虫害文本语料数据匮乏且缺少中文命名实体识别语料库,棉花病虫害实体内容复杂、类型多样且分布不均等问题,构建了包含11种类别的棉花病虫害中文实体识别语料库CDIPNER,提出了一种基于RoBERTa多特征融合的命名实体识别模型。该模型采用掩码学习能力更强的RoBERTa预训练模型进行字符级嵌入向量转换,通过BiLSTM和IDCNN模型联合抽取特征向量,分别捕捉文本的时序和空间特征,使用多头自注意力机制将抽取的特征向量进行融合,最后利用CRF算法生成预测序列。结果表明,该模型对于棉花病虫害文本中命名实体的识别精确率为96.60%,召回率为95.76%,F1值为96.18%;在ResumeNER等公开数据集上也有较好的效果。表明该模型能有效地识别棉花病虫害命名实体且具有一定的泛化能力。

引汉济渭工程初期调水风险特征研究

为解决引汉济渭工程运行中调水风险因素与特征规律识别不全面的问题,以工程运行初期为研究对象,采用专家调查法识别工程主要调水风险因素并确定风险组合类型,再建立危险度模型,分析单一风险因素的稳定性和风险组合危险度的特征规律。研究结果表明:变异系数越大则风险因素稳定性越差,其中管理失误风险因素最不稳定,其值高达0.998;水源不足、需水量增加两类风险因素叠加后风险组合的危险度更高;风险组合的危险度与风险因素数量之间没有明显的正向关系。研究成果补充了引汉济渭工程调水风险特征研究的不足,为制定针对性风险减控和管理策略提供技术支撑。

基于知识蒸馏及改进ShuffleNet v2的棉花病虫害识别方法

为探索及时、准确识别危害棉花叶片病虫害的方法,做好防护和治理工作。针对自然环境下棉花叶片图像受复杂背景影响导致分类精度降低以及模型参数量大使其不便于移动端部署的问题,提出了一种基于知识蒸馏的棉花病虫害识别模型ESSKNet。首先构建了包含8种类别的棉花病虫害图像数据集,其次通过在ShuffleNet v2模型引入SK-Attention自适应调整卷积核的大小关注棉花叶片不同尺寸大小的病斑信息并降低棉花病虫害图像复杂背景对模型的影响,将卷积核大小从3×3调整为5×5使神经网络更好地捕捉图像中的上下文信息和长程依赖关系。然后选取EfficientNet v2模型作为教师模型,ESSKNet模型作为学生模型,使用MGD方法进行知识蒸馏。试验结果表明,改进后的模型对棉花病虫害的识别准确率达96.06%,并且该模型参数量仅有EfficientNet v2的6.6%。该模型能有效识别棉花病虫害且更便于部署在移动设备上,以实现对棉花病虫害图像实时、精确地识别。

基于ERNIE及改进DPCNN的棉花病虫害问句意图识别

针对目前没有公开的棉花病虫害相关问句数据集且问句较短、类型多样等问题,本研究通过查阅文献及咨询相关领域专家,构建了棉花病虫害问句数据集CQCls,定义了78种棉花病虫害实体和9种问句类型;同时提出了一种基于ERNIE预训练模型的棉花病虫害问句意图识别模型,首先通过ERNIE模型将输入问句映射到向量空间,使用融合词位置信息的DPCNN模型进行特征向量的抽取,与基础的DPCNN模型相比,通过融合词位置信息能有效提高模型的表达能力,然后经过Softmax得到最终结果。实验结果表明,本研究提出的意图识别模型相较于其他模型取得了较好的结果,宏平均和加权平均的F1分数值分别为97.45%和97.31%;在文本语料数据内容复杂多样且文本格式不规范的DMSCD数据集上,训练结果中不同类别的F1分数的权重平均也能达到73.42%,进一步证明了该模型的有效性及泛化能力。

基于机器学习的新疆植被覆盖变化及其影响因子之间的关系

以新疆植被覆盖变化及其影响因子之间的关系作为研究对象,通过比较多元线性回归、随机森林回归、XGBoost、支持向量机回归,优选出精度最高的模型,依据最优模型计算出的属性重要程度,对15个影响因子进行重组并分析,探索了气温、降水量、辐射量、潜在蒸发、经度、纬度、高程、地貌类型、坡度、坡向、人类影响指数、径流、土壤类型、土壤湿度、植被类型15个影响因子对植被覆盖变化的影响。结果表明,XGBoost模型对归一化植被指数(NDVI)预测准确率最高,随机森林回归次之。在研究区内对NDVI影响程度最大的影响因子是土壤湿度、径流、植被类型、经度、潜在蒸发、气温、辐射量、地貌类型、降水量。在影响因素类型方面,气候条件因素对NDVI影响程度最大,土壤特征因素影响程度次之,地形地貌因素比前两者低。