3.8 MV快前沿电磁脉冲模拟器脉冲驱动源研制

为满足强电磁脉冲试验的需求,研制了一台输出电压可达3.8 MV的全气体绝缘快前沿脉冲驱动源。该脉冲源采用二级脉冲压缩技术路线,由Marx发生器、中储电容、中储开关、陡化电容及陡化开关等组件构成。内部各组件均采用模块化、紧凑型设计思路,并整体放置在一个层层嵌套的腔体中,各层之间充有不同压力的SF_(6)气体。整机具有输出电压高、结构紧凑、重量轻及便于移动等优点。测试结果表明,在驱动75Ω倒立圆锥天线负载时,初级源最大输出电压大于3.8 MV,负载处输出电场波形的脉冲前沿小于2 ns。通过开关导通时刻的调节,在天线处生成的辐射场波形满足IEC 61000-4-25标准中关于电磁脉冲试验波形的规定,因此可将其作为电磁脉冲模拟器的脉冲驱动源,开展系统级电磁脉冲试验,用于电磁脉冲效应及加固防护技术研究等工作。

山区铁路隧道工程资源环境影响效应评估研究

山区地质复杂、环境敏感、生态脆弱,致使铁路隧道建设难度大,且在资源节约、环境保护等方面面临较高要求。绿色设计作为绿色建设的先行环节,对减少隧道建设对资源环境的扰动作用,达到资源节约、环境友好的目的起关键引领作用。为定量评估山区铁路隧道工程的资源环境影响效应、衡量隧道设计的绿色程度,提出一种山区铁路隧道工程资源环境影响效应分析方法。首先,基于“驱动力-状态-响应”模型(Driving force-State-Response,DSR),以隧道设计参数为驱动力指标、资源环境状况为状态指标、隧道设计措施为响应指标,构建山区铁路隧道工程资源环境影响效应评估指标体系,并建立各指标分级标准;其次,运用一种具有自学习自调整能力的支持向量回归模型(Support Vector Regression,SVR)对隧道工程的资源环境影响效应进行评估;再次,以驱动力指标和响应指标为分析对象,运用考虑指标间关联关系及叠加效应的敏感性分析法,甄别对隧道工程资源环境影响效应优化具有重要影响的隧道设计因素;最后,以某山区铁路隧道工程为例,得到该隧道工程的资源环境影响效应值为4.7157,对应等级为较好,表明该隧道工程绿色设计水平较好,资源集约节约利用较合理、环境保护力度较大,可为其他类似工况隧道工程的绿色设计提供借鉴。此外,分析结果显示,注浆加固效果是导致该隧道工程资源环境影响效应变化最敏感的因素,其次为清污分流比例,可着重从这2个方面进行优化设计,以实现隧道工程资源环境影响效应的进一步优化。研究结果验证了本文研究方法的适用性和可操作性,可为山区铁路隧道工程资源环境影响效应评估及明确隧道工程优化设计方向提供科学依据。

南水北调西线工程上线水源区大型底栖动物群落结构及环境驱动因子

为评估南水北调西线工程上线水源区大型底栖动物群落结构及环境驱动因子,于2022年7月(汛期)和11月(非汛期)开展监测采样工作。采用生物多样性指数和丰度-生物量比较曲线(ABC曲线)作为大型底栖动物群落特征参数,分析大型底栖动物群落在水源区的结构,并对其进行多元排序和Pearson相关性分析。结果表明:共采集45种大型底栖动物,隶属于4门5纲10目32科44属,其中优势种8种,所有优势物种出现频率均大于50%,水源区大型底栖动物群落结构一致性较高;水源区Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均值分别为4.01、1.68、0.61;多数采样区域大型底栖动物的ABC曲线呈纠缠态势,其丰度和生物量累积百分比的差值面积在0附近波动,群落以小个头物种为主;优势种以耐污值低的敏感种类为主,说明河流几乎不受污染,水体清洁;pH值是影响水源区大型底栖动物群落结构的主要环境驱动因子。

从地理到风景:海岛聚落介入环境的适宜性演变——以平潭地区为例

海岛,因其隔绝的地理环境而具有独特的景观资源,在当下休闲旅游市场中具有不可替代性和可持续发展的必要性。旅游要素的介入推动海岛聚落从依赖地理环境的实用导向,向追求风景的方向转型加速。文章以平潭地区为例,分析并总结海岛聚落演变的环境驱动因素,揭示聚落边界、空间结构与建筑单体介入环境的适宜性演变规律,并探索其适宜性发展途径,以期为未来海岛聚落空间的更新提供参考,进而推进海岛的可持续发展。

东平湖秋季浮游生物群落特征及其与环境因子的关系

作为黄河下游仅存天然湖泊以及南水北调东线工程重要枢纽,东平湖生态环境安全对黄河流域生态环境保护与中国北方供水安全起到重要作用.为明确东平湖秋季浮游生物群落结构特征及环境驱动因子,于2021年9月对全湖28个采样点进行水样采集与检测,并采用综合营养状态指数法、生态多样性指数法、相关性分析法以及冗余分析法等多种分析方法进行了分析研究.此次研究共检出浮游植物8门73种(属),浮游甲壳动物2门10种(属),其中浮游植物主要以绿藻、蓝藻和硅藻为主,浮游甲壳动物主要以桡足类和枝角类为主.浮游植物中,蓝藻门的伪鱼腥藻(Pseudoanabaena spp.)优势度最大(Y=0.205),浮游甲壳动物中则以剑水蚤(Cyclops)优势度最高(Y=0.305).东平湖秋季浮游植物生物密度空间分布与综合营养状态指数(TLI)具有较强相关性,高值均分布于湖区东部与东北岸,而湖区中、西部较低.浮游植物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及Margalef丰富度指数分别为3.70、0.75与1.29,其生态多样性污染评价结果分别为清洁水平、轻污染水平与中污染水平.冗余分析结果表明,TN为影响东平湖浮游植物生长的主要环境驱动因子,DO为影响东平湖浮游甲壳动物生长的主要环境驱动因子.

草地植物生殖分配研究进展

植物生殖分配调控着植物营养生长与生殖生长的平衡,从而影响种群的更新速度,最终改变群落结构及演替方向。因此,研究植物生殖分配对草地生态系统稳定和可持续发展至关重要。本文通过文献综述方法,系统地梳理了草地生态系统植物生殖分配的相关研究理论及影响因素,学者们先后基于最优控制理论、生活史理论和生物量分配理论提出光合补偿机制、养分循环假说、时间限制假说、r/k策略、资源可用性假说等,以解释自然环境因素、植物自身因素和人为干扰因素等调控植物生殖分配的机制。然而,草地植物对诸多因素(植株形态性状、自然灾害、放牧、刈割、外源养分添加等)的生殖分配响应仍存在争议,且复杂因素(气候变化、生境条件、植物间竞争等)及多因素协作的过程和驱动机制不清晰。基于此,建议从多维度解析草地植物生殖分配策略及驱动机制,以期为促进草地生态系统更新及正向演替、提高草地资源利用率的研究提供理论依据。

可变形特征融合的无人驾驶系统三维车辆检测

针对无人驾驶系统环境感知中的车辆检测精度低的问题,提出一种基于可变形特征融合的三维车辆检测算法。首先,通过路面实况增强算法,提高收敛速度和性能;去除地面点云,减少无关点云的干扰。接着,构造可变形特征融合模块,自适应对齐不同模态数据之间的姿态和位置信息,提升多模态数据的利用效率;优化损失函数,添加对抗损失判断车辆运动的真实性,提高网络对小目标的检测精度。最后,通过训练得到网络模型的最佳权重,使用KITTI数据集进行测试,能达到较好的车辆识别效果。实验结果表明:其平均精度值为83.26%,平均检测时间为0.15 s。该算法能够快速、准确地在无人驾驶系统中对车辆进行识别。

基于智能驾驶场景的人机信任影响因素及作用机制研究

目的研究智能驾驶场景下人机环系统中的三个重要因素(系统预测准确率、环境可认知状态和驾驶经验)对驾驶员智能驾驶辅助系统人机信任的影响。方法采用三因素组内组间混合设计的人因学实验,招募了24名不同驾驶经验的被试在智能驾驶辅助系统的三种预测准确率(90%、76%、60%)及两种环境可认知状态(清晰认知和模糊认知环境)下进行模拟驾驶任务,并收集驾驶过程中被试的主观人机信任、驾驶行为绩效和生理数据等多维指标,采用重复测量的方差分析处理实验数据。结果不同驾驶经验下,被试的主观信任存在显著差异。系统预测准确率和驾驶经验对主观信任存在交互作用。不同环境可认知状态下,被试的瞳孔直径、眼跳次数和皮电波峰幅值均存在显著差异。环境可认知状态和驾驶经验对眼跳次数存在交互作用。人机环三因素对被试的驾驶行为绩效无明显影响。结论系统预测准确率、环境可认知状态和驾驶经验均可在不同程度上影响主观人机信任及其相关生理指标。环境可认知状态较差时驾驶员会增加对驾驶辅助系统的信任。随着驾驶员驾驶经验的增加,其对驾驶辅助系统的信任也会增加。

北京市绿隔地区生态环境质量变化与驱动因素分析——以“基于自然的解决方案”为视角

引入“基于自然的解决方案”(NBS)视角,借助空间计量模型,分析绿隔地区的生态环境质量变化及其驱动因素,得到以下结果:1)从生态环境质量变化看,2005—2020年,绿隔地区整体上呈现先下降后回升的趋势,空间上圈层格局明显;2)两道绿隔地区的生态环境质量变化趋势不同,第一道绿隔地区相对更低,且一直延续下降趋势,第二道绿隔地区2015年后止降回升;3)从驱动因素看,NBS措施对绿隔地区生态环境质量改善具有驱动作用,其中绿色基础设施在两道绿隔地区都表现出显著的驱动作用,而生态基础设施仅在第二道绿隔地区表现出显著的驱动作用。北京市进入减量发展新阶段以来,绿隔地区的生态环境质量明显改善。未来可以更有针对性地应用NBS措施,进一步提升城市生态环境质量,完善城市绿色空间体系建设。

河南省土壤侵蚀时空分异特征及土壤保持经济价值

掌握土壤侵蚀时空变化特征及其经济价值对流域综合治理和土壤保持功能的稳定发挥具有重要意义。现有研究通常采用多时相土壤侵蚀空间分布图的叠加和当量法来探讨土壤侵蚀的时空格局及其经济价值,往往忽视了土壤侵蚀的空间分异性和动态性。以河南省为例,基于RUSLE模型,通过降雨、土壤颗粒组成、土地利用类型、数字高程和遥感影像等数据确定模型中的参数因子定量分析2000-2020年区域内的土壤侵蚀时空分布特征,同时结合探索性空间数据分析ESDA和地理探测器方法探讨土壤侵蚀热点区域及其驱动因素,并采用替代成本法评估土壤保持功能及其经济价值。结果表明:1)河南省中轻度及以上的侵蚀面积整体呈减少趋势,在2015年达到最低;2)土壤侵蚀的空间分布与演化具有明显聚集效应,土壤侵蚀强度在空间上呈正相关分布(全局Moran’s I指数介于0.450-0.705),“高-高”聚集区面积显著减小,聚集趋势表现为总体减弱且小幅扩散,土壤侵蚀热点区主要分布在安阳、鹤壁、济源和三门峡4个市域;3)降雨和坡度是主要影响土壤侵蚀的环境因素(单因素解释力q值:77.7%-79.1%和43.7%-82.2%),3.28×10^(2)-6.43×10^(2)mm的降雨量和大于29.0°的陡坡均是土壤侵蚀的高风险区域,而植被覆盖度对土壤侵蚀过程有较强的抑制效果(单因素解释力q值:16.1%-19.4%;交互作用解释力q值:40.0%-83.9%);4)土壤保持经济价值波动明显,2000-2020年分别为8.36×10^(9)、8.21×10^(9)、9.26×10^(9)、3.52×10^(9)和7.17×10^(9)元。研究结果通过明晰区域土壤侵蚀现状及其驱动因素,可为提高土壤保持功能及其经济价值提供理论参考和决策依据。

湖泊沉水植物群落周年动态特征及水环境驱动因子分析——以洱海西沙坪湾为例

开展沉水植物群落的周年动态变化及其影响因子研究,有助于理解湖泊水生植物生长规律,同时也是现阶段实施沉水植被生态修复工程的基础。本研究通过对洱海沉水植物主要分布湖湾之一的西沙坪湾进行为期近1年的野外调查,分析了湖湾沉水植物群落的周年动态变化及水环境影响因子,结果表明:1)湖湾年内沉水植物生物量呈单峰分布,轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)分别主导了西沙坪湾上、下半年的群落结构类型。金鱼藻群落8月生物量达到最大值,金鱼藻的过度生长导致湖湾群落物种丰富度下降,群落结构趋向于单一化。2)水体透明度和营养盐浓度是驱动湖湾群落结构动态变化的主要环境因子。7—10月随总磷、总氮、高锰酸盐指数等营养盐浓度的升高,湖湾水体透明度下降,金鱼藻种群优势度上升,湖湾7月底完工的沉水植被恢复工程仍未改变后期金鱼藻占优的格局。建议在夏季对优势种金鱼藻和轮叶黑藻进行适当收割,雨季减少外源负荷输入,以促进底层生物的生长,改善湖湾沉水植被群落结构,并持续跟踪评估沉水植被修复工程的生态效益。

前融合策略下辅助智能驾驶的多模态数据采集与高精度点云地图构建

随着人工智能和泛在传感技术的迅猛发展,以多模态数据融合处理为基础的智能辅助驾驶系统逐渐走入千家万户。智能驾驶技术的核心是依赖于先进的人工智能和泛在传感器技术,以增强或替代驾驶人的感知、决策和执行能力。其中,对道路环境实时、精准、稳健的感知是汽车智能化的重要一环。本文介绍了一种集成多源传感器的多模态数据采集车辆平台,通过构建高精度点云地图,为辅助智能驾驶提供基础点云数据服务。不同于“后融合”的多源数据融合策略,本文采取经时空同步多源数据进行“前融合”的策略,在完成多源传感器数据同步与校准的基础上,为智能驾驶车辆提供时间空间一致的感知数据。在地图构建层面上,通过与IMU和固态激光雷达的耦合,实现了对环境点云地图的高精度重建,为辅助智能驾驶的实现和进一步发展提供了重要技术支持。

中中新世气候适宜期全球变暖背景下亚洲内陆干旱区古气候演化特征及驱动机制

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件,其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区,其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景下,叠加人类活动的影响,干旱区变得更加脆弱,其扩张或变迁都会直接影响人类的生存和可持续发展。探讨亚洲内陆干旱区在中中新世全球气候变暖背景下的气候演化历史,对未来气候变暖模式下干旱区的气候变化预估提供重要参考。本文梳理了亚洲内陆干旱区典型盆地现有中中新世期间古气候演化研究结果,通过环境磁学参数、孢粉、同位素等多种气候代用指标的综合分析,发现在中中新世期间,多数地区呈现湿润化,但开始的时间有所差异,同时,少量地区呈现持续干旱化的现象。另一方面,对中中新世适宜期形成的主控因素依然存在较大争议,有的学者认为哥伦比亚玄武岩喷发是主要因素,有的学者认为构造活动是主要因素。要解决上述争议,需要获取更多具有精确年代控制的高分辨率记录,以确定中中新世升温事件的起始响应时间。通过正确解译气候代用指标,特别是对古气候变化响应最为直接和敏感的孢粉,以及环境磁学参数和地球化学比值等蕴含的古环境信息,厘清各种因素对气候变化造成的影响,揭示亚洲内陆干旱区中中新世气候适宜期气候演化的驱动机制。

环保机械设备驱动装置的应用探讨

该文研究环保机械设备驱动装置的应用,涵盖机械搅拌设备、桁架驱动式设备和污泥脱水设备,通过分析不同驱动装置的优缺点,探讨新型驱动装置的应用前景,并针对污泥脱水设备驱动装置的选择与应用进行深入研究。研究发现,选择合适的驱动装置对于提高环保机械设备的性能和效率,降低能耗,实现可持续发展具有关键作用,未来研究方向包括开发新型驱动装置、优化驱动装置配置和组合、加强驱动装置的维护和保养等。

云南中高山丘陵区土壤重金属元素空间分布格局及驱动机制

【研究目的】查清滇中中高山丘陵区土壤重金属地球化学特征及驱动机制,服务于高原特色农业发展和乡村振兴战略的实施。【研究方法】以滇中大姚县、姚安县和南华县为研究区,依据1∶25万土地质量地球化学调查数据,采用地统计学分析土壤重金属来源、空间分布格局及驱动机制,建立滇中中高山丘陵区土壤重金属表生地球化学过程驱动模式。【研究结果】研究区表层土壤中Cd、Hg含量均值高于深层土壤背景值,Cr、Ni高于云南省土壤背景值,除As、Hg、Sb外的其他重金属显著高于全国土壤背景值,局部地区土壤可能存在As、Cd、Pb生态风险。构建的最小数据集的元素为As、Co、Cr、TFe、Ni、Pb、Sb、Sn、V、Zn,莫兰指数显示均具有显著的正空间自相关性。空间分布特征呈现变质岩和侵入岩重金属含量高、碎屑岩和第四系冲积物含量低的特点。多元统计分析与重金属空间分布特征表明Co、Cr、TFe、Mn、Ni、V主要来源于成土母质,As、Sb、Sn受原生地层与成矿地质背景影响较大,Cd、Pb、Zn主要受工矿活动等人类活动影响。【结论】重金属元素的分布与地层分布高度耦合,地质背景控制了表层土壤重金属的空间分布格局,不同土壤类型和土地利用类型土壤重金属含量显著差异。岩石风化作用驱动了重金属的垂向迁移和富集,重金属含量与高程呈显著的多项式线性拟合趋势,有机质和pH是不同高程区间控制重金属行为的主控因素。研究区强烈的表生地球化学作用重塑了重金属的宏观分布,受自身化学性质的制约以及环境条件(坡度、pH、有机质等)的影响在土壤中发生分配、迁移、富集,人类活动影响了局部重金属的分布格局。

智能农机自动驾驶关键技术及应用分析

随着导航定位、环境感知、自动控制等技术的不断进步,智能农机自动驾驶技术发展迅速并逐渐应用到农业生产。介绍了智能农机自动驾驶系统整体架构及工作原理,归纳了农机自动驾驶系统所涉及的高精度定位、环境感知、路径规划与跟踪控制、转向控制等关键技术的特点及研究现状,总结了自动驾驶农机的应用场景,包括自动驾驶拖拉机、收获机、插秧机、施肥机等。分析发现,自动驾驶农机在关键技术、标准制定、推广应用等方面还存在一些问题,并针对问题在多传感器融合、路径跟踪算法、标准体系建设等方面提出建议。

COLLISION AVOIDANCE DECISION-MAKING MODEL OF MULTI-AGENTS IN VIRTUAL DRIVING ENVIRONMENT WITH ANALYTIC HIERARCHY PROCESS

Collision avoidance decision-making models of multiple agents in virtual driving environment are studied. Based on the behavioral characteristics and hierarchical structure of the collision avoidance decision-making in real life driving, delphi approach and mathematical statistics method are introduced to construct pair-wise comparison judgment matrix of collision avoidance decision choices to each collision situation. Analytic hierarchy process （AHP） is adopted to establish the agents＇ collision avoidance decision-making model. To simulate drivers＇ characteristics, driver factors are added to categorize driving modes into impatient mode, normal mode, and the cautious mode. The results show that this model can simulate human＇s thinking process, and the agents in the virtual environment can deal with collision situations and make decisions to avoid collisions without intervention. The model can also reflect diversity and uncertainly of real life driving behaviors, and solves the multi-objective, multi-choice ranking priority problem in multi-vehicle collision scenarios. This collision avoidance model of multi-agents model is feasible and effective, and can provide richer and closer-to-life virtual scene for driving simulator, reflecting real-life traffic environment more truly, this model can also promote the practicality of driving simulator.

农业装备自动驾驶技术研究现状与展望

农业装备自动驾驶技术可以显著提升作业质量,提高作业效率,降低作业成本,减轻劳动强度,已成为智能农业装备发展的重要方向。在政策和市场的共同推动下,我国农业装备自动驾驶技术发展迅速,并通过多场景、多层次的示范和应用推动技术熟化,逐步建立了完整的技术体系。农业装备自动驾驶技术系统主要包括环境感知、工况感知、决策规划、横向控制、纵向控制等关键技术。本文首先阐述了农业装备自动驾驶关键技术研究的现状,分析归纳了各技术领域有待解决的关键科学技术问题;结合农业装备自动导航技术产品和自动驾驶技术集成应用两方面,介绍了国内外农业装备自动驾驶技术研发和应用情况;从自动驾驶技术分级研究和建立标准规范角度,对比分析了农业装备自动驾驶与智能网联汽车行业的差距,指出了农业装备自动驾驶等级划分的迫切需求。为应对智慧农业生产非结构环境、高精度农艺和强农时约束三大挑战,建议突出农业生产应用中作业精准化和驾驶自动化双重需求的特点,有针对性地开展农业装备自动驾驶技术研发、应用示范和技术分级等方面工作。

软土地区钢板桩振动沉桩监测及环境效应分析

钢板桩振动沉桩对周边土体和建筑物的影响一直是钢板桩应用中倍受关注的问题。选取从北向南5个沿海典型软土地区,通过三轴测振仪进行了振动沉桩监测,提取了距离振源不同距离处地表的径向、切向和竖向的振动加速度,并利用Matlab和SeismoSignal软件分析了振动峰值加速度和振动峰值速度随着测点到振源不同距离的变化趋势。结果表明,软土地区的振动响应相比硬土地区明显降低,但软土地区地表振动与土层性质和土层变化有关。在软土层上覆较好土层的地区,由于剪切带较大,地表径向峰值加速度随着测点到振源距离的增加出现先增加后减小的现象;但切向加速度由于钢板桩在沉桩过程中产生水平位移作用的附加影响而并未减小。钢板桩在软土地区的地表振动加速度和速度峰值在距离振源0~3 m范围迅速衰减,超过3 m后钢板桩振动沉桩环境效应较小。最后给出了不同建筑物类型下软土地区钢板桩振动沉桩环境效应的最小安全距离,可供设计和作业人员参考。