链接课堂到战场的“三课五实”实战化教学创新与实践——以无人机消防救援应用课程为例

为适应“全灾种、大应急”背景下消防救援人才培养需求,通过链接课堂到战场的“三课五实”实战化人才培养探索与实践,创建O-A-W教学理念,实践“三课”融合,打造“五实”课堂,重构教学内容,深化思政融合,优化考核体系,运用信息技术赋能实战化教学。通过教学实践,有效构建起从课堂到实战救援的桥梁,改革成果在森林火灾等救援中得到应用,有效支撑了行业发展,服务了社会需求。

基于改进YOLOv5s的森林烟火检测算法研究

该文提出一种基于改进YOLOv5s的森林烟火检测算法,通过引入GSConv轻量化卷积和消除网格敏感度的策略,在原始YOLOv5s模型的基础上优化。在烟火数据集上进行广泛的实验,同时将改进的算法部署到无人机上进行真机测试。实验结果表明,经过改进的模型在森林烟火检测任务中取得显著的性能提升。模型的平均精度达到90.65%,且检测耗时仅为4.1 ms,满足烟火检测的高精度和实时性要求。这一研究为森林烟火检测算法的实际应用提供有力支持,具有重要的实际意义和应用价值。

无人机集群协同编队控制技术研究

该文通过对比无人机集群算法、智能避障方式、通信链路规划等关键技术特点,开展无人机集群协同编队控制技术研究,确定无人机协同控制策略,并基于Gazebo软件进行仿真实验,验证控制算法的有效性。结果表明,群体智能集群与单体智能集群相结合的集群算法可以满足任务所需的无人机集群控制策略及功能,对森林火灾等应用场景下无人机集群控制实现与应用提供参考。

基于GIS网络分析的城市消防站布局与改进研究——以武汉市为例

城市消防站主要担负防火灭火、抢险救援等重点工作,自消防队伍转隶以来,为响应国家关于建设“全灾种、大应急”消防救援队伍的号召,消防工作覆盖面更广,任务量更多,标准更严格,优化改进消防站布局对于加快队伍发展、迅速有效地遂行消防救援任务,维护社会稳定和保障人民群众生命财产安全具有重要意义。该文基于GIS网络分析技术,分析武汉市主城区消防站布局现状和制约因素,对武汉市消防站布局进行优化改进,并提出新时代背景下消防站布局的基本原则与改进思路,所得结论可为城市消防站规划布局提供一定参考,推动消防救援事业更好更快发展。

太湖东岸湖滨带水生植物特征及影响因素分析

水生植物对湖泊生态系统调控具有重要作用。2014年7月对太湖东部湖滨带水生植物种群结构和水、底泥环境状况进行了调查,并在此基础上进一步探讨了水生植物与水质、底质的相互作用。结果表明,调查区域内现有水生植物22种,其中挺水植物6种,浮水植物9种,沉水植物7种,挺水植物优势种为茭草、芦苇和水花生,浮水植物优势种为荇菜、四角野菱、槐叶萍和水鳖,沉水植物优势种为马来眼子菜、苦草、黑藻、狐尾藻和金鱼藻。调查区域内沉水植物生物量均值为1.80 kg/m^2,其中东太湖水生植物物种丰富度最高,生物量最大。透明度与水深的比值、透明度以及底质的物理性状与沉水植物生物量显著相关,可能是影响沉水植物种群数量和分布的重要因素。研究结果提示在太湖湖滨带水生植物修复工作中,物种选择应以本土物种及耐污种为主,同时加强湖滨带良好生境的营造,为水生植物的恢复创造良好条件。

山美水库沉积物重金属污染状况及风险评价

为了解泉州市山美水库沉积物重金属空间分布及污染水平,采用电离子耦合法（ICP-MS）测定了库区20个采样点不同分层的67个沉积物样品的w（As）、w（Zn）、w（Cd）、w（Pb）、w（Cu）、w（Cr）,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了库区重金属污染程度及生态风险的评价.结果表明,Cd是山美水库最主要的重金属污染物,不同分区分层w（Cd）平均值为0.24～0.49 mg/kg,受人为活动影响较大.不同分区w（Cd）存在差异,污染层的Ⅰ区、Ⅱ区显著高于Ⅲ区（P〈0.05）.Pb和Cu虽有累积但污染情况较轻.重金属污染来源主要为入库河流承接的沿程生活、工业及农业污染物,部分来源为周边村庄的生活及农业污染物.地累积指数法评价结果显示,山美水库各重金属元素的平均污染程度由强到弱依次为Cd（轻度污染）〉Cu（清洁）〉Pb（清洁）〉As（清洁）〉Zn（清洁）〉Cr（清洁）.潜在生态风险结果显示,6种元素中,Cd的生态风险为＂强＂,其他重金属则是低或无生态风险.研究显示,在开展底泥疏浚工作中,疏浚深度的确定应综合考虑沉积物氮、磷及重金属污染状况,并需在底泥堆场采取防渗措施避免重金属对土壤及地下水产生二次污染.

太湖流域流经不同类型缓冲带入湖河流秋、冬季氮污染特征

为研究太湖流经不同类型缓冲带的入湖河流水体氮污染特征,于2011年9 12月连续对流经4种不同类型缓冲带入湖河流沿程共32个样点进行采样,分析各样点的氮浓度及变化趋势.结果表明,流经农田型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内不断减小,到入湖河口处有轻微上升;流经养殖塘型、村落型缓冲带入湖河流中总氮浓度由缓冲带外进入缓冲带内变化不大,到接近入湖河口时浓度显著升高;流经生态型缓冲带入湖河流中各氮元素形态沿程不断降低.在流经4种类型湖泊缓冲带入湖河流中,流经农田型、养殖塘型和生态型缓冲带的入湖河流以硝态氮为氮元素的主要存在形态,而流经村落型缓冲带的入湖河流中硝态氮和铵态氮同为氮元素的主要存在形态.总氮浓度、铵态氮浓度与缓冲带类型均呈极显著正相关关系,外源污染排入对流经缓冲带的入湖河流中氮元素总量及形态产生较大影响.流经生态型缓冲带入湖河流净化效果最佳,总氮、硝态氮和铵态氮浓度削减率分别为60%、53%和61%.

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用

为了研究几种常见水陆交错带植物对底质稳固性的影响,选取太湖贡湖湾水陆交错带内的双穗雀稗(Paspalum distichum)、李氏禾(Leersia hexandra)、香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、黄花水龙(Ludwigia peploides)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)5种水生/湿生植物植物,并利用长江下游常见沙壤土和湖滨带新生底质两种土壤,开展了5种植物对底质稳固作用的室内研究.结果表明底质孔隙度减少、细小粒径(<50μm)增加有利于底质稳固,改善上覆水指标,减少扰动给上覆水所带来的悬浮颗粒物.直径≤1 mm的须根量、须根长度和须根面积与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系,双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数与增益值之间存在斜率为0.006~1.727的线性正相关关系;黄花水龙、黄菖蒲植物根系参数与增益值之间则存在斜率为-0.091^-0.011的线性负相关关系.黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/cm^3,根表面积密度分别为0.368和0.294 cm^2/cm^3,根重密度分别为1.844和0.944 mg/cm^3,两种植物对底质孔隙度的增益值分别为15%和9%,对底质粒径分布的增益值分别为92%和47%;双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/cm^3,根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm^2/cm^3,根重密度分别为0.678、2.537和0.160 mg/cm^3,3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%,3种植物根系参数对底质粒径分布的增益值分别为16%、17%和-13%.5种植物通过根系提高底质的稳定性,减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放,从效能上表现为李氏禾>双穗雀稗>黄菖蒲>黄花水龙>香菇草.

氢燃料电池无人机在应急救援中的应用

目前,无人机在应急救援中发挥的作用日渐显著,但是电动无人机普遍存在续航时间短的痛点,需要拓展其他动力能源方式。通过对2款多旋翼氢燃料电池无人机进行飞行稳定性、续航时间基本性能和侦察、救援、保障等应用测试,分析验证其在应急救援场景中的应用。结果表明,氢燃料电池无人机具备航时长、环保、安全的优势,在应急救援中可应用于侦察、测绘、应急通信、照明和喊话等长航时作业场景,具有广阔的应用前景,但其应用场景适用性及便捷性需进一步验证与提升。

几种水陆交错带植物对底质氮磷释放的抑制作用

选取太湖贡湖湾水陆交错带内的黄菖蒲、双穗雀稗、李氏禾、黄花水龙及香菇草这5种植物,长江下游常见沙壤土、水陆交错带新生底质两种土壤,模拟扰动条件下5种水生植物对底质氮磷释放的抑制.结果表明,植物对底质总磷释放具有显著的抑制作用,双穗雀稗、香菇草、黄菖蒲可以将上覆水总磷浓度控制在0.02 mg·L^(-1),李氏禾、黄花水龙控制在0.03mg·L^(-1);李氏禾、黄花水龙试验组总磷释放率控制在0.1 d-1,双穗雀稗、香菇草、黄菖蒲试验组控制在0.05 d-1.植物生长增加了底质氮的赋存,带来底质氮释放的增加,而黄菖蒲、双穗雀稗则可以将底质总氮释放速率控制在0.02 d-1,上覆水总氮浓度控制在0.4 mg·L^(-1).植物须根根长密度、根重密度、根表面积密度成为抑制底质氮磷释放的主要因素,须根穿插增加底质中粒径≤50μm的颗粒物,从而减少了水体扰动造成的底质上扬;同时须根在生长过程增加底质总氮含量,吸收底质中的磷.5种水陆交错带植物正是通过上述两种机制抑制底质中氮磷的释放,其中黄菖蒲、双穗雀稗因为其发达的根系,抑制氮磷物质释放的效果最佳,其次为李氏禾、香菇草,黄花水龙对底质氮磷释放的抑制作用在5种植物中最小.

炼油废水微生物燃料电池启动及影响因素

以炼油废水为碳源,构建双室填料型微生物燃料电池,考察接种液、外接电阻等电池启动条件,以及电导率、pH值和缓冲溶液强度等溶液性质对电池产电性能的影响。利用微生物燃料处理炼油废水,COD去除率(52±4)%,含油量去除率(81.8±3)%;利用废水中存在的原生菌即可启动电池,但启动期长,外加接种液可快速启动电池;启动时外接电阻的大小对电池稳定运行后的输出功率有明显影响,对电池内阻影响相对较小,当启动外接电阻为2 000Ω,电池输出功率最大,为288 mW/m3;随阳极溶液电导率电池增大,电池内阻降低,输出功率升高;pH值变化对电池阳极电势影响较大,进而影响电池输出,当溶液pH为9时,电池输出电压最大(388 mV),pH过高或过低均不利于电池产电;随着缓冲强度的增大,电池输出电压增大,且PBS缓冲强度的增大可从电导率增大和改善质子传递条件两方面提高电池的输出功率。

基于控制断面水质达标的河流水环境容量案例分析:以银川市灵武东沟为例

河流水环境容量研究是保障河流断面水质达标的科学依据。以银川市灵武东沟小流域为研究对象,基于灵武东沟入黄口断面水质达标要求,建立"控制单元划分-水环境问题诊断-污染排放与水质响应关系建立-水环境容量核算与分配-污染管控"系统体系,进行河流水环境容量研究。结果表明:1)综合考虑研究区水文、行政区划及污染源分布情况,划分3个控制单元;2)水环境问题诊断结果显示氮浓度超标严重,枯水期污染物浓度高,工业为主的点源为重点控制污染源;3)首要超标污染物NH4^+-N的污染排放与水质响应模型结果显示,控制单元NH4^+-N的许可排放量为384.32 t/a,小于入河排放量,需进行入河排放总量控制;4)采用污染贡献分析法进行总量分配并基于分配结果提出"污染源系统控制-河道水质净化及生态修复-水量保障与优化-综合监管"的污染减排方案,最终实现了水环境容量体系在研究区的建立与应用。

基于“SPOC+雨课堂”的混合式教学改革实践——以无人机技术课程为例

为提升教学质量,加强学员能力培养,基于OBE理念,提出了基于“SPOC+雨课堂”的混合式教学模式。以无人机技术课程为例,具体阐述了实践措施和成效。基于线上线下教学平台构建教学资源,并针对不同章节教学内容和教学目标开展递阶式教学设计,使教学内容更丰富,教学形式更多元,考核评价方式更合理。实践表明,混合式教学模式可以唤醒课堂活力,让学员实现多维度深度学习,显著提升学员的自主学习能力和课程教学质量。