人工智能时代的教育评价改革

随着人工智能技术的飞速发展,教育评价改革面临着前所未有的机遇与挑战。本文从认知心理模型视角出发,深入探讨人工智能技术在教育评价中的应用渊源、价值及其所带来的创新性变革。传统教育评价方法已不足以应对当前教育的复杂需求,人工智能技术提供了更为科学、客观和专业化的途径。同时,学生和教师的能力结构转型已成为教育评价改革的重要方向,大数据、自适应学习、深度学习与智能分析等技术在教育评价中发挥着关键作用。此外,多元化、个性化、大数据驱动、过程导向和聚焦高阶思维能力已成为教育评价的重要发展趋势。人工智能带来的变革不仅提高了教育评价的效率和精确度,也为教育评价体系的现代化开辟了新路径。

土壤-水稻前茬离散元仿真参数标定及其旋耕轨迹分析

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元仿真标定。首先测定了土壤-水稻前茬混合物内各物质物理与相互间接触参数,以堆积角作为评价指标,利用仿真试验进行了显著因素筛选、最优水平取值范围确定及二阶回归模型下最佳参数寻优,对参数进行了标定,得到土壤-水稻前茬混合物模型极显著参数的最优组合为土壤-土壤恢复系数0.407、土壤-土壤动摩擦系数0.123、土壤-水稻前茬静摩擦系数0.596、土壤表面能1.860 J,此时与试验堆积角误差为0.58%。并进行了土壤-水稻前茬间的直剪试验与仿真,得到了稳定后不同垂直应力下试验与仿真的直剪切应力误差分别为:5.4%(50 kPa),4.1%(100 kPa),3.1%(150 kPa)。最后在最优参数组合下,开展了基于MBD-DEM的旋耕土壤-水稻前茬轨迹分析试验,前茬跟随旋耕刀及直接被掩埋两种埋覆场景下仿真与土槽试验轨迹的Spearman秩相关系数分别为0.91、0.84,验证了仿真模型标定参数的准确性。研究结果可为水稻前茬旋耕轨迹调控过程的离散元仿真分析提供可靠的接触参数。

基于多尺度时空图卷积网络的交通出行需求预测

满足公众高质量出行需求是智能交通系统(ITS)的主要挑战之一。目前,针对公共交通出行需求预测问题,现有模型大多采用固定结构的图描述出行需求的空间相关性,忽略了出行需求在不同尺度下具有不同的空间依赖关系。针对上述问题,提出一种多尺度时空图卷积网络(MSTGCN)模型。该模型首先从全局尺度和局部尺度构建全局需求相似图和局部需求相似图,这2种图可以捕获公共交通出行需求长期内较为稳定的全局特征和短期内动态变化的局部特征。利用图卷积网络(GCN)提取2种图中的全局空间信息和局部空间信息,并引入注意力机制融合两种空间信息。为了拟合时间序列中潜藏的时间依赖关系,利用门控循环单元(GRU)捕捉公共交通需求的时变特征。采用纽约市出租车订单数据集和自行车订单数据集进行实验,结果表明MSTGCN模型在自行车订单数据集上均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和皮尔逊相关系数(PCC)达2.7886、1.7371、0.7992,在出租车订单数据集上RMSE、MAE、PCC达9.5734、5.8612、0.9631。可见,MSTGCN模型可以有效地挖掘公共交通出行需求的多尺度时空特性,对未来公共交通出行需求进行准确预测。

柳州市油茶林下套种天门冬技术

油茶产业是广西柳州市富民兴业的重要林业经济产业,发展油茶林下复合经营有助于充分利用油茶林地资源,实现一地多用、一地多收,促进林业增效、林农增收。根据柳州市油茶产业发展实际,从品种选择、育苗、林地整理、定植、抚育管理、病虫害防治及采收与贮藏等环节介绍油茶林下套种天门冬技术,以期推动油茶林下复合经营健康发展。

基于EDEM导流式侧传动烟草开沟培土机设计与试验

针对烟草生产田间管理过程中机械化开沟培土作业土壤抛送质量与落点存在的不足,设计了一种导流式侧传动烟草开沟培土机。该机采用“反转旋耕—旋耕抛土装置碎土抛送—导流罩控制落点”的作业方式,根据烟草种植农艺要求与机具工作原理,对关键部件进行参数设计与分析。建立导流式侧传动烟草开沟培土机模型,运用EDEM离散元进行仿真分析,选取培土厚度和培土宽幅为评价指标,以旋耕转速、旋耕深度、机具前进速度为试验因素,进行仿真试验与优化,获得最优参数组合。田间验证试验结果表明,该机作业质量稳定,平均培土厚度为41.9mm,平均培土宽幅为188.7mm,田间试验中2个评价指标与仿真试验基本一致,误差分别为14.3%和3%,基本满足烟草培土作业农艺要求。

柳州市三伯岭林场马尾松和枫香混交造林技术

马尾松是广西柳州市重要的公益林和经济林树种,枫香是柳州市的乡土树种,两者均具有较高的生态效益和经济效益。为提高林木生长量、减少病虫害发生、改善林地土壤理化性状,以柳州市鱼峰区三伯岭林场为例,从林地整理、苗木选择、定植、抚育管理等方面总结了马尾松林冠下栽植枫香技术,从造林地选择、林地清理、林地整理、品种选择、定植、混交方式及抚育管理等方面论述了马尾松与枫香植苗混交造林技术。

水稻秸秆收集与连续打捆复式作业机设计

针对单体打捆机捡拾联合收获后田间滞留的水稻"站秆"及"残茬"收净率较低,以及圆捆打捆机绕线卸捆时需停机导致作业效率低等问题,该文将现有水稻联合收获机的脱粒清选和粮箱等装置与圆捆打捆装置置换,在输送槽出口与打捆装置集料口处设置集料装置作为缓存区,采用自动控制技术控制各功能部件连续作业,最终研发出集切割、捡拾、收集、打捆、集捆等功能于一体的田间水稻秸秆收集与连续打捆复式作业机。田间性能试验表明:在作业档的工况条件下,作业速度越快,成捆效率越高,但圆柱规范度程度越差;经测定,整机以中速档(1.1 m/s)连续作业3.4 h后,其成捆率为98%,生产率为0.4 hm^2/h,秸秆收净率为95%。该研究为机械化收获后有效提高秸秆利用率以及实现农业生产中农机具的一机多用提供了参考。

车载激光扫描数据中实线型交通标线提取

本文提出一种基于路面点云强度增强的车载激光点云实线型交通标线提取方法。首先通过预处理提取路面点云,获取各激光点与轨迹线的距离。然后逐段对路面进行强度增强,集合多滤波器集成的策略进行强度变换和去噪,消除距离、点密度、磨损等因素对反射强度值影响,增强路面点云和标线的强度差异。基于增强后的反射强度,采用k均值聚类和连通分支聚类等方法对标线进行分割,并利用归一化图割方法优化强度分割结果。最后利用实线型标线的语义信息和空间分布特征从分割后标线对象中识别实线型交通标线。试验采用四份不同车载激光扫描系统获取的数据用于验证本文方法有效性,实线型标线提取结果的准确率达到95.98%,召回率达到91.87%,综合评价指标F 1-Measure值达到95.55%以上。试验结果表明本文方法能够有效增强受扫描距离、路面磨损及点密度分布不均等因素影响的点云强度信息,实现不同车载激光扫描获取的复杂道路环境下实线型交通标线的提取。

油菜钵苗移栽机成穴作业方式及参数优化

针对油菜移栽机成穴器对土壤扰动大、孔穴穴壁土壤孔隙度低影响钵苗生长质量的问题,该研究根据油菜钵苗移栽农艺要求,选取成穴器成穴方式(取土式、挤压式)、成穴器下端尺寸、成穴器入土深度为试验因素,利用离散元法对成穴过程进行仿真分析,以穴内截面回土系数和穴壁土壤孔隙度为指标评价各试验因素对孔穴形态及土壤扰动效果的影响。仿真结果表明,取土式成穴是相对较优的成穴方式,所成孔穴的横截面形状为矩形,形成符合农艺要求孔穴的较优参数组合为:成穴器下端尺寸50 mm,入土深度40 mm,所成孔穴上端尺寸的长和宽分别为69和79 mm,有效深度为40 mm,穴壁土壤孔隙率为48.5%,穴内截面回土系数为0.08。结合土槽试验对成穴器作业性能进行验证,结果表明,孔穴上端纵长、上端宽度、有效深度、穴壁土壤孔隙度和穴内截面回土系数的试验结果与仿真结果之间的误差平均值分别为4.8%、3.4%、1.2%、1.5%和14.2%,优化后的成穴器能够成型满足设计要求的孔穴,该研究结果可为成穴器的优化提供参考。

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50~80 r/min、离心风机转速为1 700~1 900 r/min时,清洁率为95.0%~98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。

轨道交通监测信息化管理系统研发与运用

监控量测作为确保轨道交通施工安全的重要技术手段,监测数据的时效性尤为重要。基于蓝牙无线通信、移动通信、数据库等信息化手段,同时根据城市轨道交通监测的具体特点,研发了一套适用于城市轨道交通监测的信息化管理系统。系统实现了监测作业流程作业项目的全覆盖,形成了"采集—运算—处理—分析—预警—消警"的闭合环路,确保了数据的真实性和即时性,为推动工程项目的溯源化管理、无纸化监测具有积极作用。通过在昆明轨道交通4号线全线的推广运用,表明运用该系统不仅提高了监测水平,降低了监测成本,也规范了监测单位的作业行为,保障了监测数据能够更为有效地指导施工作业。

高校重点实验室创新人才培养模式探索与实践

高校重点实验室是目前学科专业发展的中坚力量。为了更好地提升重点实验室培养创新人才水平,分析了传统学生培养模式和教学科研人才培养模式弊端,根据科研活动特殊性,以思想灵活,敢于摸索为核心,设计一种基于系统动力学的创新人才培养模式模型,把学生流、资金流、设施流等作为基础流,组建模型框架,利用计算机获得模型的坐标图像和二维图标,依照模型操作流程得到创新人才培养模式方案,即充分发挥重点实验室优势,组建高水平师资团队,制定系统培养计划,保证创新人才全面发展。实验结果表明,培养模式具有良好的有效性,在创新人才培养方面取得了较好成绩,对高校重点实验室改革具有一定参考价值。

基于GBRT模型的湖南县域农村居民点整治潜力预测

针对现有农村居民点整治潜力预测研究存在的评价方法主观性强、预测结果可靠性缺乏事实证据支持等问题,该研究利用土地利用时空数据和梯度提升回归树(gradient boosted regression trees,GBRT)方法构建农村居民点整治潜力预测模型,自动识别区域自然和社会经济多因素综合作用下的农村居民点整治潜力释放规律,并以湖南省为案例区开展了实证研究。精度验证结果表明,模型的回归预测R2为0.9765,平均绝对百分比误差为11.64%,预测精度总体能满足规划决策支持的需要。根据模型预测:(1)2020-2035年,湖南省农村居民点复垦整治潜力总规模约为36050.26 hm^(2),占2020年现状农村建设用地规模的4.58%,且预测结果与湖南省各县域单元历史整治潜力释放特征基本相符,表明预测结果具有较好的可行性。(2)湖南省潜力规模较大的区域主要分布在地形平缓、交通便利、城镇化水平较高的“长株潭”地区、环洞庭湖地区和湘中盆地地区,而湘南和湘西地区则相对较小。总体上模型预测结果具有较强的可行性,研究结果将为省级尺度统筹推进全域土地综合整治、农村存量建设用地挖潜和国土空间规划提供更加准确、可靠的决策依据。

中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机设计与试验

针对南方丘陵山区烟叶种植区传统铣抛式培土作业存在土块抛送不集中、定点覆土效果差等问题,采用“旋耕碎土—集中后抛—斜置送土”的作业方式,设计一款中间集抛后送式双侧斜输烟草培土机。根据土壤铣削加工和土壤螺旋输送器输送原理,对整机土壤加工关键部件进行了研究,分析集中后抛斜输过程,确定了培土机的主要结构和工作参数。利用EDEM离散元仿真,建立培土作业仿真模型,以机具前进速度、旋耕深度、螺旋输送器轴转速为试验因素,培土高度、培土幅度、取土率为试验指标,进行了二次正交旋转回归仿真试验与优化,得到最优工作参数。田间试验结果表明,作业后沟底土壤松碎,培土土量均匀,培土高度为24.37 mm,培土幅度为130.42 mm,取土率为21.19%,与仿真结果误差分别为12.21%、1.90%、10.44%。能够满足烟田培土需求,为烟草培土技术农机农艺融合提供了新途径。

生物质燃烧技术研究现状

生物质能作为可再生能源,已经被应用到各行各业。根据国内外生物质燃烧技术发展现状,通过研究生物质燃烧装置的设计、生物质燃烧特性以及解决污染物排放的方法,分析了现有生物质燃烧技术的难点,并对我国生物质燃烧技术发展提出了建议。

农村建设用地整治潜力规模与空间格局协同模拟研究--以湖北省宜城市为例

研究目的:提出一种农村建设用地整治潜力规模与空间格局协同预测模拟模型,为国土空间规划和全域土地综合整治提供更加准确的决策依据。研究方法:首先对社会经济宏观因素影响下的区域农村建设用地整治潜力规模进行分析,进而利用土地利用时空建模方法对农村建设用地图斑的整治概率进行预测,实现潜力规模约束下的整治潜力空间格局模拟,并以湖北省宜城市为案例区对模型的性能进行验证。研究结果:(1)宜城市2021—2035年农村建设用地整治的理论和现实潜力规模分别为4912.46 hm^(2)和2201.94 hm^(2);(2)模型对宜城市农村建设用地图斑的整治潜力格局模拟准确率为81.58%,召回率为0.9879。研究结论:模型实现了对农村建设用地整治潜力规模与空间格局的协同预测与模拟,能为国土空间规划和全域土地综合整治等专项规划提供更加精细的决策依据。

4SY–1型油菜割晒机切割与拨禾装置的优化设计与试验

研制的4SY–1型油菜割晒机主要由机架、循环式切割装置、双向对搂式拨禾装置、传动机构等组成。工作时,被循环式切割器切断后的油菜茎秆在左右两侧对称拨禾机构驱动下,从两侧向放铺通道推送挤压,实现双向对搂拨送和后侧放铺,达到茎秆首尾搭接式条铺。为保证循环式割刀切割过程的可靠性,对切割刀片的刃口参数进行了优化设计。运用仿人工拨禾作业原理设计了双向对搂中间放铺式拨禾装置,确定了拨禾装置主要结构尺寸。田间试验结果表明,在工作速度0.8 m/s、割幅1 m、种植密度22.5万株/hm2时,油菜铺放角为11.48°,角度差为6.64°,油菜平均铺层高562.7 mm,平均铺层宽955.6 mm,油菜茎秆以首尾搭接方式铺放,该油菜割晒机的切割与拨禾装置可以完成田间油菜有效切割、拨禾、放铺作业。

水平摘锭式采棉机采摘系统研究现状与展望

棉花是重要的战略物资,水平摘锭式采棉机是当前主流的机械化收获工具,且采摘系统是采棉机的核心部件。为此,通过在新疆南北疆地区实地考察,综合阅读文献,对我国水平摘锭式采棉机采摘系统关键部件和机理研究现状进行了综述和分析,指出了现阶段我国水平摘锭式采棉机采摘系统研究的不足。结合实际采收情况,指出我国水平摘锭式采棉机采摘系统稳定性低、智能程度低、采头堵塞原因与机理分析研究不足等短板,并给出了未来发展建议,以期促进我国水平摘锭式采棉机采摘系统的快速发展。

水稻秸秆压块成型工艺参数试验优化

田间移除秸秆可以减轻水稻重金属超标的问题,水稻秸秆压块成型可以为田间快速移除秸秆提供有利条件,因此对水稻秸秆快速压块成型设备关键部件和液压系统进行设计选型。选取压块成型过程中素秸秆长度、含水率、批次装填量等主要影响因素,以压缩块成型效果和密度为指标进行单因素试验,并在该基础上选取合适的作业范围进行多因素试验,极差分析和方差分析得到最优组合为稻秸秆含水率25%、切碎长度25 mm、批次装填量30 kg,对应稻秸秆压块成型密度为0.77 g/cm^3,压块成型效果最佳。

基于改进的G2-AEW-UMT模型的水工隧洞施工安全风险评价及障碍因子诊断

为降低滇中引水工程隧洞施工安全风险,预防安全事故的发生,对风险因子须提前预判。考虑隧洞施工孕险环境和水文、气象、工程地质等因素,结合规范和工程实际,遴选出8个一级指标和19个二级指标构建水工隧洞施工安全风险评价指标体系。采用改进G2、反熵权法(AEW)计算指标主客观权重,通过未确知测度理论(UMT)并引入障碍因子诊断,建立改进的G2-AEW-UMT水工隧洞施工安全风险评价模型。以某工程7^(#)隧洞为例进行模型验证,结果表明:隧洞斜井段、进口段和出口段障碍度最高的是气候条件,障碍度分别为27.79%,32.97%,29.75%;上游段主要障碍因子为地质条件,障碍度为28.93%;下游段主要障碍因子为水文条件,障碍度为22.96%;综合诊断表明影响7^(#)隧洞施工安全的主要障碍因子为气候、水文和环境条件,其障碍度均值之和达到49.55%,风险范围程度为62.5%,综合评价该水工隧洞施工安全风险等级为Ⅱ级,属于中风险,对比模糊综合评价结果与前人的研究,该模型评价结果符合工程实际,验证了模型的可行性。将未确知测度理论结合障碍因子诊断模型应用于水工隧洞施工安全风险评价的适用性好、计算精度高,可为滇中引水工程水工隧洞施工安全风险评价与诊断提供新思路。