多波段多信使天文警报信息汇集与发布平台的设计与实现

【目的】近年来天文学研究进入多信使、多波段天文学时代,天文学家可以根据天文警报信息及时地调整观测计划,追踪观测热点事件,及时全面地获取天文警报信息非常重要。【方法】基于天文警报信息获取的需求,设计了天文警报汇平台,一站式汇集国际主流信息渠道数据,利用ChatGPT完成关键信息抽取,优化提示工程,提高ChatGPT信息抽取成功率,对警报数据融合整理后进行可视化展示。【结果】实验验证了提示工程的优化使ChatGPT抽取关键信息的成功率得到显著提升。【结论】天文警报汇平台可以给天文学家提供便利,及时地发布、共享天文警报信息。ChatGPT在很大程度上能够帮助科研人员从原始警报文本中抽取需要的关键信息,提示工程的优化使ChatGPT的输出更加可靠。

基于调制激光光谱吸收的高稳定性气体检测

为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可视化仿真工具对气体检测系统进行理论仿真,同时通过搭建的气体检测系统验证仿真结果。结果表明,通过优化扫描信号,提高了检测系统的稳定性,偏差值从0.3%降至0.07%;建立了2次谐波信号均值与气体体积分数的反演模型,线性拟合的相关系数R^(2)=99.99%。此研究为提升TDLAS系统的稳定性和准确性,及实现高稳定气体检测具有一定的参考价值。

非饱和直剪仪改造及砂土-结构剪切试验

土与结构相互作用问题涉及实际工程的多个方面,研究土-结构接触面力学特性是解决该问题的基础。通过对常规非饱和直剪仪进行改造,并利用改造的非饱和直剪仪进行非饱和砂土-结构接触面剪切试验,研究了基质吸力、结构面类型和净法向应力对接触面抗剪强度的影响。结果表明:基质吸力对非饱和砂土-结构接触面的界面黏聚力影响较大,对界面摩擦角影响较小;随着基质吸力的增加,非饱和砂土-混凝土接触面的抗剪强度先增大后减小,存在峰值效应;基质吸力对非饱和砂土-钢接触面的抗剪强度影响较小,基质吸力不变的条件下,随着净法向应力的增加,砂土-钢接触面的抗剪强度呈非线性增长;净法向应力对非饱和砂土-结构接触面对应基质吸力的界面摩擦角(δb)的影响较小。最后,建立了基于峰值效应的非饱和砂土-混凝土接触面抗剪强度公式。

农业运输车自动导航系统的设计及试验研究

农业运输车在农业生产中承担着输送产品及运输物资的任务,目前其运输效率及路径计划主要依靠驾驶员的专业技能。农业运输车在进行田间谷物收获、合理调度及运输计划是保证农业运输车高效运行的重要因素,随着自动导航技术的逐渐应用及发展,实现农业运输车高效运输及路径规划具有重要意义。为此,创新研制了一种自主导航系统,将收获和运输问题视为一个带动态卫星的两级多行程车辆路径问题(2E-MTVRPDS),并进行自动导航系统的路径规划、地头转弯、控制系统、卫星传输及人机交互界面设计,以实现农业运输设备的路径自主规划与移动。以谷物联合收获机及拖拉机为试验对象,研究结果表明:当拖拉机完成直线导航时,会自动执行适当的转弯模式,直线跟踪的横向误差不超过6cm,直线跟踪最大横向均方根误差小于5cm,表明提出的农业运输车自动导航系统在引导农用车辆田间工作时具有通用性和良好的工作性能,可以满足田间农业生产要求。

15 MW生物质循环流化床NO_(x)和温室气体排放特性

生物质是零碳可再生能源,对我国实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。虽然被视为清洁能源,但生物质燃烧过程仍会排放NO_(x)(NO、N_(2)O)和温室气体(CH_(4)、N_(2)O、CO_(2)),有必要对生物质直燃的NO_(x)和温室气体排放特性进行研究。测量某15 MW生物质循环流化床的NO_(x)和温室气体排放,并探究了改变床压、一二次风比、前后墙二次风比、废木料掺烧比例等因素对NO_(x)和温室气体排放特性的影响。燃烧调整试验表明:升高床压有利于降低NO排放,但降幅很小,且会造成CO和CH_(4)体积分数上升,CO_(2)体积分数降低;随一二次风比增大,NO排放略降低,这意味着可适当降低二次风以降低NO排放量,CO和CH_(4)体积分数降低,CO_(2)体积分数升高;当前墙二次风开度/后墙二次风开度较小或较大时,均有利于降低NO,CO和CH_(4)排放量也较低;高含氮废木料掺烧比例由20%增至50%时,NO和CO_(2)排放量先升高后降低,CO和CH_(4)排放量先降低后升高。研究表明当前生物质循环流化床锅炉采用低过量空气系数控制NO_(x)排放时,CO和CH_(4)排放浓度显著提高,一方面降低了燃烧效率,另一方面CH_(4)作为温室气体排放也需引起关注;炉内燃烧调整手段对NO_(x)降低有限,高含氮燃料在不完全燃烧的情况下还会生成NH_(3)和HCN。

基于ConvNeXt热图定位和对比学习的细粒度图像分类研究

针对细粒度图像分类中高类内差异和低类间差异的挑战,提出一种以ConvNeXt网络为主干,使用GradCAM热图进行裁剪和注意力擦除的多分支细粒度图像分类方法。该方法利用GradCAM通过梯度回流得到网络的注意力热图,定位到具有判别性特征的区域,裁剪并放大该区域,使网络关注局部更深层次的特征。同时引入有监督的对比学习,扩大类间差异,减小类内差异。最后进行热图注意力擦除操作,使网络在关注最具判别性特征的前提下,也能关注其他对分类有用的区域。所提方法在CUB-200-2011,Stanford Cars,FGVC Aircraft和Stanford Dogs数据集上的分类准确率分别达到了91.8%,94.9%,94.0%,94.4%,优于多种主流的细粒度图像分类方法,并且在CUB-200-2011和Stanford Dogs数据集上分别达到了top-3和top-1的分类准确率。

基于群智能体深度强化学习的模块化机器人自重构算法

模块化机器人是由一定数量、具有独立功能的标准模块组合而成的。自重构问题是目前模块化机器人研究领域的热点与难点。传统的图论算法或者搜索算法在模块数量较多、复杂度较大时,无法在多项式时间内寻找到通用最优解。文中从群智能体深度强化学习的角度出发,将每个同构模块视为具有学习与感知能力的单智能体,提出了基于QMIX的模块化机器人自重构算法。针对该算法,设计了一种新型的奖励函数,并在限制智能体的动作空间的基础上,实现了智能体并行化移动,在一定程度上解决了多智能体之间的协调合作问题,从而实现了从初始构型向目标构型的转变。实验以9个模块为例,对比了该算法与基于A*的传统搜索算法在成功率以及平均步数上的差异。实验结果表明,在时间步数限制合理的情况下,基于QMIX的模块化机器人自重构算法的成功率能够达到95%以上,两种算法的平均步数大约在12步左右,QMIX自重构算法能够逼近传统算法的效果。

复合电沉积陶瓷颗粒增强金属基复合涂层研究进展

根据国内外对复合电沉积制备陶瓷颗粒增强金属基复合涂层研究结果,对复合电沉积的基本概念、机理以及复合电沉积方法主要分类进行了归纳和概述,对耐磨、耐蚀和抗高温氧化陶瓷颗粒增强金属基复合涂层进行了分类讨论,重点综述了其组织结构和性能特点及其影响规律等。在此基础上,对复合电沉积陶瓷颗粒增强金属基复合涂层发展前景进行了展望。

含Cu^(2+)电解质溶液活度系数预测

采用电解质分子相互作用体积模型eMIVM(Electrolyte Molecular Interaction Volume Model)与它的能量项eMIVM-ET(Energy term of eMIVM)分别对含Cu^(2+)的20个单电解质溶液的活度系数进行拟合,并对含Cu^(2+)的5个两电解质溶液的所有组分活度系数进行预测。结果表明:两个模型对含Cu^(2+)单电解质溶液活度系数的拟合效果均较好,eMIVM模型预测的拟合平均偏差和平均相对误差分别为0.0598和6.4%,eMIVM-ET模型预测的分别为0.0163和3.0%;对含Cu^(2+)的两电解质溶液的所有组分活度系数预测时,eMIVM-ET模型的预测效果要比eMIVM模型的好,eMIVM-ET模型预测时的平均偏差和平均相对误差分别为0.0844和18.2%;在含Cu^(2+)电解质溶液的热力学计算中,与eMIVM模型相比,eMIVM-ET模型更适合作为一个可供选择的预测模型。

焦虑和肥胖对小鼠动脉硬化及血清炎性细胞因子的影响

目的观察焦虑和肥胖对小鼠动脉粥样硬化形成的影响,并探讨血清炎性细胞因子及Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)4在其中的作用。方法采用慢性不可预测轻度应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)联合高脂饮食诱导焦虑和肥胖共病模型,将32只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组、焦虑组、肥胖组、焦虑+肥胖组,每组各8只,干预16周。定期记录小鼠体质量变化情况;旷场实验及高架十字迷宫实验评估行为学;检测血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平变化;HE染色观察主动脉斑块严重程度;ELISA检测白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平;免疫组化检测动脉斑块中TLR4的表达。结果与对照组比较,焦虑组和肥胖组血清中IL-1β、IL-6、TNF-α增加(P<0.001),肥胖组中TG、TC、LDL-C、主动脉斑块TLR4增加(P<0.05),HDL-C水平显著降低(P<0.001),焦虑组血管内皮细胞损伤,可见少量泡沫细胞,肥胖组小鼠可见少量脂质沉积及粥样硬化;与焦虑组、肥胖组比较,焦虑+肥胖组血清中IL-1β、IL-6、TNF-α增加(P<0.001),主动脉中TLR4增多(P<0.01),TG、TC和LDL-C水平升高(P<0.05 vs肥胖组),TC、LDL-C水平升高(P<0.01 vs焦虑组),TG升高(P<0.001 vs焦虑组),HDL-C水平显著降低(P<0.001 vs焦虑组)。结论单独焦虑、肥胖和两者联合都能升高血清炎性细胞因子水平,但单独焦虑对血脂的影响不明显,单独肥胖会促进动脉粥样硬化斑块形成,增加血脂水平,焦虑联合肥胖不仅导致动脉粥样硬化斑块形成还致斑块的不稳定及更高的血脂水平,这些影响可能是通过上调TLR4介导的。

硬X射线调制望远镜卫星科学观测应用初步评价

硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星已顺利在轨运行1年多,完成了核心科学目标观测。文章概述了HXMT卫星的观测情况,如顺利完成核心观测源和银道面扫描的观测;重点介绍在银道面扫描、黑洞和中子星双星时变与能谱分析、伽马射线暴探测及引力波电磁对应体研究、脉冲星观测及脉冲星导航试验等方面获得的初步成果。HXMT卫星与国外空间X射线望远镜卫星及国内外地面望远镜开展的联合观测,促进了HXMT卫星的标定工作。HXMT卫星在黑洞与中子星研究、伽马射线暴探测及银河系内新源与暴发源监测方面会发挥重要作用。

光纤激光模场及表征技术进展

在光纤通信、光纤激光器和光纤传感等领域的实际应用中,需要重点关注光纤中的模式问题。模分复用是提高光通信信息容量的有效方法,模间干涉是大多数光纤传感的基本方法,高功率光纤激光的光束质量控制的关键技术之一就是模式控制,因此,对光纤模式理论、模式产生及转换、模式表征技术开展研究具有重要的研究意义和实际应用价值。论文讨论了光纤的模式及光束质量,分析了多种模式发生及转换的方法,将模式表征方法归结为非相干、相干和低相干测量法。光纤模式表征是目前的研究热点,在多种表征方法中,空间和频谱成像法(S2)和双重傅里叶变换法(F2)具有显著的优越性,可不需要提前知道光纤的几何参数,就可获得模场分布、模式功率占比、群时延等特性。研究表明F2法更适合于表征高功率光纤激光的模场特性。

硬X射线调制望远镜卫星地面科学应用部分设计与应用

根据硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星开展科学观测的需求,提出了地面应用系统科学应用部分的设计方案,包括总体架构、外部接口、功能组成及主要工作流程等。在轨测试阶段的测试结果分析与验证表明,科学应用部分工作正常,实现了有效载荷的在轨监测与参数调整、科学观测计划制定、数据产品生成与数据分析等功能,能为HXMT卫星的在轨正常运行及开展科学研究提供保障。

α-硫辛酸联合替格瑞洛治疗急性冠状动脉综合征合并糖尿病的临床效果及可能机制

目的探讨α-硫辛酸联合替格瑞洛治疗急性冠状动脉综合征(ACS)合并糖尿病的临床效果及可能机制。方法选取2015年2月至2018年2月在三峡大学附属仁和医院接受治疗的228例ACS合并糖尿病患者。按照随机数字表法分为对照组1、对照组2和观察组,每组76例。在常规治疗基础上,对照组1口服氯吡格雷;对照组2口服替格瑞洛;观察组口服α-硫辛酸和替格瑞洛。观察比较患者的血栓弹力图、主要不良心血管事件、氧化应激、血糖和心肌损伤等指标。结果治疗后观察组的花生四烯酸诱导的血小板抑制率、二磷酸腺苷诱导的血小板抑制率及乙醛脱氢酶2活性高于对照组2和对照组1[(72±13)%比(60±10)%、(46±9)%,(66±13)%比(49±8)%、(32±7)%,(11.0±2.1)U/L比(8.8±1.5)、(6.5±1.3)U/L],最大血凝块幅度、支架内血栓和再发心肌梗死的发生率、8-异前列腺素F2α、心肌肌钙蛋白I、肌红蛋白和肌酸激酶同工酶水平低于对照组2和对照组1,差异均有统计学意义(均P<0.05)。治疗后3组患者的空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血红蛋白水平及全因死亡率差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论α-硫辛酸联合替格瑞洛治疗ACS合并糖尿病临床效果好,能够改善患者体内的血小板活性、氧化应激水平和心肌损伤程度,从而降低患者的主要不良心血管事件发生率。

线偏振相位涡旋光束的像散特性

提出采用像散系数表征涡旋光束的像散特性。利用螺旋相位板产生了线偏振相位涡旋光束,并对其光束质量及像散特性进行了实际测量。数值模拟了不同拓扑荷数的涡旋光束的传输特性及光束质量,分析了像散系数随拓扑荷数变化的规律,结果表明:当拓扑荷数为整数时,光束无像散,像散系数为零;当拓扑荷数为半奇数时,光束的像散特性明显,像散系数达到极大值;随着拓扑荷数整数部分的增加,像散系数的极大值减小。

基于流固耦合的下穿隧道及古运河安全性分析

针对处于富水软弱地层且下穿古运河的地铁隧道,采用流固耦合分析法,结合现场施工实测数据,分析各种工况下地下水渗流场、孔隙水压、隧道结构受力与变形、运河结构变形等问题,分析施工过程中威胁运河与隧道结构安全的主要因素包括孔隙水压增大、渗流带来结构压力、异步开挖造成二次扰动。隧道开挖造成隧道附近孔压急剧减小,甚至造成负压;后行洞施工增加先行洞1~2mm的变形;运河所处位置结构产生指向右洞的合位移;双洞变形过大存在超出控制指标的可能。提出在后行洞左边墙打设注浆锚杆、对运河结构增设变形监测点等措施,在实际施工中有效保护古运河及隧道结构。

GECAM卫星快速预处理流程设计与实现

引力波暴高能电磁对应体全天监测器(Gravitational wave high-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor,GECAM)是专门针对引力波伽马暴的研究机遇而提出的中国科学院空间科学(二期)先导专项卫星任务。GECAM卫星通过数传、遥测和北斗短报文3个通道下行触发、事例、并道、工程以及短报文等多种类型的数据,数据预处理过程需要对这些数据进行快速正确处理,以满足科学家对天文事件数据正确性和时效性的要求。针对GECAM卫星数据处理时效性要求高、数据连续完整、多信道数据融合处理以及触发事件数据切分等特点,对科学数据处理流程和天文警报信息处理流程进行了设计,概述了关键核心算法的思路与实现方法。卫星发射入轨后,数据预处理软件运行良好,正确性和及时性指标满足要求,为后续爱因斯坦探针(Einstein Probe,EP)卫星、中法天文卫星(Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor,SVOM)等空间天文卫星开展数据预处理工作提供了参考。

高氯煤的研究进展和应用技术现状

我国新疆地区煤炭储量占全国预测煤炭储量的近40%,其中沙尔湖煤作为典型的新疆煤种之一,其储量近1000亿吨,该煤低灰、低硫、着火特性极佳,但是煤中氯含量可超过1%,如此罕见的高氯特性导致该煤在高效燃煤发电和现代煤化工中的结焦、沾污和腐蚀问题极其严重,制约了沙尔湖煤的安全、高效和清洁利用。在该技术背景下,对国内外高氯煤的研究进展和应用技术现状进行了综述,主要包括:1)世界和中国高氯煤的燃料特性、分布特性和利用技术现状;2)煤中氯的赋存形态,包括无机形态(与矿物元素结合形成离散的氯化物、含氯复杂矿物、存于孔隙水中离子形态)和有机形态(弱结合吸附形态,强结合共价形态);3)燃烧和热解过程中氯释放的影响因素和氯的迁徙形态及特性;4)高氯煤燃用过程中氯诱导的受热面沾污和腐蚀机制;5)燃烧过程中二噁英和汞等重金属与氯的耦合作用机制;6)氯的控制技术,包括炉前、炉内和炉后控制技术。基于文献调研和分析研究,为今后高氯煤领域的基础研究重点和技术研发方向提出建议。

天津市武清区国土资源环境承载力评价研究

文章以天津市武清区为研究对象,基于建设用地压力状态和耕地开发压力状态两方面开展国土资源承载力基础评价,围绕水资源、生态条件、环境质量三个方面开展国土资源承载力修正评价,并根据研究结果,对武清区国土资源环境承载力状态开展了预警研究。结果表明:武清区建设用地、耕地开发压力超载区域均较少;就全区而言,建设用地压力状态呈可承载状态,耕地开发压力状态处于临界状态;区内杨村街等10个乡镇国土资源环境承载状态为超载,其他乡镇为可承载状态。通过预警分析,水资源承载指数为武清区的短板要素,大气环境质量指数、氨氮入河量等指标为武清区的限制性要素。

血管损伤后TGF-β1/Smad信号通路在诱导BMSCs分化参与血管再狭窄的相关性研究

目的观察转化生长因子-β1(TGF-β1)与骨髓间充质干细胞(BMSCs)在血管损伤后新生内膜中的表达,研究TGF-β1与BMSCs参与新生内膜修复的关系。方法选择右侧颈动脉内膜损伤的大鼠模型,实验分为6组,分别为对照组和实验组(实验组分5组:损伤0h、3d、7d、14d、21d组)。选取实验组各时间点的损伤血管组织,采用HE染色了解内膜增生导致损伤血管的狭窄水平,同时通过Westernblot法检测TGF-β1、p-Smad2/3、Smad2/3蛋白的表达、BMSCs标记物蛋白(Nestin)的表达,并检测与增殖标记物Ki-67的表达关系。结果(1)血管损伤后的不同时间点检测到新生内膜有不同程度的增生,以损伤组7d、14d、21d组新生内膜增生显著,与时间呈正相关,三组间比较差异有统计学意义(P<0.05);对照组与实验组(0h、3d组)未见新生内膜增生。(2)实验7d组的新生内膜中TGF-β1、p-Smad2/3、Smad2/3蛋白表达量开始升高,实验14d组达最高值,实验21d组表达量下降;且蛋白表达量与细胞增殖标记物Ki-67阳性指数呈正相关。(3)Western Blot法检测BMSCs标记物Nestin蛋白仅在7d、14d组中表达,并与TGF-β1的表达量正相关。结论(1)TGF-β1对血管损伤后内膜增生的促进作用可能通过Smad经典信号通路;(2)损伤血管的重建可能与TGF-β1的分泌招募BMSCs集聚损伤处有关,并诱导BMSCs向内膜细胞分化,最终共同参与新生内膜的形成。