高海拔环境下大容量直流空气断路器灭弧性能研究

高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,对其在高海拔环境下开断18 kA短路电流进行仿真;然后对电弧形态及灭弧室内温度场、电磁场、气流场进行分析,得出高海拔地区空气电弧开断困难的主要原因;最后根据仿真与理论分析,考虑采用合理数量和布局的间插式U型栅片改善电弧开断特性。结果表明:随着海拔的升高,电弧前期运动速度加快,但断路器的灭弧性能降低;在高海拔环境下电弧存在严重的弧根粘滞和弧根拖尾现象,弧根拖尾畸变空间电场,不利于熄弧;同时,在不同海拔环境下,电弧会产生不同程度的反向运动现象,易导致弧后重燃。该研究深入揭示了高海拔环境下LC-DCCB电弧演变过程及复杂开断现象背后的物理本质,可为该类产品研发提供理论指导。

高海拔铁路隧道施工安全风险管理策略研究

为弥补组织安全风险管理漏洞、提高高海拔地区铁路隧道施工安全风险管理绩效,采用扎根理论构建管理层面的高海拔地区铁路隧道施工安全风险管理策略框架,然后通过fsQCA方法构建策略选择组态模型,探讨安全风险管理能力与策略对于安全风险管理绩效影响的组态效应。研究结果表明:通过扎根理论分析识别出17条安全风险管理策略,基于Reason模型将其分为“组织规范策略”、“安全监督策略”、“前提保障策略”以及“行为规范策略”4个类别;在决策能力较强时,管理者需要将精力和资源着重偏向“安全监督策略”、“前提保障策略”以及“行为规范策略”;在决策能力较弱时,则需要注重全部4个类别所对应的安全风险管理策略的实施落实情况。研究结果可为提高高海拔隧道安全管理者的决策效率、保障施工安全进行提供一定参考。

全球高海拔地区风电利用现状综述

目前全球高海拔地区的风能资源利用率仍较低,随着陆上风电在平原等中低海拔区域的装机容量逐渐饱和,高海拔风电将是未来陆上风力发电的发展方向。为促进高海拔地区的风电发展,本文从可再生能源角度回顾了全球当前风电等清洁能源的利用概况,简述了全球能源需求及高海拔地区的能源需求,表明目前在部分高海拔国家仍存在电力不足的现象。并从全球高海拔国家的风资源潜力、装机容量等方面阐述了高海拔风电的利用现状,最后简介了我国高海拔风电的发展现状,并讨论了高海拔风电发展面临的挑战。

高海拔严寒地区隧道冻害研究现状及展望

针对高海拔严寒地区隧道冻害问题,结合隧道冻害的相关研究,从冻害类型及原因分析、冻害机制、温度场、处置措施等4个方面的现状进行阐述和分析,对当前研究存在的不足和未来的发展方向进行探讨。主要成果为:1)通过对高海拔严寒地区隧道工程实例进行分析,总结4种冻害类型及4种冻害原因;2)基于含水风化层冻胀理论、整体性围岩冻胀理论、衬砌背后积水冻胀理论、裂隙水冻胀理论等4种冻胀理论,建立多年冻土区以整体性围岩冻胀理论为主、季冻区以裂隙水冻胀理论为主的多理论联合分析的方法;3)温度场研究方法分为现场监测、理论解析、模型试验、数值模拟等4种,其中现场监测是对洞内外温度进行监测,而理论分析、模型试验、数值模拟则是对监测结果进行验证分析;4)冻害处置措施有防排水措施、保温防寒措施、抗冻措施等3种,防冻的关键是将三者相结合进行综合治理;5)指出冻害机制适用性、温度场研究方法现状、处置措施适用性等方面的不足,未来应在高海拔严寒地区建立多种冻胀理论、多种研究方法综合应用的研究体系,并在隧道防排水、保温防寒、抗冻等方面给出处置措施。

岐黄针疗法治疗高海拔地区盘源性腰痛临床观察

目的探讨岐黄针疗法对患者临床疗效、腰椎功能及疼痛程度的影响。方法回顾性选取该院收治的200例高海拔地区盘源性腰痛患者,按照治疗方法分为对照组(n=100)和观察组(n=100)。对照组患者予以口服七叶皂苷钠片、塞来昔布胶囊治疗,观察组在对照组用药基础上联合岐黄针疗法治疗。比较两组患者疗效、腰椎功能、疼痛程度、炎性因子水平、中医证候积分以及不良反应发生情况。结果两组疗效相比,观察组明显优于对照组(P<0.05);治疗后,两组患者腰椎功能均明显提高,疼痛显著缓解,两组相比,观察组优于对照组(P<0.05);治疗后,两组患者中医证候积分均明显降低,两组相比,观察组低于对照组(P<0.05);治疗后,两组患者炎性因子水平均降低,两组相比,观察组低于对照组(P<0.05);两组不良反应发生率相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论岐黄针疗法治疗高海拔地区盘源性腰痛可提高患者疗效,缓解患者临床症状,改善腰椎功能及疼痛程度,并降低炎症反应。

高海拔低气压条件下烟气辐射特性

高原地区特殊的地理环境导致锅炉运行出现出力不足、排烟温度高等一系列问题。采用逐线法(Line-By-Linemethod, LBL),基于HITEMP2010光谱数据库(High-temperaturemolecular spectroscopic database),求解3组不同气压条件下(0.101 325、0.076 622和0.061 655 MPa)空气燃烧方式的烟气吸收系数和总发射率,分析了压力、温度和水蒸气与CO_(2)的摩尔比对烟气辐射特性的影响,改进了灰气体加权和(Weighted-Sum-of-Gray-Gases,WSGG)模型关联式,建立了适用于低气压条件下的WSGG模型参数。结果表明,压力的降低会减小烟气的总发射率,4种工况下压力从0.101 325 MPa下降到0.061 655 MPa时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.093 4、0.084 5、0.091 1和0.084 3。在小行程长度下,摩尔比越大,压力的变化对总发射率的影响越大,而大行程长度下则相反。温度的升高会减小烟气的总发射率,4种工况下,温度从1 000 K升到2 500 K时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.273 6、0.270 5、0.251 5和0.250 5。在小行程长度下,摩尔比越大,温度的变化对总发射率的影响越大,在大行程长度下则相反。摩尔比的增加会增大烟气的总发射率,4种工况下摩尔比从1增加到2时,总发射率随行程长度变化的最大差值分别为0.088 1、0.100 4、0.088 9和0.100 6。在小行程长度下,温度越高或压力越低,摩尔比变化对总发射率的影响越小,在大行程长度下则相反。改进后的WSGG模型在不同工况下烟气总发射率的最大相对误差为3.67%,相比现有基于常压条件下开发的WSGG模型外推到低压条件的误差有明显降低,表明改进后的WSGG模型更适用于低气压空气燃烧气氛。

高海拔隧道施工粉尘运移特性及通风系统布置研究

为了降低高海拔隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)在施工过程中产生的粉尘污染并进一步提高通风除尘效果,进而改善作业人员工作环境,研究以某高原TBM施工隧道为研究对象,利用流体仿真模拟软件Fluent对长压短抽方式下不同送风风管、除尘风管位置和抽压比参数进行计算,并将模拟结果与经验公式进行比较,分析粉尘在隧道内的运移特性。研究结果显示:长压短抽通风系统下的粉尘会在风流作用下向除尘风筒一侧运动,其中大部分粉尘会经过除尘风筒排出隧道外,小部分粉尘会在除尘风筒与隧道壁处形成聚集,且隧道内的机械设备对粉尘扩散有阻碍作用;当送风管口在距离掘进面约17 m时,隧道后程粉尘质量浓度较大,在距掘进面20 m处,隧道内的沿程粉尘质量浓度较小;当除尘风管在距掘进面12 m时,隧道内沿程粉尘质量浓度相对较大,作业环境恶劣。其中,作业人员集中区域的粉尘质量浓度最高,可达65.44 mg/m3,在距掘进面6 m位置处时,隧道环境较好。与抽压比为0.5相比,抽压比为0.8时隧道沿程粉尘质量浓度降低50%,除尘效果达到最佳。研究结论可为类似高原地区大断面TBM施工通风方案设计提供科学参考。

高海拔铁路隧道斜井机械化配套与快速施工

为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并选配超前支护、钻爆、装运、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的成套设备。基于高度机械化的设备配套,提出“快挖、快运、快支”的高效施工技术以及各工序快速衔接工艺。以控制围岩变形为核心,构建一套积极干预加固围岩、注重早期支护并快速闭合的主动支护体系。结果表明:与普通钻爆法施工相比,采用三臂凿岩台车高度机械化配套施工效率高,月最快进尺为180 m,较人工钻爆法施工月进尺为130 m相比提高了近30%,施工质量稳定,作业人员投入少,且拱顶沉降和周边收敛均小于规范要求值,衬砌强度可靠,可实现高海拔小断面隧道“快挖、快支、主动支、快封闭”。

5个甜樱桃品种在天水高海拔地区的栽培表现

2018年春季天水果树所在海拔1 800 m浅山旱地梯田原8年生‘红灯’大樱桃的大枝上高接了‘美早’‘布鲁克斯’‘胜利’‘沙王’‘含香’5个甜樱桃品种,2019年5个品种均挂果,2022年开始大量结果。2021—2023年对上述5个甜樱桃品种的生物学特性、物候期、抗逆性及果实品质进行观察记载,结果表明,在天水海拔1 800 m干旱山地,5个甜樱桃品种树体生长良好,均能正常开花结果,参照早果、丰产、抗逆、质优、高效的甜樱桃品种综合选择标准,最适宜天水高海拔地区栽培的品种为胜利、沙王。

高海拔多山地区架空输电线路高密点云数据获取方法研究及应用

为解决高海拔多山地区有人直升机、复合翼无人机作业相对航高较高、易受侧风影响、点云稀疏的痛点,本文提出了一种“仿塔飞行”架空输电线路三维激光扫描点云数据获取方法,优化了传统的“仿地飞行”方式,对西藏藏中联网某500 kV超高压架空输电线路进行了点云数据获取,经数据处理及分析,点云数据体素密度大,空间位置精度高。试验结果表明,大载重多旋翼无人机在高海拔多山地区进行“仿塔飞行”作业,在降低作业风险的同时,所获取的点云数据密度高、噪声小,且金具和导线微部特征明显;同时,该方法具有机动性高、稳定性强、作业风险低的优势,为架空输电线路精细化自主巡检及国家电网智慧化应用提供了支撑。

生草对贵州高海拔区苹果园土壤呼吸及水热环境的影响

【目的】探明西南冷凉高地苹果产区果园不同草种覆盖条件土壤呼吸特征及其与土壤水热的关系,为筛选苹果园适宜生草类型提供参考依据。【方法】设置鼠茅草(Vulpia myuros)、鸭茅(Dactylis glomerata)、黑麦草(Lolium perenne)、白三叶(Trifolium repens)、光叶紫花苕(Vicia villosa)、鼠茅草+鸭茅+白三叶混播、黑麦草+白三叶+鸭茅混播、鼠茅草+黑麦草+白三叶混播8个苹果园生草处理,以清耕作对照(CK),利用LI-6400XT便携式光合测定系统配套使用土壤呼吸气室(6400-09)测定果园土壤呼吸速率,采用非线性回归和指数模型,分析不同生草处理对土壤呼吸与土壤水热环境的影响。【结果】生草显著提高果园土壤呼吸速率,较清耕提高0.07%~256.39%,其中,黑麦草+白三叶+鸭茅混播处理提高幅度最高。生草覆盖显著提高土壤水分保持能力,对0~20 cm土层的影响最明显,相同月份不同生草处理间土壤水分差异明显,生草混播处理提高土壤水分能力优于生草单播处理。生草覆盖后显著降低夏季(5—7月)表层土壤(0~5 cm)温度。不同生草覆盖处理土壤水分含量与土壤呼吸以二次函数拟合效果最佳,决定系数R 2在0.242~0.989,拟合度较高。各生草处理土壤温度与土壤呼吸速率呈指数函数关系,0~5 cm和5~10 cm土层拟合模型决定系数R 2平均值高于10~15 cm和15~20 cm土层。土壤温度、水分及二者的交互作用对土壤呼吸的协同影响高于土壤单因子的影响。【结论】苹果园生草处理可显著提高土壤呼吸速率,显著增加0~20 cm土层土壤的水分保持能力,降低果园夏季表层土壤(0~5 cm)温度,有效改善苹果根系生长环境,有利于树体发育。不同生草模式中以黑麦草+白三叶+鸭茅混播处理效果最优。

高海拔潮气量双环PID控制系统研究

为解决高海拔地区气压降低导致急救呼吸机潮气量控制精度下降的问题,提出了双环PID潮气量控制系统。该系统采用气压补偿型PID控制器调整风机转速,并辅以积分分离式PID控制器,以实现对气流速度的精确控制。在实际海拔4370 m、大气压59 kPa的环境中,系统性能测试表明,相较于单环PID控制,双环控制系统在高海拔条件下表现出快速响应和无超调的卓越性能。平均气流速度输出误差为3.19%,最大误差为4.1%,优于现有临床设备的准确性。这一技术突破不仅提供了高海拔急救呼吸机潮气量控制的有效解决方案,也为特殊环境下的通气控制技术发展贡献了重要参考。

高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波特性

为了研究高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波传播特性,利用AUTODYN有限元软件,研究了不同海拔高度及其解耦对应的低温条件和低压条件对运动装药爆炸冲击波超压场的影响规律;建立了预测低温环境和低压环境下运动装药爆炸冲击波超压的理论计算模型,并通过试验数据和数值模拟进行了对比验证。结果表明,该计算模型可以有效预测不同低温、低压以及低温和低压耦合的高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波超压;海拔高度从0升至10000 m,冲击波超压峰值平均减小35.6%,冲击波作用范围增加62.0%;随着环境温度降低,冲击波超压峰值平均增加0.43%,冲击波作用范围减小11.9%;随着环境压力降低,冲击波超压峰值平均减小36.4%,冲击波作用范围增加83.5%;不同海拔高度下装药运动速度引起的冲击波超压增大系数变化规律与解耦对应的低压条件影响规律基本相似;高海拔环境对运动装药爆炸冲击波的作用范围及超压的影响主要取决于低压条件,低温条件的影响程度较小。

川西高海拔隧道洞内气温特征及抗防冻理念探讨

针对川西高海拔隧道抗防冻设计问题,对运营期公路隧道洞内气温采用实测和数值模拟等方法,对隧道洞内纵向温度特征及抗防冻设计方法进行研究。结果表明:1)川西高原较短隧道冬季洞内纵向温度呈负温贯通状态,长隧道、特长隧道的洞内纵向温度呈现出弱对称或非对称分布特征。2)冬季隧道洞口温度及洞身负温分布状态与隧道自身所处环境有关,尤其是隧道两端地形特征及高差程度。3)洞口负温段冻结指数和年冻结天数均随进洞距离的增大呈减小趋势,但单向自然风占主导的隧道下降趋势较缓。4)川西高原隧道衬砌防冻设计宜结合围岩冻胀敏感性,考虑以冻结指数180℃·d为临界值较为合理,两侧水沟保温设防长度可按月平均气温0℃考虑;考虑到冻结指数大于180℃·d且月平均气温低于0℃的衬砌段落会经受短时频繁冻融循环作用的影响,建议采取必要措施改善混凝土耐久性指标,确保隧道衬砌结构的长期稳定性。

深度学习的大高差高海拔地区高程拟合方法

大高差高海拔地区的地形复杂多变,传统的高程拟合方法,如多项式拟合、曲面拟合、BP神经网络和遗传算法改进的神经网络等方法,拟合精度都有待提高。本文构建了一种基于深度学习的高程拟合方法,利用西部某铁路控制网的2020年一期二等水准测量数据,采用多层感知器(MLP)作为核心模型,通过结合RAdam优化器和GELU激活函数进行优化,该方法能够有效捕捉该地区的地形特征和高程变化规律,实现高精度的高程拟合。研究分析了不同优化器和激活函数组合对模型性能的影响,结果表明,深度学习模型在大高差高海拔地区高程拟合中表现出较佳性能,其均方误差(MSE)最低,平均绝对误差(MAE)最小,决定系数R 2最接近1,显著优于BP神经网络和遗传算法改进的神经网络方法。特别是RAdam优化器和GELU激活函数的组合,在模型性能上表现最佳。本文所构建出的深度学习大高差高程拟合方法,不仅精度较高且具有良好的泛化能力,能够适应大高差高海拔地区复杂多变的地形特征。

针对性护理对高海拔地区先天性心脏病患儿的影响

目的:探讨针对性护理对高海拔地区先天性心脏病(CHD)患儿的影响。方法:采用双正太ROC参数估计样本量的方法,选取2021年3月1日~2023年3月1日收治的185例高海拔地区需行根治手术的CHD患儿,随机分为观察组96例和对照组89例,对照组实施普通护理,观察组在对照组基础上实施针对性护理;比较两组患儿术后呼吸机辅助时间、ICU滞留时间、并发症、炎性水平、生活质量[采用儿童生存质量测定量表(PedsQLTM)]。结果:观察组患儿呼吸机辅助时间、ICU滞留时间优于对照组(P<0.05,P<0.01);两组不同时间白细胞总数、中性粒细胞数比较差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);护理后,两组PedsQLTM评分高于护理前(P<0.05),且观察组高于对照组(P<0.01)。结论:将针对性护理应用于高海拔地区CHD患儿中,对其自我适应能力有明显提升作用,能加快恢复,降低术后感染率,改善生活质量。

高海拔环境下压接式半导体器件的外绝缘特性

压接式半导体器件作为柔性直流输电工程中的核心器件,对电网系统的稳定性和可靠性具有重要意义。目前,关于压接式半导体器件在高海拔环境下外绝缘特性的研究尚且不足,针对市场上主流半导体器件厂家的器件开展外绝缘试验,研究不同海拔环境下半导体器件在不同电压类型下的间隙放电特性和在不同湿度下的沿面绝缘特性。在人工气候罐中模拟的2000、3800和4500 m高海拔环境下,对5种器件进行了雷电冲击电压试验、操作冲击电压试验、直流电压试验及60%、70%和80%湿度下人工污秽试验。试验结果表明,研究的5种器件均能满足3种海拔下的外绝缘要求,且设计裕度均大于17.6%;同时根据试验数据计算出海拔修正系数,对高海拔环境下空气间隙修正具有指导意义。

高海拔铁路隧道紧急救援站排烟结构尺寸参数及排烟效果

为明确高海拔铁路隧道紧急救援站排烟结构合理的尺寸参数,以某高海拔铁路特长隧道为工程依托,数值模拟并分析救援站联络排烟道数量、直径以及平行排烟道尺寸对排烟效率、站内温度和能见度的影响。结果表明:总体上距火源越近,排烟效率、拱顶及疏散站台温度越高,且火源前端能见度显著高于后端,但不同排烟结构参数下的具体分布规律差异显著;随着联络排烟道数量增加,救援站排烟效率略有增加,救援站后端拱顶温度显著降低,部分联络排烟道会出现烟气倒流,救援站疏散站台特征高度能见度低于10 m的范围显著增加;随着联络排烟道直径增加,救援站排烟效率及救援站两端拱顶温度均降低,救援站能见度显著下降;平行排烟道尺寸对救援站排烟效率及站内温度分布影响较小,但随着尺寸增加,救援站疏散站台特征高度能见度低于10 m的范围呈“先增后减”的变化趋势,紧急救援站内联络排烟道数量设置不宜过多,推荐联络排烟道直径为3 m,平行排烟道断面宽度为5 m。

高海拔牛粪的堆肥发酵对其营养成分、微生物组成及耐药性基因ARG丰度的影响

高海拔地区畜牧业发展迅速,牲畜粪污排放日渐增多,对当地的生态环境有较大的威胁。因高海拔地区独特的地理环境和气候特点,如海拔高、气候寒冷和昼夜温差大等,导致高海拔地区粪污的资源化利用较难实现。因此,高海拔地区选择适宜当地条件的粪污处理模式是粪污的资源化利用关键。本研究将复合微生物添加至粪污混合物,再应用智能化膜系统的堆肥方式,以期揭示复合微生物及智能化膜对牛粪资源化利用的效率及相关耐药基因的影响。结果表明,应用复合微生物的智能化膜堆肥发酵后明显提高牛粪有效钾含量。此外,16S测序结果表明,与当地的存储牛粪(NF)、土壤(LL)和新鲜牦牛粪(MN)相比,堆肥发酵后牛粪中噬几丁质菌、鞘氨醇杆菌等的丰度明显上调,而不动杆菌、金黄杆菌和波波杆菌等出现明显下调。16S基因组检测结果表明,堆肥发酵后抗生素的耐药性明显下降,qPCR结果证实,其中喹诺酮类耐药基因qnrD和qnrS,四环素类耐药基因tetW出现明显下调。气相色谱-质谱联用检测结果表明,复合微生物的智能化膜堆肥发酵后明显提高,5-羟戊二酸、D-阿尔法氨基丁酸、磷脂酰乙醇胺和卵磷脂等的含量。本研究结果为高海拔牛粪资源化利用推进和资源化利用过程中控制耐药性基因ARG传播提供了依据。

基于MSISE-90研究高海拔宇宙线观测站处的大气深度廓线模型

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川省稻城县海子山,它的广角切伦科夫望远镜阵(WFCTA)主要是通过观测广延大气簇射过程中产生的切伦科夫光信号对宇宙线进行研究.WFCTA的标定、模拟和重建都和大气深度有关,目前使用的大气深度模型是美国标准大气深度廓线模型.本研究中将美国标准大气深度廓线模型与卫星TIMED搭载的红外辐射计SABER记录到的LHAASO处14-50 km处的大气深度廓线进行比较,同时也与LHAASO处地面气象站记录的大气深度进行比较,美国标准大气模型的大气深度均偏小.MSISE-90大气模型描述了地球大气中从地面到热层的中性温度和密度,进一步研究发现MSISE-90大气模型与TIMED/SABER和LHAASO处地面标准气象站记录的大气深度的一致性较好.根据MSISE-90大气模型计算得到LHAASO处的大气深度均值廓线在1月最低,其次是2月、3月、4月、11月和12月,这也是WFCTA运行的最佳观测月份.4月份的大气边界层最高,其大气深度存在约2%的日变化.利用美国标准大气模型的函数形式,拟合每月的4.4-100 km处的大气深度廓线,得到了LHAASO处的每月的大气深度廓线模型,并比较了30°天顶角入射的100 TeV的宇宙线质子在MSISE-90大气模型和美国标准大气模型中产生的切伦科夫光的横分布的差异,二者最大差异约可以达到20%.