改进STIRPAT模型下的五大城市群碳排放峰值预测分析

基于改进 STIRPAT 模型和情景分析法,利用 2012 年至 2021 年的有关数据,对五大城市群2022 年至 2035 年的碳排放量进行了预测研究。研究结果表明,五大城市群在基准情景下均未在 2030 年前实现碳达峰;在绿色发展情景下京津冀城市群与长三角城市群将在 2028 年达到碳排放峰值,而珠三角城市群、长江中游城市群与成渝城市群并未出现碳排放峰值。在低碳发展情景下,京津冀城市群与长三角城市群在 2024 年实现达峰,长江中游城市群与成渝城市群将在 2028 年实现达峰,而珠三角城市群碳排放量处于低水平区间且趋于稳定,但并未出现符合条件的峰值。说明为实现 2030 年碳达峰目标,我国碳减排力度仍需要进一步增强。研究结果将有助于决策者为五大城市群设定减排目标,并可为其他城市群减排行动提供借鉴。

江苏碳排放的数量测算及其影响因素——基于改进STIRPAT模型的计量检验

文章从时间和行业两大维度测算了江苏碳排放的数量特征及其演进规律,在此基础上借助理论分析框架,运用改进的STIRPAT模型,基于江苏1990-2013年的时间序列数据对各变量间的关系进行了计量检验。实证结果显示:碳排放量与技术进步、经济增长及人口变动之间存在协整关系,技术进步对江苏碳排放的抑制作用不显著,而经济增长和人口变动在这方面的作用较显著。江苏应以技术进步为主要抓手,营造较好的产业平台与制度环境,以全方位推动低碳技术创新和应用。为了减少碳排放,江苏应该加大科技投入,促进低碳技术创新;应该改变能源结构,提高能源利用效率;应该借鉴先进经验,推进企业商业模式创新。

基于改进STIRPAT模型的城镇化水平对工业废水排放的影响——以长江经济带为例

长江经济带城镇化的发展促进了工业的进步,而工业发展的同时也伴随着工业废水排放的增加及对水环境的破坏。通过建立城镇化与工业废水排放之间的STIRPAT模型,分析长江经济带城镇化对工业废水排放的具体影响。结果表明:长江三角洲经济区及长江经济带整体城镇化水平与工业废水排放之间存在着倒N型关系,长江上游经济区和长江中游经济区的城镇化水平与工业废水排放之间存在倒U型曲线关系;经济发展水平和人口规模对工业废水排放的影响存在地区差异;长江经济带及各区域技术水平和产业结构对工业废水排放存在显著的正向影响。据此,在推动新型城镇化建设中,应采取政策扶持、转变经济发展方式、提高公众环保意识、调整产业结构及加速技术创新等措施,以期减少工业废水排放。

中国省域环境伦理行为指数测度及其空间效应研究——基于改进STIRPAT模型的实证

环境伦理观是指导人类环境行为的哲学观,是促进环境和谐发展的核心理念。通过构建政府、企业和公众三个层面的环境伦理行为指数指标体系,测算了2003—2015年中国省域环境伦理行为指数,并结合改进的STIRPAT模型与空间面板计量模型进行回归分析。结果表明:在2003—2015年间,中国省域环境伦理行为指数存在较强的正向空间自相关性,以高值集聚为主,低值集聚为辅,整体空间集聚分布格局显著。人口密度对环境伦理行为指数的影响在空间上集中于本省域,而环境污染程度会同时对本省域及周边地区的环境伦理行为指数产生影响,空间溢出效应显著。经济高速发展所带来的环境问题激化了保护与发展的矛盾,增加了环境伦理行为指数,而当前的科技水平仍未能满足当前环境治理的需求,仍存在较大提升空间。自然保护程度的直接效应和空间溢出效应都为负值,意味着随着生态环境保护状况的优化,环境伦理行为指数会降低,人地矛盾会得到一定程度的缓解。

城镇化视角下人口因素对碳排放的影响——基于改进STIRPAT模型的实证研究

文章从城镇化的视角出发,将中国各省份以城镇化程度和碳排放水平分为六类地区,采用改进的STIRPAT模型研究2000-2014年间人口因素与碳排放的关系。实证结果显示:人均GDP、能源强度和碳排放成正相关,而不同地区人口因素对碳排放的影响不同。其中,高碳排放低度城镇化地区的城镇登记失业率与碳排放关系最大,而其余五类地区则是人口规模与碳排放的关系最大。最后,本研究针对每类地区的各自特点给出了相应环境质量改善的建议。

基于改进CSM模型的硬岩掘进机刀盘危险点应力分析方法

TBM刀盘受载后的危险点应力获取缺少直接的测量方法,工况复杂的情况下也难以测量,这就制约了刀盘载荷分析在刀盘寿命分析及其再制造方向上的应用问题,为此本文提出了一种基于改进CSM模型的TBM刀盘危险点应力分析方法.在CSM模型基本压力假设的基础上,提出了滚刀刀刃侧面基本压力的概念,推导计算了滚刀刀刃侧面受到的压力和摩擦力,并将二者逐个引入CSM模型中的三向力的计算,建立了改进的CSM模型;通过与公开的滚刀载荷实验数据对比,计算得到的三向力误差均在5%以内,弥补了CSM模型不能预测侧向力的不足.基于改进的CSM模型,通过分析滚刀载荷三向力的差值关系,建立了滚刀载荷差值与滚刀刀间距离的指数关系,得到了计算刀盘滚刀载荷的理论模型,使用ABAQUS的实体耦合功能,加载上各滚刀的载荷,分析整个刀盘的载荷分布,进一步获得刀盘危险点的位置.由此建立了一套刀盘滚刀群载荷获取及危险点应力分布计算的方法.通过与辽宁大伙房水库引水隧道工程中公开的实验数据及危险点统计数据对比,验证了基于改进CSM模型的TBM刀盘危险点应力计算方式的有效性.该研究对经典的CSM模型进行了改进,所提出的刀盘危险点的应力分析方法可为刀盘再制造寿命预测提供可靠的载荷分析依据,并指导刀盘服役阶段的操控参数设置.

基于STIRPAT模型湖南省建筑碳排放影响因素研究

以湖南省为对象,利用IPCC法测算了2010年至2021年的建筑碳排放,并采用随机性环境影响评估模型(STIRPAT)分析了人口数量、城镇化率、人均GDP、第三产业占比和碳排放强度等五大因素对建筑碳排放的影响。结果显示影响程度依次为:人口数量(8.351)、城镇化率(0.951)、人均GDP(0.466)、碳排放强度(0.232)、第三产业占比(0.180)。在此基础上,通过情景分析预测了这些因素在基准、低碳和高碳情景下的变化趋势,并提出了建筑减排措施与建议,为制定区域性建筑碳减排政策提供了决策支持。

基于改进N-K模型的地铁盾构掘进安全风险耦合研究

为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风险因素;基于N-K模型提出新的地铁盾构掘进安全风险耦合评估模型,并选用安全事故案例验证该模型的适用性。结果表明:辨识得到地铁盾构掘进关键安全风险因素清单,包括4类一级风险因素,21个二级风险因素;地铁盾构掘进施工安全风险随着耦合因素种类的增加而变大,4因素风险耦合值最高,3因素风险耦合值次之,双因素风险耦合值最低,作业人员安全意识薄弱和机械故障参与作用的耦合情境更容易发生安全事故。

基于统计损伤修正的冻结砂—黏混合土改进Duncan-Chang模型

为描述冻结砂—黏混合土的偏应力—应变关系,进行不同含砂量冻结砂—黏混合土的冻土三轴压缩试验。基于改进的Duncan-Chang模型(D-C模型),引入统计损伤理论,拟合三轴压缩试验结果,分别建立以Mises强度准则和应变发展为微元强度变量的统计损伤修正模型,对比计算结果与试验数据。结果表明:冻结砂—黏混合土偏应力峰值随含砂量的增加而增加,偏应力—应变曲线由应变硬化型逐渐过渡到应变软化型的临界含砂量为50%。当含砂量介于20%~60%时,基于统计损伤理论的修正改进D-C模型能有效拟合应变硬化型曲线和具有轻微应变软化现象的偏应力—应变曲线。当含砂量为90%时,基于应变发展的统计损伤修正模型的偏应力峰值与试验结果相差3%,具有较强适用性。该结果为不同微元强度变量的统计损伤修正模型提供参考。

基于Sentinel-1/2改进极化指数和纹理特征的土壤含盐量反演模型

目前Sentinel-1/2协同反演植被土壤含盐量的研究大多是基于Sentinel-2光谱信息和Sentinel-1后向散射系数,没有考虑Sentinel-2光谱信息容易受土壤亮度等信息影响,Sentinel-1后向散射系数容易受土壤粗糙度和水分影响。为进一步提高Sentinel-1/2协同反演植被土壤含盐量的精度,用水云模型对雷达卫星后向散射系数进行校正,消除植被影响;然后协同Sentinel-2纹理特征,基于VIP、OOB、PCA 3种变量筛选和RF、ELM、Cubist 3种机器学习回归模型构建植被土壤含盐量反演模型。研究结果表明:经过水云模型去除植被影响后的雷达后向散射系数及其极化组合指数与土壤含盐量的相关性有一定程度的提高。不同变量选择方法与不同机器学习方法耦合模型在反演土壤含盐量中,OOB变量筛选方法与RF、ELM和Cubist 3种机器学习方法的耦合模型精度最佳,建模集和验证集的R2都在0.750以上,且验证集的RMSE和MAE均最小;其中OOB-Cubist耦合模型精度最高,且R_(v)^(2)/R_(c)^(2)为0.955,具有良好的鲁棒性。研究可为机器学习协同物理模型、光学卫星协同雷达卫星在土壤含盐量反演中的进一步应用提供思路。

基于改进潜能模型的城市公园绿地可达性评价与优化布局研究——以重庆市江津区为例

城市公园绿地空间布局因城市的自然条件和社会经济条件不同而具有差异性.当前国内外研究多聚焦发达地区和大城市,而小城市和典型城市的公园绿地可达性研究鲜见,且在案例代表性和数据精度方面还有一定的局限性.选择西南山地类型的重庆市江津区中心城区为案例,以居民小区出入口与公园绿地出入口为研究主体,构建改进潜能模型和网络分析方法,揭示其空间特征和存在问题,参考位置分配模型与调研结果,得出优化布局方案并检验.结果表明,江津区中心城区城市公园绿地布局与服务水平空间差异明显.提出拟新建7个游园与5个社区公园,并将部分公园绿地进行合并扩建或新增出入口.

基于STIRPAT模型的山东省居住建筑运行碳排放影响因素研究

为有效实施建筑领域节能减排,实现双碳目标,以2005-2021年山东省居住建筑运行阶段碳排放数据为研究对象,利用STIRPAT模型对人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗、能源消耗强度和能源结构等影响碳排放的因素进行岭回归分析。结果表明:人口数量、人均GDP、人均消费支出、人均可支配收入、城镇化水平、居住建筑面积、单位建筑面积能耗和能源消耗强度等的增加会促使碳排放量的增加,但能源结构的增加会抑制碳排放量的增加,其中人口数量是影响碳排放的关键因素。据此提出山东省居住建筑节能减排的建议和对策。

基于改进麻雀搜索算法的水质模型多参数反演

水质模型参数取值对模型的模拟精度影响很大,为提高BOD-DO水质模型参数反演精度,首先在DobbinsCamp BOD-DO水质模型的基础上,以BOD和DO浓度计算值与实测值之差的加权平方和最小为目标函数,构建了Dobbins-Camp BOD-DO水质多参数反演模型;然后针对麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)求解精度低、稳定性不足和易陷入局部最优等问题,引入Sine混沌映射和对立学习、转移概率以及差分变异3个策略,分别从提高初始种群多样性、扩大搜索空间以及增强种群跳出局部最优的能力三方面对SSA算法进行改进,提出了一种多策略改进的麻雀搜索算法(Multi-strategy Improved Sparrow Search Algorithm,MISSA),并将其应用于Dobbins-Camp BOD-DO水质多参数反演模型的求解;最后通过数值实验将得到的反演结果与SSA算法、模拟退火算法、粒子群算法、遗传算法四种优化算法进行对比,并探讨了参数初值选取和观测噪声水平对反演结果的影响。结果表明:MISSA算法的计算性能明显优于对照组中的4种算法,且能显著降低初值选取对BOD-DO水质模型参数反演结果的影响,当观测数据的噪声水平不超过5%时,MISSA算法可有效提高反演结果的稳定性。该结果验证了MISSA算法在反演Dobbins-Camp BOD-DO水质模型参数的有效性,为水质模型参数求解提供有益参考。

改进的容量约束设施区划模型的算法及应用

针对经典的容量约束设施区位模型(CFLP)缺少考虑公平、效率与服务质量三方面的因素,以及平衡三者关系的问题,文章提出了引入覆盖半径ϕ、最低覆盖率μ、设施建设成本CAP对模型进行改进,算法的求解实质是求解线性规划问题的最优解。根据以上方法进行案例区的计算验证,实验结果表明,与传统模型算法相比,改进的CFLP模型通过灵活选择设施的服务半径和覆盖率参数求解计算,能较好地兼顾服务成本、服务质量和空间公平性三者之间的关系,并可于5s内得出最优解,相比传统算法150s的平均计算时间,有显著的提升,对城市公共服务设施的布局优化具有较高的实用价值。

基于改进Yolov5模型的纱筒余纱量检测方法

为实现针织圆纬机纱架上纱筒余纱量的实时检测,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的检测方法。通过优化Yolov5的主干网络并加入Shuffle-Attention注意力机制,利用改进后模型在图像中检测并框出纱筒位置;然后利用透视变换、均值偏移、canny轮廓检测、闭操作等处理获取纱筒内外圆轮廓,设计基于梯度下降的圆拟合算法,拟合纱筒内外圆的轮廓,得到纱筒的内外圆半径;最后结合小孔成像的原理完成纱筒余纱量的测量。结果表明:改进后的Yolov5模型在纱筒检测精度上达到99.5%,检测速度可达20帧/s,同时模型参数减少至3.255×106可检测的最小纱筒余纱量为3 mm,当纱筒余纱量小于3 mm后,将其视为空筒,进行延时更换。本文算法拟合圆所花费时间是传统霍夫圆检测算法的1/4左右,因此可满足针织车间的实际应用需求。

基于有限时间干扰观测器的改进模型水下机器人自适应鲁棒容错控制

针对无人水下机器人(unmanned underwater vehicle,UUV)工作中存在的执行器故障,在系统不确定性与外界干扰下,提出一种基于有限时间扰动观测器(finite time disturbance observer,FTDO),并结合改进模型的自适应鲁棒容错控制方法。一方面,FTDO能在有限时间内对外界环境干扰进行估计;另一方面利用滑模控制加上径向基神经网络(radial basis function neyral network,RBF)的万能逼近特性,建立带有执行器故障的输入补偿;其中改进模型的引入解决了系统不确定性导致的输入饱和,提高了稳定性与鲁棒性;其次采用一种新型的双幂趋近律使滑模量在更短时间收敛到稳态误差界内;仿真与水池实验结果表明了所提方法相对于滑模控制有着更好的容错效果。

压缩空气储能地下储气库热力学改进模型研究

【目的】明晰地下储气库的热力学过程是压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站安全设计与运行调度的重要基础。【方法】现有地下储气库热力学模型在计算热量交换时,存在高压储气阶段热损失偏大和低压储气库阶段补热过多的不足。本文在全面分析地下储气库热力学模型理论基础合理性的前提下,先分析储气库热量计算偏差的形成根源;再提出改进模型。【结果】研究结果表明:现有的热力学计算解析模型忽略了CAES地下储气库在运行过程中温度分布的不均匀性,这种温度分布的不均匀导致储气室洞壁与压缩空气之间的对流换热模型失真,导致温度计算结果偏差大。考虑混合对流换热的改进模型二可以较好地解决储气阶段温度计算结果与真实结果之间偏差过大的问题。算例分析证明了改进模型二的合理性。【结论】本文的改进模型二可为CAES地下储气库容积优化设计与效率分析提供计算依据。

基于扩张状态观测器的永磁直线同步电机改进模型预测电流控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)模型预测电流控制(MPCC)中存在的电流脉动过大、在线计算复杂的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进MPCC策略。利用最优电压矢量相角和重新划分后的电压矢量扇区,改进第一电压矢量的选取方式,减小第二电压矢量选择范围,以实现电压矢量的快速选取,进而降低电流脉动。同时,为了提高PMLSM抗负载扰动能力,通过ESO对扰动进行观测,将观测到的扰动转换为电流进行补偿,提高系统的鲁棒性,且补偿电流可起到进一步减小电流脉动的作用。仿真结果表明,所提出的控制方法切实可行,与MPCC相比,基于ESO的改进MPCC系统具有更好的控制性能、更小的电流脉动和较强的鲁棒性能。

基于改进潜能模型的南康家具物流园区空间可达性分析

潜能模型作为测度空间可达性的重要模型,广泛应用于医疗教育、公园绿地等公共设施可达性分析中。以家具物流园为切入点,在物流园区占地面积影响因素的基础上加入物流企业数量因子,构建改进潜能模型测度其空间可达性。同时结合地理信息系统(GIS)插值方法进行可达性等级划分,并在出行时间测算中引入货车限行影响因子。以南康区为例进行家具物流园空间可达性验证分析。结果表明:南康家具物流园区潜能分布较为平衡,中部物流商贸城和红土地物流园作为成熟的物流园其潜能值最大,物流园区空间可达性分布差异不明显,大致呈现出中东部高、周边低的分布格局。

基于Energetic和改进Jiles-Atherton-Sablik模型的电工钢片动态磁致伸缩特性模拟

准确模拟电工钢片的动态磁致伸缩特性是电工装备铁心振动和噪声分析的关键步骤。该文提出一种基于Energetic磁滞模型和改进Jiles-Atherton-Sablik(J-A-S)模型的电工钢片动态磁致伸缩特性模拟方法。首先,基于静态Energetic磁滞模型和损耗分离理论,考虑由励磁频率引起的动态损耗密度分量,并采用场分离技术建立动态Energetic磁滞模型。其次,将动态Energetic磁滞模型求解的动态磁场强度作为改进J-A-S模型的已知量,从而根据铁磁材料的非线性本构关系,建立以磁感应强度为输入量的动态磁致伸缩逆模型。在此基础上,设计电工钢片动态磁致伸缩曲线的模拟流程。最后,将所提方法的模拟结果与实测结果和现有方法模拟结果进行对比,可知所提方法的模拟结果与实测结果吻合更好,从而验证所提模拟方法的准确性。