故障树和模糊贝叶斯网络在管廊运维风险评估中的应用研究

地下综合管廊是城市的生命线,一旦出现问题就会对人们生命财产安全造成巨大损害。为了系统地分析管廊运维风险,建立了基于模糊贝叶斯网络的风险评估框架。首先,通过分析管廊运维风险源与风险形成的原因以确定风险事件和风险类别;其次,建立管廊运维风险故障树来梳理风险因素之间的逻辑关系,将故障树映射为贝叶斯网络;最后,结合专家模糊评价,构建地下综合管廊运维风险评估模型。案例分析结果显示:中间事件“火灾、爆炸”与“危害气体浓度过高”的发生概率较高。敏感性分析结果显示:“运维人员操作和维护不当”是导致管廊运维风险发生的根本事件,因此需要制定严格管理措施及规范,加强对运维人员的素质培训,以降低管廊运维过程中各种风险的发生概率。

基于故障树和贝叶斯网络的管廊运维风险评估

城市地下综合管廊在运维过程中事故时有发生,为了量化管廊运维风险并分析关键风险因素,提出一种基于故障树和模糊贝叶斯网络的城市地下综合管廊运维风险评估方法。在综合考虑管廊风险因素的基础上构建故障树模型,将其映射为贝叶斯网络。基于ALARP准则划分风险因素状态等级,根据模糊数和模糊子集计算底事件的发生概率,利用最大似然估计法求解中间事件的条件概率,构建管廊运维风险贝叶斯网络模型,精准评估城市地下综合管廊运维风险。结果表明:所评估的管廊运维过程风险等级为High的概率为28%,接近30%的风险阈值,因此需要及时对管廊风险进行管控。该方法能够科学、合理地评价风险水平并确定关键因素,可为管廊运维安全保障和管理提供参考。

双层复合护套高速永磁电机转子涡流损耗解析模型

在表贴式高速永磁电机中,双层复合护套可以有效抑制转子涡流损耗。目前,针对双层复合护套转子涡流损耗的研究主要采用有限元法,但该方法存在耗时、对薄护套网格剖分较困难等问题,因此该文基于精确子域法提出了一种考虑定子开槽、涡流反作用的双层复合护套高速永磁电机转子涡流损耗通用解析模型。该模型同时考虑了永磁磁场励磁和电枢磁场励磁,可以计算负载磁场作用下的双层复合护套转子涡流损耗。此外,该模型还可进一步拓展至多层复合护套转子涡流损耗计算。通过该解析模型研究了双层复合护套不同护套厚度配比、不同护套材料对转子涡流损耗的影响。最后,将解析计算结果与有限元及C型铁心实验结果进行对比,验证了该解析模型的有效性。

平原县域集市村特征及其对村镇规划的启示——以河南省宁陵县为例

明确集市村空间分布特征、发展条件与潜力是科学定位其在村镇聚落体系中功能的前提。以豫东平原宁陵县为研究区域,从空间分布、资源规模等多个方面,采用空间分析法、景观分析法等多种手段,将72个集市村与274个非集市村进行对比研究,结果表明:(1)平原县域集镇布局基本符合“六边形”格局;(2)集市村多位于行政边界地带,是二级中心地远距离辐射不足的补充;(3)集市村居民点用地更加集聚高效;(4)集市村交通区位优势更加明显,人力资源、土地资源更加丰富,非农产业发展基础更具优势,基础设施条件更利于现代农业发展,且综合发展潜力更大。鉴于此,在村镇规划与建设过程中,集市村可以作为仅次于集镇的重要节点。

Spatiotemporal Evolution and Influencing Factors of Urban-rural Construction Land in Rural Industrialized Areas in China:Case Studies in Changyuan City and Xinxiang County of Henan Province

Since China’s reform and opening up in 1978,the acceleration of industrialization and urbanization in China had led to dramatic changes in the pattern of urban-rural land use.In this paper,we focused on the rural industrialized areas in central China(Xinxiang County and Changyuan City of Henan Province).We used the average nearest neighbor index,spatial statistical analysis,and a structural equation model to analyze the spatiotemporal evolution and influencing factors of urban-rural construction land based on multisource spatial data and survey data.The results showed that:1)from 1975 to 2019,the spatial distribution of urban-rural construction land in rural industrialized areas had evolved from homogeneous distribution to local agglomeration.In terms of comparative analysis of cases,the spatial distribution of urban-rural construction land in Changyuan City had shown a trend from diffusion to agglomeration,and Xinxiang County had overall shown a spatial change from homogenization to agglomeration and then to regional integration development.2)The hot spots with increased urban-rural construction land significantly expanded,and they had a high degree of spatial overlap with industrial development.Among them,Xinxiang County was concentrated in central and marginal areas,and Changyuan was mainly concentrated in central urban areas.3)From the evolution of spatial proximity of urban-rural construction land,rural industrialized areas generally decline,showing the characteristics of internal differentiation in the rate of change.4)Industrial development,social economy,the policy environment,and urban development played a positive role in promoting the expansion of urban-rural construction land in rural industrialized areas.To promote the optimal use of regional land and the integrated development of urban-rural areas,we should combine the advantages of regional endowment,formulate development strategies according to local conditions,and adjust the way that land is used in a timely manner.

河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间格局及影响因素分析

【目的】探索不同乡镇和灌溉模式的农业碳排放空间格局及其影响机制,揭示农业水资源和能源消耗的组合特征差异,为农业灌溉模式优化、水资源与能源节约以及低碳可持续发展提供参考依据。【方法】利用遥感影像、气象数据、统计资料和问卷调研等多源数据,对河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度及其空间分布格局进行分析,对比不同灌溉模式(雨养为主的灌溉模式,PI模式;地表水灌溉为主的灌溉模式,SWI模式;引水灌溉工程为主的灌溉模式,WDI模式;地下水灌溉为主的灌溉模式,GI模式)下的碳排放强度差异,并通过地理探测器探究其影响机制。【结果】(1)2018年河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度均值为15.05 kg·t^(-1),并呈现出由西向东波动下降和从北向南减少的空间分布格局。碳排放强度高(>20.64 kg·t^(-1))的乡镇主要集中在西部高海拔地区,碳排放强度低(<13.76 kg·t^(-1))的乡镇主要分布在东南部地区。(2)4种灌溉模式中,冬小麦单位产量灌溉碳排放强度最高的是PI模式(22.22 kg·t^(-1)),最低的是SWI模式(11.05 kg·t^(-1))。(3)平均海拔与有效降水量对碳排放强度空间分异的解释力分别达到49%和39%,是影响冬小麦灌溉碳排放强度的关键因素。同一驱动因素在不同灌溉模式下的影响具有差异性,能源消耗对WDI模式下的冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局的影响力最强,土地投入强度在GI模式下的驱动作用最为显著。此外,不同驱动因素交互作用后具有双因子增强效应和非线性增强效应。【结论】河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度存在空间异质性和灌溉模式差异,PI模式的冬小麦灌溉碳排放强度最高,WDI模式的碳排放量最高。平均海拔与降水是主导河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局形成的主要原因,人为因素则是不同灌溉模式下灌溉碳排放强度空间分异的主导力量。

基于文献计量和专利分析的中美脑机接口领域技术竞争态势比较研究

为探究中美两国脑机接口技术竞争态势以及我国脑机接口技术发展问题,基于文献计量和专利分析方法对两国脑机接口领域的技术竞争态势进行了比较分析,结果显示美国脑机接口领域研发资助机构更加多元,且注重应用导向下的基础研究,我国的资助机构较为单一,主要开展纯基础研究;中国与美国分别侧重脑机接口技术应用研究的不同领域,中国开展脑机接口技术应用研究的创新主体以大学为主,美国则主要包括企业和大学,中国发明专利的申请主要在国内,美国则注重在全球范围内进行专利布局。提升中国脑机接口技术的整体竞争力需要从强化基础研究的应用导向、加强企业创新主体作用、拓展全球专利布局等多方面着手。

装甲车辆大功率电驱动系统传导干扰预测模型构建方法

装甲车辆动力系统大功率电驱动系统中开关模组的高速切换将产生一系列高压瞬态脉冲及宽频谐波干扰,对高度电气化的整车系统构成严峻威胁。针对大功率电驱动系统产生的传导干扰缺乏数字化检测及分析问题,提出一种系统级的传导干扰预测模型构建方法。对电驱动系统各电气部件例如高压电池组、逆变器、负载电机分别独立建模;基于多导体传输线方法,将各模型通过表征系统寄生效应的传输线进行级联,进而构成完整的分布式系统级传导干扰预测模型。通过测试台架对新提出的模型进行精度测试对比验证。对比验证结果表明,新构建的模型在10 kHz~100 MHz频段范围内仿真精度优于8 dB,可为电驱动装甲车辆的电磁兼容正向设计提供有效支撑,具备创新性及实用性。

地面装备电源变换系统高低压线缆串扰仿真研究

电源变换系统中功率器件如MOSFET和IGBT开关管的高速切换将产生高幅值和宽频段的电磁干扰,是电动车辆最为常见也无法避免的电磁干扰源。同时,互连线缆是机电设备传递信号和能量的载体,是实现设备功能不可或缺的组成部分,线缆的天线效应使其成为设备产生电磁干扰的主要途径,是系统电磁兼容问题的主要根源之一。为了分析高压电源变换系统对低压控制系统的电磁耦合,以某典型地面装备电源变换系统IGBT开关管产生的脉冲宽度调制波(PWM波)作为电磁干扰源,以实装线缆作为分析对象,构建高低压线缆串扰模型,仿真分析不同线缆对地距离、线缆间距条件下单线、屏蔽线、双绞线等多类低压线缆的近端串扰电压,得出低压线缆的抗干扰性,为系统线缆的布线提供指导。

离心叶轮失速涡结构演化与耦合特征研究

为深入解析离心压气机旋转失速的涡流耦合演化机理,基于Eckardt离心叶轮全通道非定常数值模拟数据,利用涡系识别法和傅里叶频谱分析等方法研究了失速工况下叶轮中关键涡流结构的空间分布特征及非定常演化规律,发现失速流场同时存在两类涡流结构:叶片前缘龙卷风涡和叶顶泄漏涡,两类流动结构交替演化、相互作用,形成了以63%叶轮转速周向传播的失速团,促使离心叶轮失速。具体体现为:叶顶泄漏涡形成并发展,裹挟、牵引叶片前缘分离涡从叶顶开始剥离,直至完全从叶片吸力面脱落。脱落后的分离涡沿周向运动,受到叶片阻挡产生溢流,该溢流流体在叶片压力面与吸力面横向压差的作用下演变为龙卷风涡,该龙卷风涡在周向运动过程中被叶片“截断”为两段而后向下游扩散并逐渐耗散消失。之后新的叶顶泄漏涡又逐渐兴起,形成下一个涡流演化周期。两种涡结构此消彼长、周而复始,共同构成了失速演化特征。

镍基阵列微针的薄胶微电铸制备工艺

阵列镍微针具有机械强度高、导电性好等优点,广泛应用于生物工程等领域。微电铸工艺凭借其复制精度高、适应性广等优点,已成为制备镍微针的可靠方法。然而,在微电铸工艺中,通常需要使用与铸层厚度相同的光刻胶模具,导致厚胶微电铸时面临微结构处存留残胶、胶层难以去除等问题。为了解决上述问题,获得尖端曲率半径为纳米尺度的阵列镍微针,我们提出了镍基阵列微针的薄胶微电铸制备工艺并进行实验验证。首先,利用(100)型单晶硅的各向异性刻蚀特性制备阵列锥坑硅模具;接着,在硅模具表面溅射一层厚度为200 nm的镍种子层;然后,使用光刻工艺制备微针支撑梁薄胶模具;最后,对硅模具进行微电铸,释放阵列镍微针。实验结果表明:本实验采用的方法可以在不损伤硅模具的前提下,得到尺寸平均偏差1.7μm、绝对位置平均偏差1.8μm、尖端平均曲率半径150 nm的阵列镍微针;使用厚度为~2μm的RFJ-60负性光刻胶作为微电铸的模具,成功制备出厚度为~24.3μm的阵列镍微针支撑梁。此外,通过将SiO2侧蚀量补偿进光刻掩膜版图形尺寸的方法,将镍微针相对尺寸误差降低至1%。结合微电铸工艺和单晶硅的各向异性刻蚀特性,能够高质量、高效率地制备阵列镍微针,为阵列镍微针的批量化制备奠定了基础。

黄河流域(山东段)生态环境与农业耦合协调和高质量发展提升策略

运用熵权-TOPSIS法、耦合协调度模型评价黄河流域(山东段)23个区县2010年、2015年和2020年的生态环境与农业高质量发展耦合协调水平,并根据评价结果,从规划体系完善、区县级国土空间规划编制和机制体制建设3个方面提出黄河流域(山东段)生态环境与农业高质量发展规划提升策略。

陕西旬邑西头遗址上庙地点北魏墓M75出土琥珀来源研究

陕西旬邑西头遗址北魏墓M75的时代约为北魏中期,墓主可能来自当时活跃在关中盆地北缘的一支游牧鲜卑人群。墓室棺内头侧出土一件圆帽状琥珀饰件,可能是用来佩戴的头饰或项饰,类似形制的琥珀饰件亦见于山西大同地区,目前仅见于鲜卑墓葬中——可能跟特定人群、观念或功能相关,值得进一步关注。本研究通过超景深显微镜、红外光谱仪、拉曼光谱仪对该件样品进行检测分析。结果显示,该琥珀饰件的红外光谱有明显的“波罗的海肩”,可以确认是波罗的海琥珀,推测其应该是经欧亚草原进入北魏平城,再自北向南从雁北地区进入关中北缘的。这是目前首例通过科技分析确定产地的北魏时期琥珀,本研究可为深入讨论中古早期波罗的海琥珀的传播提供新材料和可靠的时空节点。

高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制。仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考。

基于参数最优地理探测器的粤东北耕地非农化特征与影响因素研究

[目的]探究粤东北丘陵山区耕地非农化格局及影响机制,为该地区防治耕地非农化提供理论指导。[方法]以粤东北为例,基于该地区1990,2000,2010和2020年4期土地利用影像提取非农化信息,运用空间自相关分析和参数最优地理探测器等方法探究耕地非农化时空分布特征与影响因素。[结果]①1990-2020年,粤东北耕地非农化呈“平稳发展到骤降”的变化趋势,累计非农化面积2.29×105 hm^(2),非农化率25.31%,林地和建设用地是主要的非农化类型。②垂直方向上,海拔1000 m以上和坡度25°~35°的耕地更容易非农化;水平方向上,与建设用地距离50 m以内和与河流距离1000~1500 m的耕地更容易非农化。③粤东北耕地非农化存在显著的正向集聚,全局莫兰指数由0.371逐渐下降至0.255,“高-高”聚类和“低-低”聚类的变化主导着耕地非农化率空间自相关格局的演变。④农业人口和耕地破碎度始终对耕地非农化空间分布具有较强的解释力,近10 a来社会经济因素对非农化的解释力有所减弱。多因素特别是农业因素和社会经济因素的交互能够进一步增加对耕地非农化的解释力。[结论]近30 a来,粤东北耕地非农化面积和空间集聚呈下降趋势,但农业人口和耕地破碎化对非农化的影响进一步增强。应合理控制城镇扩张速度,整合破碎耕地、引入小型农机改善生产条件,同时通过普及农村电子商务等方式鼓励农民种植,以应对耕地非农化问题。

激流丝扰动下回转体边界层流动转捩的模态特征

水下航行体首部边界层转捩会产生较强的噪声,严重影响其通信及探测性能。为探明诱发水动力噪声的主要流动结构,本文以SUBOFF缩比模型为研究对象,采用高速水洞实验及大涡模拟方法,获得激流丝扰动下的水下回转体边界层流场。研究发现:边界层内流动在激流丝下游形成分离泡,在分离泡中后部发生转捩,诱发了大量多尺度非定常涡系。采用本征正交分解方法研究了边界层转捩区流向、法向速度脉动及压力脉动的模态特征,发现流向速度脉动的主导模态是分离泡及其沿流向的破碎和下游流向涡,其中分离泡区域流向速度脉动为低于3000 Hz的复合频率,下游流向涡为低于200 Hz的低频结构。法向速度脉动与压力脉动模态特征相似,都呈现出高频、宽频脉动特征,在分离泡附近强度最大。由此推测,分离泡及其破碎是边界层转捩的主要诱因,其诱发的法向速度脉动是产生高/宽频噪声的主要原因,流向速度脉动仅与低频噪声有关。

高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究

针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20~25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。

蜂窝尺度下济南市主城区多等级公园绿地可达性时空演变和影响因素分析

以济南市主城区为研究区域,以边长300 m的六边形聚合居住区为研究单元,采用多级半径的高斯两步移动搜索法,分析2010年和2021年不同级别公园绿地步行可达性和综合可达性的时空特征,并利用地理探测器探寻公园绿地可达性空间分异的影响因素。结果表明:(1)2010–2021年济南市主城区三个等级公园绿地的可达性均值都得到了提升,且可达性均值和提升幅度Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级,Ⅰ级公园绿地可达性空间格局在原来“核心—组团”的基础上增加了“带状”布局,Ⅱ级和Ⅲ级公园绿地可达性分别表现为“组团状”和“散点状”布局;(2)济南市主城区公园绿地综合可达性平均值提高,济南市主城区步行15 min以内能到达公园绿地的居民比重由2010年的42.94%提高到了59.53%,综合可达性空间格局及其演变呈现出与Ⅰ级公园绿地相似的特征,并在主城区东部出现与城市建设方向相一致的“组团扩散”现象;(3)公园绿地可达性的空间格局受“供给—连接—需求—社会经济”4个因素的综合影响,不同等级公园绿地可达性的影响因素趋同,但各因素的影响强度存在明显分异,影响强度的差异随着公园绿地等级的下降而增大。

陕西旬邑西头遗址2022年调查采集动物骨骼初步分析

西头遗址位于陕西省旬邑县张洪镇原底乡西侧的西头村,2022年西北大学文化遗产学院对该地区开展了区域系统调查,共发现动物骨骼540件,其中从遗迹中采集的动物遗存共186件,分属龙山—商周、龙山—汉唐、商周、商周—汉唐、唐宋等不同时期。经鉴定,这些动物骨骼标本包括鸟纲和哺乳纲,至少代表10个属种,包括鸟纲、兔、狗、家猪、鹿科、狍、牛科、黄牛、羊亚科、羊等。分析不同种属动物的数量占比可知,猪、牛、羊、狗是西头遗址商周时期人们生产生活的重要动物资源,其中牛羊数量的增长与自然环境的变化和地区间的文化交流密切相关。

基于网络药理学、分子对接和实验研究探讨犀角地黄汤治疗血热型银屑病的作用机制

目的:利用网络药理学、分子对接技术,探讨犀角地黄汤治疗血热型银屑病的活性成分和分子机制,并用实验进行验证。方法:采用TCMID获取方中4味药的化学成分,通过Swiss Target Prediction获取相关作用靶点。在OMIM数据库和GeneCards数据库中搜集银屑病作用靶点,筛选出交集靶点。运用String数据库和Cytoscape 3.9.1绘制PPI网络图,并用插件Centiscape 2.2拓扑分析得到核心靶点。借助Metascape数据库对交集靶点进行GO和KEGG分析,运用Autodock1.5.7软件以及Pymol软件对关键成分和度值排名前5的核心靶点进行分子对接验证以及可视化分析。综合分析后,选择结合能稳定的靶标Akt1进行动物实验验证。结果:犀角地黄汤治疗银屑病的关键活性成分有黄芩素、芍药苷、谷甾醇、槲皮素、鞣花酸等。从靶蛋白的角度分析,核心靶点有GAPDH、TP53、Akt1、IL-6、TNF、GFR等。GO富集分析提示主要涉及炎症反应的调节、miRNA代谢过程的调控、调节氧化还原酶/蛋白激酶活性等生物过程。KEGG通路主要包括乙型肝炎、癌症的发病途径、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等。分子对接结果表明活性成分黄芩素、芍药苷、谷甾醇、槲皮素、鞣花酸与核心靶点GAPDH、TP53、Akt1、IL-6、TNF,均有较好结合活性。动物实验结果显示犀角地黄汤能改善银屑病小鼠皮损,提高PI3K/Akt的表达。结论:犀角地黄汤治疗血热型银屑病可能是多成分、多靶点、多通路的过程,并通过动物实验进一步验证了该复方治疗银屑病可能是通过PI3K-Akt信号通路而发挥作用。