基于驱动力-压力-状态-响应模型的黄河流域甘肃段生态系统健康评价

基于驱动力-压力-状态-响应(DPSR)模型和熵权-变异系数综合赋权法对2010—2020年黄河流域甘肃段57个区(县)生态系统健康进行评价,分析各流域及各区(县)生态系统健康等级时空演变及障碍因子,有助于发现生态系统问题并提出合理的管理恢复策略。结果表明,2010—2020年黄河流域甘肃段生态系统健康状况整体显著提升,2013—2016年生态系统健康状况较差,2016年后健康状况得到明显改善。黄河干流流域1健康程度较高且健康值变化幅度最大,洮河流域健康状况改善较大,其余流域健康程度低且健康值涨幅较小。在整体准则层层面,黄河流域甘肃段驱动力、压力指数波动增长,状态与响应指数持续上升,表明2010—2020年黄河流域甘肃段生态系统健康状况得到稳定改善。人口增长、人均水资源量、建设用地比例和工业固体废物综合利用率等是影响黄河流域甘肃段生态系统健康等级变化的主要因素。优化土地利用、促进人口均衡分布、推动水资源均衡分配以及加强生态环境保护与修复是促进黄河流域甘肃段绿色发展与生态屏障建设的有效措施。

基于特性的牵引车-半挂车刚柔组合车架动力学模型研究

商用车较大的车架柔性会影响到整车的操纵稳定性和乘坐舒适性,尤其是在共振时车架柔性会放大对车辆运动品质的影响。为实时模拟牵引车-半挂车的车架运动,采用基于总成特性的建模技术路线,根据运动响应频域将车架运动解耦为低频刚体运动和高频柔体运动,并将车架模型模块化划分为基于多体动力学的刚体车架模块、基于模态综合法的柔体车架模块,然后将两模块求解结果叠加形成刚柔组合车架模型。最后,将车架模型嵌入牵引车89DOF-半挂车73DOF整车模型中,针对某款商用车进行仿真,通过对比实车场地试验结果,验证了模型的有效性。

基于信息-动机-行为技巧模型的护理干预对功能性消化不良患者心理状态及胃肠动力的影响

目的分析基于信息-动机-行为技巧(IMB)模型的护理干预对功能性消化不良患者的作用。方法选取2022年12月—2023年6月新乡医学院第一附属医院收治的160例功能性消化不良患者为研究对象,根据随机数字表法将其分为对照组和观察组,每组80例。对照组患者应用常规护理干预,观察组患者在对照组基础上应用基于IMB模型的护理干预。比较2组患者干预前后心理状态、胃肠动力及生活质量情况。结果干预后,2组患者汉密尔顿焦虑量表(HAMA)及汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分均有所下降,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。干预后,2组患者胃肠激素一氧化氮(NO)、血清胃动素(MTL)和血清胃泌素(GAS)水平均有所改善,观察组各指标水平均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。干预后,2组患者胃肠道生活质量指数(GIQLI)评分均有所提高,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论基于IMB模型的护理干预有利于缓解功能性消化不良患者的焦虑、抑郁情绪,能有效增强患者胃肠动力及活力,提高患者生活质量。

基于AHP-灰色聚类模型的舰艇自身抗损能力评估方法

针对当前舰艇平台性能评价标准不一的问题,尤其是如何更好评价定性指标的问题,探究一种客观公正的评价方法。以舰艇自身抗损能力为研究对象,提出层次分析(AHP)-灰色聚类模型在自身抗损能力综合评估的应用,并在分析研究舰艇自身抗损能力影响因素的基础上建立评估指标体系。运用AHP确定各指标权重,针对舰艇自身抗损能力的各项评价指标,基于专家打分法的打分结果,应用灰类的白化权函数进行数据归一化处理,得到各项评价指标的分数值。根据指标评价体系以及各项指标的权重和分数值,对舰艇自身抗损能力进行综合评价。实例分析结果表明,该方法使用便捷,能够对舰艇自身抗损能力进行客观公正的评价,可为舰船自身抗损能力综合评估提供指导。

预测抓握力和振动传递的手-臂系统生物动力学模型

针对手-臂的振动问题,提出了一种手-臂混合模型来计算不同抓握力下叉车方向盘传递给手-臂的振动。该模型由肩膀、上臂、前臂和手组成,通过具有刚度和阻尼的关节连接。手部模型包含手掌和五个手指,每个手指的远端、近端和掌指端通过旋转关节相互连接,在手指关节上施加力矩来模拟抓握手柄时的主动肌肉力。通过调整模型材料参数以匹配手和手臂在抓握手柄时的接触压力和振动。将标定后的模型应用于某叉车方向盘对手臂系统振动传递率进行预测,结果表明所建立的考虑抓握力和手与手柄接触条件的模型能够预测车辆驾驶员手臂系统的振动传递。

生态环境研究中压力-状态-响应模型应用的陷阱与改善

压力-状态-响应(Pressure-State-Response, PSR)模型在国内外生态环境研究领域中应用十分广泛,但有关该模型指标遴选的适宜性和科学性则较少受到重视,导致模型在实际应用中存在指标的套用、误用、混用等现象。通过对国内外100多篇PSR模型应用研究文献的梳理与分析,认为:(1)PSR模型的实质是对人地关系的适应、反应与响应的评估,压力(Pressure)更多源于人类活动对自然资源的利用方式与强度,状态(State)是人类活动压力下生态环境自身的质与量的表现,响应(Response)则是对谋求人地关系和谐所做出的制度安排,PSR模型指标遴选宜与之相契合。(2)目前国内外PSR模型应用主要存在内生性(Endogeneity)、矢量性(Vectority)、指示性(Indexicality)、针对性(Pertinence)等四个方面的缺憾。(3)忽视研究目标的指向性、科学问题的针对性、研究对象的特殊性、人地关系的复杂性以及研究者的主观性等,是造成PSR模型应用陷阱的主要因素。最后,本文提出PSR模型的优化与改善路径,以期为生态环境领域的PSR理论实证和实践应用提供参考。

基于能力、机会、动机-行为模型的护理干预在血糖控制不良2型糖尿病患者中的应用

目的 探讨基于能力、机会、动机-行为模型(capability, opportunity, motivation-behavior, COM-B)的护理干预在血糖控制不良2型糖尿病患者中的应用效果。方法 选取2021年12月-2022年9月笔者所在医院收治的血糖控制不良的2型糖尿病患者为研究对象,采用随机数字表法将其分为对照组和观察组,各55例。对照组接受常规护理,观察组在对照组基础上给予基于COM-B模型的护理干预,比较2组血糖控制情况、自我效能以及生活质量。结果 干预3个月后,观察组随机血糖和糖化血红蛋白均低于对照组(t=3.380,P<0.001;t=26.907,P<0.001),糖尿病自我效能量表得分高于对照组(t=-12.019,P<0.001),糖尿病生存质量特异性量表得分低于对照组(t=9.899,P<0.001)。结论 基于能力、机会、动机-行为模型的干预能够改善血糖控制不良2型糖尿病患者的血糖水平,提高其自我效能,促进其生活质量的提升。

基于压力-适应理论的护理策略对肝硬化患者自我疾病感知及自我管理能力的影响

目的分析基于压力-适应理论的护理策略对肝硬化患者自我疾病感知及自我管理能力的影响。方法选取2019年1月至2021年12月收治的100例肝硬化患者为研究对象,将其随机分为对照组和观察组,各50例。对照组实施常规护理干预,观察组在对照组基础上给予基于压力-适应理论的护理策略干预。比较两组的干预效果。结果出院时、末次随访时,观察组的焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)评分低于对照组(P<0.05)。末次随访时,观察组的疾病感知问卷简化版(BIPQ)各维度评分及总分低于对照组(P<0.05)。末次随访时,观察组的病情管理、日常生活、饮食情况评分及总分高于对照组(P<0.05)。结论基于压力-适应理论的护理策略有利于改善肝硬化患者的心理状态,改善其自我疾病感知和自我管理能力。

车辆-轨道系统动力极值预测及可靠度计算

为从车辆-轨道系统的动力极值预测及其可靠度计算角度分析车辆系统行车安全、衡量系统可靠程度,基于车辆-轨道耦合动力学及概率理论,提出一种车轨系统动力极值预测及可靠度评估方法。首先,基于轨道不平顺概率模型,采用轨道不平顺累计概率谱确定具有不同激振能量的随机不平顺序列;依据离散Parseval定理,建立轨道不平顺时域序列和功率谱间的对应关系;将轨道不平顺概率模型与车辆-轨道耦合动力学模型相结合,从随机动力计算中提取车辆-轨道的动力极值及可靠度信息;随后利用车辆-轨道耦合动力模型及二维插值算子,根据谱线能量关系实现动力极值预测;此外,基于此系统激励输入与响应输出间的概率等效性,导出了动力极值的可靠度计算式。以实测的轨道不平顺和车体加速度数据及4种类型不平顺在不同累计概率下的谱组合计算得出的轮轨横向力和钢轨垂向位移的计算结果为样本,与预测结果进行对比。研究结果表明:计算时程的分布趋势基本与实测时程一致,动力极值预测结果与实际的动力计算结果较为接近。由于轨道不平顺随机性的存在使得车辆-轨道系统的动力响应存在随机离散及方差特征,但通过轨道不平顺的幅频及能量特性预测车辆-轨道系统的动力极值的方法是较为可行的。

“压力-动力-能力”互嵌视角下PPP项目规模差异研究——来自fsQCA方法的实证分析

采用模糊集定性分析方法(fsQCA),构建“压力-动力-能力”模型,研究中国各省份政府与社会资本合作模式(PPP)项目投资规模的差异性问题。研究表明,在地理因素、人口规模、地方政府发文数量、地方债务率和地方市场化程度五个因素中,人口规模是决定PPP项目投资规模最重要的因素,但其并非独立起作用。五个因素中,至少需要存在三个前因因素才会导出项目高投资额这一结果变量。因此“压力-动力-能力”模型表现为一种互嵌结构,大多数省份是压力因素与动力因素之间存在适配性而且相互强化;部分省份则是动力因素与能力制约因素之间存在替代性而且相互抵消。未来,随着人口规模的扩大,各地区对于PPP模式的需求会进一步上升,因此,应该通过优化PPP项目所处的制度环境,进一步加大中国中西部地区PPP专项转移支付,使PPP模式获得更加优质而充分的发展。

基于线上-线下超网络模型的舆论演化仿真分析

目前在舆论演化模型及其动力学规则的研究中大多数都没有考虑线下网络,导致其无法真实反映舆论传播过程。为解决上述问题,首先利用线上-线下社交网络映射方法得到线上-线下社交网络拓扑结构;然后构建线上-线下超网络模型,集成舆论事件态势信息形成舆论演化仿真环境;最后,利用传播学原理制定线上-线下超网络模型动力学交互规则,进行舆论动力学仿真。将提出型用于事件实例分析,仿真结果与舆论事件实际发展情况之间的余弦相似度达到0.99,平均差值为1%。实验结果表明,所提模型取得了比其他方法更好的仿真效果,验证了线上-线下超网络模型和舆论动力学交互规则的正确性和有效性。

弹丸定心部-身管接触模型及其应用

研究弹丸定心部与炮膛的接触现象对于理解弹丸膛内运动规律具有重要的意义,为此提出一个弹丸定心部-身管接触模型。假设定心部与阳线间的接触应力只沿阳线长度方向变化,将阳线表面简化成空间曲线;用阳线围成的笼形结构描述内膛的几何,提出了定心部与阳线的接触检测算法。将弹丸和身管沿着圆周方向展开,使用一个二维接触问题的解析解计算接触应力。针对接触应力的方根奇异性,采用Chebyshev-Gauss积分公式计算定心部与阳线的接触载荷。给出了确定模型参数的拟合方法和参数辨识方法。理论分析表明定心部与炮膛的接触刚度随着弹丸膛内行程变化。根据数值算例分析了弹丸质心偏移量对定心部与炮膛接触方式及前定心部磨损刻痕形成的影响。计算结果表明定心部受力的等效接触点并不位于定心部中心或棱线上。

酚醛树脂基复合材料传热-热解模型构建与试验研究

针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可压缩流动的模拟,而非现有模型普遍采用的不可压缩Darcy方程;改进了热解度的计算方式,提高了孔隙动态演化时热解区域材料物性插值的准确性。以一种酚醛树脂基复合材料——酚醛气凝胶复合材料为例,通过热质量试验数据,推导了热解动力学模型。测量了完全热解前后材料的关键计算输入参数。通过10 kPa低气压热试验测得了1000℃加热下材料的背温。结果表明:酚醛气凝胶复合材料存在200~550℃、550~800℃、800~1200℃共3个主要热解区间;完全热解前、后,材料孔隙率分别为0.568、0.484,渗透率分别为10^(-13)、10^(-12) m^(-2)。计算模型与试验结果吻合较好,最大相对误差为9.2%;热解气体向舱内渗流形成富集区域的现象对材料隔热有负面影响,但低导热系数和产物气体热阻塞作用仍使材料具备优异的防隔热性能。

具有非线性收获的捕食-食饵模型的建立及分析

本文建立并分析了具有非线性收获函数的捕食-食饵模型。首先,讨论了平衡点的存在性,分析结果表明系统始终存在1个灭绝平衡点,且存在2个边界平衡点和1个正平衡点共存的现象;其次,对不同类型平衡点的稳定性进行了分析,发现了系统会出现鞍结点分支、Hopf分支等复杂的动力学行为。数值模拟结果表明,随着收获强度的改变,捕食者的规模会趋于灭绝、常数或者周期性震荡。这就表明在实际中可通过调节收获强度这一措施来实现控制捕食者数目的目的。本文的理论研究结果可进一步丰富有关具有非线性收获的捕食-食饵模型的研究,为合理收获策略的制定提供理论依据。

膝-踝-趾动力型假肢解耦控制研究

针对膝-踝-趾动力型假肢系统的强耦合性,导致系统控制效果不理想等问题,本文设计控制法则分解法解耦器对系统进行解耦,降低耦合度,提高控制效果。利用拉格朗日方程建立了膝-踝-趾动力型假肢系统支撑末期的动力学模型,此模型的耦合度为1.22,耦合性较强,需要进行解耦;基于控制法则分解法设计模型解耦器,以此简化假肢系统,将耦合度强的系统简化为膝、踝、趾独立控制的模型;基于自适应迭代学习设计控制器,对解耦前后三自由度假肢系统的各关节进行控制。结果表明:此解耦器可以将假肢模型简化为3个单输入、单输出的系统,同时降低关节间的耦合度,加快系统的收敛速度,与解耦前的控制效果相比,解耦后系统收敛误差明显减小。本文为多关节假肢系统提供了模型简化方法,为实物样机控制提供理论验证。

壳聚糖影响动静脉内瘘模型兔血管重塑及TLR4/NF-κB信号通路改善血流动力学的机制

目的 观察壳聚糖对动静脉内瘘模型兔血管重塑及Toll样受体(TLR)4/核因子(NF)-κB信号通路的影响,初步探讨壳聚糖改善血流动力学的机制。方法 选取48只新西兰兔建立动静脉内瘘模型,术后在血管吻合部位涂以不同剂量(0、1、5、25μg/ml)壳聚糖溶液,分为模型对照组、低剂量壳聚糖组、中剂量壳聚糖组和高剂量壳聚糖组,每组12只,另取12只作为正常对照组,8 w后检测相关指标。苏木素-伊红(HE)染色观察血管组织形态学,Western印迹检测血管组织TLR4、髓样分化因子(MyD88)、NF-κB、增殖细胞核抗原(PCNA)蛋白表达量,实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测血清TLR4、MyD88、NF-κB、PCNA蛋白及mRNA表达。测定各组平均动脉压(MAP)和中心静脉压(CVP)。结果 各组TLR4、MyD88、NF-κB、PCNA蛋白及mRNA表达量均有明显差异(P<0.05)。TLR4蛋白及mRNA表达量中,建模的各组明显高于正常对照组,模型对照组高于中、高剂量壳聚糖组(P<0.05)。MyD88、NF-κB、PCNA蛋白及其mRNA表达量中,低、高剂量壳聚糖组和模型对照组明显高于正常对照组(均P<0.05);模型对照组MyD88、NF-κB、PCNA蛋白表达量明显高于中剂量壳聚糖组(均P<0.05)。低、高剂量壳聚糖组MyD88蛋白表达量明显高于中剂量壳聚糖组(P<0.05);模型对照组MyD88、NF-κB蛋白表达量明显高于低、高剂量壳聚糖组(P<0.05)。模型对照组MyD88、NF-κB和PCNA mRNA明显高于低、中、高剂量壳聚糖组(P<0.05);低、高剂量壳聚糖组MyD88 mRNA表达量明显高于中剂量壳聚糖组(P<0.05)。TLR4、MyD88、NF-κB蛋白表达量与PCNA蛋白表达量呈正相关(r=0.471、0.455、0.351;P<0.05),TLR4 mRNA表达量与PCNA mRNA表达量呈正相关(r=0.395;P<0.05)。各组MAP和CVP差异均有统计学意义(P<0.001),低、高剂量壳聚糖组和模型对照组MAP和CVP均明显高于中剂量壳聚糖组和正常对照组(P<0.05),且模型对照组明显高于低、高剂量壳聚糖组(P<0.05)。结论 适宜剂量壳聚糖可以影响血管重塑,有效改善血流动力学,其作用机制可能与抑制TLR4/NF-κB信号通路异常活化有关。

一类种群策略调控下海洋营养-浮游植物-浮游动物Filippov模型的分岔与混沌

针对种群策略调控下浮游模型的稳定性以及多种分岔与混沌现象等问题,建立了一类与海洋生态系统相关的三维营养-浮游植物-浮游动物Filippov模型。利用非光滑动力系统的定性技术,研究了子系统和滑动向量场中平衡点的稳定性和分岔集,并得到了跨临界分岔、滑动分岔等丰富行为。最终证明控制阈值参数在0.1附近时发生了倍周期分叉乃至混沌。该研究可用于海洋生态保护等实际领域,有利于促进Filippov生态系统的动力学理论发展。

薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析

在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。

基于COM-B模型的精细化管理在子痫前期患者中的应用

目的探讨基于能力、机会、动机-行为(COM-B)模型的精细化管理在子痫前期患者中的应用效果。方法选择2022年1月至2023年1月河北省唐山市妇幼保健院收治的120例子痫前期患者作为研究对象,依据随机数字表法将其分为对照组与观察组,各60例。对照组采用常规护理,观察组在对照组基础上采用基于COM-B模型的精细化管理,两组均护理至患者产后出院。比较两组护理前后血压水平、生活质量[生活质量综合评定问卷-74(GQOLI-74)];比较两组产后恢复情况及出血量;比较两组妊娠结局及新生儿窒息情况。结果护理后,两组舒张压与收缩压低于护理前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组宫缩恢复时间、血压水平控制恢复时间短于对照组,产后出血量少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组不良妊娠总发生率及剖宫产率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组新生儿窒息情况优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。护理后,两组GQOLI-74评分高于护理前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论子痫前期患者采用基于COM-B模型的精细化管理的护理效果良好。

土-承台动力相互作用对砂土场地桩基桥梁地震反应的影响

在桩基桥梁的地震反应分析中,桩-土动力相互作用是个重要的问题,而对于采用低桩承台基础的桥梁,承台埋在土面以下,还存在土与承台之间的动力相互作用。目前,地震反应分析中一般不考虑土-承台动力相互作用的影响,相关研究也很少。为此,利用OpenSees有限元分析程序,基于p-y曲线建立了土-结构一体化桩基单墩模型,选择40条实际岩石场地地震记录作为输入,开展了考虑土-承台动力相互作用的桩基桥梁地震反应分析。结果表明,考虑土-承台动力相互作用后,结构的基本周期会减小,墩底曲率会明显增大,桩顶曲率会大幅减小,但墩顶位移的减小可以忽略。