基于CED-YOLOv5s模型的煤矸识别方法研究

由于煤矿井下高噪声、低照度、运动模糊的复杂工况和煤矸易聚集现象,导致煤矸目标检测模型特征提取困难及煤矸分类、定位不准确问题。针对该问题,提出一种基于CED-YOLOv5s模型的煤矸识别方法。首先,在YOLOv5s主干网络中引入坐标注意力(CA)机制,通过将坐标信息嵌入信道关系和长程依赖关系中对特征图进行编码,充分利用通道注意力信息和空间注意力信息,使模型更加关注重要特征,抑制无用信息。其次,在YOLOv5s的检测头部引入EIoU回归损失函数,将目标框与锚框的宽高差异最小化,以增强目标的位置和边界信息,提高模型在密集目标下的定位精度和收敛速度;最后,在YOLOv5s的检测头部引入轻量化解耦头,解耦出单独的特征通道,分别用于分类任务和回归任务,解决了原模型中耦合头部分类任务与回归任务的相互干扰问题,进一步提升了模型的并行运算效率与检测精度。实验结果表明:CED-YOLOv5s模型与其他YOLO系列目标检测模型相比,综合性能最佳,平均检测精度达94.8%,相较于YOLOv5s模型提升了3.1%,检测速度达84.8帧/s,可充分满足煤矿井下煤矸实时检测需求。

基于GIS的公交换乘网络构建及可达性分析

为了提高公交换乘效率、优化公交系统,基于GIS软件构建公交换乘网络,运用该网络对换乘可达性进行了测度和分析.结合Space-P模型和网络分析法,以拉萨市城关区为研究区域,基于公交线路路径、站点、交叉口等基本信息构建同站换乘子网络.结合公交站点服务范围、步行通道路径、交叉口等信息构建异站换乘子网络.二者协同实现了基于ArcGIS的公交换乘网络构建,并依据该网络对公交线路的乘客在车时间和换乘系数进行测度和分析.结果表明:构建的换乘网络能够对乘客在车时间进行良好的测度,乘客在车时间最大值为68.68 min,最小值为2.00 min,乘客换乘在车时间平均值为29.90 min.该换乘网络能够对换乘系数进行良好的测度,得到有效换乘线路90 300条,换乘系数最大为4条(线路为62条),最小为0条(线路为1 354条).采用可达性度量模型,可实现对公交站点时间可达性和换乘可达性的良好测度和分析.

铀矿井降氡优势通风方式研究

本文以矿井通风网络入风段和用风段氡析出规律为出发点,由铀矿通风降氡基本方程导出不同通风方式下铀矿降氡需风量的计算公式,并由入风段有效供风能力导出优势通风方式评价指标,给出铀矿通风降氡方式的判别方法。

砂土压缩变形传感光缆耦合试验分析与预测模型研究

灾害监测、预测是地质与岩土工程领域一项极为重要的任务。分布式光纤传感技术凭借其连续、实时、抗干扰、稳定性好等优点在长距离、长周期、高隐蔽性、强突发性的灾害监测中发挥了显著的作用。然而,针对不同工程问题,评价与解决传感光缆与被测岩土体协调变形问题,是精细化分析岩土体变形分布与研究演化规律的关键所在。利用自主研制的三维主动变形可控围压光缆-砂土耦合试验装置,探究了0~4.0MPa围压条件下金属基索传感光缆与粗砂介质压缩变形的协调性问题。试验结果表明:低围压条件下金属基索传感光缆与砂土压缩变形协调性较差,变形表现为非线性变化特征;随着围压增大,传感光缆与砂土耦合效果提高,变形呈现线性变化特征,当围压达到1.6MPa后,两者协调变形一致性明显提高,其形变由非线性向线性转变。基于上述变形特性,提出了一种围压曲面投影数值模型,采用非扭结边界条件的样条插值算法对非试验数据实际位移进行预测,结果表明该模型具有较好的可靠性。试验研究认为金属基索光缆用于高围压条件下砂土变形测试具有更高的准确性,研究内容可以为分布式光纤传感测试技术用于深部地层变形监测提供科学的参考依据。

控制性供水湖泊旱限水位确定方法——以洱海为例

旱限水位作为干旱预警以及工程抗预案的重要指标和依据,对科学指导湖泊开展抗旱调度具有重要的作用。本文针对控制性供水湖泊的特征,在充分考虑湖泊自身生态健康稳定的同时,结合湖泊兴利调节逆序递推计算,提出了一种控制性供水湖泊旱限水位计算方法,以洱海为例,验证了该方法的合理性。结果表明:通过设定旱限水位,在考虑湖泊最小生态需求的基础上,通过在干旱前期预留水量,可有效缓解干旱年份的湖泊周边地区的严重缺水情况;在设置旱限水位后,连旱最不利年份下洱海环湖供水缺水量减少1023万m^(3),引洱入宾农业灌溉用水减少1016万m^(3),环湖城市供水、引洱入宾灌溉严重缺水月数分别减少11、10个,低于最低生态水位月数减少15个。本研究为水旱灾害防御部门制定湖泊旱限水位、指导湖泊开展抗旱调度提供了一套通用算法,能够为干旱防御决策提供科学依据和技术支撑。

基于红外热成像的煤矸识别方法研究

基于重介选煤、跳汰选煤、浮选、干法选煤、γ射线检测法的煤矸分选方法投资成本高、分选效率低、环境污染严重,基于CCD相机的煤矸分选方法准确率不高,基于X射线的煤矸分选技术会危害工作人员的健康。红外热成像技术不受光照、粉尘影响,且不会对人体造成伤害。提出了一种基于红外热成像的煤矸识别方法。首先,煤和矸石在传送带的输送下经过加热区域,红外热成像仪监测经均匀加热后的煤和矸石中心点的温度,得到煤和矸石加热后的温度并对经加热区域均匀加热后的煤和矸石进行拍摄,得到煤和矸石的红外灰度图像和红外彩色图像。然后,选用高斯滤波对煤和矸石的红外灰度图像、红外彩色图像进行预处理并提取特征,将红外灰度图像的灰度均值、最大频数对应的灰度值特征和红外彩色图像的G通道一阶矩、G通道二阶矩特征作为分选特征,将上述4个特征作为分类模型的输入。最后,采用支持向量机(SVM)进行分类识别,从而达到识别煤和矸石的目的。实验结果表明:基于红外热成像的煤矸识别方法对烟煤、无烟煤、褐煤的分选准确率均达到了98%以上,有良好的分类效果。

脂肪乳氨基酸(17)葡萄糖(11%)注射液稳定性研究

目的为临床合理使用脂肪乳氨基酸(17)葡萄糖(11%)注射液(商品名卡文)提供依据。方法将卡文3个腔室液体混匀(样品S1);再分别添加电解质(氯化钾和氯化钠,样品S2),维生素(水溶性维生素及脂溶性维生素,样品S3),多种微量元素(样品S4),以及上述所有成分(样品S5)。分别于室温下放置0,4,8,12 h时测定混合液的pH、渗透压、不溶性微粒数,并考察乳剂粒径分布情况。结果样品S1-S5室温下放置12 h内外观无明显变化,pH为5.51~5.59;渗透压,S2为934~972 mOsmol/kg,S3为816~831 mOsmol/kg,S4为810~835 mOsmol/kg,S5为934~957 mOsmol/kg;不溶性微粒变化不明显;乳剂粒径分布集中在1~10 nm。结论在卡文中添加规定限度内的电解质、维生素和多种微量元素,对其pH、不溶性微粒、乳剂粒径等影响较小,但电解质对渗透压影响较大,应予以重视。

基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法

基于可见光图像的煤矸识别方法准确率不高、识别速度慢;基于高能射线透射的煤矸识别方法具有很大辐射导致较少应用。红外热成像具有穿透性强、不受光线影响等优点,但煤和矸石的表面温度在室温下相对接近,导致煤和矸石在红外热图像中没有明显差异,难以获得较好的识别效果。针对上述问题,提出了一种基于水传热和红外热成像的煤矸识别方法。在不同水温(18,21,24,27,30℃)条件下进行煤和矸石红外热成像实验,通过煤和矸石红外热图像和温度变化之间的差异来区分煤和矸石。实验结果表明:不同水温下煤和矸石红外热图像不同,当水温低于环境温度时,煤和矸石红外热图像之间的差异较大;在相同水温条件下,煤和矸石红外热图像之间的差异随着时间增加逐渐增大;煤和矸石表面温度变化均随水温升高和时间增加呈增大趋势,但矸石表面温度变化大于煤表面温度变化;当水温为18℃、时间为180 s时,煤和矸石红外热图像之间差异和温差均达到最大。这说明低温的水可作为一种传热介质,更有利于使煤和矸石之间产生较大的温差,从而实现煤和矸石红外热图像准确、快速识别。

富油煤原位热解地质环境影响与地质保障技术

【目的】富油煤作为一种集煤、油、气为一体的特殊非常规油气资源,通过原位热解可转化为高附加值焦油、可燃气及半焦固体燃料等,具有解决传统煤炭工业发展过程中绿色开发、清洁低碳利用难题的潜力。在减少煤炭开采污染、提高能效利用等方面,为碳达峰碳中和(“双碳”)目标的实现提供了新的解决方案,也为我国寻求油气资源战略依赖突围提供了重要路径参考。然而,目前国内富油煤地下原位热解的研究仅限于少数先导性试验研究,对于富油煤原位热解的地质环境影响研究与全生命周期地质保障技术探索亟待开展。【方法】基于富油煤开发原位热解的地质环境扰动响应特征,重点探讨了富油煤原位热解对热解区岩体变质、覆岩损伤变形、地下水扰动、地表沉降及地表生态环境等方面的影响,总结了富油煤原位热解地质条件评价与过程监测主要内容和测试技术,梳理了富油煤原位热解地质保障面临的挑战。同时,结合理论研究、技术方法、感测装备、传感单元、数据解译、多源信息融合和工程实践等内容认识,提出了构建富油煤原位热解地质保障技术体系的思考。【结果和结论】分析认为,在富油煤原位热解的新型资源转化利用模式条件下,迫切需要研发与之相匹配的地质保障技术,制定完整的开发、设计、施工、评价方法和标准,以规范和引导富油煤热解技术的发展与应用。此外,还需要在充分挖掘和利用富油煤油气资源固有优势的基础上,积极推动富油煤清洁利用技术的研发创新、安全生产标准的提升以及生态环境保护的深度融合,为煤炭工业实现绿色转型和高效可持续发展提供全面的战略对策与保障。

基于MPC的光电热联合系统建模与控制优化

为解决我国北方地区冬季采暖产生的能源消耗与环境污染问题,改善光资源丰富、较丰富地区光能利用率不足的现状,充分利用谷电和日照优势,针对太阳能利用与建筑采暖相结合的分布式能源系统性问题,提出一种基于TRNSYS动态建模与数值建模相结合的光电热联合供暖系统。综合考虑小范围内供暖温度的时滞性以及系统各设备的出力情况,联合Matlab搭建模型预测控制器(MPC),提出一种基于MPC的误差实时校正优化控制策略。分析表明:采用MPC的控制优化,在热负荷跟踪方面,最大误差降低4.16%,平均误差降低2.79%;在室内温度控制方面,最大偏差降低1.2℃,平均偏差降低0.2℃;在太阳能利用占比方面,太阳辐射强度趋近于800 W/m^(2)时,太阳能利用占比差距达最大8.9%。分析结果说明该系统可以更快速、更准确地跟踪建筑热负荷波动,并且有效抑制室内温度波动,提高清洁能源的利用率。

粮食安全背景下粮食产业高质量发展水平测度及空间演变分析

采用综合赋权法测度2012—2021年中国三大功能区的粮食产业高质量发展水平,并借助Dagum基尼系数和Kernel密度估计进一步探究粮食产业高质量发展的空间演变。研究表明:考察期内,全国和三大功能区粮食产业高质量发展总体呈现稳步上升的态势,但存在显著的地区不平衡,特别是党的十九大之后,三大功能区粮食产业高质量发展水平都有不同幅度的提升,其中主销区的粮食产业高质量发展水平较高,而产销平衡区的粮食产业高质量发展水平相对较低;三大功能区粮食产业高质量发展空间非均衡程度呈波动上升趋势,其总体差距主要源于区域间差距;全国及三大功能区粮食产业高质量发展的演进脉络呈现梯度效应和多极化现象,区域之间存在较大的差异,存在“优中更优”的现象。

黄河流域粮食生产效率测度及时空演化研究

本文构建了基于非期望产出的超效率SBM效率测度模型,对2012—2022年黄河流域9个省(区)进行粮食生产效率测度和分析,研究如下研究结果。(1)考察期内,黄河流域粮食生产效率总体水平低,DEA(data envelopment analysis)无效,粮食生产效率具有较大的提升空间。(2)从空间演化特征来看,黄河流域粮食生产效率存在明显的区域差异,由高到低依次为下游地区、上游地区、中游地区,河南省的粮食生产效率处于领先水平。(3)从时间演化特征来看,黄河流域整体的粮食生产效率大致呈现“V”型变化趋势,下游地区的粮食生产效率波动幅度较大,但是其年均增长率最低;中游地区粮食生产效率较为稳定,年均增长率最大;上游地区粮食生产效率最不稳定,年均增长率处于中等水平。此外,自党的十九大以来,黄河流域各省(区)的粮食生产效率都有不同程度的提升,其中内蒙古的粮食生产效率增长幅度最大。

基于胸腔镜的复位内固定术治疗老年肋骨骨折患者的临床疗效研究

目的探讨基于胸腔镜的复位内固定术对老年肋骨骨折患者康复进程以及功能恢复的影响。方法选取收治的85例老年肋骨骨折患者为研究对象,按照不同治疗方案分为对照组(n=41,开胸内固定手术)和观察组(n=44,基于胸腔镜的复位内固定手术)。比较2组手术指标(血氧饱和度恢复时间、呼吸频率恢复时间、机械通气时间、住院时间和骨骼愈合时间)、疼痛评分、肺功能指标[第1秒用力呼气容积(FEV 1)、用力肺活量(FVC)和最大呼气峰流速(PEF)]、血气指标{动脉血氧分压[p a(O 2)]、动脉血二氧化碳分压[p a(CO 2)]}、临床疗效及并发症发生率。结果观察组的血氧饱和度恢复时间、呼吸频率恢复时间、胸腔引流管留置时间和住院时间及骨折愈合时间短于对照组,胸管引流量少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,2组视觉模拟评分法(VAS)评分、p a(CO 2)水平低于术前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,2组FEV 1、FVC、PEF、FEV 1/FVC水平及p a(O 2)水平高于术前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组临床总有效率为93.18%,高于对照组的78.05%,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组并发症总发生率为4.55%,低于对照组的19.51%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论基于胸腔镜的复位内固定手术治疗老年肋骨骨折患者的临床疗效显著,可有效缩短康复进程,缓解患者疼痛,促进其肺功能恢复,且安全性高。

Toll样受体2及Toll样受体4 mRNA表达水平与前列腺癌术后尿路感染发生及转归的关系分析

目的分析Toll样受体2(TLR2)及Toll样受体4(TLR4)mRNA表达水平与前列腺癌(PC)根治术后尿路感染发生及转归的关系。方法选取2020年3月至2023年3月衡水市第二人民医院收治的80例PC根治术后尿路感染患者作为感染组,另选取同期80例PC根治术后未发生尿路感染患者作为非感染组。比较两组TLR2、TLR4 mRNA相对表达量及血清炎症因子水平,分析TLR2、TLR4 mRNA表达量与炎症因子的相关性;根据感染组治疗后转归情况分为预后良好组和预后不良组,分析TLR2、TLR4 mRNA对不良预后的预测效能。结果与非感染组比较,感染组外周血单个核细胞TLR2、TLR4 mRNA表达量及血清白介素(IL)-6、IL-8、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平更高(P<0.05);Pearson分析显示,TLR2、TLR4 mRNA表达量与血清IL-6、IL-8、TNF-α水平均呈正相关(P<0.05);感染组治疗后61例预后良好(预后良好组),其外周血单个核细胞TLR2、TLR4 mRNA表达量较预后不良组更高(P<0.05);TLR2、TLR4 mRNA单独及两者联合预测尿路感染不良预后的灵敏度/特异度分别为89.50%/63.90%、73.70%/73.80%、94.70%/62.30%,曲线下面积(AUC)分别为0.808、0.790、0.890。结论PC根治术后尿路感染的发生及转归与外周血TLR2、TLR4 mRNA表达有关,其作用机制可能为上调IL-6、IL-8、TNF-α等炎症因子表达。

内涵式高质量发展视角下我国教育经费规模与配置结构的分析

内涵式高质量发展是推进教育现代化、建设教育强国的必由之路,其实现离不开充足有效的教育经费保障。在优先保障教育投入的基础上,进一步调整优化经费配置结构,已成为教育经费配置机制深化改革的必然方向和关键任务。回应于此,使用我国2010—2022年教育经费统计数据,基于政策要求、纵向追踪和横向比较分析了教育经费的总量规模和配置结构。结果显示,我国教育经费投入明显增长,基本达到法定要求,学前教育投入、“重物轻人”的使用结构以及城乡和省级差异得到改善,但非义务教育阶段经费来源结构仍然单一,职业教育投入显著不足,“中部塌陷”依然明显。因此,应健全完善教育经费持续稳定增长的长效机制和适时协调的内部调控机制,保障教育的高质量发展。

中国数字化与绿色化耦合协调发展的演变特征研究

中国数字化与绿色化耦合协调发展是实现经济增长与“双碳”目标的重要引擎。文章构建数字化与绿色化的评价指标体系,借助熵值法分别测度了2012—2021年我国数字化与绿色化水平,在此基础上采用耦合协调模型测算我国的数字化与绿色化耦合协调发展水平,最后利用核密度估计法考察了我国五个区域及东、中、西、东北四大板块的数字化与绿色化耦合协调发展的分布动态。研究发现:我国数字化水平和绿色化水平均有一定程度的提升;东部地区的耦合协调水平最高,年均增长速度最快,与中、西和东北部之间存在显著差异,在空间上整体表现出“东部高,东北部低”的分布格局;全国整体,东、西部数字化与绿色化耦合发展水平在样本考察期内呈现多极化形态,而中部与东北地区表现出单极化特征。

边坡全维度监测技术与模型试验研究

中国是世界上地质灾害最严重的国家之一,其中滑坡常年位于各类地质灾害首位,因此对滑坡灾害进行深层次的研究至关重要。边坡工程常常会受到人类工程活动与自然地质作用叠加效应的影响,从而增加了对边坡变形失稳机理的科学认知难度。为精准掌握边坡状态信息与变形失稳过程,可通过建立全维度的监测体系以实现边坡状态信息的动态解译与表征,据此获得更加精准、可靠、直观的边坡稳定性评价依据。文章围绕边坡破坏模式及典型边坡监测技术,在厘清边坡变形演化过程的基础上,对边坡“天—空—地—体”一体化监测技术体系进行了全面分析;概述性总结了基于DFOS的边坡监测技术,重点阐述了基于DFOS的边坡多源多场监测研究思路与实施路径;系统性梳理了基于典型监测技术与DFOS技术的边坡物理模型试验研究过程与结果,以期为开展边坡加固方案设计与防灾减灾控灾提供重要的参考依据。

北斗导航与定位虚拟仿真教学探索与实现

针对北斗导航与定位教学过程中存在相关知识点抽象而难以理解及理论与实践脱节的问题,本文以提高教育教学质量和学生综合素质能力为目标,以学生为中心,遵循从理论学习到实践应用的规律,借助虚拟现实技术构建了一种“认知-探究-应用”于一体的全过程、系统化、递进式的北斗导航与定位虚拟仿真教学方法。该教学方法涵盖北斗导航系统原理、系统组成、导航定位、测距误差与消除,以及RTK高精度数字测图与应用等一系列教学内容。该教学方法可虚拟国家北斗重器,培养学生家国情怀,打破时间空间限制,激发学生创新能力,促进理论实践融合,提高教育教学质量,对于培养熟练掌握北斗导航定位知识并具备相关实践技能的测绘工程专业人才是非常必要的。

西藏新工科实践基地协同育人模式研究

新工科专业建设的背景下,实践基地的建设与实践教学体系的完善能够切实提高工科专业学生的协调能力、应用能力、创新能力以及适应能力。立足西藏经济和社会发展,紧扣新工科发展背景,深入分析实践基地在建设和运作方面的困境,进而提出了面向藏地特色的工科实践基地协同育人模式,并分析了其具备的优势。通过运作机制的完善和运作保障的健全,实现协同育人模式的有机探索,力求充分利用西藏来之不易的工科实践基地教育资源,提升西藏高校工科人才专业技能素养,为稳步推进在高原地区的新工科建设以及培养“靠得住、用得上、留得下”的应用型人才奠定基础。

利用野生种Solanum boliviense创制马铃薯抗寒种质

马铃薯栽培种不耐低温霜冻,低温直接影响植株和块茎的生长和发育,进而影响马铃薯的产量。马铃薯野生种抗性资源丰富,S.boliviense等野生种存在丰富的低温霜冻抗性,它们是改良马铃薯栽培种的重要资源。本研究在对野生种S.boliviense不同株系进行抗寒性鉴定的基础上,筛选得到综合性状优良的株系BLV29-2(S.boliviense)并与二倍体栽培种ED25进行杂交和回交,获得了抗寒性较强的种间杂种材料;再利用秋水仙素处理部分抗寒性明显改良的种间杂种株系,对这些加倍株系进行抗寒性和农艺性状鉴定,结果表明所有加倍材料在株高、花粉粒直径和单个薯重等方面均有显著增加,大部分材料加倍前后抗寒性无显著变化,但较栽培种对照显著提升。将加倍株系T-FT073-4-7与优良四倍体栽培种华薯13号进行杂交,杂交后代自然霜冻评级结果出现抗感分离,47%材料的抗寒性偏向母本T-FT073-4-7,显著高于父本栽培种,进一步结合田间农艺性状筛选出了部分综合性状优良且抗寒性显著改良的育种材料。本研究已成功将二倍体野生种S.boliviense的优良抗寒性导入四倍体栽培种中,改良了现有栽培种对低温敏感的不足,为抗寒遗传育种材料的选育和进一步改良奠定了重要基础。