基于KPCA-PSO-ELM算法的地表水化学需氧量紫外-可见吸收光谱检测研究

化学需氧量(COD)是水质检测重要指标之一,反映水体有机物含量。传统的COD化学检测方法存在操作繁琐,等待时间长,二次污染等缺点。紫外-可见吸收光谱法是目前水体化学需氧量检测中应用最为广泛的方法之一,具有检测快速、无污染等特点。为了满足地表水化学需氧量快速、实时、在线监测等要求,采用紫外-可见吸收光谱进行测量,提出了内核主成分分析(KPCA)结合粒子群优化极限学习机(PSO-ELM)预测模型,满足当前对地表水化学需氧量快速、实时监测的要求。对光谱进行Savitzky-Golay(SG)滤波以降低随机噪声的影响;用积分光谱代替原光谱,以降低信号波动带来的影响;再将得到的光谱信息归一化,消除不同光谱数据量纲的影响。将预处理后的数据利用KPCA算法将全光谱数据压缩为5个特征,有效解决光谱信息冗余的问题;采用PSO算法对ELM的权重和偏置进行优化极大提高了模型的精度。对217个河流、长江及支流、湖库等地表水样本按照7∶3随机划分成训练集和测试集,并进行建模测试,其中训练集拟合优度(R2)为0.930 2、均方根误差(RMSE)为0.363 0 mg·L^(-1)、测试集拟合优度R2为0.931 9、均方根误差(RMSE)为0.400 7 mg·L^(-1)。为了验证提出的基于KPCA全光谱数据压缩方法对预测模型的提升效果,分别对比了主成分分析(PCA)、连续投影算法(SPA)、套索回归(LASSO)等特征处理算法。PCA-PSO-ELM模型的RMSE为0.715 1 mg·L^(-1)、 SPA-PSO-ELM模型的RMSE为0.473 7 mg·L^(-1)、 LASSO-PSO-ELM模型的RMSE为0.412 6 mg·L^(-1), KPCA-PSO-ELM模型较上述三种模型,RMSE分别降低了78.46%、 18.22%、 2.97%,结果表明KPCA是一种高效的光谱降维算法,能够有效消除光谱冗余信息,提升模型预测精度。基于KPCA-PSO-ELM预测模型结合紫外-可见吸收光谱可以实现对地表水COD快速、实时检测,为在线COD检测场景提供方法支撑。

因“需”督导:挥好本科教育教学“督”和“导”的指挥棒

随着我国进入新时代,国家对高等教育人才的培养质量提出更高的要求。如何建立科学有效的教学质量评价体系是每个高校都要解决的紧迫问题。《深化新时代教育评价改革总体方案》中指出,教育评价事关教育发展方向,有什么样的评价指挥棒,就有什么样的办学导向。各高校要深刻理解并深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述,努力完善教学质量评价体制机制,扭转不科学的教育评价导向。该文分析“督”和“导”的含义、属性、职能,并结合其内在规律,系统阐述本科教育教学督导工作的职责、理念、督与导的辩证关系,认为要以导为主,督导结合,因“校”制宜做好本科教育教学督导工作。

上海地区梨品种需冷量及需热量研究

以上海地区4个梨品种为研究对象,采用不同模型测试其需冷量及需热量。结果表明:梨品种的需冷量在≤7.2℃模型下为191—518 h、0—7.2℃模型下为171—394 h、犹他模型下为138—192 C·U(‘翠冠’除外),‘翠冠’需冷量最低,其次为‘沪晶梨18号’和‘沪晶梨67号’,需冷量最高的是‘早生新水’;需热量在生长度小时模型下为10456—10781 GDH·℃,‘早生新水’需热量最低,其次为‘翠冠’,需热量最高的为‘沪晶梨18号’和‘沪晶梨67号’;有效积温模型为187—240 D·℃,‘翠冠’的需热量最低,其他品种间无明显差异。上海地区的梨品种的需冷量估算,优先推荐使用0—7.2℃模型,犹他模型更适用于需冷量高的梨品种,生长度小时模型比有效积温模型更适合梨需热量估算。

营养液用量对无土栽培番茄生长、品质及需肥规律的影响

为深入探究不同浓度营养液对无土番茄生长、品质及需肥规律的影响,以期筛选出更加经济适用的无土栽培营养液配方。在无土栽培条件下,以习惯性营养液施用量作为参考(CK),在此基础上设置0.75倍(T1)、0.50倍(T2)和0.25倍(T3)3个梯度的施肥浓度,研究营养液用量对作物产量、生长、品质及不同部位需肥规律的影响。结果表明,CK处理番茄产量为704.67 g/盆,T1处理产量699.67 g/盆,二者没有达到显著性差异。与CK相比,T1处理番茄硝态氮、维生素C、番茄红素、可溶性糖和可溶性蛋白含量并没有显著变化。主成分分析结果表明,CK对于促进作物生长、提高产量、改善品质有较好的作用,但T1表现也不差,且T1对番茄产量、品质以及养分的吸收均有良好的作用,可以显著降低营养液浓度的施用。因此,0.75倍习惯性营养液浓度的施肥量,可作为南京及周边地区春季无土栽培番茄的施肥参考。

基于积分分析方法对聚变堆启动氚量与所需氚增殖比的评估

托卡马克聚变堆的主要发展方式包括混合堆、纯聚变堆。关于托卡马克聚变堆氚自持的研究,国内外主要采用平均滞留时间方法进行研究,并且针对聚变功率较低的混合堆的氚自持研究较少。本工作采用更符合实际的积分分析方法分析了混合堆、纯聚变堆氚自持的启动氚量、氚增殖比(TBR)要求。研究结果表明:启动氚量、备用氚量与聚变功率具有线性关系,所需TBR与聚变功率呈反比例关系;混合堆聚变功率较低,所需TBR较高,工程实现所需TBR挑战较大,需要通过限制长期氚滞留量以降低所需TBR要求;纯聚变堆聚变功率高,所需TBR较低,工程实现所需TBR挑战较小,但备用氚需求达数十千克,应考虑氚系统的冗余设计或提高氚系统的可靠性、可维护性,以降低备用氚的使用规模;运行因子是聚变堆的一个重要设计指标,在此着重分析了运行因子对所需TBR的影响,并重新定义了一个聚变堆氚自持的关系式,以突出运行因子对氚自持的重要影响。

化学需氧量精品实验项目的建设与探索

以“环境监测实验”课程中经典的“化学需氧量(CODcr)测定”实验项目为例,从教学理念、教学内容和教学方法等开展精品实验项目建设。在教学理念上,遵循工程教育专业认证的“OBE”教学理念,将传统实验项目改进为探究性实验项目,以培养学生的动手能力、研究能力和思维能力。在传统课内实验教学基础上,引入前沿监测知识和新型测试技术,建立常规实验与拓展实验相结合的教学内容,引入两种测试方法的比较与总结环节,以此提高学生学习的主动性和综合能力。精品实验项目的建设,丰富了实验教学内涵,提高了实验教学效果,满足新时期环境学科一流人才培养的需要。

按需跟进式教学在研究生应用类课程中的实践研究——以科技论文配图设计与制作课程为例

由于知识结构和研究方向的差异,在一个教学班里,研究生对课程内容的需求是各有不同的。特别是应用类课程,研究生的技能需求更有着不同的指向。秉承因材施教、按需教学的理念,在研究生应用类课程科技论文配图设计与制作中,通过信息手段和课程教学组的努力,设计并践行按需跟进式教学方案。课前理清需求,重整教案,而后认真实施。结果表明,该教改实践效果较好,满足研究生的学习诉求,受到研究生的肯定。

劳动要素配置视角下按需服务平台数字化转型与企业高质量发展研究

通过构建“平台-需求者-供给者”三方博弈模型,对企业数字化转型如何促进企业高质量发展问题展开探究,找到了数字化转型过程中按需服务平台的最优定价策略、工资水平和用工模式选择,发现企业数字化水平和劳动力成本是影响企业数字化转型过程中实现高质量发展的重要影响因素,并定性分析了其影响机理。研究结果表明:企业数字化转型对企业全要素生产率具有显著正向影响,能够促进企业高质量发展;企业数字化转型可以促进消费,对需求者具有积极的影响;平台与劳动者协同进行资源配置,在特定情境下可以实现企业与劳动者双赢的局面。

基准排放因子更新对隧道需风量的影响研究

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子;随后,根据定量分析得到基准排放因子和纵坡-车速系数更新对需风量的影响;最后,结合国外理念和实际设计经验,提出2种考虑时间更新的基准排放因子计算方法.研究结果表明:我国道路隧道通风设计规范在制定基准排放因子时参考了世界道路协会(PIARC)通风报告,并分析得到了参考理由;与2000年相比,2021年的CO、NOx和PM基准排放限值分别降低了81.6%、76.7%和97.9%;建立了使用机动车污染物排放限值作为基准排放因子的最不利设计方法,计算出2018年各污染物基准排放因子(CO为0.0011 m^(3)/(辆·km),PM为0.4610 m^(2)/(辆·km)),相比于2014年《细则》分别降低84.3%和77.0%.建立并验证了基准排放因子计算方法,为城市道路隧道通风系统设计提供参考.

重铬酸盐法与快速消解分光光度法测定化学需氧量的对比

文章通过对重铬酸盐法和快速消解分光光度法检出限、精密度、正确度和不同行业的实际样品的分析,以及操作过程中的试剂前处理、操作步骤、消解时间、计算公式、产生废液量及实验效率的比较,着重讨论了两种检测方法的准确性与适用性。经分析可知,两种检测方法对实际水样中COD的测定结果相近。检出限、精密度、正确度均符合检测方法的要求,结果无明显差异。快速消解分光光度法所用试剂无需前处理、仪器操作简单、消解时间短、实验结果直接读取无需计算且产生废液量少,实验效率更高,在大批量快速检测或突发检测中的适用性远高于重铬酸盐法。

不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响

【目的】探究不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响,为筛选热区葡萄低需冷量砧木品种及探究葡萄萌芽进程调控机制提供理论依据。【方法】以15个葡萄砧木品种的冬季修剪枝梢为试验材料,进行不同低温时长处理,处理温度为(4±1)℃,测定各砧木品种的需冷量,统计各葡萄砧木品种萌芽进程;并研究需冷量有差异的葡萄砧木品种,在低温处理打破休眠过程中枝梢中可溶性总糖和淀粉含量变化;通过实时荧光定量PCR检测砧木芽中休眠相关基因的相对表达量。【结果】贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No.2、Fercal和5C等12个品种需冷量为0 h,1103P需冷量为168 h。1103P砧木枝梢中可溶性总糖含量随着低温处理时长增加呈显著增加趋势(P<0.05,下同);在低温处理304 h时,可溶性总糖含量最高,达2.55μg/g,此时枝梢中淀粉含量显著降低,仅0.06μg/g,低需冷量的3309C枝梢中淀粉含量在3个低温时长处理间无显著差异(P>0.05,下同)。1103P砧木随着低温处理时长增加,胼胝体合成酶基因VvCALLOSE SYNTHASE1的相对表达量呈显著下降趋势,未低温处理的1103P冬芽中VvCALLOSE SYNTHASE1基因的相对表达量显著高于3309C。3个低温时长处理中,1103P芽中β-1,3-葡聚糖酶基因VvGLU1、ABA合成关键酶基因VvNCED1、GA20-氧化酶基因VvGA20ox-2、响应低温胁迫的重要转录因子基因VvbHLH92和开花抑制基因VvSVP的相对表达量在低温处理304 h时最高。未进入内休眠的3309C在低温处理过程中,VvCALLOSE SYNTHASE1和VvSVP基因的相对表达量无显著变化,未经低温处理时的3309C芽中VvGLU1基因、ABA合成诱导因子基因VvXERICO和VvbHLH92基因的相对表达量最高。3个低温时长下1103P芽中VvSVP基因的相对表达量均显著高于3309C。【结论】筛选出贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No.2、Fercal和5C等12个不需经低温处理即可萌芽的砧木品种,葡萄的萌芽受品种需冷量、营养和休眠相关基因的共同调控。

基于室温监测反馈的集中供热按需调控技术研究

集中供热收费的计量单位为供热面积,在这种计量模式下,供热合格与否的判断指标不是用热量,而是热用户的热舒适性。本文提出了一种以监测反馈室温作为按需供热抓手的分时分区按需供热精准调控技术,在研究分析供热管网宽幅调节、精准输配机制基础上,分析了室温变化规律和热网延时特性,确定了调控目标和技术可行性。为进一步体现室温的综合特性,确定了室温采集传感器数量计算式和空间部署原则,开发了换热站有效室温计算方法,提出了一种结合预测室外气象参数、基于有效室温的反馈值和设定值偏差的预测反馈控制方法和自控逻辑。工程实践表明,该技术不仅能提升用热质量,还能较大幅度地降低热耗。

生物基塑料包装需氧生物降解研究进展

综述了生物基塑料包装组分、应用现状及趋势,分析了微生物的需氧降解环境条件以及影响塑料生物降解性的因素,指出目前降解过程中的问题及不足,对未来可降解生物基材料的普遍应用作出展望性分析。

按需学习理念下线上线下混合式教学模式研究

本研究旨在探索在按需学习理念下,线上线下混合式教学模式在高等教育中的应用。线上线下混合式教学模式能够根据学生的个性化需求和学习风格,提供更加灵活和多样化的学习方式,帮助学生更好地掌握知识和技能。此外,该模式还能够促进教师与学生之间的互动和合作,提高教学质量和效果。本文以《财务报表分析》课程为例,阐述实施线上线下混合式教学模式需要具备优质的课程资源、技术平台和教师团队,同时也需要制定科学的教学设计和评价机制。

推动学习范式革新,加快新质人才培养——从预先学习向按需学习转变

发展新质生产力需要新质人才。为了探讨如何培养新质人才、如何早出人才、快出人才这一重大问题,文章首先对预先学习范式与按需学习范式进行了概念辨析和特征分析,认为预先学习存在跟不上知识更新速度、难以适应职业的变化、忽视个体差异、学习效率低与资源浪费等缺点。按需学习则具有以学习者为中心、学习内容灵活多样、学习路径个性化、学习资源利用率高、以实践与应用为导向等优点。当下日新月异的数智技术为按需学习提供了可行性。文章通过对预先学习与按需学习的分析与比较,提出了教育应从预先学习为主向按需学习为主转型的主张与策略,同时列举了按需学习的主要类型,剖析了按需学习的典型案例,阐述了按需学习对发展新质教育、加快新质人才培养的有利之处,并指出了按需学习有可能遇到的挑战、问题及相应的对策。

基于按需比例分配机制的风光火氢多时间尺度协同规划

随着高比例新能源新型电力系统的灵活性需求增加,制定灵活性资源市场运营机制实时平衡大规模新能源出力波动性和不确定性十分重要。为此,文中提出一种基于按需比例分配机制的风光火氢协同规划方法。首先,制定风/光场站和氢储能系统的三阶段协调运行策略,根据按需比例分配机制进行风/光场站间功率交易,协调风电场和光伏电站的收益和支出,由火电和氢储能系统提供运行灵活性,采用固定利润比例模型保证氢储能系统的收益稳定性;然后,综合考虑投资决策和运行模拟,将功率交易成本和灵活性资源调节成本纳入优化目标,建立以风光为主体电源,以火电和氢储能为辅助电源的多时间尺度协调规划模型;最后,以中国东北某省级电网为算例进行分析。结果表明,采用文中所提方法进行电源规划可以兼顾经济性和环保性,降低灵活性资源需求和投资成本,提高风/光场站的功率利用率。

桃需冷量和需热量估算模型在桂林地区的适用性研究

为了评价不同需冷量和需热量估算模型对桂林地区桃的适用性,利用2种需冷量模型和2种需热量模型对28个桃品种2017—2021年不同年度的需冷量和需热量进行估算,分析比较各模型估算结果的年际变异系数。结果表明,在桂林地区,7.2℃模型和犹它模型估算的桃花芽需冷量变异系数平均值分别为27.6%和24.1%,适用性较差;生长度时数模型和有效积温模型估算桃花芽需热量的变异系数平均值分别为19.1%和19.6%,适用性较差;需冷量和需热量之间不存在显著相关关系。

基于高光谱数据的地表水化学需氧量反演

化学需氧量(COD)是地表水质量评价的重要指标。传统的COD检测方法存在需使用有毒试剂、易造成二次污染等缺点,高光谱法可避免上述缺点,在COD检测方面有着广阔的应用前景。为了探索在室内利用高光谱技术反演地表水COD浓度的可行性方法,以吉林省内流域的129个地表水样本为研究对象,将样本集以3∶1划分为训练集和测试集,使用高光谱成像系统收集样本的DN值并计算相应的水体光谱反射率,采用导数法进行数据预处理,通过Pearson相关性分析判断光谱数据与COD浓度实测值间的相关程度并提取特征谱数据。利用全谱数据和特征谱数据分别建立基于粒子群算法优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)反演模型,通过决定系数R^(2)、均方差RMSE和相对偏差RPD分析比较这几种模型的预测精度和可靠性。研究结果表明:经过导数法预处理后,地表水COD浓度与光谱反射率的相关性明显增强;利用导数光谱数据建模的预测结果优于用原始光谱数据建模的预测结果;提取特征谱数据所建立的模型比利用全谱数据建立的模型有更好的预测效果。其中采用一阶导数预处理方法并利用特征谱建立的地表水COD浓度反演模型预测结果最好,验证集决定系数R^(2)=0.8567,均方差RMSE=3.8229,相对偏差RPD=2.6414。以上研究初步证实了在室内基于高光谱数据对地表水COD浓度进行反演的可行性,为高光谱技术用于地表水COD检测提供了新的方法和思路。

展现传统与创新之美——浅析作品“需衍壶”的造型设计与创新表现

宜兴的紫砂艺术是名副其实的文化瑰宝,自紫砂艺术诞生以来,紫砂壶就以独特的材质、突出的技法、深厚的内涵给人以身心的启迪。紫砂泥作为一种特殊的陶土,在视觉上展现出朴实无华的气质,因突出的延展性而在紫砂艺人的手下幻化成为千姿百态的造型,呈现出令人耳目一新的艺术盛宴。随着时代的发展,传统的紫砂器具已经不能够满足人们的审美需求。笔者在传统紫砂器的基础上进行了创新,使得紫砂艺术在时代的潮流之下能够满足更多人的审美体验的需求。在变化万千、朴实典雅的紫砂壶造型中,虽然出现了许多新鲜的血液,但是万变不离其宗,紫砂壶的传统技法仍是我们需要传承的,这是我们的紫砂先辈们给我们留下的无比宝贵的东西。在作品《需衍壶》壶的创作中,笔者融入了自身对于创新的理解,对紫砂壶的造型做了全新的尝试,希望谨以此作品,给人们展现紫砂艺术在时代洪流下的创新之举。

考虑下游库水位变化的街需水电站截流风险分析

根据电站运行要求,确定下游库水位波动范围,并利用DHI Mike 21得到相应的龙口下游水位,采用水力学方法计算不同下游水深对应的龙口最大流速,用截流标准表征截流风险,反映下游库水位变化幅度对截流风险提高或降低的程度,引入工程案例验证了计算模型的可靠性和合理性,计算结果证明了工程方法的可行性。