海事卫星地面站RMS可用性评估模型

随着国际海事卫星通信系统(international maritime satellite communication system,INMARSAT)的不断发展,卫星地面站(satellite earth station,SES)的可用性评估具有重要意义。首先选取可靠性、维修性和保障性为指标,构建可靠性、维修性与保障性(reliability,maintainability and supportability,RMS)模型进行SES可用性评估;其次,以SES设备为研究对象,根据马尔可夫链得到设备有效性概率,并进一步推导出系统可靠性;然后,建立排队图解协调技术(queue-graphical evaluation and review technique,Q-GERT)网络以描述SES设备的维修保障过程,并基于AnyLogic软件进行建模仿真;最后,通过算例进行应用研究,基于RMS模型进行SES可用性评估,验证了该模型和评估方法的有效性与实用性。

肺炎克雷伯菌裂解性噬菌体KP-ZS5的分离及鉴定

目的肺炎克雷伯菌裂解性噬菌体KP-ZS5的分离及鉴定。方法以18株临床分离肺炎克雷伯菌为宿主菌,采用双层平板法从水样中分离肺炎克雷伯菌噬菌体并进行纯化,透射电镜观察噬菌体形态,提取噬菌体DNA及蛋白并测定其生理生化特性。结果成功分离到1株长尾肺炎克雷伯菌噬菌体,并命名为KP-ZS5,pH稳定性实验表明KP-ZS5不耐强酸(pH≤3);限制性片段酶切多样性(RFLP)分析表明,KP-ZS5基因组中存在3个BglⅡ酶切位点,预计总基因组大小为20000~30000 bp;裂解谱实验表明,KP-ZS5可以感染33%(6/18)的临床肺炎克雷伯菌株;SDS-PAGE结果显示,在KP-ZS5外壳蛋白由3种蛋白组成,外壳蛋白分子量为35~48 kDa。结论成功分离出1株长尾肺炎克雷伯菌噬菌体KP-ZS5,该噬菌体具有较广的宿主范围和pH值耐受性,外壳蛋白组成简单,仅含3种分子量为35~48 KDa的组分,具有在临床治疗肺炎克雷伯菌感染的潜力。

基于脆性理论的闭环供应链系统改善研究

对由制造商、零售商、需求市场组成的闭环供应链系统,利用熵理论对闭环供应链系统作为一个整体向外界表现出的脆性度进行了量化计算,研究当闭环供应链系统的整体脆性度超限,致使系统面临崩溃的情况下,如何在降低系统整体脆性度的同时减弱系统间的脆性关联,维持系统稳定.通过分析闭环供应链系统的脆性结构和特征,建立脆性传播模型,并求出系统的分层脆性图,找出闭环供应链系统的脆性源.从脆性源、脆性源的源头、与脆性源关联最大的子系统三个方面来降低系统脆性度.通过实例说明当闭环供应链系统的整体脆性度超出系统阈值时,为避免系统发生崩溃,通过对脆性源的处理,降低系统的整体脆性度,可以实现对系统的改善.

基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量及优化

低轨卫星通信网络的抗毁性是描述网络安全可靠的有效工具,在网络体系结构设计和路由策略等领域得到了广泛的应用。根据低轨卫星通信网络中卫星在轨道平面内移动,需要不断进行切换的特点,从建立抗毁性测度模型以及网络抗毁性优化两个角度来评估和提高网络抗毁性,提出一种基于韧性度的低轨卫星通信网络抗毁性度量方法。通过对移动模型以及切换模型的结构分析,对每种结构以一定概率出现的低轨卫星通信网络,应用韧性度函数,求得网络在某个时刻及某一段时间段内的抗毁性,并针对切换模型的不足之处进行优化,用赋权韧性度来体现优化的效果,得到了优化后的网络抗毁性。以铱星系统为应用实例进行仿真,结果表明:任意时刻网络的抗毁性跟拓扑结构的韧性度值有关,并且是一种线性关系,即随着韧性度的增加,其抗毁性也增加。通过对铱星通信系统切换模型的优化,网络的抗毁性与平均抗毁性都得到了提升,说明本文所构建模型的有效性和实用性。

高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit,GEO)卫星通信网络和联系统(plus system,PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。

基于FPGA的PCI Express应用平台设计

PCI-E接口是第三代计算机I/O互连标准,具有高速率、高带宽等特点。文中针对高速数据传输系统的需求,基于FPGA片上的PCI-E IP硬核设计,实现了一种PCI-E总线的数据传输及处理应用平台,同时给出了3种数据传输模式,并在Windows XP操作系统下进行了实际测试验证,测试结果表明,该平台功能正确,单向传输速率最高可达7.12 Gbit·s-1,满足PC机对高速数据传输系统的应用。

基于梯度提升决策模型的空间占用检测研究

随着绿色建筑和绿色生态城区经济激励机制基本形成,面对大量多维空间占用数据,大数据绿色建筑节能体系应运而生。然而大量多维的建筑数据却没有被充分利用,且传统空间占用检测模型分类精度还不够准确,模型时间复杂度较高。利用UCI占用检测数据集,在原始数据集上加入时间戳,使模型分类精度均获得提高,同时利用MCMR(最大相关最小冗余)方法进行特征选择,通过随机森林作为分类器验证分类效果,获取最优特征子集。利用选取的特征子集构建占用检测模型,其中XGBoost模型与随机森林模型(RF)进行比对,分类精度较高,且时间复杂度更低。

基于脆性熵的群体踩踏事件演变研究

大规模群体踩踏事件的成因和演化过程成为公共危机管理的研究热点之一。文章利用脆性熵来研究系统崩溃成因及演化。根据人流去向和波动情况的比率来表征事件的同一概率、波动概率和对立概率,并根据其值来计算相应的脆性同一熵、脆性波动熵、脆性对立熵,同时利用燕尾突变级数法求出各种熵在脆性联系熵中的权重用以计算系统的脆性联系熵,表明脆性基元内子系统的熵值在外界干扰过程中不断增加,达到临界熵值而崩溃,致使发生大规模群体踩踏事件。通过利用系统脆性熵对上海外滩踩踏事件进行实例分析,可以较清晰地揭示踩踏事件的发生、演化,并能根据脆性熵值进行预防和管理危机事件。

基于模糊综合评判的建筑住宅产业化水平评价研究

为了进一步丰富住宅产业化的评价指标,评定住宅产业化的发展水平,文章以层次分析法为基础,构建了住宅产业化水平评价指标体系,由指标之间的相互对比得出判断矩阵进而计算指标权重,同时对结果做一致性检验。再利用模糊综合评价确定整体评价方法和过程,进而确定最终目标的评价矩阵,得到住宅产业化水平的综合评价结果。利用上述方法对马鞍山建筑住宅产业化水平进行评价,可以说明评价指标体系和评价方法具有应用价值和借鉴意义。

OTN中OTU2到ODU2解映射电路设计与实现

为了在解映射过程中尽量减少锁相环的使用,设计了一种基于同步时钟产生的均匀缺口时钟来实现解帧、去FEC(前向纠错)以及OTU2(光传输单元)解映射到ODU2(光数据单元)的同步电路。通过仿真和FPGA(现场可编程门阵列)验证了该电路功能的正确性。结果表明,该电路能够实时、准确地完成OTU2到ODU2的解映射。

基于模糊神经网络的光伏发电系统发电量的预测

光伏系统的输出电量由于受太阳日照量、气候、光伏组件材料等多种因素影响而是一个非线性的变化量,因此对其输出电量的准确预测可以提高光伏系统并网后电网的稳定性及安全性。在模拟实验中,将模拟数据按春、夏、冬三季进行划分从而确定了规则层的节点数为三,进而推导出模糊化层和去模糊化层的节点数,在训练过程中通过梯度下降法来更新模糊神经网络各层的参数,得到一个符合要求的预测网络。将用于测试的数据输入到训练好的神经网络中,用来验证该方法的有效性。

城市生态环境保护与可持续发展探讨

在城市经济快速发展的背景下,生态环境未同步改善的情况普遍存在,且部分城市还伴有生态环境急剧恶化的问题,以何种方式加强对生态环境的保护以及如何实现可持续发展均是值得探讨的话题。对此,文章以城市生态环境为立足点,分析普遍存在的问题,对其保护措施以及可持续发展策略展开探讨。

OTN中FEC的优化设计及实现

光信号在OTN中传输时不可避免地会产生误码,而传统的反馈重传纠错方式因为需要反馈信道和重传等待时间,所以不适合在传输速率较高的OTN中使用。因此利用RS码及数据交织方法,设计了OTN中的FEC电路,同时为了提高电路性能,对电路中常用的有限域乘法器进行了优化。并通过仿真和FPGA验证电路功能的正确性。实验结果表明,所设计的FEC电路能够纠正传输中出现的误码,满足OTN技术要求。

基于分级结构的优化QoS路由算法

Ad hoc(自组织)网络中包含延迟、延迟抖动、带宽和丢包率等约束条件在内的QoS(服务质量)路由问题,是一个NP完全问题,传统的平面QoS蚂蚁路由算法难以解决提高算法全局搜索能力和加快收敛速度之间的矛盾。针对以上问题,提出了HQAC(分级QoS蚁群)算法,在分级的基础上对蚁群算法的路由搜寻过程进行了改进,同时对信息素更新公式进行了优化。仿真结果表明,与传统的QoS路由算法相比,HQAC算法在搜索全局最优解,尤其是收敛速度等性能上有了很大的提高。

绿色建筑在环境保护中的重要作用

当今,社会的迅速发展不仅使人们对低碳生活的标准有所提高,而且人们对低碳建筑也有了全新的认识,这也是进一步推动绿色低碳设计的原生动力。由于能源不断被消耗,因此将低碳理念融入建筑工程中,不仅可以解决资源短缺的问题,还可以宣传节约环保,增强人们对低碳环保的认识。

探究城市环境保护中的污水治理问题与对策

当前我国社会的建设与经济的发展尤为迅速,国民的生活水平上升趋势越发明显,但随之而来的就是用水量的成倍增长,因而污水量也相应增长,而城市基础设施建设滞后,增长的污水得不到处理,排入环境中,导致了黑臭水体产生。

具有增强一致性和透气性的无基底超薄表皮生物电极用于长期生理监测

开发耐用且可靠的生物电极,用以采集高质量的生物电信号,已成为人体生理状态监测和人机交互领域的关键技术.然而,现有的生物电极多基于传统弹性基底,这导致了机械性能不匹配和低渗透性等问题,并且缺乏与生物皮肤类似的多方面属性和必要的协同特性.本研究中,我们报道了一种新型的基于自支撑导电全聚合物薄膜的超薄表皮生物电极(ASU-EBE).该电极将超一致性、优异的拉伸性和透气性集成于一体,展现了约475 S cm^(-1)的高导电性,约48%的出色拉伸性,与生物组织界面的超一致性以及优异的透气性.该电极的电子和机械性能得到提升,这归功于在PEDOT:PSS中引入水溶性聚氧化乙烯,以调节分子间π-π堆积距离,并促进纳米纤维结构的形成.因此,ASU-EBE在与皮肤接触时的阻抗远低于标准凝胶电极,使其成为复杂日常环境下长期医疗监测的理想选择.

fliL基因显著影响艰难拟梭菌运动功能及产孢能力

鞭毛基底体相关FliL家族蛋白(flagellar basal body-associated FliL family protein,fliL)基因编码FliL蛋白,FliL是一种与鞭毛基体相结合的单跨膜蛋白。为研究艰难拟梭菌fliL基因功能,使用非等长同源臂偶联等位交换(allele-coupled exchange,ACE)方法成功构建了fliL基因缺失(ΔfliL)和回补(::fliL)突变株,研究突变菌株与野生型菌株(CD630)生长曲线、抗生素敏感性、pH耐受性、运动能力及产孢能力等表型的差异。结果显示,菌株ΔfliL生长速率及最大生物量均小于菌株CD630,::fliL回补菌株生长情况回复至野生型。与CD630菌株相比,ΔfliL对阿莫西林、氨苄青霉素、诺氟沙星的敏感性提高,对卡那霉素、四环素敏感性降低,::fliL抗生素敏感性部分回复至野生型水平。与CD630菌株相比,ΔfliL游泳运动能力显著降低,::fliL运动能力超越野生型菌株CD630。相比菌株CD630,菌株ΔfliL在pH值为5时耐受能力显著提高,在pH值为9时,耐受能力显著降低。除此之外,ΔfliL产孢能力较CD630显著降低,::fliL产孢能力部分恢复。以上结果表明,艰难拟梭菌fliL基因与其运动能力、抗生素敏感性、环境耐受能力和产孢能力密切相关,可能进一步影响艰难拟梭菌菌株的致病力。

CD630_27900基因缺失显著降低艰难拟梭菌自溶速率、毒力及对酸和抗生素的耐受性

艰难拟梭菌(Clostridioidesdifficile)CD630_27900基因位于slpA-cwp66基因座上,CD630_27900基因属于假定的Lmbe家族的酶,但基因功能尚未明确。【目的】本研究通过构建艰难拟梭菌CD630_27900基因敲除菌株,比较野生型菌株(CD630)与突变株表型差异,探讨CD630_27900基因对艰难拟梭菌感染的影响。【方法】用非等长同源臂偶联等位交换(allele-coupled exchange, ACE)构建CD630_27900基因缺失菌株与回补菌株。比较它们在生长曲线、自溶素(cwp19,Acd)基因表达、细胞毒力、主要毒素基因表达、抗生素及pH敏感性差异,以研究CD630_27900基因的功能。【结果】成功构建△CD630_27900突变菌株和::CD630_27900回补菌株。菌株△CD630_27900在衰亡期自溶速率显著低于菌株CD630,::CD630_27900自溶速率恢复。实时荧光定量聚合酶链反应(real-timefluorescencequantitative polymerasechainreaction,RT-qPCR)结果显示,缺失CD630_27900基因,自溶素cwp19、Acd基因表达量降低,::CD630_27900自溶素基因表达增强。相较于CD630,△CD630_27900菌株细胞毒力、毒素基因tcdA、tcdB表达量降低。相较于CD630,△CD630_27900对氨苄青霉素、甲硝唑、阿莫西林、万古霉素、诺氟沙星、头孢西丁、卡那霉素更加敏感,::CD630_27900对以上抗生素敏感性恢复。此外,△CD630_27900对酸比CD630敏感,对碱敏感性未发生变化。::CD630_27900对酸敏感性恢复至野生型水平。【结论】敲除CD630_27900基因,艰难拟梭菌自溶速率变慢、自溶素cwp19、Acd基因表达量降低、细胞毒力、毒素基因tcd A和tcd B降低,说明CD630_27900基因影响菌株自溶以及毒力释放。菌株△CD630_27900对临床上常见的抗生素及酸性环境更加敏感,且这些变化均可通过基因回补恢复。提示该基因可作为联合抗生素治疗艰难梭菌感染(Clostridioides difficile infection, CDI)的潜在靶点。

铱星星座效能评估BDP-ADC模型

为解决传统模型在度量时间连续状态有限的星座效能时存在的困难,构建一种基于生灭过程的评估铱星效能的BDP-ADC模型.首先,利用生灭过程描述星座状态的转移过程,得出该状态转移过程存在极限分布,并定义铱星的可用度;其次,结合Kolmogorov前进方程来衡量星座在任务执行过程中的可信度;再次,根据建立的铱星星座能力评估指标体系,利用熵权法求得指标的权重,结合全概率公式对星座能力进行表征;最后,利用BDP-ADC效能评估模型得出铱星星座效能动态关系式,求出铱星的效能,从而为星座的设计及优化等问题提供依据.