协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅰ:方法与模型

针对水资源刚性约束落地缺抓手的问题,按照以水定发展、协调定规模的理念,提出“四水四定”的分析思路和控制指标,厘清各类发展目标与水资源利用的协调关系。以公平为社会目标,以效益为经济目标,提出“尊重现状、保障刚需、效率驱动、区域均衡”的协调优化准则,建立目标函数和约束条件,构建“四水四定”多目标协调模型,以满足保障刚性需求基础上的水量高效流转,确定发展规模和水量分配方案。模型选取人均GDP最大实现效率驱动,使有限水量产生更大效益;选取区域人均GDP差异最小、发展匹配度最高实现发展公平,缩小区域经济差异;通过约束条件反映水资源约束、刚性需求保障、水源用户配置关系、经济社会发展合理范围等要求;设置罚函数协调约束条件不能满足时的目标值调整。通过归一化方法将多目标转化为单目标,基于现状设置初始条件,采用线性规划等方法求解,得出协调产业发展和水量优化分配的整体结果,通过结果评价反馈调整,形成可服务于经济社会发展和水资源管控决策的方案。

森林植被不同尺度的碳水过程及耦合机制研究进展

[目的]陆地生态系统中的碳循环和水循环是陆地生态系统物质和能量循环的核心,也是连接地圈、生物圈和大气层的纽带。森林植被是陆地生态系统的重要组成部分,是表征陆地碳-水循环的重要变量,在维持生物圈和大气圈的动态平衡中发挥着重要作用。目前,对陆地生态系统中碳-水循环的耦合关系和机制缺乏系统的分析和总结。[方法]从森林植被碳与水过程及其相互作用、植被水分利用和耦合机制的角度,综述了森林植被碳与水循环过程及其相互作用的研究与进展,以及不同空间尺度(叶片到区域/全球尺度)碳-水耦合的定义、方法、进展和展望。[结果]新兴的技术和方法实现了不同尺度碳水过程的高频观测,WUE等耦合指标体系推动了碳水耦合机制的研究和发展。[结论]通过系统阐述植被碳水耦合关系的多尺度整合和碳水耦合机理,为系统认识森林碳水耦合机理和水资源管理提供了理论基础,对未来植被经营管理决策具有重要的科学支撑意义。

基于平行测试的认知自动驾驶智能架构研究

在大数据、云计算和机器学习等新一代人工智能技术的推动下,自动驾驶的感知智能在近年来得到显著的提升与发展.然而,与人类驾驶过程中隐含的以自我目的实现为引导的自探索性和自主性相比,现阶段自动驾驶技术主要以辅助驾驶功能为主,还停留在以被动感知、规划与控制为主的初级智能自动驾驶阶段.为实现车辆智能从数据驱动的环境感知、辅助决策、被动规划到知识驱动的场景认知、推理决策、主动规划的提升,亟需增强车辆自身对复杂外界信息归纳提炼、推理决策、评价估计等类人能力.首先回顾自动驾驶关键技术演化及其应用发展历程;随后分析测试对车辆智能评估的效用;然后基于平行测试理论,提出自动驾驶车辆认知智能训练、测试与评估空间的构建方法,并设计基于平行测试的认知自动驾驶智能训练框架.该项研究工作预期能为推动自动驾驶从感知智能向认知智能的升级提供可行的技术支撑与实现路径.

基于DPSIR模型的秦岭北麓陕西城市群水安全评估及驱动因子识别

水安全评估是水资源开发利用与区域发展的基础。为了加强秦岭北麓陕西城市群可持续建设,助力秦岭“中央水塔”绿色发展,基于DPSIR模型构建秦岭北麓陕西城市群水安全评估体系,结合主客观综合赋权法与模糊综合评价法对区域2011~2021年水安全进行评估分级,并利用灰色关联度法分析其水安全的驱动因子。结果表明:秦岭北麓陕西城市群2011~2021年水安全状态变化具有一致性,波动中稳步提升。西安市水安全等级相较宝鸡市、渭南市上升趋势显著,于2021年转为无警状态;宝鸡市一直保持低警状态,而渭南市长期处于中警状态。陕西城市群的水安全状态及发展趋势与人均GDP、年降水量、人均用水量等10个驱动因子密切相关,其中经济因子是水安全等级呈现一致性的根本保证,社会和生态因子则是造成水安全差异性的主要原因。

脑卒中患者重返驾驶能力评估的研究现状及进展

汽车驾驶已经成为人们日常生活中不可或缺的部分,也是脑卒中患者重返社会的最重要能力之一。安全驾驶和驾驶训练的基础是对驾驶能力的准确评估。根据国外研究,脑卒中后的驾驶能力评估主要包括路测、心理测验和驾驶模拟。目前,我国不仅缺少脑卒中患者安全驾驶的评定标准,也缺乏明确、统一的评估方案。近年来,医工结合技术和计算机技术的发展为驾驶能力的客观化、精准化、智能化评估提供了可能。本文旨在对脑卒中患者重返驾驶的评估研究及进展情况进行综述。

无人驾驶拖拉机路径跟踪控制方法综述

为加快农业现代化的发展,农机自动化、智能化是我国农业机械的发展趋势。无人驾驶拖拉机能够提高作业精度与作业效率,减少投入成本,是近年来智能农机装备领域的重要研究对象。为此,介绍了无人驾驶拖拉机的两种主要建模方法以及5种路径跟踪控制方法。同时,对该技术发展提出了建议:应进一步深入研究曲线行驶和转弯控制方法,分析不同路面的影响,综合考虑成本与控制方法鲁棒性、适应性之间的平衡关系。

为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业提供有力的水安全保障——在2024年全国水利工作会议上的讲话

这次会议的主要任务是:全面贯彻党的二十大和二十届二中全会、中央经济工作会议、中央农村工作会议精神,深入落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水重要论述精神,总结2023年水利工作,分析水利发展形势,部署2024年水利重点工作。

考虑工作记忆容量和时间压力影响的驾驶绩效分析

随着风险驾驶机理研究的不断完善,外部情境因素和驾驶人内部认知差异逐渐成为当前研究的热点和难点。本文为研究时间压力、工作记忆容量与驾驶绩效之间的关系,采用时间约束和动机等主客观相结合的方法实现时间压力的施加,采用复杂跨度范式测量驾驶人工作记忆容量。基于驾驶模拟器系统构建相关驾驶场景,开展心理学与模拟驾驶行为试验,采集驾驶人心理、操作和车辆运行数据,分别就时间压力、工作记忆容量及其组合对驾驶绩效的影响进行分析。结果表明:时间压力对超速比例、碰撞概率、制动反应时间、左转选择间隙皆有显著的影响效应,且时间压力越高,超速比例越大、碰撞概率越高、制动反应时间越快、左转选择间隙越小的频次越多;工作记忆容量仅对制动反应时间有影响,工作记忆容量越高,制动反应时间越快;时间压力与工作记忆容量对制动反应时间无交互影响,但随着时间压力的增大,高工作记忆容量人群与低工作记忆容量人群在制动反应时间上的差异逐渐变小。这些发现为研究时间压力下的驾驶绩效提供了驾驶人认知方面的新见解。

水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调及驱动力分析

为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分析。结果表明:我国水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度从2005年的0.55增长到2020年的0.84,各地区耦合协调度从勉强协调发展水平过渡到中级协调发展水平,各子系统对耦合协调度上升的驱动分别经历了由粮食子系统到生态子系统再到水资源子系统主导的过程;能源子系统的贡献率虽然比较小,但是未来可能是各地区提升水资源-能源-粮食-生态系统多维系统协调发展水平的突破口。

水资源保护利用“四水四定”的创新管理模式

系统识别了我国水资源保护利用“四水四定”管理中存在的问题,提出了以精准严格的管控指标、权威统一的监测系统、明确有力的管理体制、科学规范的管理制度以及协同高效的管理机制为五大核心体系,以水资源保护利用“四水四定”智慧水务管控平台为一个平台的水资源保护利用“四水四定”创新管理“5+1”模式;指出未来水资源保护利用“四水四定”管理的发展趋势包括统筹协调现有的水管理系统并实现升级,水量与水权结合面向“四水四定”激活交易市场,规范化建立“四水四定”的执行标准体系以及开展基于微观决策行为的水资源保护利用“四水四定”特定制度设计等方面。

中国四大城市群碳排放驱动因素时空分解研究

城市群是中国经济发展和能源消耗的集聚区域,也是碳排放的主要来源。研究中国典型城市群碳排放的时空演变特征及其影响因素对实现“双碳”目标具有重要意义。文中应用ST-IDA模型(时空指数分解分析法)和LMDI(对数平均迪氏指数法)分解法,分析2000—2019年京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群的碳排放驱动因素(人口规模、经济水平、产业结构、能源强度和能源结构)。研究发现:2000—2019年间,四大城市群能源活动碳排放总体趋势均由高速增长阶段步入平稳增长阶段,其中成渝城市群已基本实现碳达峰;能源强度效应是影响碳排放空间差异的主要因素;人口规模扩张、经济发展水平提高和能源强度上升是促进碳排放增长的主要因素,产业结构和能源消费结构优化起到抑制作用;四大城市群碳排放的时空演变主要取决于工业部门。鉴于四大城市群呈现出不同的碳排放特征,未来应探索差异化、多元化的城市群减排路径,促进城市群碳减排。

工业互联网使用如何促进中小企业智能化转型:驱动因素与赋能机制

工业互联网是中小制造企业智能化转型的重要载体。基于TOE框架与企业能力理论,构建工业互联网使用驱动因素及赋能机制综合研究模型。结果表明:第一,工业互联网使用的重要驱动因素包括资源就绪、数字能力、业务复杂度与政府支持。资源就绪是中小制造企业使用工业互联网的前提,数字能力是中小制造企业使用工业互联网的技术基础,业务复杂度可以反映中小制造企业使用工业互联网的内在需求,政府支持可为中小制造企业使用工业互联网提供保障。第二,工业互联网通过培育两种核心能力赋能企业转型升级。工业互联网使用对中小制造企业智能化转型具有显著赋能效应,集成互联能力通过促进企业互联互通实现智能化转型,协同融合能力通过促进企业内外协同实现智能化转型。结论可为中小企业“上云上平台”和智能化转型提供理论依据与实践启示。

分布式驱动车辆操纵稳定性控制综述

为研究分布式驱动车辆的驱动控制问题,从转向控制、独立驱动控制及2个系统联合控制等3个角度入手,分析了分布式驱动车辆操纵稳定性控制策略的研究进展。首先,基于转向控制技术对影响操纵稳定性的方面进行分类;其次,分析了分层式与集中式控制结构的特点;然后,分析了基于控制结构的操纵稳定性研究;最后,结合分布式驱动车辆操稳性改善的研究现状和技术进展,展望了未来的发展趋势。

智慧水利理论体系与数字孪生流域虚拟模型研究成果述要

智慧水利是水利高质量发展的显著标志之一。围绕智慧水利理论体系不完善、流域映射精准度不高、模型精度不高、决策支撑程度低等问题,建立了由智慧流域基础理论、数字孪生流域基础理论和智能水网理论框架组成的智慧水利理论体系,研究了由数字孪生感知节点模型、数字孪生降水遥感模型、数字孪生蒸散发遥感模型、数字孪生土壤水遥感模型、数字孪生水体遥感模型、数字孪生地下水遥感模型、数字孪生水质遥感模型组成的数字孪生流域感知模型,构建了由数字孪生流域水文模型、数字孪生水动力水质模型、数字孪生动态调控模型、数字孪生虚拟仿真模型、数字孪生协同决策模型、数字孪生并行组合模型等组成的数字孪生流域虚拟模型。研究成果可为我国智慧水利建设提供理论基础和技术支撑。

轨道交通能量互馈式交流牵引传动综合测试系统的设计

针对轨道交通牵引传动系统性能测试与特性试验需求,设计一种列车交流牵引传动测试系统。系统由四象限整流器、DSP控制单元、牵引变流器、负载变流器、牵引电机与负载电机组成。牵引变流系统采用全新的“双变流器--交流电机负载反馈”方案,能量通过直流侧在牵引电机与负载电机之间互馈,避免试验过程中能量的大量消耗。系统可实现牵引变流器的牵引/制动工况性能测试,牵引电机性能测试、特性试验与功率测量,具有高智能化与自动化、安全可靠、测试准确度高、能量利用率高的优点。

基于CNN-OBIA的黄河源区水体提取及时空变化

准确识别水体信息是分析地表水时空动态变化的重要技术手段。针对目前各种长时序水体信息提取方法精度低的问题,基于Landsat遥感影像,选用1986~2022年5484景黄河源区遥感影像,分别运用卷积神经网络结合面向对象(CNN-OBIA)和多指数水体检测规则(MIWDR)两种方法提取了黄河源区的地表水体,并对两种方法的提取精度进行了对比分析。在此基础上,探究了1986~2022年黄河源区水体信息的时空变化特征,并对其主要气候因素进行相关分析。结果表明:①CNN-OBIA的总体精度和Kappa系数分别为96.78%和0.93,MIWDR的总体精度和Kappa系数分别为94.28%和0.88,总体而言,CNN-OBIA的提取精度高于MIWDR方法。CNN-OBIA的提取结果可以很好地保持水体边界完整性和有效去除山体阴影,可以较好地对细小河流进行提取。②研究区水体总面积呈现出先减少(1986~2001年)后增加(2001~2022年)的变化趋势。③相关性分析表明,降水和气温与水体面积的变化均表现出显著正相关。

采出水中核壳型荧光微球浓度的检测方法

聚合物微球调驱是改善水驱效果的主要技术之一。微球在地层中的运移以及能否在采出水中有效检出会直接影响调驱效果。因此,将荧光碳点引入微球调驱剂中,起到示踪的作用。荧光核壳微球调驱剂由含荧光碳点的核心微球溶液和壳层水溶液混合吸附而成。为了降低油水分离后采出水中的杂质对核壳荧光微球有效检出的干扰,首先对荧光微球的浓度与荧光强度进行线性拟合,验证该方法的可行性;然后用硅胶对地层采出水进行吸附,通过对比采出水吸附前后的荧光发射光谱,验证硅胶吸附的实用性;最后用硅胶对采出水配制的荧光微球进行吸附,绘制荧光强度和微球浓度的标准曲线。结果表明,在激发波长为347 nm的条件下,荧光微球的质量浓度与445 nm发射波长处的荧光强度具有良好的线性关系,相关判定系数(R^(2))为0.9870。经硅胶处理后,水驱采出水的荧光发射强度显著降低,硅胶吸附能有效去除采出水中的杂质。在激发波长为347 nm、荧光光谱仪狭缝为10~20 nm、微球质量浓度为1~1200 mg/L时,荧光核壳微球水分散液的质量浓度(x)与462 nm处的荧光发射峰值(y)呈正比线性关系,拟合方程为y=2497.1042+3.1847x,R^(2)为0.9972,置信度较高。荧光强度与核壳微球浓度的线性阶段可满足现场检测要求。该方法可为类似油藏荧光微球含量的定量检测提供借鉴。

有限理性决策理论下驾驶信息过载研究及应用

随着汽车网联化和智能化的发展,汽车驾驶过程面临着车内外多源信息过载的影响,这可能会产生交通安全问题.驾驶信息过载包含感知、认知和决策等复杂神经机制.在知识、时间和精力有限的情况下,当驾驶员处于庞大、繁杂、多变环境中排查信息对象并进行决策时,决策都是在有限度的理性条件下进行,且常带有主观因素,这是有限理性决策理论的基本原理.汽车工业界基于有限理性决策理论,根据人的特性研究了AR-HUD控制驾驶信息过载的汽车驾驶辅助技术以及OLED车载显示的应用,驾驶员在面临信息过载时可快速筛选关键信息,做出正确驾驶决策,以此来提升驾驶的安全性.本文通过综述国内外学者在驾驶信息过载原因、生理心理机制以及控制驾驶信息过载的技术和装备等方面的研究成果,为安全驾驶、汽车智能化发展的产学研结合提供参考.

技术与商业驱动的群智创新设计

目的结合人工智能时代下社会面临的新问题及现代设计的新使命,提出了技术与商业驱动的群智创新设计思维。方法以设计全球化、新一代人工智能及数字化生存现状为时代背景,阐述了群智创新设计在新时代下的创新本质,并从技术和商业的多元视角阐述了群智创新设计的多元内涵。结果构建了以设计为牵引,技术与商业驱动的群智创新设计模型,并结合具体案例阐述了群智创新设计的优势。结论群智创新设计注重智能技术和群体智慧的结合,是一场复杂系统层面的螺旋式创新演化。以设计为牵引、技术为支撑、商业为激励的群智创新设计方法借用现代网络平台优势及大数据、人工智能、区块链等信息技术赋能,利用群体智慧的协同作用,聚集社会中更多、更好的知识源,以助力创新创造,为社会创造共赢价值。

苏南水网地区水域景观破碎化时空演变特征及驱动因子研究——以吴江区为例

以苏州吴江区为对象,选取1990、2000、2010、2020年土地利用数据,利用Fragstats4.2对1990-2020年水域景观破碎化演化特征进行定量分析,并借助地理探测器模型探讨水域景观破碎化时空特征的驱动因子。结果表明:(1)从景观水平破碎化特征分析来看,研究期内吴江区水域景观破碎化程度先增大后减缓:1990-2000年水域景观受到人工建设干扰,空间分布离散;2000-2020年水域景观破碎化程度降低、整体空间格局趋向整合。从类型水平破碎化特征分析,河流、湖泊及内陆滩涂在1990-2000年破碎化程度日益加剧,斑块空间分布离散,2000-2020年水域斑块连接性逐渐增强;水库坑塘斑块类型分布在1990-2010年破碎程度降低,2010年后破碎化程度上升。(2)吴江区水域景观破碎化受到自然、社会等多元因素影响,各因子对水域景观破碎化时空分异的影响明显不同,且各驱动因子间存在显著交互增强效应,其中人类活动强度因子影响最为显著。研究结果可为探明水域景观破碎化形成机理提供思路,对苏南水网地区生态环境保护和可持续发展具有参考意义。