基于数字孪生与元宇宙的能源互联网认知系统论(二):面向复杂系统涌现现象的虚拟仿真推演框架

复杂性是能源互联网的重要特征与演进趋势,复杂性及其所伴随的涌现现象往往使得基于机理模型(白箱子)的仿真、分析、推演方法不再适用于复杂系统。得益于数据科学、仿真技术、孪生技术的共同发展,虚拟孪生技术成为应对复杂系统的利器。面向复杂性,该文对虚拟孪生技术及其应用前景进行探究,并重点讨论虚拟孪生系统的基本特性、支撑理论、技术体系、建设流程及其案例分析等,进一步提出基于虚拟仿真推演技术的涌现现象认知框架。该工作一方面为在能源系统中开展虚拟孪生工作提供参考借鉴,另一方面也有益于虚拟孪生技术的推进。

支具无支撑快速3D打印的变层高规划及路径补偿方法

支具的快速个性化制造对3D打印支具提出了无支撑成型的需求。在无支撑打印过程中需要改变沉积方向,对应在分层时就需要改变切平面方向,使切平面之间产生夹角。若夹角过大会产生阶梯现象;若夹角过小,相邻两切平面之间无更细分的切平面,使相邻两切平面之间的模型就无法进行分层,导致打印时部分模型缺失;这2种情况都会对支具打印的力学性能和表面质量造成消极影响。针对这一问题,提出了支具无支撑快速3D打印的变层高规划及路径补偿方法。通过对支具模型中轴线的提取和基于中轴线分层规划避免阶梯现象;对由于切平面变化造成的模型缺失进行补偿量的计算,并采用变层高的路径规划方式进行补偿,保证支具的力学性能和表面质量;最后生成供五轴打印机打印的Gcode文件。采用手肘支具模型进行路径仿真和打印实验,该支具打印方法的力学性能比优化前提升了3.74倍,同时也提升了表面质量,实现了支具无支撑快速3D打印。

基于双分支串行混合注意力的输电线路缺陷检测深度神经网络模型

检测输电线路缺陷并及时维修可以确保电网的安全稳定,具有重大的实际意义。但输电线路图像背景复杂、元件尺寸小,导致现有的目标检测模型不能取得很好的效果,因此文中提出了基于双分支串行混合注意力的输电线路缺陷检测深度神经网络模型。该模型设计了DBSA(Dual-branch Serial Attention)双分支串行混合注意力,从而将更多的权重放在缺陷上,并提出了WCFPN(Well-connected Feature Pyramid Network)特征金字塔,让经DBSA提取的特征充分融合,从而增强模型检测小目标的能力。DBSA将特征图沿高度和宽度两个分支压缩并用一维卷积提取注意力,WCFPN设计了一种包含跨尺度融合和跳层连接的新型融合路径,让经DBSA提取的高层语义信息和低层空间信息进行更充分的交互。最后在绝缘子自爆、防振锤损坏、鸟巢异物、水泥杆破损和输电线路缺陷5个数据集上进行实验,结果显示所提模型取得了最佳的检测效果,在5个数据集上的平均AP50和AP分别为84.3%和46.1%,相比目前最先进的模型YOLOv7分别提升了3.7%和3%。

γ-Al_(2)O_(3)/CuO-ACF电吸附除盐的影响因素及反应动力学

开发脱盐率高、寿命长的电极材料是电容去离子(CDI)水处理技术的研究热点之一。通过一锅水热法将层状CuAl双金属氧化物与活性碳纤维复合,成功制备了CDI电极(γ-Al_(2)O_(3)/CuO-ACF)。采用SEM、XRD、FTIR和CV测试对样品的形貌、结构和电极性能进行了表征。当初始NaCl浓度为500mg/L时,随着电压从0.8V逐渐增加到1.6V,两种电极的比吸附量、脱盐效率、电流效率和电耗均有所增加,γ-Al_(2)O_(3)/CuO-ACF的四项参数依次比ACF提高23.4%~55.3%、44.8%~82.0%、65.5%~90.0%和降低15.0%~21.4%。当腐殖酸浓度为5~10mg/L时,ACF脱盐效率下降明显,而γ-Al_(2)O_(3)/CuO-ACF脱盐效率仅在腐殖酸浓度10mg/L时略有下降。在15次循环后,NaCl溶液体系的脱盐效率保留率为96%;但由于腐殖酸的存在,该值下降为92%。两种电极的电吸附除盐过程遵循Langmuir等温吸附方程,表示盐离子在电极表面为单分子层物理吸附。与传统ACF电极相比,γ-Al_(2)O_(3)/CuO-ACF电极具有优异的可回收性、稳定性和增强的电化学特性。

体应变仪传感器更换前后数据关联性分析

从一致性和相关性等方面对宿迁地震监测中心站体应变仪传感器更换前后两组观测资料进行对比分析。研究两组数据之间的关联性发现,新体应变仪观测系统稳定,观测数据可靠,与原体应变仪历史数据具有高度的一致性和相关性。体应变仪传感器更换前后两组数据可作为连续关联系统的整体数据用于该区域地壳应变场研究。

从“教书匠”到“新乡贤”:结构化理论视角下乡村教师的角色重构

中国的基础教育最大的受众群体在乡村,最薄弱的环节也在乡村。发展乡村教育首先需要关注的是教师队伍的建设。乡村教师的专业发展既受教师自身素质的影响,也受制于学校制度的规约,教师主体与学校制度具有相互影响、相互促进的关系。通过调查发现,目前许多乡村教师沦为教学机器般的“教书匠”,需要基于角色重构的理论视野,赋予乡村教师“新乡贤”的身份。教师“新乡贤”身份的塑造可以从国家相关政策的支持、学校结构的优化及教师作为能动者的乡贤自觉等方面来实现,从而体现乡村振兴战略对乡村教师的期待。

云龙湖实验室测震台站勘选数据分析

对云龙湖实验室山洞台站的勘选数据进行分析,并对地铁干扰、施工活动、观测仪器的性能进行评估。结果表明,实验室施工干扰是地震台站观测的主要干扰源,尤其在07:00—18:00之间,施工引起的地动噪声频率主要集中在3—15 Hz;地铁主要干扰频率为3—15 Hz,且5—10 Hz干扰较明显。根据数字地震测震台勘选要求,对台址进行评估时需计算台基背景噪声在1—20 Hz频带范围内的地动速度噪声RM_(S)值,计算结果表明,云龙湖实验室台基条件良好,山洞内台基噪声为Ⅰ类噪声水平。

平原M5.5地震前后体应变异常变化分析

徐州地震台体应变观测数据在平原M5.5地震发生前记录到异常现象,该异常一直持续至菏泽M2.6地震发生后恢复正常。异常时段与2次地震的发生高度吻合。对体应变地震前后观测数据采用精度分析、差分分析、体应变分钟值异常分析、小波分析等方法进行处理后认为,徐州台体应变数据的震前异常变化与地震有关。

基于高通量测序技术的大连童牛岭风景区土壤真菌群落特征研究

为了解大连市童牛岭风景区土壤真菌多样性及其功能区的变化趋势,采用多点取样法,在景区几个代表性功能区收集土壤样品,利用高通量测序技术对土壤真菌进行检测。结果表明,此次分析土壤真菌包括9个门,33个纲,82个目,170个科,312个属,407个种。景区土壤真菌多样性在多种因素的综合影响下,不同功能区之间均表现出明显的差异,总的趋势是人流量较少区域最高,路旁草地次之。

速愈乐创面敷料在骨科难愈性创面愈合中的应用

目的:分析速愈乐创面敷料在促进骨科难愈性创面愈合中的应用效果。方法:选择2021年3月-2022年3月笔者医院骨科收治的慢性难愈性创面患者79例作为观察对象,按随机数字表法分为试验组(n=40例,给予速愈乐创面敷料治疗)和对照组(n=39例,给予常规凡士林纱布外敷治疗)。比较两组治愈时间、换药次数、医疗费用、创面面积缩小率和愈合率、疼痛情况以及两组治疗效果,采用创面愈合评分表(Pressure ulcer scale for healing,PUSH)比较两组愈合效果。结果:试验组治愈时间短于对照组、换药次数少于对照组、医疗费用低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);试验组创面面积缩小率和相对愈合速率均高于对照组(P<0.05),治疗后两组疼痛视觉模拟评分(Visual analogue scale,VAS)均低于治疗前,且试验组VAS评分低于对照组(P<0.05);试验组创面治疗有效率为95.00%,高于对照组的79.49%(P<0.05);治疗后两组PUSH评分均低于治疗前,且试验组治疗后不同时间点PUSH评分均低于对照组,存在组间、时间和交互意义(P<0.05)。结论:速愈乐创面敷料用于骨科难愈性创面的疗效明显,可缩短创面愈合时间并减少患者经济负担,具有缓解疼痛和促进创面愈合的作用。

乳腺癌外泌体中环状RNA的生物学功能研究进展

乳腺癌发病率逐年上升并超越肺癌跃居全球癌症发病率首位。随着乳腺癌诊疗技术的飞速发展,患者预后得到了较大改善,但复发、转移及化疗耐药仍是乳腺癌患者的主要死亡原因。因此,探究在乳腺癌发生、发展及诊治过程中,发挥关键作用的新型分子标志物尤为迫切。而环状RNA自身特有的稳定环状结构及在各种疾病中的调控作用,使其在疾病分子标志物领域得到广泛的研究与证实。与此同时,研究者们发现广泛分布于人体各种体液中的外泌体,可作为环状RNA在细胞间通讯的重要载体。外泌体中环状RNA在多种癌症发生的细胞间通讯、调节肿瘤微环境等多个环节发挥了重要作用。因此,本文归纳总论了乳腺癌外泌体中环状RNA的生物学功能及临床价值。

基于干旱环境中大鼠泪腺差异表达蛋白的筛选初探“燥伤清窍”机理

目的通过筛选干旱环境中大鼠泪腺的差异表达蛋白,探讨与“燥伤清窍”病机相关的蛋白质或信号通路,从分子水平认识外燥证的本质。方法20只SD雌鼠随机均分为2组,分别为在常温常湿环境中饲养的对照组(CG),以及采用人工气候箱和砂尘试验箱模拟干旱环境(西北燥证的主要病因)干预的干旱风沙组(DD),均饲养48 d。随后摘取大鼠左侧泪腺,采用串联质谱标签(TMT)技术筛选差异表达蛋白,并进行生物信息分析。结果(1)差异表达蛋白:筛选出DD组大鼠泪腺中差异表达蛋白共505个,其中上调蛋白有210个,下调蛋白有295个。(2)基因本论(GO)功能注释:差异表达蛋白主要影响细胞过程和单生物过程,主要定位在细胞和细胞器,分子层面主要影响蛋白的结合和催化活性。(3)GO富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集:上调蛋白多与免疫功能相关,主要富集在抗原加工呈递通路;下调蛋白多与离子的转运和肌肉的收缩相关,主要富集在与氧化、磷酸化相关的通路。(4)候选靶标蛋白:S100钙结合蛋白A9(S100A9)、α-1-酸性糖蛋白(AGP1)、趋化因子C-X3-C基元配体1(CX3CL1)、髓过氧化物酶(MPO)、泛醇-细胞色素C还原酶铰链蛋白(UQCRH)、T-激肽原1(KNT1)、蛋白酶体亚基β-8(PSMB8)、前列腺素D合酶(PGDS)、免疫球蛋白G(IgG)、热休克蛋白27(HSP27)、血清转铁蛋白(TF)、酪蛋白激酶Ⅱα'亚基(CSNK2A2)、泛素羧基末端水解酶L3(UCHL3)为探索“燥伤清窍”微观机制的候选靶标蛋白。结论基于眼部症状,或可立足免疫功能(尤指炎症反应与变态反应)和细胞凋亡,选择相应的信号通路探索“燥伤清窍”的微观机制。

局部应用氨甲环酸联合磺胺嘧啶银脂质水胶敷料对骨科大手术后切口渗血的影响

目的 探讨局部应用氨甲环酸联合磺胺嘧啶银脂质水胶敷料对骨科大手术后切口渗血的影响。方法 选取2022年1月至2023年1月德阳市人民医院骨科114例行骨科大手术的患者,按随机数字表法将其分为A组(38例)、B组(38例)和C组(38例)。A组患者使用磺胺嘧啶银脂质水胶敷料外敷,B组患者选择5%氨甲环酸湿纱湿敷,C组患者选择联合外敷方案。比较三组渗血程度、换药疼痛程度、切口情况及患者满意度。结果 C组患者渗血程度轻于A、B组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组的视觉模拟评分法(VAS)评分组间、时间及交互作用比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。三组患者换药中、后VAS评分均高于本组换药前,三组患者换药后VAS评分均低于本组换药中,差异有统计学意义(P<0.05);C组患者换药中、后VAS评分均低于A组、B组,差异有统计学意义(P<0.05)。C组患者伤口24 h渗血总量少于A组、B组,差异有统计学意义(P<0.05);C组患者脓性分泌物、创面水肿、肉芽色泽、肉芽出血、肉芽生长评分均高于A组、B组,差异有统计学意义(P<0.05)。C组患者满意度高于A组、B组,差异有统计学意义(P<0.017)。结论 氨甲环酸外敷与磺胺嘧啶银脂质水胶敷料联合用于骨科大手术患者中,可显著减少术后切口渗血量,并减轻伤口换药疼痛程度。

利用机器学习设计光子晶体全光逻辑门

为了加速光子晶体性能分析和全光逻辑门的设计,提出了利用神经网络设计基于带隙传输的光子晶体全光逻辑门。使用逆向神经网络,根据需要的群折射率、光子带隙和工作频率等光学性质,成功逆向预测光子晶体逻辑门的结构参数。仿真结果表明:该逻辑门能在时域实现AND和NOT运算;对比输入和运算输出的脉冲宽度,AND运算脉宽仅变化3.6%,实现稳定的包络和精确的“数字”逻辑运算。

宿迁苏05井中层水温异常判定

2020年4月初宿迁苏05井中层水温出现异常变化,基于现场异常核实,运用同井其他测项数据对比分析、历史震例分析、同层水温对比观测等多种方式分析异常变化产生原因。现场异常核实及基础数据分析表明:苏05井中层水温异常非人为干扰、自然环境变化与观测环境破环所致。对比观测结果显示,两组水温观测数据相关性较差,且周边水温测项未出现同步异常变化。历史震例分析结果表明:苏05井中层水温数据异常变化与以往震例水温异常特征差异性较大。综合探头检查及井孔自身条件检查等多方面分析认为,苏05井此次水温异常变化为探头老化所致,排除地震前兆异常。

项目公司临时建筑设计标准研究——以中国铁工投资集团项目公司为例

文章针对国内一些大型投资集团的个别项目公司存在临时办公场所投资大、空间浪费、一地一样、未能很好地展现企业形象的问题,以中国铁工投资集团为例,针对上述现存问题,以统一标准、保证质量、提高效率、成本可控、凸显文化为目标,引入工程美学、标准化、模块化等设计理念,分析临时建筑的类型与特征,据此从功能配置、面积标准、整体布局、单体建筑、形象塑造等方面构建项目公司临时建筑的设计标准。

长白山苔原带土壤真菌与环境因子的相关性

【目的】探明长白山苔原带土壤真菌群落组成、多样性及其与土壤理化特性的关系,为深入了解长白山北坡苔原带土壤微生物群落特征及长白山苔原带变化规律提供参考。【方法】以长白山北坡苔原带土壤作为研究对象,基于真菌形态学观察鉴别,利用指标检测法分析不同海拔土壤的含水率、pH、有效磷、铵态氮,并深入分析长白山北坡苔原带不同海拔地区土壤真菌的群落变化特征及其与土壤理化特性的关系。【结果】在长白山北坡苔原带土壤中共获得3门5纲7目9科17属土壤真菌,在属水平上的优势类群为青霉属(Penicillium)、木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)、镰孢属(Fusarium)、毛霉属(Mucor)。根霉属(Rhizopus)、放射毛霉属(Actinomucor)、弯颈霉属(Tolypocladium)及毛壳属(Chaetomiua)在不同生境的分布存在显著差异。各海拔区内,土壤含水量、温度、pH、有效磷、硝态氮和铵态氮可能是影响长白山苔原带土壤真菌群落组成成分的关键性土壤环境因子。【结论】长白山苔原带随着海拔上升,土壤真菌多样性总体数量下降,土壤硝态氮、有效磷、铵态氮及含水率对土壤真菌群落特征影响较大。

基于共轭梯度法的航天发动机典型管路载荷重构方法研究

航天发动机在实际服役时,内部管路结构经常受到各类载荷的作用,对结构产生负面影响.为了有效获取航天发动机管路中的载荷信息,提出了基于共轭梯度法的载荷重构方法.根据管路局部应变参数,以正问题与逆问题过程中航天发动机管路结构应变响应参数的残差最小为优化目标,实现载荷信息的重构.为了验证所使用算法的有效性和准确性,以某型号航天发动机管路结构为例,分别进行了静载荷、简谐激励、随机激励信息的识别重构.数值算例表明,该方法可以准确有效地对管路中受到的载荷信息进行重构,且重构误差较小,均在5%左右.

基于改进Gossip算法的多微网孤岛系统分布式电力交易策略

多微网系统的去中心化是微电网的重要发展趋势。关注多微网系统的分布式控制策略,将Gossip算法应用于由多个微电网组成的组合孤岛系统中;给出零售市场的电力交易模型,追求使多微网系统全局目标函数最小化的电价;基于双向平衡Gossip算法实现多微电网的电价决策;为保证安全隐私,设计一种具有隐私保护功能改进Gossip算法,以增加迭代次数为代价,避免成本函数共享。最后,通过算例仿真验证了采用Gossip算法的电力交易策略对孤岛运行状态下的分布式多微网系统的有效性。

人格理论视角下社区老年人生活质量相关因素的模型构建与分析

背景随着我国人口老龄化,老年人的生活质量,尤其是心理健康状态日益受到学者们的关注。心理健康状态是由内因决定的,而人格是影响心理健康状态的重要因素。但目前缺乏人格特征对于老年人生活质量的影响研究。目的分析以人格特征为核心的社区老年人生活质量相关因素,为探索新型照护干预措施提供思路。方法于2017年3-8月利用半随机的方法进行横断面调查研究,先用抽签法随机抽取石家庄市8个社区,再用方便抽样法选择符合纳入标准的老年人为研究对象。调查问卷包括一般资料问卷、简明健康测量量表(SF-36)、总体幸福感量表(GWBS)、社会支持评定量表(SSRS)、一般自我效能感量表(GSES)、艾森克人格问卷(EPQ)等,采用多元线性回归、路径分析等统计学方法,评价各因素对老年人生活质量的影响及因素间的相互关系。结果共发放问卷450份,回收有效问卷436份,有效回收率为96.9%。436例老年人,SF-36评分为(111.4±30.6)分,心理因素总结(MCS)评分为(56.8±16.6)分,生理因素总结(PCS)评分为(54.6±16.7)分,生活质量良、中等、差的比例分别为40.1%(175/436)、51.6%(225/436)、8.3%(36/436);GWBS评分为(77.0±12.2)分;SSRS评分为(39.2±8.2)分;GSES评分为(24.7±4.0)分;EPQ中内外倾向(E)分量表评分为(62.7±12.8)分,神经质(N)分量表评分为(61.2±14.4)分,精神质(P)分量表评分为(71.3±22.2)分。多元线性回归分析结果显示,文化水平(β=-7.724)、现月收入(β=7.229)、GWBS(β=1.143)、E评分(β=-0.249)是影响社区老年人生活质量的因素(P<0.05)。路径分析结果则进一步表明,以E、N、P为核心的人格特征可通过中介变量即总体幸福感,进而影响老年人生活质量。结论石家庄市社区老年人生活质量处于中等水平,且与人格特征中的E密切相关。建议以其人格特征为基础,研究制定特性化照护干预措施,精细化地帮助社区老年人获取有效社会支持和一般自我效能,全面提升总体幸福感,是改善其生活质量的新途径。