菱铁矿对六价铬阴离子吸附-还原耦合固定的去除机理研究

为了揭示菱铁矿对水中六价铬Cr(Ⅵ)阴离子的吸附-还原耦合固定去除特性,采用合成菱铁矿矿物材料开展铬的吸附等温线和动力学特征探究,着重考察溶液pH对铬去除效率的影响,并对铬反应前后菱铁矿样品进行表征与分析。结果表明:采用Langmuir等温吸附模型,能更好地描述合成菱铁矿对Cr(Ⅵ)的去除,而铬去除动力学则更符合伪二级吸附动力学模型。Cr(Ⅵ)可被菱铁矿表面Fe(Ⅱ)快速还原转化为Cr(Ⅲ)离子,但由于pH升高,Cr(Ⅵ)的氧化性能有所降低,因而导致铬的去除率明显下降。菱铁矿表面形成了Fe(Ⅲ)-Cr(Ⅲ)氢氧化物共沉淀,从而实现菱铁矿对六价铬离子的有效去除。

考虑柔性设备加工能力的综合调度算法

现有柔性综合调度研究中,没有考虑设备系统的协同加工能力,从而降低了设备系统高密加工和快速加工能力。针对此问题,文章将柔性设备可进行加工的工序数作为优化对象、以竞争资源较为紧张的设备资源为优化要素,提出了考虑柔性设备加工能力的综合调度算法(ISA-CPCFE):首先,采用优先调度层级较高与加工时长较短的工序的策略,提高了工序并行调度的力度;其次,提出一种最小化调度标尺与动态调整柔性设备优先级的策略,进一步提高了设备紧凑调度的力度。最后,将ISA-CPCFE算法与基于剪枝分层、基于设备驱动、基于实际路径、基于逆序层优先的算法进行对比实验。结果表明:ISA-CPCFE算法实现了复杂产品加工时间更短、柔性设备系统整体利用率更高的优化目标,调度效果更优。

碳酸溶蚀对砂岩储层物性特征及孔隙结构的影响

以鄂尔多斯盆地长6不同渗透率级别砂岩岩心为研究对象,系统研究了碳酸溶蚀前后岩心物性特征、矿物组成以及孔隙结构的变化特征。结果表明:对于较低渗透率的岩样,碳酸水的溶蚀作用造成除石英外的其他矿物组分含量均有所下降,而对于高渗岩样,由于孔隙空间比表面积较小,使得矿物与碳酸水作用强度较弱,少量方解石和长石被溶解而含量下降,其他矿物相对含量有所升高。随着碳酸水的不断注入,渗透率为0.1 mD的岩心孔隙度和渗透率均不断增大,渗透率为1.0 mD的岩心孔渗均是先减小后增大,当岩心渗透率为10 mD时,岩心孔隙度和渗透率均不断减小。总体上,孔隙度相对变化率在-5.77%~-3.68%之间;渗透率相对变化率在-21.87%~-18.47%之间。研究结果揭示了不同孔渗级别砂岩与碳酸水相互作用下孔喉结构变化特征,能够为低渗储层CO_(2)驱油和埋存方案的制定提供重要理论依据。

基于改进Faster R-CNN的电力检修工程智慧监测

提出一种改进Faster R-CNN的目标检测模型用于智能化电力检修工程,构建了电力检修设备的数据集,并对其进行了数据清洗和数据增强。为了提高模型对被物体在遮挡以及复杂背景情况的识别能力,在模型中嵌入了精心设计的ESAM注意力模块,优化了模型的特征提取能力。ESAM注意力模块通过多尺度处理和跨空间学习方法,在保持计算效率的同时,能够更好地捕捉和利用图像特征中的重要信息,从而提高模型的整体性能。设计了多组实验并可视化模型效果,实验结果进一步验证了模型的有效性。该研究对于提高电力检修工作的效率和质量,保障电力系统的安全运行,从而支撑“双碳”目标的实现,具有一定的理论意义和实际价值。

陕西省旅游生态效率的时空差异及影响因素

旅游生态效率提升有利于推进“双碳”目标的实现。文章以陕西省为研究对象,采用Super-SBM模型、GML指数和Tobit回归模型研究2013-2022年陕西省旅游生态效率的时空演变及影响因素。结果表明:(1)随着生态文明建设和文旅融合发展的不断推进,2013-2019年陕西省的旅游生态效率整体持续增长;2019年后,受疫情影响,陕西省的旅游生态效率有所下降。分地区看,旅游生态效率由高至低依次为关中平原区、陕南秦巴山区、陕北黄土高原区。(2)研究期间,陕西省各地级市的旅游生态效率GML指数呈上下波动态势,指数分解表明技术进步有利于旅游生态效率提升、技术效率提高阻碍旅游生态效率提升。(3)旅游经济规模扩大、经济发展水平提高和区域产业结构升级对旅游生态效率提升具有正向影响;技术创新水平提高对旅游生态效率提升具有负向影响;基础设施建设完善对旅游生态效率提升影响较弱。最后,结合陕西省旅游业的发展情况,文章给出了提高旅游生态效率的若干建议。

文本语义哈希技术研究进展

文本语义哈希是在满足语义相似性约束下将文本转化为低维二值数据的神经编码技术,支持基于汉明距离的高效检索,以解决有限计算资源约束下海量文本的相似性计算问题。文本语义哈希技术存在诸多挑战,包括如何在低维二值编码中融入类别信息、如何丰富编码的语义信息以提升模型鲁棒性、如何解决离散输出的模型梯度估计等关键问题。文章首先综述文本语义哈希任务的重要研究发展,详细讨论了无监督文本语义哈希模型和融合类别信息的有监督文本语义哈希模型的技术细节,分析基于近邻文本、隐式主题等信息的语义增强技术以及模型优化等关键技术;然后,综述文本语义哈希任务相关数据集和评估指标,对比了各类文本语义哈希技术的特点和性能;最后,讨论了文本语义哈希技术的未来发展方向。

基于LandTrendr算法的广东省1990-2020年森林干扰与森林恢复的动态变化分析

为准确掌握广东省森林干扰与森林恢复的动态特征,文章基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台构建Landsat长时序年度无云地表反射率影像集,采用LandTrendr(Landsat-based detection of Trends in Distur-bance and Recovery)算法提取广东省1990—2020年森林干扰与森林恢复的时空分布特征,并分析其演变的驱动因素,比较不同森林类型的干扰与恢复特征。结果表明:(1)1990—2020年,广东省的森林干扰总面积约为1.35×10^(4)km^(2),集中分布在广东省西部、东部和中部小范围地区,干扰面积最大的3个城市分别为韶关、梅州、清远市;森林恢复总面积约为1.91×10^(4)km^(2),集中分布在广东省北部和西部地区,恢复面积最大的3个城市分别为韶关、清远、肇庆市。(2)广东省森林干扰与森林恢复均集中发生在海拔小于等于600 m的地区,高海拔地区的森林面积较为稳定;广东省森林干扰集中发生在坡度小于等于25°的地区,森林恢复集中发生在坡度小于等于35°的地区。(3)广东省森林干扰在1996年后发生较为频繁,其中2011年的森林干扰面积最大;森林恢复主要集中在2001—2016年,其中2012年的森林恢复面积最大。(4)广东省的森林干扰与森林恢复主要受雨雪冰冻灾害、台风、病虫害等自然因素以及森林火灾、城市化、采伐、林业政策等人为因素的综合影响,其中雨雪冰冻灾害对广东省北部地区的常绿针叶林的影响较大,但该类型的森林恢复也较快。

中国中高纬地区植被物候对干旱的响应特征研究

植被物候直接影响其生物量,调控生态系统碳循环过程。目前,气候变化(尤其干旱)对中国中高纬度植被物候的影响依然不清楚。因此,文章基于GIMMS NDVI3g数据集,提取中国30°N以北地区中多种植被类型生长季的开始日期(Start of the Season,SOS)与结束日期(End of the Season,EOS)两物候参数。然后结合野外观测数据,验证提取物候参数结果可靠性,并结合饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)与改进后的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)探究植被物候对干旱的响应特征规律。结果表明:(1)不同地区的植被物候变化呈现明显的差异性,单季植被与双季植被第1个生长季的SOS集中在每年的第30~180天,而双季植被第2个生长季的SOS集中在每年的第200~220天。单季植被与双季植被第1个生长季的EOS主要集中在每年的第180~300天,双季植被第2个生长季的EOS主要集中在每年的第260~300天。(2)森林季前VPD的上升导致植被的SOS提前及EOS延迟;草地季前VPD上升导致植被的SOS滞后以及EOS提前。(3)研究区内大部分地区的SPEI与植被的SOS、EOS均呈正相关,即干旱促使该地区植被的SOS、EOS提前。

天津电力行业CO_(2)影子价格影响因素

根据线性规划对偶理论建立了电力行业发电成本最小化模型,并以天津市为例,对其2014~2020年的电力行业二氧化碳影子价格进行了测算与分析,并对其影响因素进行了相关研究。研究表明:天津电力行业光伏发电成本的降低将带动其CO_(2)影子价格的降低:光伏发电成本每降低0.1元/kWh,CO_(2)影子价格平均降低13.66元/t,且平均发电成本也有所降低。在碳排放约束不断收紧的条件下,天津市电力行业CO_(2)影子价格未表现出明显变化,但其发电结构不断优化,说明天津可以通过调整发电结构来满足碳配额要求并使得边际减排成本保持不变。高碳排放强度的火力发电方式可以通过实施CCS技术来降低电力行业CO_(2)影子价格,但平均发电成本会有所上升。

双向机制下企业自愿碳减排的三方博弈模拟

工业企业碳减排对平衡环境保护和经济发展尤为重要。基于政府和消费者双向机制探究企业自愿碳减排的影响因素,根据政府正向激励机制和消费者反向倒逼机制构建政府、企业和消费者三方演化博弈模型,分析了各参与方策略选择的演化稳定性,从系统动力学角度探讨三方主体策略选择不同时各个参数对企业自愿碳减排的影响机制,进一步分析了三方博弈系统中均衡点的稳定性。结果表明:企业选择自愿减排策略的概率与消费者低碳消费概率和政府非物质激励带给企业的收益额、减排成本补贴率、政府奖金、企业碳披露损失额等参数呈正相关;与企业的低碳营销费用、绿色积分价值、消费污染等参数呈负相关。最后,利用MATLAB 2016a进行数值仿真,验证了以上结论,并结合实际提出相关建议。

基于概率密度的自适应k近邻缺失值填充方法

基于k近邻的缺失值填充方法通常使用样本间的距离来度量样本的相似性,在计算距离时,没有区分样本各属性的权重,即所有属性对距离的贡献是一样的。然而,在非均匀分布的不平衡数据集中,样本的异质性往往体现在取值不常见的属性上,即样本之间的相似性受属性取值概率影响,此时用传统的距离公式来度量相似性是不够准确的。因此,文章针对非均匀分布的不平衡数据集提出了一种自适应k近邻缺失值填充方法(AkNNI):首先,引入属性的概率密度,动态调整各个属性的重要性,凸显稀疏值与缩小频繁值在距离计算上的贡献,从而更好地表达样本的异质性以及捕捉样本之间的相似性;然后,针对高缺失率下数据集中完备样本稀少的情况,综合考虑了样本的相似性和完整性,设计了新的k近邻的选择流程。实验选取了6个非均匀分布数据集,对比了AkNNI方法与其他5种经典填充方法的填充效果,验证了填充后的数据集在k近邻分类器的分类效果,深入探索了3种评估指标的相互关系。实验结果表明AkNNI方法具有更高的填充准确度和分类准确度:在6种缺失值填充算法中,AkNNI方法在各个数据集上取得的平均RMSE最低、平均皮尔逊相关系数最高以及平均分类准确率最高。同时,在高缺失率下,AkNNI方法在各个数据集上仍能保持较低的RMSE、较高的皮尔逊相关系数和较高的分类准确度。

纳米颗粒对十四烷相变材料热物理性质的影响

以十四烷作为基液,纳米颗粒Al_(2)O_(3)、CuO、MgO和多壁碳纳米管(MWCNT)为添加剂,分别制备质量分数为1%、2%、3%、4%和5%的十四烷纳米复合相变材料,并对其进行形貌结构表征和热物理性质研究。结果表明:纳米颗粒的加入使相变温度变化不大,潜热值降低了0.66%~14.43%;热导率明显提升,并且随着纳米颗粒质量分数的增加而增加;纳米复合相变材料在50℃以上才会出现分解,高于应用范围;与纯十四烷相比,纳米复合相变材料的相变时间明显缩短。最佳纳米颗粒为MWCNT,最佳质量分数3%,热导率0.1897 W/(m·K),潜热值199.7 J/g,可作为一种潜在的相变蓄冷材料。

基于知识关系与试题价值权重的认知诊断模型

现有认知诊断方法忽略了试题中知识点之间存在的显性、隐性相关性以及试题的价值权重,为解决上述问题,文章提出了一种基于神经网络的诊断模型(QENCD)。该模型首先利用Jaccard算法探索知识点间的相似性,发现试题中的显性知识点,并根据特征向量中心性算法求其权重;其次,利用显性知识点信息作为先验信息来推断试题中的隐性知识点;然后,引入学生潜能因素和试题价值权重因素,重新构建交互函数;最后,结合猜测因素预测学生是否能正确回答试题,了解学生实际水平。在4个真实数据集(ASSIST0910、MathEC、Junyi和Math1)上,将QENCD模型与3个统计认知诊断模型(IRT、MIRT、DINA)、3个神经网络认知诊断模型(NCD、CDGK、ICD)进行对比实验;同时,为了验证每个组件的有效性,进行了消融试验,通过移除模型的不同部分(如知识矩阵、试题价值权重等)来评估各部分对模型性能的影响。此外,进行了基于一致性程度指标(DOA)的可解释性实验,以衡量模型的解释能力。对比实验结果表明在4个真实数据集上,与目前最佳的基线模型(ICD)相比,QENCD模型的ACC、AUC平均提高了0.84%、1.12%,RMSE降低了0.38%。消融实验结果显示:模型的不同部分对模型的准确性和解释性都有重要贡献。由4个模型(DINA、NCDM、CDGK和QENCD)在4个真实数据集上的DOA值可知:QENCD模型能够更准确地识别和解释学生的知识状态。

求解绝对值方程组的广义SOR型方法

为了求解大规模的绝对值方程Ax-|x|=b,利用预处理技术及参数矩阵取代单参数的策略,文章提出了一类广义SOR型(GSOR)方法。通过选取适当的预处理矩阵或参数,GSOR方法能简化为已有的一种SOR型(NSOR)方法或导出更有效的SOR型方法。而且,基于Ax-|x|=b方程解的唯一性条件,建立了GSOR方法的收敛性定理并给出了该方法的拟最优参数。特别地,利用截断的Neumann展开构建了一个新的预处理矩阵,由此导出了一种特殊的GSOR方法,记为GSOR-1方法。文章进一步证明:GSOR-1方法具有比NSOR方法更小的拟最优收敛因子。数值测试进一步揭示:GSOR-1方法比NSOR方法具有更快的收敛速度且耗费更少的计算时间。

基于学习迁移的稳定知识追踪模型

知识追踪基于历史交互日志估计学生在每个时间步上的知识状态,从而预测学生在求解新练习时的答题表现,是智能教学系统的核心功能。针对现有的知识追踪方法未考虑学生的单个概念知识状态和学生的整体知识状态在相邻时间步之间稳定演变的问题,文章提出了一种基于学习迁移的稳定知识追踪模型(SKT-LT):一方面,利用知识概念间的学习迁移效应来优化知识追踪过程;另一方面,通过在知识追踪过程中引入学生的单概念知识状态的稳定性约束和学生的整体知识状态的稳定性约束来确保模型预测的知识状态在相邻时间步不发生突变,从而提升模型的预测准确性。最后,在2个公开数据集(ASSISTments 2015和ASSISTments 2009)上,将SKT-LT模型与DKT、CKT、ContextKT、DKVMN、SPARSEKT、GKT、SKT模型进行对比实验。对比实验结果表明:SKT-LT模型在ASSISTments 2015数据集上的AUC值和F1-Score值分别比表现最好的基线模型(SKT)提升了3.45%、22.80%。同时,消融实验证明了SKT-LT模型中各个模块的有效性,而可视化实验则证明了SKT-LT模型能够追踪到稳定演变的学生知识状态。

一类华罗庚域的Bergman核函数的显式表达

在任意不可约有界圆型齐性域上考虑一类华罗庚域E(q 1,…,q m,Ω;p 1,…,p m),其中Ω是指任意不可约有界圆型齐性域,q 1,…,q m都是自然数,m,p 1,…,p m都是正整数,N(Z,Z)是Ω的一般范数。利用完备正交函数系和多元极坐标变换,给出了该域的Bergman核函数的显式表达。

硅碳负极的失效机理与FEC的改善作用

采用含和不含氟代碳酸乙烯酯(FEC)的电解液,研究了一种硅碳材料作为锂离子电池负极的充放电行为,对充放电循环前后的硅碳电极进行了组成和形貌的谱学表征,并通过计算比较了电解液主要成分的还原活性。结果表明:不含FEC的电解液,硅碳负极首次充放电库伦效率低、容量衰减快,这是因为硅碳表面不能形成稳定的SEI,嵌锂后体积膨胀使SEI开裂,电解液持续分解。相反,含FEC的电解液,因FEC比电解液其他组分更容易在硅碳负极上还原,生成含氟的聚合物,形成稳定的SEI,抑制电解液还原分解,并缓冲硅碳负极的体积膨胀,从而显著提高库伦效率和循环稳定性。添加5%的FEC,硅碳负极首次充放电库伦效率从83%提高到86%;添加10%的FEC,0.2 C充放电循环50次后,硅碳负极的容量保持率从28%提高到75%。

不同切花菊品种的高温生理响应及耐热性综合评价

为了筛选耐热性强的切花菊品种,并建立切花菊高温综合评价体系,文章以12个多头切花菊品种为实验材料,进行高温胁迫处理,探究其对高温胁迫的耐受性。结果显示,随着胁迫温度升高,不同多头切花菊品种的各项生理指标变化趋势有差异,表明单一指标无法全面反映品种间的耐热性。随后,采用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析进行综合评价,将12个品种划分为4类,分别为:热敏感型品种‘凯撒红’;中等耐热型品种‘吉姆橙’‘诺西橙’‘多伦多’;较耐热型品种‘昆帝’‘瑞白’‘紫精灵’‘贝基’‘阴阳’‘绿精灵’;耐热型品种‘威尼斯’和‘凯撒黄’,是适用于夏季高温地区生产的品种;并进一步利用逐步回归法得到最优评价方程,筛选出丙二醛(MDA)含量、电子传递的量子产额(φEo)和可溶性糖(SS)的质量分数3个单项指标,提高了鉴定效率。

地质埋存下CO_(2)在盖层中吸附扩散行为的微观机理研究

为解决温室气体减排领域中二氧化碳(CO_(2))地质埋存的关键问题,采用分子模拟手段(巨正则蒙特卡洛模拟、分子动力学模拟、密度泛函理论),对CO_(2)在SiO_(2)纳米狭缝中的吸附扩散行为进行了理论计算研究。研究表明:在SiO_(2)纳米狭缝中,CO_(2)吸附量随着压力的升高和温度的降低而增强,且亲水性的SiO_(2)纳米狭缝比亲油性SiO_(2)纳米狭缝的CO_(2)吸附量大;随着狭缝宽度的增加,CO_(2)吸附和扩散能力也逐渐增强。此外,根据吸附能、吸附高度和电荷转移量等参数分析了CO_(2)在不同润湿性SiO_(2)表面吸附的微观机理。研究结果为理解不同岩石物性的SiO_(2)狭缝表面与CO_(2)的相互作用机制提供了分子水平上的见解,这对于解释CO_(2)分子在盖层中的吸附机理以及在地层中的长期封存具有重要的理论指导意义。

外延Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)铁电薄膜的制备及介电储能性能

利用偏轴磁控溅射技术,在(001)LaAlO_(3)单晶衬底上构架了Pt/Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)(BST)/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)铁电电容器,研究了BST薄膜的结构与形貌、介电、漏电和储能性能。结果表明:BST薄膜为外延结构生长,表面光滑致密,其均方根粗糙度为1.228 nm。Pt/BST/LSCO电容器具有优异的介电性能,100 kHz频率下调谐率和最大损耗分别为73.73%和0.078,漏电流密度较低(106 A/cm^(2)量级)。此外,BST薄膜展现了良好的储能特性及温度稳定性,在10 kHz频率和2000 kV/cm外加场强下,其室温总储能密度、有效储能密度和储能效率分别为27.01 J/cm^(3)、16.03 J/cm^(3)和59.4%;在1200 kV/cm外加场强下,温度为105℃时储能效率可高达72.2%,这主要归因于较高温度促进了离子的热运动,从而有效提升了储能效率。