基于CEEMD和迁移学习的滚动轴承故障诊断研究

【目的】在实际生产环境中,由于机器特征复杂和工况变化,智能诊断模型在跨机组迁移时需要重复训练,这不仅增加了时间成本,还加大了算力资源的消耗。为了解决这些问题,需要开发出一种能适应复杂机器特征并在不同工况下保持高准确度的轴承故障诊断方法,同时,减少模型迁移时所需的重复训练,以便实现更高效的故障识别和预测。【方法】研究提出基于互补集合经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)和迁移学习的滚动轴承故障诊断方法。首先,采用CEEMD法对原始信号进行分解,并计算出对应分量的峭度值。其次,采用多核最大均值差异法对源域数据与目标域数据进行域适应处理。最后,在凯斯西储大学轴承数据集和美国机械故障预防技术学会轴承数据集之间进行迁移故障诊断试验及对比分析。【结果】研究结果表明,与直接迁移模型算法相比,基于CEEMD改进的迁移学习网络在不同数据集上的迁移效果更好,其故障诊断的准确率最高。【结论】经试验验证,研究所提的方法表现出良好的变工况跨机组适配能力,具有较高的故障诊断精度,为研究复杂工况下多机组相似故障诊断场景提供了非常有价值的参考。

经营模式对杉木林土壤微生物组成和多样性的影响

以福建三明福建农林大学莘口教学林场杉木林为研究对象,采用高通量测序方法探究不同经营模式(近自然经营、常规经营、封育经营)对杉木林土壤微生物组成和多样性的影响,分析土壤微生物的组成和多样性与其理化性质的关系.结果表明,不同经营模式下土壤共有的优势细菌类群主要为酸杆菌门、放线菌门和变形菌门,其中,变形菌门的相对丰度以近自然经营模式最高,为22.54%;共有的优势真菌类群主要为子囊菌门和担子菌门,其中,子囊菌门的相对丰度以近自然经营模式最高,为68.60%.与常规经营和封育经营模式相比,近自然经营显著提高了土壤细菌的Shannon多样性指数和真菌的Ace指数.表明近自然经营能显著提高杉木林土壤微生物群落的多样性和丰富度,改善土壤的肥力状况.

氮沉降对米槠天然林土壤有机碳及微生物群落结构的影响

[目的]研究氮(N)沉降对亚热带常绿阔叶天然林土壤有机碳和微生物群落结构的影响,为亚热带森林生态系统碳循环过程的研究提供依据。[方法]选取中亚热带典型米槠天然林为研究对象,采用随机区组试验设计,设3个N沉降水平:对照(CK,0kg·hm^(-2)·a^(-1))、低N(LN,40kg·hm^(-2)·a^(-1))和高N(HN,80kg·hm^(-2)·a^(-1))。[结果]在0~10 cm土层,与对照相比,高N和低N处理总微生物生物量显著增加,低N处理土壤有机碳含量增加27.4%,而高N对土壤有机碳无显著影响;在10~20 cm土层,N沉降(低N和高N处理)对土层有机碳含量和总微生物及各类群生物量均无显著影响。相关分析和随机森林模型结果分析表明,N沉降导致土壤可溶性有机碳(DOC)、全氮(TN)、C/N和微生物生物量增加是驱动表层土壤有机碳累积的关键因子;主成分分析表明,N沉降显著改变0~10 cm土层土壤微生物群落结构,而对10~20 cm土层土壤微生物群落结构无显著影响。[结论]在亚热带常绿阔叶天然林中,短期低N沉降增加能够提高土壤碳储量,但长期N沉降对土壤碳吸存的影响仍不清楚。

不同发育阶段杉木人工林土壤细菌类群特征

采用16S rDNA建库和高通量测序技术对3个不同发育阶段杉木人工林的土壤细菌类群进行分析,探讨杉木人工林不同发育阶段对土壤细菌类群的影响。结果表明:16S rDNA在目水平上鉴定比例为80%以上,结果较可靠;不同发育阶段杉木人工林土壤共鉴定细菌门39个、纲100个、目151个,不同发育阶段之间3种功能性指数均无显著差异,且与部分化学性质相关性较小;其中酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、疣微菌门为最主要细菌门类。酸杆菌门丰度在不同发育阶段中排序为:幼龄林<中龄林<老龄林;按丰度变形菌门的排序则为:幼龄林>中龄林>老龄林。从beta指数分析可知:幼龄林内部相似度相比中、老龄林较低;中、老龄林之间相似度较高,幼龄林与其他2种发育阶段之间相对相似度较低。

老龄杉木人工林林下植被组成与多样性特征

杉木是中国南方主要的人工造林树种,其林下植被在维持杉木人工林土壤养分循环、水土保持方面起着重要作用。本研究采用样方调查法对杉木中心产区福建三明的50年生杉木人工林多样性进行调查,并分析了不同坡位林下植被组成与多样性特征。结果表明:50年生杉木林共有154种林下植物,分别隶属于76科117属;群落生活谱型以小高芽和中小型叶片植物为主;下坡位林下植被比上、中坡位分布更均匀,多样性指数更高。老龄杉木人工林的这种林下植被分布格局和多样性特征与本区温暖湿润的中亚热带气候相适应。

亚热带常绿阔叶天然林凋落物动态对短期氮沉降的响应(简报)

据估计,近100年来,全球氮沉降量增加了110%,是自然氮沉降量的1.3~1.5倍,而且氮沉降速度仍然在上升[1-2]。中国已成为全球氮沉降最严重区域之一,如中国热带和亚热带地区一些森林生态系统氮沉降量高达30~73 kg N·hm^-2·a^-1,已超过生态系统氮饱和临界值(25 kg N·hm^-2),并引起了土壤酸化、土壤肥力衰退和生物多样性降低等一系列严重的生态环境问题[3-4]。因此,全球氮沉降的现状及未来发展趋势对森林生态系统结构与功能的影响已成为全球生态学家关注的焦点之一。

杉木细叶青冈混交林生物量及林下植物多样性

分析了福建三明35年生杉木细叶青冈混交林和杉木纯林乔木层、林下植被生物量及林下植被多样性。结果表明,混交林乔木层生物量高于杉木纯林,但树高、胸径等测树因子皆小于杉木纯林。混交林林下植被以灌木占优势,其生物量占林下植被总生物量的68.39%,而杉木纯林以草本占绝对优势,其生物量占林下植被总生物量的90.83%,且混交林林下植被总生物量显著高于杉木纯林。混交林不同层次林下植物丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均高于杉木纯林,营造混交林有利于提高杉木林下植被生态效益。

不同发育阶段杉木人工林土壤肥力分析

[目的]研究不同发育阶段(幼龄林、中龄林、成熟林)对杉木人工林土壤肥力的影响,为揭示杉木地力衰退的原因提供依据。[方法]通过对南方杉木中心产区不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质的测定,利用数学模糊评价和主成分分析2种方法,综合比较不同发育阶段杉木人工林土壤肥力。[结果]不同发育阶段对人工林土壤物理、化学性质均有显著影响。在同一发育阶段中,杉木人工林表层土与底层土之间存在差异(p<0.001);土壤质量含水量对土壤物理性质具有显著指示作用,有机质、p H值与土壤养分指标呈显著相关;主成分分析和模糊评价方法均得出不同发育阶段杉木林土壤肥力呈现幼龄林>成熟林>中龄林的规律。[结论]随着杉木栽植时间的增长,需要采取施肥、间伐等人工干预恢复地力,进而满足杉木速生需求。

不同发育阶段杉木人工林林下植被的多样性

为揭示不同发育阶段杉木人工林林下植被多样性的变化规律,对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林(幼龄林、成龄林和过熟林)林下植被的种类、数量、丰富度、盖度、高度等指标进行调查。结果表明:不同发育阶段杉木人工林林下植被物种丰富度(S)差异不大,个体丰富度(N)差异较大,表现为成龄林(478个)>过熟林(308个)>幼龄林(223个);幼龄林林下植被以玉叶金花等耐阴树种占优势,成龄林及过熟林中网脉酸藤子、毛冬青等喜阳植物重要地位明显上升,在各发育阶段均处于优势地位的物种如裸花紫珠、杜茎山、狗脊蕨、江南卷柏等,可以考虑作为恢复林分物种多样性的启动物种;随着林分的发育,林下植被Simpson指数(D)、Shannon-Wiener指数(H)、Pielou均匀度指数(J')和生态优势度指数(DMc)均表现为先升高后降低的趋势。可见林下植被的物种多样性与杉木林分的生长发育阶段密切相关,及时进行抚育间伐是提高杉木人工林林下植被物种多样性和维持生态系统稳定性的有效途径。

不同种源杉木木材特性的比较研究

[目的]比较不同种源杉木人工林木材特性的差异,分析不同种源杉木材性的地理分布规律,筛选材性较优的杉木种源。[方法]选择1958年营造的全国第一片杉木种源试验林,进行不同种源杉木的生长调查,取样测定不同种源杉木木材密度、管胞形态、干缩性、湿胀性、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性、硬度等指标,比较不同种源杉木木材材性差异,采用聚类分析和主成分分析方法,对不同种源杉木木材特性进行综合评价。[结果]结果表明,9种不同种源杉木的木材特性存在显著差异(P<0.05),木材干缩性和湿胀性有随纬度增加而增大的趋势,但其他材性指标无明显的地理变异规律。安徽休宁种源木材密度显著高于其他种源(P<0.05),管胞长宽比大小排序为:广东郁南>浙江金华>福建南平>四川彭县>四川庐山>湖北竹溪>湖南会同>安徽休宁>贵州剑河。安徽休宁种源的差异干缩最小,贵州剑河种源的体积干缩系数最小。福建南平种源木材抗弯弹性模量和抗弯强度最高,安徽休宁种源木材冲击韧性和顺纹抗剪强度最高,广东郁南种源木材顺纹抗压强度最高,四川庐山种源木材硬度最高。不同材性指标间存在显著相关性,木材密度与部分力学性质显著相关。根据不同种源杉木材性的差异,将9种种源杉木分为3类,福建南平、广东郁南、四川庐山和安徽休宁种源归为一类,四川彭县、浙江金华、湖北竹溪和湖南会同种源归为一类,贵州剑河种源归为一类。综合不同材性指标对9种种源杉木材性的综合评价排序为安徽休宁>四川庐山>福建南平>广东郁南>四川彭县>浙江金华>湖北竹溪>湖南会同>贵州剑河。[结论]地理种源在一定程度上对杉木木材材性有重要影响。

云边协同下基于多智能体强化学习的任务卸载策略

针对智能移动终端设备的资源有限性和未来网络架构需要云边协同能力等问题,提出了一种基于多智能体强化学习的任务卸载策略,通过部署Cybertwin智能体为用户设备所需卸载的任务合理分配资源,在保证终端设备的服务质量(QoS)要求的同时,最小化整个计算网络的总成本。首先联合设计Cybertwin智能服务代理、计算任务分配以及网络通信与算力等多维异构资源配置构建随机对策的马尔可夫博弈过程(MGP),使执行总延迟和总能耗之和最小。其次考虑到需要处理随机时变网络与动态资源请求的高维连续动作空间,采用了一种基于多智能体双延迟深度确定策略梯度(MATD3)的深度强化学习协同框架求解。仿真实验结果表明:与常见的单智能体学习算法和启发式方案相比,本文提出的MATD3方法具有较好的性能,在平均执行成本方面分别降低了25.61%和35.79%,在任务卸载率上分别提高了39.13%和77.76%。

不同种源杉木细根根序及碳氮计量的比较分析

为分析不同种源杉木人工林细根根序形态和碳氮计量的差异,选取福建三明莘口教学林场38年生8个不同种源的杉木林为研究对象,采用根序分级法进行不同种源细根根序形态的调查,并对其碳氮含量进行测定,比较不同种源杉木细根根序形态及碳氮计量的差异。研究表明:不同种源杉木细根根序形态存在差异。四川芦山、四川彭县的北带种源以及湖北竹溪的中带偏北种源的比根长、比表面积和组织密度总体上小于贵州剑河、浙江金华、安徽休宁和湖南会同等中带种源,南带广东郁南杉木根序形态指标较低;随着根序级别的递增,不同种源杉木比根长、比表面积均呈下降趋势,而细根平均直径、组织密度、C含量及C/N则随着根序级别的增加而增加;不同种源杉木根系的C、N含量变化没有明显规律,但C/N总体上随着杉木种源所在的纬度下降而增加。

连栽杉木人工林参与土壤碳氮转化过程酶活性及其与土壤理化因子的相关性

选取福建三明不同连栽代数杉木人工林(一代、二代、三代)及格氏栲天然林为研究对象,运用冗余分析法研究不同林地土壤理化性质、养分含量与参与碳,氮转化过程酶活性之间的相互关系,以探究中亚热带连栽杉木人工林土壤酶的季节变化及其影响因素,为揭示杉木人工林养分循环特点和林地土壤质量评价提供依据。结果表明:连栽杉木人工林地土壤pH显著低于天然林,但一、二、三代杉木林间无显著差异。12月份土壤全碳、全氮含量在不同连栽代数杉木林中无显著差异,并且二代和三代林土壤全碳、全氮含量均显著高于天然林(P<0.05);6月份杉木三代林土壤全碳含量显著高于一代林(P<0.05),但与二代林和天然林无显著差异。12月份土壤铵态氮和硝态氮含量在一、二、三代杉木林间无显著差异。6月份杉木一代林土壤硝态氮含量显著高于二代林和天然林(P<0.05),但与三代林无显著差异。12月份天然林土壤脲酶活性显著高于连栽杉木人工林(P<0.05),而一、二、三代杉木林土壤脲酶活性无显著差异;杉木一代、二代林和天然林土壤天冬酰胺酶活性无显著差异,均显著高于三代林(P<0.05)。冗余分析表明,土壤含水量、NO-3⁃N含量和pH对酶活性的影响较大,它们与土壤天冬酰胺酶、β⁃葡萄糖苷酶(BG)、和蛋白酶(protease)呈显著正相关,但与土壤N⁃乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)呈显著负相关。本研究说明杉木林进入成熟林-过熟林阶段后,不同连栽代数林地许多土壤理化指标及酶活性均有不同程度恢复,而且它们受季节因素影响很大,建议今后加强土壤酶活性对环境变化响应的长期综合监测。

不同连栽代数杉木人工林土壤氮素季节变化特征

为了解连栽杉木人工林不同代际土壤氮的季节变化特征,以中亚热带不同连栽代数杉木人工林(一代、二代、三代)及格氏栲天然林为研究对象,测定不同形态氮(全氮、可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮、微生物量氮)含量及其季节动态变化,探究连栽和季节变化对土壤氮素有效性的影响。结果表明:(1)杉木人工林土壤全氮和可溶性有机氮有明显的季节变化,其中全氮含量由大到小表现为6月、12月、3月、9月,可溶性有机氮含量由大到小表现为6月、9月、3月、12月。(2)杉木人工林土壤铵态氮含量随着栽植代数的增加而增加,而硝态氮则呈现出相反的趋势,且土壤硝态氮和铵态氮含量具有明显的季节变化特征,在3月时土壤铵态氮含量达到最大,而土壤硝态氮含量在6月达到最大。(3)不同连栽代数和采样季节及其交互作用均对土壤微生物量氮含量有显著影响。(4)杉木人工林土壤全氮、铵态氮和硝态氮之间均存在极显著的相关关系,土壤微生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮之间也存在极显著相关关系(p<0.01);且土壤含水量与土壤微生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量呈显著相关关系,表明土壤水分是影响该地区土壤氮含量变化的关键因子。尽管连栽对于土壤全氮和可溶性有机氮无显著影响,但是随着连栽代数的增加,杉木人工林土壤NH^(+)_(4)-N总体呈现出增加的趋势,而NO^(-)_(3)-N则呈现出下降的趋势,这可能反映了土壤系统在氮匮乏条件下采取了一种保氮策略,其微生物学机理还有待进一步探究。

不同杉木良种林分生长比较

为筛选出适宜在福建杉木中心产区推广的杉木良种,选择5个杉木良种(福建尤溪第2代种子园实生苗、福建洋口第2代种子园实生苗、广西融水第1代种子园实生苗、洋020无性系组培苗、福建沙县本地种源实生苗),在福建农林大学莘口教学林场开展不同杉木良种、不同坡位造林对比试验,造林后12 a对不同杉木良种林分的生长情况进行调查。结果表明:12年生不同杉木良种林分的胸径、树高、单株材积和蓄积量均存在显著差异;5个杉木良种林分的平均胸径、树高、单株材积和蓄积量均达到福建省杉木速生丰产的标准,其中以尤溪第2代的生长量最高,其次为洋口第2代,广西融水最差。不同杉木良种林分的平均胸径、树高、单株材积、蓄积量均表现为:下坡>中坡>上坡。

青冈栎林下套种竹柏生长效果分析

采用竹柏5年生大苗在青冈栎林冠下进行了不同坡向(半阴坡、阴坡、阳坡)种植效果比较试验,造林2年的生长量调查结果表明:不同坡向的竹柏造林成活率、胸径、高度、冠幅、分枝数5项指标均以半阴坡最高,平均造林成活率达92.2%、平均胸径达2.40cm、平均高达244.6cm、平均冠幅达134.7cm、平均分枝数达40.1条;5项生长量指标的高低顺序依次为半阴坡﹥阴坡﹥阳坡。

修心成海，春暖花开

人是哭着来到这个世界,又在别人的哭声中离开这个世界的,它喻示着人的一生总要经历各种各样的苦与痛。面对着这人生的苦痛,弥勒佛何以能笑口常开呢?因为他“肚大”,“肚大”才能“容天下难容之事”,而这“难容之事”往往意味着苦痛。人生本就是一场苦旅,我们不妨学一学弥勒佛,以宽大的心量去消解人生的苦痛。其实,人心就是一个容器,“心”的容量变大了,才能装进更多的世事之水。心量小的人遇到并不大的人生苦痛,也会觉得天要塌下来了;而心量大的人遇到再大的人生苦痛,也会觉得即便天塌下来了,自会由高个子顶着。

不同林分郁闭度对竹柏生长的影响

采用竹柏5a生大苗在杉木林分进行不同林分郁闭度(0.3~0.5、0.5~0.7、0.7~0.9)造林效果比较,造林3年的生长量调查结果表明:不同林分郁闭度的竹柏造林生长量以林分郁闭度0.3~0.5最高,平均造林保存率达93.5%,平均胸径达2.91cm,平均高达272.4cm,平均冠幅达175.9cm,平均分枝数达44.6条;5项生长量指标的高低顺序依次为林分郁闭度0.3~0.5>0.5~0.7>0.7~0.9.

古雕新绿——雄安新区王村旅游规划设计

设计说明:王村位于雄安新区雄县张岗乡,在雄县县城东10.3公里处。环村庄为“千年秀林”,曾经有香火旺盛的龙王庙,现拥有发展良好的仿古雕塑产业。设计本着保护弘扬中华优秀传统文化、延续历史文脉,建设绿色智慧新村、打造优美生态环境的主旨,坚持原真性原则、整体性原则、可行性原则、生活的延续性原则。规划结构为“一心一带两翼”。一心是村中心,一带是景观带,两翼分别是西侧的村口和北部以游客中心为主的旅游建筑群。整体构思上恢复龙王庙主体,南侧设置景观带,旅游建筑群为庭院式分散式布局,增设停车场、厕所等重要的公共设施,村入口景观化、标识化,泄洪道大堤设观景廊,村委会、活动中心等配套公建集中化。设计内容包括村口标识、游客中心、餐厅、宾馆、龙王庙、景观带、大堤、瞭望廊、西入口等。

连栽杉木人工林土壤氮循环功能基因丰度变化

研究不同连栽代数杉木人工林土壤氮循环功能基因丰度的变化特征及其调控因子,可为亚热带人工林定向调控土壤氮素转化过程,提高氮素利用效率并减少其负面效应提供科学依据.以中亚热带不同连栽代数(一代FRP、二代SRP、三代TRP)杉木人工林和格氏栲天然林(NF)为研究对象,采用荧光定量PCR技术测定冬季和夏季土壤细菌16S rRNA、真菌18S rRNA和参与氮循环功能基因AOA、AOB、nifH、nirK、nirS、nosZ丰度,并分析其与土壤理化因子的相关关系.结果显示,天然林转变为杉木人工林后,整体上各氮循环功能基因丰度在天然林与一代林之间无显著差异.不同连栽代数杉木林土壤AOA和AOB基因丰度在两季变化规律一致,AOA基因丰度随连栽代数增加呈显著递减趋势(P<0.05),AOB基因丰度无显著差异.连栽杉木林土壤16S rRNA、18S rRNA、nifH、nirK、nirS和nosZ基因丰度变化特征因季节而异,冬季土壤nifH(7.05-8.15 copies/g)、nirS(6.78-8.08 copies/g)和nos Z(7.39-8.08 copies/g)基因丰度随连栽代数增加而下降,夏季土壤nirK(8.26-9.26 copies/g)基因丰度随连栽代数增加则为先增加后下降;杉木林土壤细菌16S(10.36-11.03 copies/g)基因丰度高于真菌18S(7.34-8.20 copies/g)基因丰度,且二者均为夏季略高于冬季.土壤含水量、可溶性有机氮和硝态氮可以较大程度地解释土壤功能基因丰度的变化.本研究表明亚热带杉木人工林中土壤AOA相比于AOB在数量上更占据优势地位,且其丰度随着连栽代数增加呈下降趋势,说明硝化作用可能随连栽代数增加而减弱,这也许是土壤系统在氮素匮乏条件下所采取的一种保氮策略.(图2表4参44)