基于GIS和SWMM的西安市北郊片区排涝模拟与排水系统优化

为解决西安市北郊河道超载风险问题,通过SWMM和GIS技术构建管网-泵站-河道耦合模型,在不同设计降雨重现期(1、2、5、10、20、50年)下对该区域排水系统进行模拟,进而分析下游河道水位变化规律并提出雨水分流调配与调整泵站调度的协同优化措施。结果显示:在5、10、20和50年降雨重现期下,随着降雨峰值的到达,整个系统88%的排口都存在顶托现象,最长持续时间160min。在重现期为1、2、5和10年降雨条件下,协同优化的措施使得河道峰值流量分别下降了17.6%、4.9%、3.7%和2.6%,河道水位平均下降了35cm,排水系统的超载节点分别减少了16.7%、31.4%、34.2%和27.5%,超载管段的数量分别减少了25.0%、28.6%、30.8%和25.3%。

蚁群融合动态窗口法的分布式多机器人运动规划研究

为更好地协调分布式多移动机器人在动态环境下的运动,将蚁群算法与动态窗口法相融合构造多机器人系统,并利用优先级策略来化解运动冲突。为提升多机器人全局路径的综合最优性能,提出了多指标寻优的启发式函数和信息素更新策略来提升蚁群的寻优能力,通过冗余点删除策略进一步提升路径质量;融合蚁群与动态窗口法构造机器人运动学模型,通过自适应导航策略来提升未知环境下机器人的局部运动能力;将单机器人避障策略和多移动机器人优先级策略相结合,将多机器人路径规划简化为单个移动机器人的动态路径规划问题。仿真实验结果表明,所提方法能够实现多移动机器人系统在未知环境中的协同避障,具有较高的安全性。

基于单宁酸-铁(Ⅲ)改性正渗透膜制备及抗污染性能

采用表面涂覆的方法对三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜的活性层进行改性,首先利用单宁酸(TA)与铁离子(Fe^(3+))在膜表面以自组装的形式构建金属-多酚前体层,在此基础上进一步涂覆单宁酸/二乙烯三胺(TA/DETA)亲水功能层,最后借助TA的还原性在膜表面原位形成Ag/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)抗菌功能层,制备了TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜。利用错流式正渗透装置探究动态污染实验中膜通量的变化情况,通过扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析膜污染前后表面形貌和组成,使用激光共聚焦显微镜(CLSM)对膜表面污染物微观分布进行表征,并对比CTA原膜和改性膜的清洗效能。结果表明:TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的水接触角由78.79°下降至33.05°,亲水性显著提升。在15天的动态污染实验结束后,CTA膜和TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的通量分别衰减为各自初始通量的52.14%和72.81%,且与CTA原膜相比,TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜表面的活细菌数量和有机污染物量大幅减少。经过水力清洗和渗透反洗后,TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的通量恢复率可达80.37%,远高于CTA原膜的49.88%,具有较强的抗污染性。

基于环糊精构筑薄膜复合膜的研究进展

绿色环保型材料环糊精(CD)因其独特的空腔结构和外壁亲水、内壁疏水的两亲性,在水处理分离膜的构筑上受到广泛关注。CD膜具有优异的理化性质和结构特征,在污废水净化、染料/盐混合溶液分离和有机溶剂纳滤等水处理领域备受青睐。在水处理中,CD膜可以同时实现分子和离子的精确分离,并提高膜的渗透性。本文从CD膜的设计及制备方法(界面聚合法和相转化法)出发,围绕CD膜的不同构筑方法,综述了近年来基于环糊精构筑水处理薄膜复合膜的研究现状,探讨了CD引入对膜分离层界面结构、渗透性、污染物截留和抗污染能力等方面的影响。最后对基于环糊精构筑薄膜复合膜的发展方向,如提高CD的反应活性、优化反应条件、开发新型CD衍生物以及新型CD膜的制备工艺进行了分析和展望,以推动CD薄膜复合膜在水处理中的应用发展。

护生积极心理资本在领悟社会支持与职业使命感间的中介作用

目的 探讨护生领悟社会支持与职业使命感的关系,分析积极心理资本在其间的中介作用。方法 采用便利抽样法于2021年5-6月选择我校所有就读于护理学专业的1 196名护生为研究对象,采用一般资料调查问卷、领悟社会支持量表(perceived social support scale, PSSS)、积极心理资本量表(positive psychological capital questionnaire, PPQ)、职业使命感问卷(Chinese calling scale, CCS)进行问卷调查,并分析其关系。结果 护生PSSS、PPQ及CCS总分分别为(68.19±11.90)分、(123.94±18.74)分和(40.93±6.36)分。Pearson相关分析显示:护生领悟社会支持与职业使命感呈正相关(r=0.472,P<0.01)。中介分析结果显示:积极心理资本在领悟社会支持与职业使命感间起部分中介作用,中介效应占总效应的50.14%。结论 护生领悟社会支持对职业使命感的影响较为显著,也能通过积极心理资本对职业使命感产生影响。提示护理教育工作者需重点关注较低社会支持的护生,可通过增加其社会支持和提高其心理资本,增强其职业使命感,从而促进护理人才队伍的健康发展。

冬季调水期南四湖水体温室气体溶存浓度及其影响因素

为了解冬季调水期南四湖表层水中温室气体的溶存浓度及其排放通量,采集南四湖各湖区和主要入湖河流的河口区表层水及气体样品,分析了水体的理化指标以及CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的溶存浓度,采用薄边界层扩散模型法估算了水—气界面排放通量,并探讨了影响调水期南四湖温室气体溶存浓度的主要因子.结果表明,调水期南四湖表层水中N_(2)O、CH_(4)和CO_(2)浓度分别为(23.0±6.13)nmol·L^(-1)、(0.15±0.10)μmol·L^(-1)和(52.4±11.4)μmol·L^(-1),均处于高度过饱和状态,排放通量分别为(0.22±0.18)μmol·m^(-2)·h^(-1)、(3.95±2.73)μmol·m^(-2)·h^(-1)和(658±336)μmol·m^(-2)·h^(-1);浓度和排放通量多与冬季其他湖泊相当,但低于平原河网.各温室气体浓度、饱和度和排放通量整体呈现自上级湖向下级湖降低的趋势,且在河口区和二级坝附近水域浓度较高,同时N_(2)O和CO_(2)浓度在微山湖湖心区出现带状高值区,而CH_(4)相对较低.各温室气体浓度与水质参数间具有一定的相关性,其中,N_(2)O浓度与NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)浓度呈显著正相关,CH_(4)与TN呈显著负相关,CO_(2)与pH、SD呈显著负相关,与DOC呈显著正相关,反映了水质对温室气体溶存浓度的影响.研究结果为评估调蓄湖泊在调水期对大气温室气体的影响提供了基础数据支撑.

基于设备安全边界的分布式能源站实时安全风险评估及应对策略

在能源转型的背景下,多能耦合的分布式能源站发挥着重要作用。然而,随着多能耦合程度不断加深,能源站安全运行面临严峻挑战。提出基于设备安全边界的分布式能源站实时安全风险评估及应对策略。首先,以分布式能源站关键管线输出功率作为观测对象、多能流平衡方程作为约束,结合设备相互支撑备用关系,构建分布式能源站各设备安全边界,实现能源站故障运行状态的判断。其次,分析设备与管线故障源特征,提出考虑设备健康状态、天气因素和其他风险源的设备实时故障概率量化计算方法,构建考虑故障运行状态的分布式能源站安全风险评估模型。最后,针对高风险设备或管线,提出了兼顾安全性和经济性的储能优化应对策略,运用改进多目标粒子群算法求解Pareto解集。算例结果表明,所提安全风险评估方法能有效量化能源站安全风险。

船舶供电系统失电快速恢复方法

为能够在船舶供电系统发生失电故障时,迅速、准确地定位故障点,并有效恢复供电,本研究基于网络拓扑有向遍历技术,设计了一种船舶供电系统失电快速恢复方法。在船舶供电系统失电故障指示器发出失电预警后,构建供电系统网络拓扑有向图,有向图的每个顶点和边代表的线路节点。利用深度优先搜索遍历算法,逐一搜索故障指示器预警范围,定位失电故障位置;针对失电故障位置,启动船舶供电系统失电快速恢复模型,构建负载恢复供电速度最大化、开关动作次数最小化的失电恢复目标函数,利用差分进化算法求解满足目标函数条件的备用发电机组启停、负载开关切换方案,实现失电快速恢复。实验数据证明:此方法可在1.05 s范围内快速实现失电恢复。

基于改进轮询算法IRR的VLC/WiFi网络资源分配

将轮询算法(RR)和比例公平算法(PF)相结合,提出了一种改进的轮询(IRR)算法.算法将用户请求速率和时延两者加权作为用户优先级,对时延较大的用户做出优先级补偿.仿真结果表明,在VLC/WiFi异构网络中,IRR算法提高了带宽分配的公平性,公平性指数在0.98以上,用户平均时延保持在0.005~0.01ms之间,具有良好的性能.

黄河下游东平湖炭屑记录的近1500年以来火演化历史

东平湖是黄河下游地区最大的蓄洪湖泊,其沉积物蕴藏着流域地质历史时期丰富的环境信息。本研究以东平湖沉积岩芯(DPK岩芯,161 cm)为研究对象,利用该岩芯的炭屑记录,并结合粒度、烧失量等古环境指标,重建了东平湖地区近1500年以来的古火演化历史,探讨了火事件与气候变化、人类活动之间的关系。研究结果表明:(1)516—1254 AD,黄河下游东平湖地区为冷干转暖湿气候,火事件较频繁,但约1000 AD之后有降低趋势;(2)1254—1922 AD,气候寒冷,旱涝交替频繁,气候变化和人类活动共同影响下导致火事件较之前明显加频加剧;(3)1922—1962 AD,气候相对暖湿,受气候变化及黄河改道影响,火事件频率显著减少且趋于稳定;(4)1962年以来,在暖干气候条件及人类活动加剧扰动的背景下,火事件明显增加,尤其是>100μm炭屑浓度急剧攀升至整个剖面的最高峰,粒度迅速粗化,表明人类活动干扰进一步加强。进一步分析认为,气候变化是促进该地区火活动的重要因素,而人类活动(如刀耕火种、毁林开荒、战争等)的加强可能是导致东平湖流域火事件频发的主因。研究结果对于未来全球变暖背景下区域森林火灾的防护与治理具有重要的科学意义,进而更好地服务于黄河流域生态保护与高质量发展国家战略。

改进NDO的板球系统自适应滑模抗扰控制

为解决板球系统因受到外部负载扰动、摩擦力、交叉耦合干扰等不确定性扰动而跟踪精度不高的问题,提出一种基于改进的非线性干扰观测器(NDO)和非线性信息增益滑模控制策略。利用预设性能函数(PPF)对误差的变换技术,将误差限定在规定范围内,建立改进的NDO来估计不确定性扰动。运用精确的估计值来设计滑模控制器,滑模面包含一个修正项,可以降低扰动的影响,从而提高控制精度,并采用非线性信息增益设计自适应切换项增益,降低抖振的影响。最后,仿真表明改进的NDO能有效地估计扰动,改善了动态品质,所提控制方案提高了传统的NDO的控制精度和抗扰能力。

基于蚁群混合人工势场法的多机器人编队运动

针对多机器人路径规划问题提出了一种基于蚁群混合人工势场法的集成编队路径规划方法,该方法基于领航者跟随法构造多机器人的编队队形,利用改进蚁群优化(ACO)算法为领航者提供复杂障碍物环境下的全局路径,结合改进人工势场(APF)法决策避障。在全局路径规划阶段,通过改进ACO算法提高了路径的最优性和安全性;在局部路径规划阶段,通过优化APF法的引力、斥力系数以及避障函数解决了标准APF法下机器人易陷入局部最优、易受复杂环境干扰等问题;为提高多机器人的编队运动能力,领航者采取自适应导航策略以提高路径追踪能力,跟随者自适应修正运动速度以较好地维持编队队形。实验结果表明,所提方法成功地协调了多机器人的路径规划和编队问题。

以时间为导向的PDCA管理在门诊护理管理中的应用

目的:探讨以时间为导向的PDCA管理在门诊护理管理中的应用效果。方法:我院门诊部于2023年1月开展以时间为导向的PDCA管理,选取32名门诊护士及PDCA管理前后各100例门诊病人作为研究对象,分析PDCA管理前后护理人员人文关怀能力、理论和操作考核成绩、临床沟通能力等变化及PDCA管理前后病人投诉情况、接诊时间与门诊服务满意度水平。结果:PDCA管理前后门诊护士人文关怀能力、临床沟通能力、理论和操作考核成绩、投诉情况、等候时间、预约时间及门诊服务满意度比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:以时间为导向的PDCA管理有助于提高门诊护士的人文关怀能力、临床沟通能力与考核成绩,缩短病人等待、预约时间,降低门诊投诉发生率,提高病人的满意度。

视感知觉训练与双眼视觉训练对共同性斜视患者术后斜视度及双眼视觉功能的影响对比

目的对比分析共同性斜视患者行斜视矫正手术后进行传统双眼视觉训练与视感知觉训练对其术后斜视度及双眼视觉功能的影响。方法抽签法将2021年3月至2023年2月间我科接诊的89例共同性斜视择期行斜视矫正手术患者分为2组,术后1w,常规组44例患者开始行传统双眼视觉训练,观察组45例患者接受视感知觉训练,随访至术后半年,观察并比较两组斜视度、知觉眼位、扭曲度、正位率、立体视觉功能和复发情况。结果训练6个月末,观察组扭曲度(32.85±5.61)、水平偏移度(86.74±11.83)低于常规组的扭曲度(38.33±6.16)、水平偏移(97.79±13.38),远斜视度(5.03±0.79)、近斜视度度(4.99±0.91)、近立体视觉(2.18±0.07)高于常规组的远斜视度(4.45±0.88)、近斜视度(4.48±0.89)、近立体视觉(2.06±0.06),差异有统计学意义(t=4.3897,4.1299,3.2735,2.6723,8.6745,P=0.0000,0.0001,0.0015,0.0090,0.0000<0.05),垂直偏移(14.84±3.19)和远立体视觉62.22%改善情况略优于常规组的垂直偏移(13.79±3.17)、远立体视觉50.00%,眼正位率91.11%略高于常规组的86.36%,差异无统计学意义(t=1.5573,P=0.1230>0.05,χ^(2)=1.3500,0.1394,P=0.2453,0.7089>0.05)。结论共同性斜视患者行斜视矫正手术后进行视感知觉训练和传统双眼视觉训练近立体视功能和眼正位情况均得到了有效重建,其中视感知觉训练对患者扭曲度和水平偏移改善效果更明显,一定程度上促进远立体视觉的改善和重建。

基于微波传感的颗粒肥料质量流量测量方法

施肥量动态高精度测量是实施变量施肥的前提。针对目前测量肥料质量流量方法在田间应用时仍存在测量不准确和无法适应工作环境等问题,开发了一种基于微波法的颗粒肥料质量流量测量系统,提出了一种流量质量测量模型和测量方法。以农用颗粒状肥料史丹利15-15-15和撒可富15-15-15为实验对象,控制微波传感器距离和肥料的排肥速度,对数据采用卡尔曼滤波进行平滑处理。实验数据分析表明:颗粒肥料回波信号的主导频率仅与电动排肥装置和传感器的距离有关,而功率谱密度仅与肥料颗粒数有关;通过最小二乘法建立两种复合肥的实际质量流量和传感器输出值的响应关系,两种复合肥响应关系的决定系数R^(2)均不小于0.9858,并对响应关系进行了验证。撒可富15-15-15的测量范围为1119.8~2065.9 g/min,最大测量误差为6.35%;史丹利15-15-15的测量范围为1071.9~1877.9 g/min,最大测量误差为4.85%,其测量性能符合作业需要。

三种植物精油和纯露在沐浴露和洗手液中的抑菌抗氧化性能研究

研究以牛至、迷迭香和艾草的精油和纯露为抑菌抗氧化成分,添加到沐浴露和洗手液中,通过滤纸片法和抑菌率法与添加传统化学抑菌抗氧化剂的产品进行抑菌性能的比较。采用DPPH法、水杨酸法、普鲁士蓝法体外抗氧化实验,比较各产品的抗氧化能力。结果表明:牛至纯露加量在5%~15%、迷迭香纯露加量在1%~15%、艾草纯露加量在1%~15%时对铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、白念珠菌三种菌高度敏感。抑菌率实验和现场手消毒实验结果表明,添加植物精油和纯露的洗手液及沐浴露产品和添加化学抑菌抗氧化剂的产品对三种供试菌种均有显著的抑菌作用。抗氧化性测定实验结果表明,添加醋酸氯己定的沐浴露产品清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基能力和还原力最强,添加植物精油和纯露的沐浴露产品具有与化学抑菌抗氧化剂沐浴露产品相当的抗氧化能力。添加0.4%的牛至精油或迷迭香精油的洗手液产品抗氧化性强于添加化学抑菌抗氧化剂的洗手液产品。该研究结果可为企业生产添加牛至、迷迭香及艾草精油和纯露的绿色日化产品提供重要的参考依据,为降低日化产品中化学抑菌抗氧化剂的毒性、致癌等危害,发挥天然抑菌抗氧化剂高效抑菌和低毒性等优势提供支持。

多因素改进蚁群算法的路径规划

针对目前服务于移动机器人的全局路径规划算法求解目标单一无法应对复杂且多变的实际环境等问题,提出一种多因素改进蚁群算法。首先,提出了RGB-2D栅格法模拟移动机器人的真实地面路况环境,并针对对角障碍情形,运用邻域矩阵探索法实现障碍检测,有效提高了路径的安全性;其次,为克服传统路径规划以距离为单一指标的局限性,构建综合考虑路径安全性、颠簸性、平滑性以及路程最短性的多因子启发式函数;考虑到传统蚁群算法早期搜索的盲目性,提出了初始信息素阶梯分配原则;然后,将信息素进行分类,按优化目标叠加每条路径上的信息素,运用最大最小蚂蚁策略和信息素挥发因子自调整策略避免局部最优;最后,运用动态切点调整法平滑路径,进一步提高路线质量。仿真实验表明,改进算法在复杂环境中具有良好的适应能力,且路径综合性能指标优于对比文献算法,可为实际环境中的多因素路径规划提供有效参考。

可见光通信与WiFi异构网络资源管理算法

可见光通信(VLC)/WiFi异构网络实现了室内的高速通信与无线覆盖,资源管理算法是实现异构网络高效传输的关键。针对传统资源分配管理算法在大规模VLC/WiFi异构网络环境下存在系统公平性低、用户体验感差等问题,提出一种动态加权轮询(DWRR)算法。将用户资源需求量、平均请求速率及与最近接入点的距离这3个因素进行加权作为用户的初始优先级。在每轮调度结束后,对时延较大的用户做出补偿,提高时延较大用户的优先级。考虑VLC和WiFi覆盖范围的差异及用户对资源的竞争程度,定义不同区域内的用户资源优先级,使VLC覆盖范围内优先级高的用户利用VLC资源,剩余用户与VLC覆盖范围外的用户联合分配WiFi资源。仿真结果表明,与最大载干比调度、比例公平算法相比,DWRR算法保证了用户间的公平性,同时提升了系统吞吐量和用户体验。

基于改进的希尔伯特-黄变换的地震强震动特征提取

2021年5月21日漾濞M s6.4地震是云南近10 a以来继M s6.5鲁甸地震和M s6.6景谷地震后发生的又一次破坏性浅源地震,其震中位于滇西北地区维西-乔后断裂带附近。震源机制结果显示:此次地震属于走滑型破裂,符合区域构造特征。为进一步研究该地震强震动特征,特引入改进后的希尔伯特-黄变换(HHT),以不同角度客观分析强震动的尺度和频域特征。研究结果表明:希尔伯特-黄变换在对实际地震动记录进行特征提取后,得到的边际谱和时频谱可在一定程度上保留原始数据的主要信息,该方法可为类似破坏性浅源地震的强震动特征分析提供更有效的信息参数,保证了信号分解的稳定性,更适于处理非平稳信号,可为现代信号应用分析于强震动特征提供另一种新思路。

改进蚁群融合DWA算法的移动机器人路径规划

为实现机器人在动态环境下的自主导航,基于蚁群算法规划出全局最优路径的情况下采用DWA算法进行局部避障。根据距离障碍栅格的远近计算邻接栅格的初始信息素,提出初始信息素不均匀分配原则;对启发式函数进行自适应调整的改进,提高算法的搜索速率;利用狼群法则改进信息素更新方式,对最优、最差和普通层蚂蚁进行分类更新,提高算法的寻优能力;使用二次路径优化的方法,有效减少路径长度,提高路径的平滑度;以蚁群算法全局规划路径的关键点为目标点,采用DWA算法进行局部路径规划。仿真结果表明:改进后的融合算法能减少最优路径长度,减少路径转弯次数且有效躲避障碍物。