高等学校实验室安全现场检查三段七步流程的设计与应用

为实现高等学校实验室安全现场检查工作的常态化、规范化、精细化和有效化,全面规划任务,合理分配时间,提高现场检查工作的质量和效率,该文依据相关规范要求设计准则,通过程序优化与流程设计,将现场检查工作划分为入校准备、现场检查和反馈整改三个相互联系的阶段,进一步将现场检查划分为预备会议、见面会议、查阅资料、查看现场、师生访谈、重点交流和会议反馈的七个步骤,构建了高校实验室安全现场检查的三段七步工作流程。经实践应用,三段七步流程保证了现场检查工作推进的合理有序,检查内容涵盖了实验室安全检查的全部要素和指标点,对现场检查工作具有指引导向功用。

面向智能制造仿真实验的产线数字孪生建模

针对智能制造领域人才培养中,实践教学存在的成本高、安全保证难等问题,该研究构建了智能制造仿真实验系统。首先,以智能产线为基础、车间信息化平台为桥梁,融合产线数字孪生技术,构建了面向智能制造仿真实验的数字孪生系统框架;其次,对系统中包含的产线物理实体模型、数据采集及车间信息化平台、数字孪生产线的多维度模型及智能制造仿真实验平台展开了详细阐述;最后设计产线生产调度优化实验,验证了该数字孪生仿真实验系统的有效性。

双螺杆压缩机工作性能测试实验平台搭建及教学应用

为提升“过程流体机械”实验教学的高阶性、创新性、挑战度,设计开发了双螺杆压缩机工作性能测试实验平台。该平台可实现工作性能测试、示功(p-V)图绘制等常规实验,并支持开展变工况调节特性分析以及啮合副型面优化设计验证等研究性实验。平台硬件部分根据啮合副型面特征设计了传感器布置方案;软件部分基于LabVIEW软件完成在变载工况下绘制p-V图、计算指示功率及分析效率等数据处理功能。该平台应用于实验教学可为培养学生的工程实践创新能力提供保障。

不同纤维增韧环氧沥青混合料性能

为探究不同种类纤维(玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维)对环氧沥青混合料抗开裂和耐疲劳性能的提升效果,在混合料配比设计的基础上,采用车辙试验、低温小梁试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验等对其进行路用性能测试。通过冲击试验,探究纤维对环氧沥青混合料的三种增韧效果:在环氧沥青混合料中添加纤维可以不同程度提高其路用性能;低温性能再加入纤维后,提升效果较为明显;添加玄武岩纤维路用性能优于玻璃纤维和聚酯纤维。

“私教”还是“枪手”:基于大模型的计算机实践教学探索

以大模型为代表的新一代人工智能技术正深刻影响传统教学模式。在计算机实践教学过程中,如果大模型被合理应用,它可以充当学生的“私教”,辅助学生的个性化学习;否则大模型可能沦为学生完成作业的“枪手”,削弱学生的独立思考及实践能力。该文首先论述了计算机实践教学的层次,并分析了大模型对各个层次实践教学的正面和负面影响。然后,以“算法设计与分析”课程为案例,设计了面向算法设计实践的大模型应用模式,包括过程报告、逆向思考和集中考核等主要形式,初步应用结果表明,84.8%的学生在课程中使用大模型,其中51%的学生认可大模型的帮助作用,大模型应用显著提高了课程实践作业的完成度。

液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性及裂隙演化教学实验设计

该文设计了液氮冻结煤岩实验装置,并进行了液氮冻结和冻融条件下煤体力学特性实验,研究了液氮冻结时间和冻融次数对煤体力学强度及裂隙演化的影响规律,定量分析了液氮冷浸对煤体力学特征的影响。通过基于机理分析的实验教学拓展延伸,能够使学生从原理层面分析实验结果,学习宏微观结合的分析方法,加深对实验课程的理解,提高创新能力,开拓学术视野。

气泡运移特征可视化观测装置研制及应用

气液两相流动过程中,气泡的形态变化时刻影响着流动的发展。为分析气泡在运移过程中的形态变化,该文研制了一套气泡运移特征可视化观测装置,包括管道模块、动力模块及数据采集模块。为了验证装置的可靠性,开展了不同液相黏度、不同液速及不同管道倾角下的气泡运移实验。实验结果表明,该装置操作简单、功能多样,可清晰地展示并记录气泡在不同液相环境下的运移轨迹及状态,并得到气泡的速度变化数据,实验结果直观可靠。结果证明该装置可解决因气泡运移特征复杂、影响因素多而难以获取直观数据的问题,对研究气液两相流动及气泡动力学领域的相关问题具有一定意义,可推广应用。

通信网络中传送层技术教学案例设计

针对通信网络中传送层技术教学中存在的理论容易理解但实践难以应用等问题,设计了多项传送层技术教学案例,实现了当前移动通信网络中端到端信息的传送。首先介绍了多种传送层关键技术的原理;然后介绍了当前移动通信网络的架构;最后在给出一种移动通信网络IP地址规划方案后,设计了多项理论与应用相结合的交换技术和路由技术教学案例,包括二层交换技术、三层交换技术、VLAN、路由和单臂路由技术。链路检测结果表明,所设计的教学案例实现了既定目标,是一种知行合一教学方法。

基于多通道数据的高铁司机警觉评估实验设计

高铁司机警觉与行车安全密切相关。为实现司机警觉状态评估,该研究设计了一种基于多通道数据的高铁司机警觉评估实验方案。依托高铁驾驶模拟器,以连续驾驶的方式诱发高铁司机警觉衰退,实验过程中同步采集其脑电、心电、眼动以及简单反应时间和疲劳程度主观量表。基于神经网络、支持向量机等机器学习技术构建司机警觉评估模型技术方案。以司机神经、生理等融合特征为输入,以司机疲劳状态为输出,构建司机警觉评估模型,对提出的实验方案进行探讨,验证提出的实验方案的合理性与可应用性。

煤体微观结构及瓦斯吸附特性实验与教学应用

研究煤微观结构与其吸附瓦斯特性对瓦斯抽采和灾害防治具有重要意义。该文首先利用扫描电镜和能谱仪实验设备对煤样的微观形貌和元素分布进行了观测,之后用高温高压吸附仪开展了不同压力的煤粒等温瓦斯吸附实验,分析了煤样瓦斯吸附量随时间的变化特性,并对瓦斯吸附/解吸经验公式进行了验证。实验结果发现:煤样表面存在大量孔隙、煤基质以及矿物质;煤样不同位置的元素分布各异,大都以碳氧元素为主;不同压力下瓦斯吸附量随时间先快速增加后缓慢增加直至趋于稳定,稳定条件下的瓦斯吸附量与压力成线性增加关系;实验数据与经验公式的拟合效果较好,侧面证明了经验公式的正确性,其中常数A和B与吸附压力成正比。学生对该实验的满意度在95%以上。

基于V-REP自动垂直泊车的教学仿真实验

泊车对驾驶员的操作技能有很高的要求,自动泊车系统的出现能够很好地解决这一问题,帮助驾驶员安全精准地完成泊车操作。该文对典型的自动垂直泊车进行仿真研究,针对标准和狭窄停车通道的垂直泊车,研究了C字型与人字型的泊车规划路径算法。基于机器人仿真平台(virtual robot experimentation platform,V-REP)搭建了典型的泊车仿真场景,利用用户数据协议(user datagram protocol,UDP)构建V-REP与MATLAB之间的通信,开展了V-REP与MATLAB的联合仿真实验,充分展示了自动垂直泊车的泊车过程,总结了垂直泊车的路径特点,对自动垂直泊车进行了可视化演示。此外,基于该平台为学生提供了虚拟仿真实验环境,激发了学生对无人驾驶的学习兴趣和勇于探索的精神,提高了学生的操作能力与创新思维能力,获得了良好的教学效果。

基于用户画像的高校采购评审专家推荐算法

该文设计了一种可调参的混合推荐算法,融合AUC-MF算法与基于专家画像及项目画像的抽取算法,以提高高校随机抽取评审专家的专业匹配度,解决数据稀疏和冷启动问题。该文以某高校近6年政府采购项目历史评审数据以及项目文本信息构建数据集,对算法进行验证,该算法可有效缓解高校自选评审专家过程中的数据稀疏和冷启动问题,提高随机抽取专家的专业匹配度。

基于数字孪生的模块化生产系统实践教学平台设计与实现

该文将数字孪生技术应用于模块化生产系统(modular production system,MPS)的智能化改造中,构建了基于数字孪生的MPS实践教学平台。依托监控系统和虚实交互等关键技术,增加了MPS数字孪生体的虚拟建模、虚实联调和PLC程序软件在环/硬件在环调试等实训环节;验证了MPS实践教学平台设计方案的可行性;制定了新的教学框架及详细的实训内容和考核方案。最后,将实训内容与大学生竞赛相结合,提高了学生对智能制造、工业生产的认知能力和实践动手能力。

基于fsQCA方法的高校实验室事故影响因素分析

为探究高校实验室事故与各因素之间的复杂因果关系,该文基于模糊集定性比较分析方法,揭示不同条件组态对实验室事故产生的影响机制。首先,以“人-机-环-管”的安全管理体系为基础,构建针对高校实验室事故影响因素的分析框架,然后,从30起典型事故案例中提取6个条件变量,用于分析事故发生的条件组态。分析结果表明管理条件缺失或仪器设备故障是影响事故发生的核心条件,人的事前行为和事故应急处置通常作为事故发生边缘条件出现。最后,结合各种组态类型所展现出的规律提出了实验室安全管理建议,以期为实验室安全管理提供新视角。

基于三维点云计算的CO_(2)-水-岩反应程度量化表征方法

CO_(2)地质封存是减少大气中CO_(2)排放,降低温室效应的重要途径,CO_(2)注入含水地层中时,CO_(2)-水-岩反应可能引起岩石矿物的侵蚀,对CO_(2)地质封存安全性产生显著影响。在室内实验中,通过表征岩石表面的形貌特征可以有效地评估CO_(2)-水-岩反应程度,为CO_(2)地质封存的安全性评估提供科学依据。通过三维点云计算可以精确量化地表征CO_(2)-水-岩反应程度,这种方法首先运用三维激光扫描技术,构建岩石表面的三维模型,确定CO_(2)-水处理前岩石表面三维模型的基准面,并基于处理前的均方根粗糙度确定处理后岩石表面三维模型的基准面。基于三维模型点云信息,提出了两种不同的体积计算新方法,并通过对规则模型体积的计算比较了两种计算方法的准确性与适用性,可根据实际情况选择两种计算方法量化表征CO_(2)-水处理前后岩石表面的侵蚀体积。最后,以陕西省咸阳市某煤矿煤样为例,开展了CO_(2)-水-岩反应模拟试验,验证了计算的可行性。试验结果表明:该文提出的侵蚀体积计算方法可有效地量化表征CO_(2)-水-岩反应程度,CO_(2)-水处理后岩石表面不同区域的侵蚀差异性明显,岩石表面的侵蚀体积与均方根粗糙度之间存在显著的正比关系,随着均方根粗糙度的增大,侵蚀体积也相应上升。

洞桩法地铁车站边桩结构受力机制的模型试验设计

为了方便学生更形象地理解洞桩法地铁车站边桩结构的受力机制,该文以广州地区某洞桩法地铁车站工程为依托,设计了一种简化的洞桩法车站边桩结构模型试验。基于该试验方法,演示分析了边桩结构在洞桩法车站开挖过程中的施工力学行为规律,并对比研究了不同桩型布置参数下的桩后土压力、边桩结构的力学和变形规律。通过该试验,为学生展示了洞桩法边桩结构模型的设计、制作、试验具体操作及数据监测的全过程,从而让学生更好地掌握洞桩法车站边桩结构力学行为演变规律,以及采用不同边桩布置型式的力学行为差异。

基于LSTM算法的玉米籽粒储藏温度预测

为减少储粮损失和虫霉等的发生,该文利用自制试验仓及检测系统检测储藏玉米籽粒不同位置的粮温,分析粮堆温度变化及整个粮堆热量的传递过程。试验结果表明,仓外环境温度对粮温影响较大,仓内粮食温度变化与仓外环境温度变化相比较为滞后,粮堆第一层2号位置温度在检测周期中一直处于较低状态,温度最高位置出现在第四层12号位置。基于粮堆温度变化分析,该文开展了基于长短时记忆网络(LSTM)算法的玉米籽粒储藏粮温预测研究。结果表明:(1)对比预测值与试验值可知,粮堆第一、二、三、四层测试集的粮温准确率分别为0.62、0.89、0.83、0.79;(2)位于粮堆第二层和第三层的预测结果精度较高,试验仓粮堆底层和顶层温度易受环境温度影响,粮堆热量交换速度快,温度变化迅速,导致第一层和第四层预测结果精度偏低。该研究可为粮食储藏温度预测研究提供新思路。

基于三维超混沌映射的图像加密及其FPGA实现

随着信息技术的不断发展,确保信息安全已成为重要问题,而图像作为被广泛使用的多媒体工具,时常面临着泄露的风险,针对该问题提出一种基于三维超混沌映射的图像加密算法。该算法首先构造一个离散三维超混沌系统,此系统相较于传统的混沌系统拥有更好的混沌特性,所生成的序列具有更强的随机性。然后在此序列的基础上对图片进行置乱和扩散:在置乱阶段,通过混沌序列对原始图片的像素点进行索引排序,实现像素置乱;在扩散阶段,使用处理后的混沌序列对置乱图像的像素值进行分层异或,实现像素扩散。软件仿真和性能分析表明,该算法具有较高的安全性和较强的抗干扰能力,最后通过FPGA硬件平台完成图像加密。整个算法包括软件仿真和硬件实现两个部分,能够有效提升学生将理论和实践相结合的能力,增强学生对非线性理论的理解。

石墨涂层改性锌负极及其在锌离子混合超级电容器中的应用

该文将石墨涂覆于锌片上,运用恒电流充放电、循环伏安(CV)以及电化学阻抗谱(EIS)等表征方法,研究了涂层对锌电极的改善效果。研究结果显示,经过石墨修饰的锌电极的循环伏安扫描曲线具有良好的矩形特性,石墨/锌复合电极全电池的比容量为102.8 mAh/g,经过173次循环后,比容量保留率为97.66%。该综合实验操作工艺稳定,实验结果具有良好的再现性,涵盖的知识点丰富,能够使学生在了解储能器件技术发展趋势的基础上培养科研创新能力和综合实践能力。

产教融合背景下电磁法水力压裂裂缝监测实验平台建设

水力压裂是油田提高勘探开发效率的核心技术之一,电磁监测是评估水力压裂效果的有效测量手段。该文升级改造了传统裂缝监测装置,搭建了基于电磁法的水力压裂裂缝在线监测实验教学平台,平台包含多种裂缝模型,且能合理设计各裂缝模型参数,以油田现场压裂裂缝监测问题为导向,灵活优化组合裂缝模型,使用COMSOL数值模拟及可视化方法,在实验室探索压裂裂缝参数与电磁监测信号间的规律,为反演有效裂缝参数提供理论依据。该实验项目具有前沿性、学术研究性和应用性选题特点,可以提升学生自主创新能力和实践探究能力。