面向球果抓取的主动式三指手爪设计与试验

为解决球形果实快速、稳定抓取问题,设计了一种主动式三指手爪。该手爪指部机构末端安装有球状主动滚轮,主动滚轮外附着柔性膜以增加手爪柔顺性与摩擦力。每个指部机构具有2个自由度,可实现手指开合以及主动滚轮旋转。工作时3根手指相互配合,在摩擦力作用下球果向手爪内部运动,可在仅接触球果条件下实现球果快速、稳定抓取,无需精确控制手爪位置和姿态。为阐述抓取过程中主动式手爪与球果的交互关系,推导了主动式手爪-球果交互模型。选取番茄、苹果以及橙子为典型球形抓取对象,开展了3款手爪(主动式手爪、鳍状软爪以及平行刚爪)的抓取试验。抓取试验结果表明,所设计主动式手爪平均首次抓取成功率为96.7%,平均抓取无损率为98.3%,平均任务时间为5.9 s,在抓取成功率、抓取质量以及抓取效率3方面均有较好表现,验证了该主动式手爪的有效性。

可见光LED通信研究进展

可见光LED通信兼顾照明与通信,具有高效、节能等优点,受到了人们的广泛重视。本文从阐述LED发光原理出发,介绍了可见光LED通信研究进展,分析了通信系统中部分关键技术。针对白光LED通信在室内的应用,对LED光源布局和可见光定位进行了讨论,以及几种常见可见光异构组网方案,最后对可见光通信未来的发展方向进行了展望。

基于SD模型的张掖盆地水资源生态足迹核算与预测

根据水资源生态足迹模型,通过构建张掖盆地水资源利用SD模型,设计5类不同情景来核算和预测现状(2000—2020年)和未来(2021—2050年)张掖盆地水资源生态足迹和生态承载力。结果表明:对于现状,人均水资源生态足迹、生态承载力和生态盈亏均值分别为3.517、0.272和-3.245 hm^(2)/人,水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.969和2.822 hm^(2)/104元;农业用水在张掖盆地水资源生态足迹核算中占绝对优势但占比在下降,农业领域是节水的重点且潜能较大;水资源生态足迹强度明显下降(降幅90.21%),证明了张掖盆地用水效率的上升;张掖盆地的水资源利用压力较大。平均而言,预测期内张掖盆地不同情景中人均水资源生态足迹均大于人均水资源生态承载力,由此导致人均水资源生态亏损的出现;各情景下水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.932、13.483、10.055、12.698和9.846及0.281、0.206、0.201、0.281和0.196 hm^(2)/104元,未来时间里张掖盆地的水资源利用仍然处于不安全的状态。2021—2050年张掖盆地无法有效缓解水资源利用紧张的状况,需采用经济发展与水资源保护兼顾的发展方案,推荐政府部门采用情景ZS 5。因此,张掖盆地未来水资源利用需要全社会、各部门的通力合作,不断提高水资源利用效率,大力推进节约用水措施和技术的普及与应用,才能确保水资源的可持续利用。

人类活动影响下北京市平原区地下水资源变化研究

地下水开采是为人类的工农业发展和居民生活服务的,是人类利用、影响地下水资源最直接、最重要的方式。为研究地下水压采和远程回灌等人类活动对北京市平原区地下水利用的影响,在校准的三维非稳定流GMS模型的基础上设计了4种情景(保持现状的情景S1、沉降中心地下水压采50%的情景S2、沉降中心地下水采用不同压采比例的情景S3和潮白河冲洪积扇顶部远程回灌的情景S4)进行预测与分析。结果表明:(1)对于区域地下水水位,情景S1和S4下分别平均下降0.223 m/年和0.048 m/年,而情景S2和S3下分别平均恢复0.310 m/年和0.658 m/年;(2)平均来看,在情景S1和S4下每年分别消耗1.04×10^(8)m^(3)和0.25×10^(8)m^(3)的含水层储量,而在情景S2和S3下则每年分别恢复1.30×10^(8)m^(3)和2.95×10^(8)m^(3)的含水层储量;(3)地下水压采和远程回灌等人类活动可以有效恢复地下水水位与含水层现状储量,是北京市解决地下水超采及地面沉降等问题的有效方法。地下水压采量越多,对于地下水水位和含水层现状储量的恢复效果越好。

中欧班列南通道发展定位及策略研究

近年来,亚欧政治经济格局加速衍变,亚欧间供应链物流链随之不断重塑,中欧班列南通道凭借自身地理位置的优势,引起多方关注,运量快速增加,发展迅速,为推动中欧班列通道多元化发展奠定扎实基础。阐述中欧班列南通道建设发展情况,分析南通道发展面临主要问题,在对比分析中欧班列主要通道优劣势的基础上研究南通道分工及发展定位,提出着力提升运输效率、降低综合物流成本、推动境外物流节点建设、提高海关通关效率、建立沿线铁路合作机制等发展策略,为中欧班列南通道高质量发展提供借鉴。

基于系统动力学的河北省水资源供需平衡预测

针对河北省长期存在水资源供需矛盾的问题,采用系统动力学法建立河北省水资源供需模型,依据研究区的经济发展水平、水资源利用状况等因素,设计5种不同情景(现状延续型情景W1、经济发展型情景W2、节约用水型情景W3、污染治理型情景W4、协调发展型情景W5),预测河北省2022—2050年的需水量。结果表明:①5种情景下总需水量均呈递增趋势,平均值分别为239.47亿、258.51亿、215.53亿、239.47亿、232.95亿m^(3);②5种情景下均处于缺水状态,平均缺水程度分别为0.2438、0.3026、0.1375、0.1467、0.1290;③5种情景下农业需水量均值占总需水量均值比重最大,分别为46.57%、43.14%、45.72%、46.57%和43.85%。因此,提高农业用水效率对减少水资源消耗起到举足轻重的作用。

LED可见光通信的研究进展

LED以其节能、高效、耐用、绿色、环保等优点受到社会的高度重视,在显示屏、交通信号灯、液晶屏背光、温室补光和日常照明,乃至通信等诸多方面有广泛的应用。本文从LED的原理出发,阐述了白光LED的原理和材料器件进展。针对白光LED在可见光全双工通信中的应用,对LED的光学设计、驱动电路和信道建模进行了讨论,并引用实验进行了验证,最后对LED未来的发展进行了展望。

室外可见光通信路径损耗模型研究

针对室外可见光通信系统受到不同天气条件的影响,本文考虑了车辆到车辆的通信链路,提出了一种室外可见光通信路径损耗模型,并通过实验测量验证了模型的可靠性。仿真分析了可见光在雨天、雾天、雪天的衰减,实验分析了不同天气条件下接收光功率的概率密度函数,讨论了不同信噪比以及不同通信距离下的接收误码率。仿真结果表明,降雨对可见光的衰减从大到小依次是:暴雨、小雨、大雨、中雨;降雪对可见光的衰减随着降雪强度的增大而增大,降雪强度相同时,干雪的衰减比湿雪大;雾天对可见光的衰减随着能见度的减小而增大。实测结果表明,路径损耗模型符合高斯分布,路径损耗越大,接收信号概率密度函数的方差就越大。

山东省龙口市水资源生态足迹评价与预测

根据水资源生态足迹模型和系统动力学方法构建山东省龙口市水资源利用系统动力学模型,设计了趋势保持型(LS1)、经济发展型(LS2)、节约用水型(LS3)和综合发展型(LS4)4种不同情景,对龙口市现状年份(2007―2022年)和未来年份(2023―2050年)水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明,龙口市现状年份人均水资源生态足迹、生态承载力和生态赤字的均值分别为2.671×10^(-3)km^(2)/人、0.753×10^(-3)km^(2)/人和1.918×10^(-3)km^(2)/人,水资源生态压力指数的均值为3.548,龙口市水资源压力过大,处于不安全利用的状态。龙口市未来年份4种情景下的人均水资源生态足迹的均值分别为3.689×10^(-3)km^(2)/人、4.091×10^(-3)km^(2)/人、3.057×10^(-3)km^(2)/人和3.811×10^(-3)km^(2)/人,人均水资源生态赤字的均值分别为2.911×10^(-3)km^(2)/人、3.314×10^(-3)km^(2)/人、2.279×10^(-3)km^(2)/人和3.033×10^(-3)km^(2)/人,水资源生态压力指数的均值分别为4.742、5.260、3.930和4.899。2023―2050年水资源压力和不安全利用的状态将在龙口市持续。LS4既可以保证经济的发展,也能够降低水资源不安全利用的程度,是龙口市未来应该考虑采用的发展情景,但是需加大各种节水措施和技术的应用程度,提高各部门的用水效率,多管齐下,才能最终保证实现水资源可持续的利用。

工业互联网下的无线光通信研究进展

无线光通信是一种重要的现代通信手段,具有频谱资源丰富、抗电磁干扰等优点,可以作为传统无线射频技术的重要补充,有望为未来工业制造提供重要的技术驱动力。文章首先介绍了工业互联网背景下无线光通信的相关应用,并对近年来国内外的研究现状进行综述,针对较为典型的研究进展进行总结,另外阐述了无线光通信系统的信道模型及关键技术,并介绍了射频/可见光异构技术用来保证通信系统上下行链路可靠传输。最后总结了当前无线光通信在工业互联网面临的问题,并对未来发展趋势进行展望,可为未来无线光在该领域的研究和发展提供一定的参考和借鉴。

拉萨河水体中Cu与Zn含量、分布特征及生态风险评价

采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法和健康风险模型评价了拉萨河16个采样点水样中Cu和Zn导致的污染风险和健康风险。结果表明,Cu和Zn平均质量浓度分别为3.95、4.32μg/L,在国内外河流中属于较低水平。除下游3个采样点外,Cu和Zn浓度均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅰ类水质标准。Cu和Zn变异系数分别为1.26和0.93,表明它们具有明显的空间差异,人为因素影响较大,局部可能受到某些污染源(矿山和冶炼厂产生的选矿废水及工业污水和生活“三废”的排放)的强烈影响。在空间分布上,Cu的高浓度区域分布较集中,而Zn的高浓度区域分布则较分散。内梅罗综合污染指数结果表明,拉萨河各河段为中低污染水平,下游污染情况比中游和堆龙曲支流更严重。拉萨河水体由Cu和Zn引起的健康风险总体处于安全水平,但要对Cu浓度偏高的区域加强监测与管理。

江西省水资源生态足迹评价与预测

为了定量评价江西省水资源生态安全的状况,采用水资源生态足迹模型、系统动力学法和情景分析法,通过构建江西省水资源利用系统动力学模型,设计了保持现状(JS1)、经济增长(JS2)、节约用水(JS3)、综合发展(JS4)4种发展情景,对现状(1999~2021年)和未来(2022~2050年)江西省水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明:现状年份江西省水资源生态足迹和生态承载力均呈缓慢平稳上升趋势,水资源生态协调性较好,处于较安全的合理利用水平;未来年份4种发展情景下江西省水资源生态足迹呈增长趋势、水资源生态盈余呈下降趋势,除情景JS3外的其余情景均出现了水资源利用不安全的情况。经过比较,情景JS4具有较适中的水资源可持续利用评价指标,能够兼顾经济的发展和水资源的保护,是满足江西省水资源可持续利用的最佳情景。江西省在未来应采取节约用水、提高用水效率、合理调整产业结构等措施保证社会经济和水资源的可持续发展与利用。研究成果可为区域水资源可持续发展提供科学依据。

室内可见光定位研究进展

可见光定位(Visible Light Positioning,VLP)利用照明用的LED灯具能够实现室内高精度定位,具有低成本、无电磁干扰、高安全性和部署便捷等优点。本文首先回顾室内定位系统及常用的可见光定位算法,并介绍了目前的发展现状,然后对提高整体定位系统性能的若干关键技术进行了讨论,为白光LED室内定位系统进一步研究提供依据。最后,根据已有的研究成果,提出了室内可见光定位技术未来的研究方向。

不同海拔对稻蛙共作水稻生长性状及光合作用的影响

为了探讨稻田引入黑斑蛙后,分析不同海拔高度下稻蛙共作对水稻生长性状及光合作用的影响,分别于水稻的返青期、分蘖期,抽穗期,成熟期测定水稻的株高、分蘖数、叶绿素含量和净光合速率的变化情况。结果表明,不同海拔高度的不同密度处理组株高均显著高于水稻单作,其中,抽穗期,白元村的水稻株高、分蘖数、叶绿素相对含量以及净光合作用速率均明显高于坪峨村和七百渡村。综上所述,在本试验的条件下,稻蛙共作技术是增产增效的生态种养模式,在研究的三个海拔高度重,海拔高度为600m左右比较适宜,本试验的相关结果为稻蛙(黑斑蛙)生态种养模式的推广应用提供科学的实践指导。

变化环境对华北平原地下水可持续利用的影响研究

针对华北平原地下水利用中存在的问题,采用分布式水文MIKE SHE模型,考虑人类活动(农业节水措施和南水北调工程)和气候变化等变化环境的影响,通过设定4大类情景(每类情景中均设定了3类气候变化子情景)模拟了2019-2028年华北平原地下水的利用状况。结果表明:农业节水措施和南水北调工程等人类活动对华北平原地下水水位、水均衡和含水层储量有较大的影响;相对于现状保持型情景(SQM),模拟期末(2028年12月31日)农业节水型情景(AWS)、南水北调工程供水型情景(SNWDP)和综合利用型情景(CU)下华北平原饱和含水层储量分别增加0.168、0.558和1.433 m;气候变化对华北平原地下水的影响量级与人类活动的影响相当,且地下水水位、水均衡和含水层储量变化的方向和大小均与未来气候条件的干湿程度呈正相关关系,到模拟期末,相对于现状保持型情景(SQM),湿润、正常和干旱的气候情景下华北平原饱和含水层储量分别为增加0.972~2.239 m、增加0.119~1.540 m和减少0.372~0.940 m;只有综合考虑各种引水和节水措施,多管齐下,才能保证华北平原地下水的可持续利用。

变化环境影响下北京市水资源生态足迹预测与评价

通过构建变化环境下北京市水资源利用系统动力学模型,设计10小类情景,对2022—2030年北京市水资源生态足迹进行预测与评价。结果表明:(1)2022—2030年,各情景下人均水资源生态足迹呈下降趋势(情景CC-wet除外),均值0.414~0.475 hm^(2)/人,人均水资源生态承载力呈下降趋势,均值0.101~0.139 hm^(2)/人,人均水资源生态赤字均值0.293~0.367 hm^(2)/人,水资源生态压力指数呈波动变化趋势,均值3.225~4.608,将面临水资源不安全利用局面,水资源生态足迹强度呈显著下降趋势,均值0.013~0.024 hm^(2)/万元,水资源利用效率不断提高;(2)气候越湿润,北京市水资源生态足迹、生态赤字、生态压力及生态足迹强度越小,反之亦然;(3)经济快速发展对水资源生态足迹、生态承载力、生态赤字和生态压力指数产生显著影响,南水北调工程对水资源生态足迹和生态赤字有缩减效果,畜牧业节水对水资源生态足迹相关指标影响较小;(4)北京市在未来要兼顾经济发展和水资源保护,采取措施应对气候变化影响,充分利用南水北调工程,不断提高节水意识和用水效率,多管齐下促进经济和水资源可持续发展。

地下水人工回灌和停采对地面沉降控制的影响分析

地面沉降是全世界主要的工程地质灾害之一,而地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。为研究地下水人工回灌和停采对北京平原地面沉降的影响,采用三维地下水模型和情景设计法,设计3个情景(保持现状、人工回灌和地下水停采)对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行模拟。结果表明:保持现状、人工回灌和地下水停采等情景下北京平原在2015、2020和2030年的区域地面沉降分别为24 mm/a左右、12.7~23.2 mm/a及12.4~23.7mm/a,沉降中心地面沉降分别为39.30~158.62 mm/a、21.09~165.83 mm/a及16.5~162.95 mm/a;人工回灌和地下水停采对研究区地下水水位和含水层储存量的恢复以及地面沉降的控制有显著的促进作用,但地下水停采的效果要优于人工回灌的效果;只有综合考虑社会经济发展和地面沉降控制,才能既控制地面沉降的恶化,又保证北京平原社会的可持续发展。

车联网可见光通信系统夜间背景光噪声模型

车联网可见光通信不仅受大气湍流影响,同时受交通灯、路灯、汽车前后灯和高亮度广告牌等背景光干扰,传统的光强闪烁模型不能准确描述.文中针对车联网可见光通信系统信道特性进行了分析,提出了一种采用双高斯函数叠加表示的夜间车联网可见光通信系统的背景光噪声模型,通过不同地区和不同天气下的实测数据采用该模型进行数值拟合,以验证该模型的有效性.结果表明,雨天的概率密度分布与晴天的概率密度分布没有明显的区别,且路灯光强起伏要小于其他光源产生的光强起伏.该模型对于车联网可见光信道模型建立以及噪声去除具有一定的研究意义.

基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。

山西省城乡三种家栖鼠的分布

以在山西省各地城乡调查小家鼠、褐家鼠、黄胸鼠三种家栖鼠类的分布情况,结合查阅文献和档案确认等方法,查明了山西省城乡三种家栖鼠类的分布现状,调查整理了山西省分布的三种家栖鼠的具体县市,对其形态特征进行描述,并将发现其分布的地点绘成三种家栖鼠在山西省的分布图,为控制鼠害和鼠传疾病的流行提供依据。