基于相对联系数的区域水利高质量发展评价指标体系筛选方法

为综合判断在区域水利高质量发展目标、发展途径、发展条件相互作用下区域水资源-经济社会-生态环境复合系统不断协同优化的系统高质量发展水平状态,构建了由发展目标、发展途径和发展条件3个子系统组成的区域水利高质量发展初步评价指标体系。为定量分析初步评价指标体系的专家咨询信息,根据专家指标排序合理性模糊关系的取值区间特点提出了相对联系数,用相对联系数的平均集对势估计各专家指标排序合理性的权重,进而可得各指标重要性的专家综合排序值,据此筛选初步评价指标体系,构建了基于相对联系数的区域水利高质量发展评价指标体系筛选方法(SM-RCN)。SM-RCN在陕西省的应用结果表明:筛选后的指标体系汇聚了各专家对区域水利高质量发展主要影响指标的综合评判;SM-RCN可克服评价指标体系构建过程缺乏定量分析依据的不足,可识别不同专家、同一专家对不同评价方面的指标排序合理性的程度。该筛选方法在区域水利现代化、水资源空间均衡、水资源承载力等评价指标体系构建过程中具有应用前景。

西北江下游河流底栖动物群落健康评价

2020年12月在西北江下游河流设置11个采样点,调查底栖动物群落结构,应用底栖动物完整性指数(B-IBI)评价河流健康状况,并分析B-IBI值与环境因子的关系。结果表明,参照点位的B-IBI值在0.59~4.00之间,处于中等—优状态;受损点位的B-IBI值在0~0.82之间,处于很差—良好状态,其中较差和很差状态占比为87.5%。氨氮浓度与B-IBI值呈现极显著的负相关性,降低水污染负荷是促进底栖动物群落恢复健康的有效途径。在水质已经实现好转的基础上,可通过营造河底卵石生境来促进底栖动物群落恢复,同时也应加强河岸带的修复。

数字普惠金融赋能河北省民族地区特色产业结构升级的影响研究

随着我国经济进入高质量发展阶段,产业结构的优化升级成为推动经济发展的关键因素。本文选取河北省民族地区作为研究对象,构建特色产业结构升级指数,运用固定效应模型,实证分析了数字普惠金融对河北省民族地区特色产业结构升级的影响效应,数字普惠金融覆盖广度层面、使用深度层面和使用程度层面分别提出了数字普惠金融助力河北省民族地区特色产业结构升级的相应政策建议。

基于神经网络的拓扑与打印方向同步优化

三维打印能够制造复杂的结构,并广泛应用于航空,工业,医学等诸多行业,但它也存在着一些局限性.而拓扑优化方法是在空间内寻求最佳的材料分布,从而使用更少的材料实现更轻的部件与同样的性能.近年来,三维打印结合拓扑优化的方法受到了广泛关注.众所周知,零件的打印方向会影响打印效果,并与拓扑结构,支撑体积等方面具有密切关系.鉴于此,文中提出了一种基于神经网络的打印方向优化框架.为了验证算法的可行性,根据结构柔度与所需支撑体积构造可微的损失函数,并使用人工神经网络同时对结构拓扑与打印方向进行优化.通过在二维和三维上的大量实验证明,方向优化可以在保证柔度变化不大的情况下显著减少支撑体积数量,降低打印成本.

SOSNet:一种非对称编码器-解码器结构的非小细胞肺癌CT图像分割模型

非小细胞肺癌严重损害人类健康,早期非小细胞肺癌CT(Computed Tomography)图像中的肿瘤结节体积小,不易发现,极易造成漏诊和误诊.为了精确分割非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,本文提出SOSNet(Small Object Segmentation Networks)自动分割模型,利用ResNet(Residual Network)基础层和空洞卷积构造非对称编码器-解码器结构作为分割主网络,利用轴向取反注意力模块ARA(Axial Reverse Attention)逐步擦除背景中对分割有影响的结构,再使用结构细化模块SR(Structure Refinement)对主网络输出的粗略特征图进行结构细化,从而实现非小细胞肺癌肿瘤结节分割.在非小细胞肺癌公开数据集的实验测试表明,本文提出的小目标自动分割模型SOSNet可以有效分割出非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,其mDice(mean-Dice)、mIoU(mean Intersection over Union)、Sensitivity、F1、Specificity、平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)均优于当前最先进的小目标分割模型CaraNet(Context Axial Reverse Attention Network).

厚硬岩层结构调控低损开采方法及机理研究

为探究厚硬岩层采动结构对上覆岩层下沉破坏影响及新的低损开采方法,采用相似模拟、离散元数值模拟方法分析了厚硬基本顶采动破坏结构演化和堆积特征对覆岩下沉破坏的影响。相似模拟及数值模拟结果均表明,随采随垮的直接顶岩层和周期性破断的厚硬基本顶分别呈现小块度破坏杂乱堆积和大块度破断整齐堆积;受采动结构特征影响,直接顶岩层采动破坏产生的体积膨胀显著大于厚硬基本顶。根据模拟得到的采动岩层破坏堆积特征构建了厚硬基本顶条件下采动覆岩下沉计算模型。根据采动作用下随采随垮直接顶岩层采动破坏膨胀量显著大于周期性破断厚硬基本顶的规律,提出对厚硬基本顶进行采前大规模水力压裂并借助采动超前支承压力进一步破坏厚硬基本顶,降低厚硬基本顶采动破坏块度,使其随采随垮、杂乱堆积并充分充填采空区以控制上覆岩层下沉破坏,实现低损开采。采用数值模拟验证了压裂弱化厚硬岩层调控其采动结构,增大采动破坏岩层体积膨胀量,降低上覆岩层下沉的有效性。提出的厚硬岩层结构调控低损开采方法可为煤矿绿色高效开采提供一定的参考。

矿震诱发高应力巷道厚顶煤动力失稳机制

【目的】厚煤层沿底掘进煤巷普遍存在厚顶煤,工作面矿震对巷道厚顶煤产生动载作用,易诱发厚顶煤动力失稳和冒顶-冲击复合灾害,亟需探究矿震动载作用下巷道厚顶煤动力失稳机制。【方法】以陕西彬长矿区深部厚顶煤巷道为工程背景,调研分析深部高应力巷道厚顶煤动力失稳特征,数值模拟研究不同静动载作用下巷道厚顶煤多场演化规律,提出矿震诱发高应力巷道厚顶煤动力失稳机制。【结果和结论】结果表明,巷道厚顶煤冒顶区域距回采工作面较远,冒顶后裸露平整顶板,顶板锚索拉断,冒顶区域附近均发生大能量矿震,呈现冒顶-冲击复合灾害现象。随静载增加,巷道围岩裂隙发育深度及变形不断增加;随动载作用时间和动载强度增大,顶煤震动速度、加速度及裂隙发育程度不断增大,顶煤离层量显著增加;顶板锚杆索均位于顶煤裂隙发育区,支护性能大幅降低。静动载作用下巷道厚顶煤累积损伤及离层量不断增大,大能量矿震动载使浅部破碎顶煤震动速度及加速度显著增大,作用在锚索上载荷超过其承载能力,锚索被拉断,浅部破碎煤体以较高速度冒落,诱发厚顶煤动力失稳和冒顶-冲击复合灾害。在此基础上,提出了采用重建厚顶煤主被动支护和加强卸压的深部巷道厚顶煤动力失稳灾害的防治方法。

基于被动视觉的三维重建技术研究进展

基于被动视觉的三维重建技术方法多样、应用广泛。按照不同的分类方法,对基于被动视觉的三维重建技术研究进展进行了分析总结。首先,根据采集装置的数量进行分类,介绍了基于单目视觉、双目视觉和多目视觉的三维重建技术,并对各种方法的优缺点进行比较。其次,根据不同应用方法进行分类,对运动恢复结构法和深度学习法的研究进展进行了阐述。最后,对基于被动视觉的三维重建方法进行了综合对比分析,并对三维重建的应用和发展进行了展望。

基于逆阻型IGCT器件的固态式直流断路器设计及研制

直流系统是支撑高比例新能源接入与灵活高效用能的重要技术方向。固态式直流断路器(solid state DC circuit breaker,SSCB)具有开断速度极快、无电弧、寿命长等优点,在中低压直流系统的故障保护中得到广泛应用。随着电力电子器件的发展,固态式直流断路器的拓扑结构、工作性能也在不断进步。为此基于逆阻型集成门极换流晶闸管(intergated gate commutate thyristor,IGCT),提出了一种新型的固态式直流断路器结构及设计方法,通流支路采用逆阻IGCT反并联结构实现双向通流,缓冲支路采用金属氧化物避雷器(metal oxide varistor,MOV)-电容结构来抑制过电压,吸能支路采用MOV吸收系统能量。进一步地,给出了关键元器件的参数设计方法,并验证了有效性;设计了性能良好的重力热管散热器,单个模块散热功率可达700 W;提出了主被动结合的控保策略,提高断路器的保护性能。最后,研制了固态式直流断路器样机,可用于750 V以内的低压直流系统,额定通流可达2 kA,可在百微秒内开断10 kA故障电流,成本低、体积小、高可靠,具有良好的应用前景。

传统村落景观基因的识别与关系序列结构研究

传统村落景观基因对于我国传统文化的保护以及血脉与乡愁的延续具有重要意义。该文以北方传统村落皇城村为例,采用N级编码与分类原理,在创新性识别传统村落景观基因基础上立体化呈现出不同景观基因间的关系序列结构,并明晰传统村落景观基因从外在物质载体到内在文化意涵的逻辑表达机制。研究表明:回归文化视角的传统村落景观基因包括物质景观基因、社会景观基因和精神景观基因三大类以及整体布局、土地利用、宗法礼制、社会关系和地方认同等10小类;传统村落景观基因的关系序列结构借由“精神-社会-物质”由内而外、从无形意涵到可视化载体的6条具象路径(“整体布局-宗法礼制-地方认同”“公共空间-宗法礼制-地方认同”“公共空间-民俗文化-地方认同”“土地利用-生计方式-地方认同”“土地利用-社会关系-地方认同”和“民居建筑-社会关系-地方认同”)进行表达。研究结论完善了传统村落景观基因理论,对实践中传统村落文脉的延续和传承具有指导意义。

农业生产性服务对农业生态效率的影响及作用机制

农业生产性服务通过将技术、信息、人才等有效引入农业生产环节,为实现农业规模化经营,进而为提高农业生态效率提供新路径。本文基于2005—2021年的中国30个省份(自治区、直辖市,不包括香港地区、澳门地区、台湾地区和西藏,下同)面板数据,构建超效率SBM模型测算各省份的农业生态效率,绘制核密度图分析农业生态效率的时间演变趋势,并比较不同地区、不同省份间农业生态效率的差异;采用双向固定模型分析了农业生产性服务对农业生态效率的影响;采用中介效应模型分析了农地经营规模、农业种植结构和农业技术推广的中介作用。结果表明:2005—2021年全国及各区域农业生态效率均呈上升趋势,全国农业生态效率从2005年的0.388上升到2021年的0.893;且几乎始终呈东部地区>西部地区>中部地区的趋势,粮食主销区农业生态效率高于粮食主产区和粮食产销平衡区。各省份间农业生态效率差异较大,其中青海、上海、海南和北京等省(市)农业生态效率一直较高,而山西、安徽、甘肃和江西等省份农业生态效率一直较低。农业生产性服务显著提高了农业生态效率,在进行多种稳健性检验后,结果仍然成立;中介效应的估计结果表明,农业生产性服务能够通过扩大农地经营规模、调整农业种植结构和促进农业技术推广提高农业生态效率;相较于其他地区,农业生产性服务对西部地区和粮食产销平衡区的农业生态效率提高作用更加明显。因此,为提高农业生态效率,应进一步完善农业生产性服务体系,促进农地规模经营,健全耕地保护补贴机制,防止耕地“非粮化”,完善农机装备技术创新。

深部开采对地表及竖井稳定性影响分析

以深井矿山阜山金矿整合矿区为工程背景,通过使用3DMine-FLAC3D数值分析及建模软件,分析了矿体位移规律和深部开采对地表的影响,建立了阜山整合矿区的三维数值计算模型。针对矿岩位移及地表变形的影响进行分析,结果表明:(1)矿体下盘处由于开挖卸荷作用而出现不同程度的底鼓现象,矿体上盘的变形特征为下沉,距离矿体越远,围岩变形越小;(2)当下方设计矿体回采、充填结束后,地表最大沉降变形、倾斜变形、曲率以及水平变形均能满足《有色金属采矿设计规范》(GB 50771—2012)相关要求;(3)主竖井井筒、207风井井筒中心线处的相对变形较小,地下矿体的回采活动未对主竖井、207风井产生影响;(4)地表沉降监测表明,地下开采引起的地表的沉降位移很小。

SiO_(2)催化制备煤基石墨及其电化学性能研究

石墨通常用作锂电池的负极材料,随着锂电池需求扩大和天然石墨产量降低,高质量负极材料的可持续性供应压力不断增加,开发可替代的高性能合成石墨作为锂电池负极材料具有重要意义。以太西无烟煤为原料,通过SiO_(2)催化、氧化微扩和活化造孔制备出结构稳定且具有分级孔结构的多孔无烟煤基石墨,并分析其作为锂电池负极材料的电化学性能。结果表明:随着催化剂SiO_(2)含量的增加,煤基石墨的石墨化程度和石墨晶体结构有序化程度逐渐提高;氧化微扩处理后,煤基石墨层间距增大且中孔和大孔数量增多,石墨晶体结构有序化程度降低并产生了大量缺陷结构;活化造孔后,煤基石墨微观形貌改变明显,其微孔数量增多,孔隙结构发育良好。在SiO_(2)质量分数为20%时,无烟煤基石墨石墨化程度高达89.3%,氧化微扩处理后石墨微晶层间距由0.33632 nm扩大至0.33809 nm,比表面积由4.17120 m^(2)/g扩大到29.47100 m^(2)/g,而活化造孔后,煤基石墨孔隙结构进一步发育,微孔比表面积由2.94990 m^(2)/g扩大至8.15060 m^(2)/g。在SiO_(2)质量分数为20%时,多孔无烟煤基石墨在0.1 C倍率下首次可逆比容量和库伦效率分别为298.0 mAh/g和67.41%。多孔无烟煤基石墨在1 C倍率下循环110次后,可逆比容量为234.1 mAh/g,容量保持率为95.1%,且库伦效率始终接近100%。无烟煤在石墨化过程中经SiO_(2)催化、氧化微扩以及活化造孔后可形成具有较好电化学性能的多孔煤基石墨,可成为潜在的高性能锂电池负极材料。

利用热化学流体反应生热增压解除致密砂岩凝析气反凝析伤害的新方法

鉴于CO_(2)吞吐仅能短期改善反凝析伤害,且存在CO_(2)气源短缺及注入成本昂贵等问题,提出了一种利用热化学流体反应生热增压解除反凝析伤害的新方法。通过开展岩心驱替和吞吐实验,对比评价了2种注入方式下热化学流体改善反凝析伤害的效果,研究了热化学流体对岩心微观孔隙结构和油气两相渗流的影响。结果表明:吞吐注入的最大压差可达25 MPa,最高温度达到329℃,累计4次吞吐凝析油采出程度为63.2%,大于驱替方式的凝析油采出程度49.5%,吞吐效果更好,且最佳吞吐次数为2次;热化学流体注入后能够增大孔隙直径、诱发形成微裂缝、降低毛细管压力和提高油气两相相对渗透率,其中吞吐式注入热化学流体后平均孔径由0.86μm增大至2.54μm,最大孔径由80.11μm增加至690.63μm,但总孔隙度变化较小,平均毛细管压力降幅达到51.2%,最大气相和最大油相相对渗透率分别提高了2.3倍和1.8倍,残余油饱和度下降了29%。研究成果为长期高效解除反凝析伤害提供了方法和借鉴。

吲哚芳砜类化合物定量构效关系研究

从文献中选取76种具有抗人类免疫缺陷病毒(HIV)活性的吲哚芳砜类化合物,采用分子结构描述符对其进行结构表征。通过逐步回归分析法,从28个结构参数中筛选出10个参数作为回归方程的最终变量,构建了吲哚芳砜类化合物的分子结构与抗HIV活性之间的定量关系模型。所建模型的复相关系数R为0.904 9,表明该模型的拟合效果较好,可以反映吲哚芳砜类化合物分子结构与生物活性之间的相关关系。留一法(LOO)交互检验结果表明,R为0.856 7,标准偏差(Std)为0.445 5,说明所建模型具有较好的稳定性和可靠性,可以用于预测吲哚芳砜类化合物的抗HIV活性。

过渡金属X(X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re)掺杂Janus Ga_(2)SSe的第一性原理研究

利用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究过渡金属X(X=Cr、Mn、Fe、Tc、Re)原子掺杂Janus Ga_(2)SSe的磁性、电子性质及光学性质.研究表明:过渡金属掺杂Janus Ga_(2)SSe体系在Chalcogen-rich条件下有着比Ga-rich条件下更好的稳定性.其中Mn掺杂体系形成能在两种条件下皆为最低.本征Ga_(2)SSe是具有2.02 eV带隙的间接带隙半导体,在紫外区域有着很好的光伏吸收能力.与本征Ga_(2)SSe相比,Cr掺杂体系自旋向上通道出现杂质能级,自旋向上与向下通道不对称,呈磁矩为2.797μB铁磁性半金属.Mn掺杂体系在其自旋向上通道产生的杂质能级,呈磁矩为3.645μB的磁性P型半导体.Fe掺杂体系自旋向下通道产生的杂质能级,呈磁矩为3.748μB磁性P型半导体.在Tc与Re掺杂后,带隙皆由间接变直接带隙,呈无磁性的P型半导体.从光学性质来看,各掺杂体系与未掺杂Ga_(2)SSe在介电常数和折射系数上相比有着明显的增强,吸收系数在高能量区(3~10 eV)出现蓝移现象.有着在紫外探测器和光伏吸收领域潜在的应用前景.

白粉病对火棘叶片内生真菌群落结构的影响

目的:为比较健康和患白粉病火棘叶片内生真菌群落结构差异。方法:利用高通量测序技术对真菌r DNA-ITS(Internal transcribed space)序列进行测序分析。结果:两组样品共获得5门、16纲、3目、61科、83属、100种;健康样品HJF独有OTU为103个,感染白粉病的火棘叶片HJB独有OTU为19个,两个样品共有OTU为23个,HJF内生真菌物种丰度和多样性均高于HJB。物种分类显示,在门分类水平上,两组样品中优势菌群均为子囊菌门(Ascomycota);在科分类水平上,HJB中优势菌科为89.22%白粉菌科(Erysiphaceae);HJF中优势菌科为28.25%白粉菌科(Erysiphaceae)、12.30%丝孢酵母科(Trichosporonaceae)和12.31%Phaeosphaeriaceae;在属分类水平上,HJB中优势菌属为88.04%球针壳属(Phyllactinia);HJF中优势菌属为27.45%球针壳属(Phyllactinia)、12.03% Apiotrichum、11.58%unclassified_f_Phaeosphaeriaceae。结论:健康组和罹病组火棘叶片的内生真菌群落结构及多样性存在明显差异,其优势、次优势菌属的相对丰度也存在明显差异,本研究明确了白粉病对火棘内生真菌结构的影响,为该病菌的致病机理和防控策略研究奠定基础。

船舶电力电子变压器整流级新型直接功率自动控制

为了改善船舶电力电子变压器整流级的功率因数,提升船舶电力系统性能,确保其能够正常运行,提出一种船舶电力电子变压器整流级新型直接功率自动控制方法。构建船舶PET整流级等效电路及数学模型,在静止坐标系下,获取网侧电压、电流的正交虚拟分量,依据虚拟分量求取船舶PET整流级有功和无功分量。将直接功率控制思想与滑模变原理相结合,提出基于滑模变结构双闭环的新型直接功率控制方法,设计功率内环滑模控制器和电压外环滑模控制器,利用这2个控制器实现对船舶电力电子变压器整流级的自动控制。实验结果表明,该方法能够保证船舶电力系统保持稳定的运行状态,使船舶PET电压平稳输出。

35kV干式变压器高压绕组结构和绝缘的优化及验算

本文作者对一台35kV干式变压器进行了主纵绝缘计算。经过对计算结果的分析,结合该台产品的结构特点,对其高压绕组结构进行优化,并减少高压-低压、高压相间主距绝缘尺寸。通过波过程和电场仿真软件的再次验算,调整后的结构满足绝缘要求,验证了结构改进优化的可行性。

协同创新网络成员和知识多样性对区域创新绩效的影响研究——基于网络结构的调节作用

基于北部湾区域的专利数据,构建协同创新成员和知识网络,对成员多样性、知识多样性与区域创新绩效之间的关系以及网络结构在其中的调节作用进行深入研究,从协同创新角度解析影响区域创新绩效的前因变量和调节变量。研究发现:协同创新网络成员多样性和知识多样性对区域创新绩效有显著正向影响;协同创新网络成员多样性对知识多样性有显著正向影响,且成员网络的中心势和密度在二者关系中起正向调节作用;多样化的知识有助于提升区域创新绩效,而在高密度的知识网络中,各类知识元素能更有效地整合重构,进而转化为创新成果。