高等教育中人工智能的驾驭之策——《ChatGPT和人工智能在高等教育中的应用:快速入门指南》解读与启示

ChatGPT等生成式人工智能工具在给高等教育领域带来巨大机遇的同时,也带来安全、伦理、政策等诸多方面的挑战。为了应对这一全球性挑战,UNESCO于2023年4月颁布了《ChatGPT和人工智能在高等教育中的应用:快速入门指南》。通过对该政策文本的梳理,呈现了指南的出台背景和内容梗概,介绍了ChatGPT的使用技巧及其在高等教育领域中的应用,分析了ChatGPT对高等教育带来的挑战和伦理影响。最后,结合GhatGPT等生成式人工智能工具在我国高等教育领域的使用现状,探讨其对教育主管部门、人工智能企业、高等教育机构、高校教师与学生的启示意义:加强教育人工智能治理;以人为本地设计生成式人工智能产品;实施基于生成式人工智能的教育教学改革;充分利用生成式人工智能,促进教学和研究;高校学生要合理使用生成式人工智能,助力学业和能力的提升。

分层接种实现厌氧氨氧化反应器快速启动

接种传统生物污泥直接启动厌氧氨氧化反应器存在耗时久,甚至启动失败等问题。此外,与厌氧氨氧化污泥混合接种的传统生物污泥会释放出氨氮和有机物等物质,抑制厌氧氨氧化菌的活性,减缓反应器的启动。对此,文中创新性地提出采用分层接种传统生物污泥和厌氧氨氧化污泥的策略,考察了分层接种剩余污泥(上层)和厌氧氨氧化颗粒污泥(下层)反应器的启动特性及剩余污泥富集厌氧氨氧化菌的情况。结果表明,运行第13 d,打开回流产生了短期冲击,反应快速恢复稳定,成功启动了厌氧氨氧化反应器。运行的第86 d,上层剩余污泥的比厌氧氨氧化活性(SAA)为2.5 mg NH^(+)_(4)/(g VSS·d)。经过144 d的培养,NRR达到了10.8 kg N/(m^(3)·d),剩余污泥中含有28.2%的Candidatus_Brocadia、1.5%的Candidatus_Jettenia厌氧氨氧化菌属,厌氧氨氧化菌的拷贝数达到8.7×10^(16)个/g,高效、稳定的厌氧氨氧化反应器得以成功启动。

市域铁路列车自动折返效率提升方法研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。

M701F4改进型燃气-蒸汽联合循环中低压合缸机组冷态快速启动优化

为解决M701F4改进型燃气-蒸汽联合循环中低压合缸机组冷态启动时间长约12 h的问题,通过分析该类型机组在启动前的冷态倒暖、启机过程、机组振动、高压缸膨胀及高压缸胀差等情况,并利用机组检修机会,清理轴封及高压缸内脱落变形残留物,同时采用一些创新方案,从邻机高参数疏水管路接引蒸汽作为冷态倒暖汽源,提高倒暖参数,结合近中压缸启动方式,汽轮机冲转升速至全速后尽快并网,有利于高压缸多进蒸汽带负荷暖缸,开机过程用预测高压缸胀差控制带负荷暖缸速度等办法,将机组冷态开机时间缩短至3 h左右,极大缩短同类型燃气轮机联合循环发电机组冷态启动时间,对中低压合缸机组的优化设计或技术改造有借鉴意义。

内循环式厌氧反应器启动过程中颗粒污泥的特性

研究了IC反应器的快速启动方法和启动过程中颗粒污泥性质 .结果表明 ,由于反应器成功滞留了大量活性高、沉降性能好的颗粒污泥 ,反应器初次启动可在 2 0d内完成 ,二次启动 1 5d内完成 ,反应器负荷可达 1 2～ 1 5kg·(m3·d) -1,COD去除率 85%以上 ;IC反应器启动结束后 ,其颗粒污泥的性质发生显著变化 ,平均粒径由 0 .88mm增大到 1 .2 5mm ,平均沉降速度由接种污泥的 35 4m·h-1增加到 1 0 5 1 7m·h-1,最大比产甲烷活性 [382 98ml·(g·d) -1]几乎为初期的 4倍 ,产甲烷优势菌由Methanothrix转变为产甲烷球菌和短杆菌 .

低温生物除铁除锰工艺快速启动与滤速的探求

为净化低温（5~6℃）高铁高锰这种地下水质,通过水厂实地滤柱实验表明,在该种水质下,适当调整工艺运行的参数能够快速富集铁锰氧化微生物,在120d左右实现生物除铁除锰工艺的快速启动和稳定运行;滤柱启动过程中,对滤层厚度进行了优化,1500mm厚新滤料在启动过程中会导致出水锰超标,而800mm厚成熟生物滤层在6~8m/h滤速下,可完成对铁、锰的深度去除;在此条件下,进行滤速探求的实验研究,最高滤速可达到16.5m/h保证出水铁锰合格,并给出了相应的反冲参数.

基于估算电流模型的永磁同步电机无速度传感器控制

在分析永磁同步电机模型的基础上,提出一种基于估算电流模型的无速度传感器控制方法。常用控制算法适用速度范围有限、鲁棒性差、算法结合中的状态切换会导致运行不稳定,从而影响电机的起动性能、运行稳定性和低速性能,而该方法根据文中的原则选取观测器参数,在每个采样周期中,以估算电流值与实际检测电流值之间的误差来校正估算速度,电机能从静止状态直接矢量闭环快速起动。实验结果验证了分析设计的可行性和可靠性,电机从静止快速起动,能在1 s内从静止加速到额定转速(6 000 r/min),在高速运行时非常稳定,最大速度误差低于0.2%,低速运行带载能力强,在转速为2%额定转速时仍能满载稳定运行,这大大扩展了永磁同步电机的应用范围,具有较大的工程实用价值,并且已在工业产品中成功应用。

燃气-蒸汽联合循环汽轮机快速启动的研究

为解决某燃气-蒸汽联合循环电厂调峰用汽轮机停机一夜后温态方式启动耗时很长的问题,对汽轮机转子进行合理的假设和简化后,建立了转子二维轴对称有限元模型,计算出各级不同部位的蒸汽温度、压力及传热系数,采用热-结构间接耦合法对不同启动方式时转子的热应力进行了计算.结果表明:在汽轮机转子调节级金属温度为350℃时将启动方式调整为热态启动,汽轮机采用优化后启动曲线的最大热应力在材料强度的允许范围内,满足电厂寿命损耗要求,且这样每次启动可缩短100 min,为电厂增加了经济效益.

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4^+-N、NO_2^--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4^+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4^+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4^+-N降低到1.6 mg/L,NO_2^--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4^+-N和NO_2^--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4^+-N)∶△m(NO_2^--N)∶△m(NO_3^--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。

生物除铁除锰滤池的快速启动研究

通过实验室模拟滤柱试验和生产运行实践,确定了制约生物除铁除锰滤池快速启动的主要因素,即原水水质、滤速和反冲洗参数,给出了实际生物除铁除锰滤池快速启动的方法,可供有关技术人员参考。

前置A_2NSBR工艺系统的启动特性研究

以实际低C/N生活污水(C/N为3.85)为研究对象,重点研究了按照厌氧/缺氧/硝化时序运行的新型前置A_2NSBR工艺系统的启动特性.结果表明,采用除磷A_2SBR和硝化N-SBR先单独启动后耦合运行的方式能够实现快速启动,系统在N-SBR中维持稳定的硝化,在A2SBR中实现了以NO_3^-N为电子受体的反硝化除磷,系统连续运行45d后达到稳定,各项出水指标COD、NH_4^+-N、TN、TP平均值分别为33.82mg/L、0.85mg/L、13.56mg/L,、0.3mg/L,相应的去除率分别为84.31%、98.41%、76.81%、93.87%,各项出水指标达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》中的一级A标准.FISH实验表明,PAOs成为A_2SBR系统中的优势菌群,占全菌比例上升到14.77%.

ABR反应器的两种快速启动方法对比

ABR反应器的启动是ABR反应器能否高效稳定运行的关键,其影响因素很多。为了更好地实现ABR反应器的启动,提出了通过2种不同启动方法的对比,即1#反应器采用好氧预挂膜的方法,2#反应器采用低负荷启动法,得出的结论为,好氧预挂膜启动法的启动时间短,COD去除率高,出水pH稳定,颗粒状污泥生长情况较好,是一种可推广的启动方法。

混合动力汽车发动机电机拖动策略和起动性能的研究

本文围绕ISG型混合动力汽车起动工况,研究了冷却水温和拖动转速对发动机起动阻力矩、电机电流特性和系统转速特性的影响。结果显示:冷却水温对电机拖动策略及起动性能有重要影响,当冷却水温低于约45℃时,发动机平均起动阻力矩随温度升高而明显降低,且拖动转速的升高对平均起动阻力矩的影响较为明显;而当冷却水温高于约45℃后平均起动阻力矩变化平缓;从降低阻力矩的角度出发,应采用低速起动。转矩控制模式下,热机和低速起动时,起动瞬间电机电流出现较大畸变,适当提高拖动转速或降低起动转矩有利于减小起动瞬间的冲击电流;转速控制模式下,起动瞬间产生更大的冲击电流,提高拖动转速有利于减小起动初期电机电流的突变。为实现快速起动,应根据冷却水温确定电机的起动控制策略,冷却水温高于约45℃时,采用转矩控制模式,低于约45℃时,采用转速控制模式。

产甲烷UASB中颗粒污泥的快速培养及特性研究

在两相厌氧反应器的基础上,进行了产甲烷UASB中颗粒污泥的快速培养及特性研究。采用低负荷启动方式,通过快速提高进水COD和缩短水力停留时间使产甲烷UASB在最佳条件下运行,36d后产甲烷UASB中粒径>1.0mm的颗粒污泥占64%,出水COD稳定在300mg/L以下,可认为颗粒污泥培养成功。颗粒污泥的成熟经历了形成不规则核心、挤压架桥、分割成长、修剪长大四个阶段,加速污泥颗粒化的因素包括适宜的生长环境、良好的水力特征等。

曝气生物滤池快速启动和活性保持性能研究

研究了两级曝气生物滤池处理生活污水时各级的快速启动和在低负荷下活性保持的能力,考察了出水中主要污染物和生物滤池内生物量随时间的变化情况。结果表明,碳氧化生物滤池从低负荷恢复时,所需要的时间与活性保持时的负荷大小有关,负荷越小,所需要的时间越长。在极端情况下,恢复时间接近一次完全启动的时间,因此碳氧化生物滤池的低负荷维持并没有太大的实际意义。而硝化生物滤池在低负荷下活性保持良好,重新启动仅需要完全启动1/10的时间,这就有可能以低成本实现硝化生物滤池的活性保持。

接触氧化除锰滤池的快速启动

以廉价河砂为填料,采用间歇臭氧曝气的方式,使原水中Mn2+迅速被氧化成不溶于水的化合物附着在河砂表面形成具有除锰能力的锰质活性滤膜。在实验室条件下,当间歇臭氧曝气量为50 ml.min-1,每天曝气4次,每次10 min时,仅用5 d即可形成成熟锰质活性滤膜,使出水持续稳定在0.1 mg·L-1以下,大大缩短了除锰滤池的成熟期。对成熟滤池的最佳运行条件进行了探讨,结果表明对于锰离子浓度约为1.5 mg·L-1的原水,在DO值大于6.5 mg·L-1、pH值大于7.0、出水流速小于0.6 m.h-1的条件下,可以较好地维持滤料表面滤膜的活性,使滤料的除锰能力长期有效。

ISG型混合动力汽车发动机启动过程分析

针对ISG(integrated-starter-generator)型混合动力汽车建立相应的ISG电机-发动机仿真模型,研究不同的电机控制策略对发动机启动性能的影响,通过控制电机的转速和转矩快速拖动发动机启动,并根据发动机台架试验确定最优的电机控制策略。试验结果表明,通过合理控制ISG电机能够实现发动机快速启动,取消发动机启动加浓过程,降低启动时的油耗及排放。

改进型外循环厌氧反应器处理蓝藻启动与颗粒污泥特征

采用自行改进设计的外循环厌氧反应器处理太湖蓝藻,研究其快速启动过程中运行效能以及颗粒污泥微生物特性。实验结果表明:反应器采用'投加接种污泥、阶梯提高负荷连续运行、间歇搅拌'的启动运行方式,可以在35d左右实现蓝藻成功处理。启动成功时,反应器对蓝藻化学需氧量(COD)去除率在85%左右,产气率在380ml·(g COD)-1左右,藻毒素的去除率达到92%;颗粒污泥中菌群以球菌、丝状菌为主,颗粒污泥内丰富的空穴为物质迁移和微生物降解提供通道。反应器启动成功后颗粒污泥中主要优势产甲烷古菌为Methanosphaera,Methanolinea,Thermogymnomonas,Methanoregula,Methanomethylovorans,Methanosaeta等;颗粒污泥中蛋白酶及辅酶F420的活性较强。研究发现间歇搅拌装置及回流系统克服蓝藻在反应器中上浮结壳的弊端,同时加快反应器内传质效果,从而有助于反应器的快速启动。

高效传质厌氧流化床处理高浓度精对苯二甲酸废水的快速启动研究

针对厌氧流化床启动慢等缺点,采用递增负荷的方式进行启动,以自制载体进行实验,快速提高进水COD质量浓度。在高效传质的条件下,经过34 d系统启动成功,此时进水COD质量浓度高达4 000 mg/L左右,反应器的容积负荷达9.14kg/(m3.d),PTA废水的COD去除率达到58%,TA去除率达到45%。对载体进行扫描电镜分析(SEM)得知,微生物主要附着在载体裂缝和凹槽中,且形成的生物膜具有良好的机械性能和抗冲击负荷能力。

复合式厌氧折流板反应器启动中的相分离特性

采用复合式厌氧折流板反应器(HABR)处理模拟啤酒废水,考察了其快速启动过程中的处理效能及相分离特性。结果表明:HABR可在33 d内完成启动,对COD的去除率>92%;pH值在反应器前后端分别呈酸性和中性,促进了产酸菌和产甲烷菌的分离;厌氧系统内挥发性脂肪酸(VFAs)质量浓度的变化可以用于判断产酸作用和产甲烷作用之间是否处于动态平衡状态;HABR的产气量和末端出水VFAs质量浓度呈负相关关系,证明产甲烷菌的代谢活性逐渐增强。在快速启动过程中,HABR表现出了明显的生物相的选择和分离现象。