元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

新质生产力赋能高质量发展的逻辑理路、关键着力点与实践路径

面对当今世界百年未有之大变局的加速演进,新一轮科技革命和产业变革前沿领域竞争加剧,要实现中国式现代化和高质量发展目标,在日趋激烈的国际竞争中赢得主动,就必须加快发展新质生产力。在生产力演化实现从“旧质”到“新质”的能级跃迁过程中展现出的“以质促新”的核心要义,意味着创新驱动是新质生产力“新”的关键,高质量发展是新质生产力“质”的锚点。创新驱动发展成效的日益彰显、社会主义制度的显著优越性、超大规模市场优势以及相对完备的产业体系是新质生产力赋能高质量发展的潜能优势。以深化改革建立与新质生产力发展相适配的新型生产关系,以坚持践行绿色发展为发展新质生产力持续注入绿色新动力,以完善人才制度体系建设为发展新质生产力积蓄最活跃因素,是新质生产力赋能高质量发展的主要实践路径。

中国废旧军服面料回收利用的研究现状及发展前景

为促进废旧军服面料的高值化回收利用,总结了国内07式军服的种类及其面料特征,系统分析了目前开纤纺纱法、再生聚酯切片法、涤棉分离技术等废旧军服面料的回收利用方法,并对废旧军服面料回收再利用的发展前景进行展望。分析表明:目前废旧军服面料的回收利用主要聚焦于简单再利用或回收涤纶组分制备高值再生聚酯切片,较少关注军服面料中其余组分的高值回收利用。针对废旧军服面料中含量相对较高的涤棉混纺面料,采用有效的涤棉分离技术高效分离涤纶和棉纤维,并以此作为原料分别制备再生聚酯切片和再生溶解浆,进一步以再生棉浆粕为原料制备再生纤维素产品将非常有前景。因而,开发高效的涤棉分离、废旧涤纶和棉纤维的高值化利用技术是实现废旧军服面料综合利用的重要发展方向。

用于单片机实验教学的红外激光气体检测仪

为了实现科研反哺教学、促进教学与科研的深度融合,研制了一种基于嵌入式多核处理器和数字信号处理器的实验教学用红外激光气体检测仪。该检测仪包括光学系统和电学系统,其中电学系统包含光谱信息感知模块和嵌入式控制模块。利用研制的检测仪开展了氨制冷冷库现场的泄漏氨气浓度的检测应用。结果表明,与传统气体检测仪相比,该检测仪实现了检测仪的网络化与智能化,而且性能满足实验教学要求。

磁性生物炭合成及其对重金属吸附机制的研究进展

磁性生物炭(Magnetic biochar,MBC)因其磁分离能力和广阔应用前景而受到研究者广泛关注。MBC中碳基结构特征(如形貌、比表面积、官能团等)和铁氧化物形态及分布受多因素影响,如原料来源、热解温度、合成方法等。然而,MBC特性与合成条件的关联性以及MBC对重金属的吸附机制有待进一步研究。本文通过阐述合成条件对MBC特性的影响及其吸附重金属机制,提出关于未来MBC吸附重金属研究的一些科学问题,这将为认识MBC的环境效应提供重要的基础信息。

基于声发射的钢桥面板焊接气孔缺陷在线识别

为实现正交异性钢桥面板机器人智能化焊接过程中缺陷的在线监测,提出了一种基于快速傅里叶变换和支持向量机的气孔缺陷声发射识别方法.通过开展机器人焊接实验,揭示了钢桥面板焊接及缺陷产生过程的声发射特征.无损伤与气孔缺陷2种工况信号的幅值、振铃计数、峰值频率和中心频率等参数重叠交叉严重、相关性不显著,而气孔缺陷信号的傅里叶频谱存在更多高频能量分布,因此以频谱为输入建立2种工况的径向基核支持向量机模型.实验结果表明,与朴素贝叶斯、随机森林和线性核支持向量机模型相比,径向基核支持向量机模型拥有更高的正确率(95.4%)和召回率(94.3%),能够用于焊接过程气孔缺陷的在线识别,具有较强的鲁棒性和实用性.

源荷不确定对电压稳定性影响的虚拟仿真实验设计

为促进科教融合,提升学生的实践能力,设计了不确定源荷对电力系统静态电压稳定性影响的虚拟实验教学,开展教学与科研互助的实验教学模式探索。虚拟实验以电压稳定性理论为基础,以小规模电力系统为仿真算例,仿真参数完备,有助于学生对复杂理论知识的理解和对科学问题的探索,了解当前新型电力系统电压稳定性的科技前沿,启发学生从仿真中体会“探索-分析-总结”的学习方法和从事科学研究的过程,培养学生的科学研究兴趣。该实验可作为电压稳定分析理论教学的有益补充。

某低品位黏土型锂矿石的焙烧——无酸浸出试验研究

云南某低品位黏土型锂矿石含锂0.147%,为探究低能耗、环保的开发利用工艺,采用新型焙烧助剂ASH开展了低温焙烧—无酸浸出的提锂工艺研究,并结合XRD、SEM-EDS等分析手段阐述了反应机理。试验结果表明,在试样与ASH质量比为1∶0.3、焙烧温度为400℃、焙烧时间为1.0 h,去离子水浸出时间为2 h、浸出温度为70℃、液固比为5 m L/g条件下,锂浸出率为83.81%。机理分析显示,焙烧—浸出前后,样品中主要矿物相未发生变化,但衍射峰强度降低;经焙烧—浸出后,浸渣表面均匀分布着裂纹和空隙,Al、Si、Fe、Ti含量均有所降低。说明ASH与矿物发生反应,破坏了矿物的表面结构,生成了可溶性盐Li-ASH。与传统焙烧—浸出工艺相比,本研究所采用的提锂工艺焙烧温度低、浸出时无酸,降低了生产能耗、简化了工艺流程,对同类型低品位黏土型锂矿的绿色高效开发利用具有重要借鉴意义。

畜禽养殖场臭气治理技术研究进展

随着我国畜禽养殖规模逐渐扩大,畜禽养殖场产生的臭气问题日渐突出。在畜禽养殖过程中,养殖场的臭气主要来源于畜禽粪尿、畜禽自身排出气体、饲料残渣、污水、堆肥间等,臭味大多与氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素等相关,其中含量较多的成分是氨气和硫化氢,会对生态环境和人体健康甚至畜禽本身产生严重危害,因此对畜禽养殖场臭气的治理迫在眉睫。针对养殖场臭气治理,可采用源头减排、过程控制和末端治理三大途径,从异位和原位进行臭气控制:异位控制是通过物理、化学和生物法对已经释放的臭气进行末端控制;原位控制是通过一些饲料添加剂对畜禽体内进行调控,从而实现过程控制和源头减排臭气,以此减轻养殖场臭气产生的危害。本文基于国内外养殖场臭气治理的相关研究,系统梳理了养殖场臭气的治理技术,并分别对各个技术进行了相关典型案例分析,为养殖场臭气治理的研究提供了一定的技术参考。

考虑质量传导的项目调度与人员配置集成优化

研究表明,质量问题是项目返工的主要原因之一,而人员技能水平是影响项目活动完成质量的关键因素。基于一般性的多技能资源受限项目调度问题,综合考虑人员技能水平以及活动间质量传导作用对活动完成质量的影响,进一步数学表达级联作用下的返工子网以及重构的项目网络,并结合一个大型船舶制造项目案例进行实验分析。对比实验结果表明:所提出的模型可有效平衡有限人力资源在不同活动间的分配,有利于减少返工风险的级联,缩短项目总工期。进一步,通过质量评估区间和人员技能水平参数波动的随机实验,验证模型对两类参数波动具有一定的鲁棒性。

数字化铀矿勘查服务平台数据资源共享与安全策略

随着“数字核工业”建设的全面铺开,数据资源成为铀矿地质勘查业务中不可或缺的核心生产要素。核工业北京地质研究院基于开源软件架构,研发了基于统一架构、研产一体的“数字化铀矿勘查服务平台”,该平台是基于各类实用型软件功能和丰富的勘查数据资源开展数据共享与应用,在铀矿地质勘查工作中提高勘查效率和准确性的一种服务型软件系统。为了满足铀矿地质勘查不同类型的数据及服务需求,建立了一套较为健全的数据资源和服务体系,提供了一批基础地质、铀矿勘查物化探等相关数据资源,并严格划分数据权限和用户权限,实现根据数据所有权划分审批权限的功能。同时,在国家网络安全和信息安全的要求下,开展了数据安全策略研究,以保障平台安全稳定运行。面向四代勘查项目,面向铀矿地质勘查领域,初步构建了“快速存储、方便查询、灵活调用、共享发布、动态更新、分析应用”的数据资源管理、共享和应用服务平台。

探索3E方法在教学实验室负面清单管理制度中的应用

高校化学教学实验室内存在很多危险因素,管理方法和技术手段采用不当会引起师生受伤,进而影响实验教学的正常进行。负面清单管理制度可简明扼要地将各种实验教学和实验室管理过程中发现的问题进行归纳总结,做好负面清单的整理和持续改进是强化高校化学实验教学实验室安全管理的有效方法之一。本文在总结现阶段高校化学实验教学实验室的各种影响因素的基础上,形成有针对性的负面清单,开展有针对性的实验室安全教育和培训E(education)、采取有效的实验室工程技术安全措施E(engineering)、强化实验室安全强制措施E(enforcement),形成了3E方法与负面清单管理制度相结合的化学教学实验室安全模式。该制度的可持续发展模式在化学教学实验室管理中收获良好效果,为高校化学教学实验室安全管理提供参考。

水稻Ⅲ类过氧化物酶基因IPH1调控水稻株高

过氧化物酶(peroxidase, PRX)是过氧化物酶体的标志酶,能够保护细胞免受氧化损伤和解除H2O_(2)的毒害作用,还可以增强自然杀伤细胞的活性,调节细胞的增殖、分化和凋亡等.其中Ⅲ类过氧化物酶(CⅢPRXs)是植物中特有的过氧化物酶家族,通过清除活性氧(ROS)在植物免疫中发挥重要作用,然而CⅢPRXs在水稻株型建立中的功能尚不清楚.通过基因编辑技术CRISPR/Cas9获得CⅢPRXs基因(LOC_Os12g09460)两种不同形式的敲除突变体iph1-1,iph1-2.iph1突变体的株高显著高于野生型,除倒1节节长(即第5节)外,其他节节长均显著或极显著长于野生型.农艺性状考察表明,穗长及结实率等主要性状差异无统计学意义;通过RT-qPCR技术进行的表达模式分析表明,IPH1在根、茎、叶、鞘、穗中均表达,并在茎和鞘中表达相对较高;亚细胞定位分析表明,IPH1蛋白主要定位于过氧化物酶体中.进一步通过生理分析,发现突变体中过氧化物酶活性显著降低,同时H2O_(2)质量分数显著增加.这些结果初步证实了IPH1能够通过过氧化氢途径调控水稻株高的形成,可为丰富株高调控网络提供有利的基因资源,进一步为株型相关生物育种奠定基础.

乳腺癌综合治疗的疗效随访

目的观察经免疫组织化学分型的乳腺癌综合治疗疗效,为临床治疗提供参考。方法随访山西省肿瘤医院2010年1月至2012年12月治疗的1240例乳腺癌患者,其中导管型883例;人表皮生长因子受体-2(HER-2)型260例;三阴性乳腺癌(TNBC)97例。保乳术(BCS)或术前新辅助化疗,或术后放化疗的共275例;改良根治术(IRM)和术前新辅助化疗,或术后放化疗的共965例。BCS和IRM后,均行术后常规患侧全乳房、全胸壁调强放疗(IMRT)和锁骨淋巴引流区放疗,DT约50 Gy。腋窝淋巴转移阳性者,补照腋窝区DT 60~70 Gy。雌激素受体(ER)阳性者,行辅助性内分泌治疗。HER-2阳性者,加用曲妥珠单克隆抗体靶向药物治疗。结果BCS和IRM患者的五年生存率分别是81.8%和78.2%(P>0.05),其中腋窝淋巴结无转移者为91.8%;1~3个淋巴结转移者为74.0%;4个以上转移者为63.0%。4个以上淋巴结转移者和无转移者五年生存率差异具有统计学意义(P<0.01)。导管型五年生存率为98.0%;HER-2型为37.7%;TNBC型为17.5%。结论导管型对内分泌治疗敏感,预后最好;HER-2型对抗HER-2靶向药物有效,预后居中;TNBC型具有较强的侵袭性,且对内分泌和靶向药物治疗效果有限,预后最差。免疫组织化学分型和腋窝淋巴结转移数的多少,是影响预后的重要因素之一。

胃腔内注入生理盐水辅助超声引导下经皮胃造瘘

肠内营养支持是维持长期无法经口进食患者有效营养的重要手段,不仅能提供代谢能量来源,还可防止肠道菌群移位^([1])。经皮胃造瘘操作简单、创伤小,已成为实施肠内营养支持的重要方法^([2]),但难以用于无法经口于内镜下行造瘘或病情较重不便于移动者。本研究观察胃腔内注入生理盐水用于辅助超声引导下经皮穿刺胃造瘘的效果。

逆行松解神经血管束且保留Retzius间隙机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术的技术要点(“大家泌尿网”观看手术视频)

保留耻骨后间隙的前列腺癌根治术(RS-RARP)可以显著提高术后即刻尿控且不增加切缘阳性率。然而该术式学习曲线长,目前能掌握的学者不到10%,尚未推广。基于对前列腺解剖结构及手术方式的认识,本中心对RS-RARP进行优化。我们首创了完全后入路逆行松解神经血管束的RARP,最大限度保留神经血管束,简化手术操作,仅使用一根缝线即可完成尿道吻合,无需使用Hem-o-lok,减少相关并发症。我们在本中心常规开展该术式,通过多维度分析认为这是一种“肿瘤控制可、尿控保护好、性功能恢复快、并发症少、可操作性强”的手术方式。本文详细介绍该术式的关键步骤及操作体会。

硅灰及矿渣粉对大掺量粉煤灰砂浆力学性能的影响及机理研究

以硅灰和矿渣粉(GGBS)为辅助胶凝材料,使用聚羧酸高性能减水剂,分别研究了硅灰和GGBS对大掺量粉煤灰砂浆抗压强度的影响。通过压汞测试(MIP)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对制备试件的孔结构、微观产物、物相组成进行分析,得到了硅灰和GGBS影响大掺量粉煤灰砂浆强度的机理。结果表明:单掺硅灰的大掺量粉煤灰砂浆的抗压强度随着硅灰含量增加先增大后减小,单掺GGBS的规律与硅灰类似;复掺硅灰和矿渣时,砂浆的强度较其他同龄期组均有一定的提高,二者表现出良好的协同作用;无论是单掺还是复掺,硅灰和GGBS都对大掺量粉煤灰砂浆强度有良好的提升作用。砂浆试件总孔隙率和大孔占比与抗压强度总体呈负相关,强度越高的砂浆试件微观结构越致密,但相比于总孔隙率,毛细孔和大孔占比表现出与抗压强度更好的相关性。当硅灰和GGBS质量分数分别为8%和6%时,砂浆28 d强度最大,为88.05 MPa。

“双一流”大学教师国际学术影响力研究——结构、评价指标及影响因素

构建大学教师国际学术影响力的三维评价指标和量表,对中国37所“双一流”大学教师进行了国际学术影响力抽样调查和测评。通过结构方程模型方法,拟合验证了所构建的大学教师国际学术影响力的三维结构,即国际人才培养、国际科学研究和国际社会服务。研究结果表明,大学教师的国际学术影响力平均水平偏低,存在较大的个体差异,同时,还会受到大学教师的学科领域、职称、访学时长、访学次数等因素的显著影响。

智慧应急赋能城市减灾:本土建构、现实困境与提升路径

智慧应急既是城市减灾治理现代化转型的一个前瞻性概念,也是智慧城市在风险社会中需要不断探索的理论前沿。该文从城市减灾的视角,系统阐释智慧应急的技术内涵、治理内涵和价值内涵,实现智慧应急赋能城市减灾的本土建构;通过全景式观察智慧应急赋能城市减灾过程中所存在的多源异构数据整合与共享难题、技术驱动与制度变革间衔接问题以及技术与权力滥用引发“数字利维坦”之恶等现实困境;尝试从建立数据标准规范体系、构建多元协同治理机制和协调价值主体利益诉求等维度探索提升路径,以期为智慧应急在城市减灾应用与实践中提供理论基础和政策指引。

学科竞赛驱动的大学生创新创业人才培养模式构建

学科竞赛已成为培养大学生创新创业能力的一种重要途径。通过学科竞赛培养测绘专业创新创业人才需要5个方面的联动:一是构建促使大学生参加学科竞赛的人才培养方案,推动学生参加各类学科竞赛;二是制订促进创新创业人才培养的学科竞赛规则,培养学生创新思维和创业能力;三是建立促进创新创业人才培养的竞赛指导团队,引导学生进行创新创业实践;四是科学开展竞赛培训,通过实习、实验、实践等方式培养创新创业能力;五是对具有创新创业能力的获奖者给予赛后支持与扶助,鼓励学生将创新成果通过各种方式转化为现实生产力。