美国科学教育研究资助体系分析及其启示

加强科学教育是推进教育、科技、人才“三位一体”的统筹部署和实现科技创新自立自强的基础性工程。虽然科学教育已经在政策和实践层面备受关注,且已取得明显进展,我国科学教育依然面临着诸多的挑战与不足,其关键原因之一是支撑科学教育高质量发展的科学教育研究资助体系的缺乏。鉴于美国在科学教育研究领域的引领地位及其形成的完善的研究资助格局,本文全面介绍了美国科学教育研究资助体系的概况,深入分析了以美国国家科学基金会为代表的联邦政府机构对于科学教育的资助布局及其对K-12教育阶段的资助计划,形成了对于建立我国科学教育研究资助体系的建议。

基于减压降温原理的超流氦获取真空机组的研制

南方先进光源研究测试平台(SAPS-TP)为了给超导腔提供2 K测试环境,采用在氦池入口抽真空至饱和蒸气压的方式来获取2 K超流氦。研制一套减压降温真空机组用来抽取真空,详细介绍了设计和选型计算,并借鉴各大型2 K低温系统的使用经验,进行了优化。已完成20余次超导腔的性能测试,真空机组运行稳定,氦池压力、温度和液位等参数的控制精度达到设计指标。运行测试结果表明,所研制的减压降温真空机组性能满足设计要求。

锂离子电池自放电K值检测系统设计

锂离子电池自放电检测对评估单体锂离子电池或电池组的容量、循环特性和使用寿命具有重要作用。快速检测开路状态下锂离子电池存储电量自发消耗是目前该领域的研究热点。采用开路电压法,通过测量单位时间内锂离子电池的电压降,即自放电K值,表征其自放电程度,设计了锂离子电池自放电K值检测系统。该系统由上、下位机组成,两者之间采用Type-C方式连接,可对锂离子电池进行自放电率检测。以三元锂离子电池为测试对象,对其进行14 d的静置实验,检测静置过程中的自放电K值。测试结果表明该系统不仅缩短了锂离子电池自放电检测时间,而且可准确检测锂离子电池的自放电率。在锂离子电池20%、40%、60%、80%、100%5种荷电状态,20、50、-20、-40℃4种温度条件下对锂离子电池进行自放电K值检测。依据K值测试结果,可分析荷电状态和自放电环境温度对锂离子电池自放电率的影响。

智慧教育英语线上课程资源聚类系统设计

英语线上课程资源聚类系统检索效率较低、准确率不高。为此,提出智慧教育英语线上课程资源聚类系统。聚类系统硬件部分由数据采集层、数据聚类处理层和应用层构成。采用Gibbs算法采集数据,采用K-均值聚类方法预处理和分类采集到的数据;软件部分由持久层、数据访问层、业务逻辑层和表现层构成,采用J2FF技术将检索完成的结果以可视化的形式展现。实验结果表明,该系统能有效提高线上教育资源的检索效率,且准确率较高,符合实际用户需求。

基于网络货运平台司机驾驶行为的信用评价体系构建

我国网络货运平台市场规模快速增长,道路货运数字化、规范化、集约化水平不断提升,然而运输过程中部分司机有不良驾驶习惯、服务质量低、运输风险高,导致平台与货主对司机信用评价不高,构建基于网络货运平台司机驾驶行为的信用评价体系有利于降低运输风险,保障司机安全、货物安全和道路交通安全,同时能够提升司机信用水平,提升网络货运平台服务水平。首先,基于司机驾驶行为选择评价指标,通过因子分析提取四类公共因子建立司机信用评价体系;其次,基于SOM-k-means算法对司机驾驶行为进行聚类,从服务质量和运输风险两个角度将司机划分为九种信用等级;最后,通过随机森林模型对不同信用等级进行分值评定,最终确定高价值、中等价值、低价值司机的分数区间,并对不同信用等级的司机提出治理建议。

基于抽蓄协调的新能源纳入电力系统备用方法

大规模新能源并网后,传统的备用体系制约含高比例新能源电力系统的新能源消纳能力。为此,该文提出基于抽蓄协调的新能源纳入电力系统备用方法。首先,采用改进K-均值聚类算法生成各时段新能源出力预测典型场景;然后,基于广义新能源预测偏差及弃用风险约束,确定各时段各典型场景的最佳新能源纳入备用比例系数;最后,根据各时段的新能源预测数据和抽水蓄能机组的发电支撑状态,进一步调节所对应时段新能源纳入系统备用的最佳比例系数,将新能源合理地纳入系统备用。算例结果验证所提方法能够有效提升含高比例新能源电力系统新能源消纳能力,减少新能源弃用。

基于改进K-means聚类和皮尔逊相关系数户变关系异常诊断

用电信息采集系统易出现台区户变关系错误问题,传统诊断技术主要针对少用户台区出现异常用户情况,但对于多达数百用户台区,存在多相邻台区异常用户特征提取难题。文中首先通过主成分分析对GIS系统获取台区总表和用户电表电压数据实现降维,建立改进K-means聚类提取电压数据特征,提出改进皮尔逊相关系数算法分析待检测用户,据此建立基于改进K-means聚类和改进皮尔逊相关系数的户变关系异常诊断方法,实现多异常用户所属正确台区诊断。实际算例分析结果表明,文中提出算法在识别同一台区一个及多个异常用户、不同台区多个异常用户情况下均能有效实现异常用户的准确检测与分析,相比传统检测方法,实现简单且准确性更高。

基于k-体分划的D-concurrence多体纠缠测度

对于有限维多体量子系统中的态,D-concurrence是一个重要的纠缠测度,在过去的十年中被深入探索。将D-concurrence的概念推广到k-体分划的多体量子系统,它可以度量多体量子态在k-体分划下的非经典纠缠性,并证明了纠缠测度的一些必要性质,包括在k-可分态下纠缠测度为0,在局部酉操作下不变,在局部操作和经典通信(LOCC)下不增。

抗-PP1P^(k)的血清学特性探究及P血型相关文献分析

目的本研究旨在深入了解抗-PP1P^(k)的血清学特性,探索小p血型孕妇顽固性流产的可能性治疗方法。方法通过使用鸽子蛋清、人血浆中和法;2-巯基乙醇试剂破坏IgM抗体;添加补体成分等方法对抗-PP1P^(k)进行探究。在不同处理条件、不同介质、不同温度下测定抗-PP1P^(k)的效价,研究人血清对抗-PP1P^(k)及其致敏补体能力的中和作用。结果所采用抗-PP1P^(k)在盐水和柱凝集中的效价分别为4和8,低温会使抗-PP1P^(k)效价增高,2-巯基乙醇破坏会明显降低其效价。鸽子蛋清可以部分中和抗-PP1P^(k)。人血浆同样可以降低抗-PP1P^(k)的效价,其中和能力高于鸽子蛋清,且中和能力存在个体差异。结论抗-PP1P^(k)是1种IgM和IgG并存、冷性、可以激活补体的混合抗体。人血浆可以有效降低抗-PP1P^(k)效价以及激活补体的能力,输注中和能力高的血浆有望成为治疗p表型孕妇习惯性流产的新方法。

基于AIGC+NLP的电子商务系统——内容生成与智能交互的应用研究

为解决传统电子商务系统缺乏个性化服务的问题,提出了基于生成式人工智能(artificial intelligence generated content,AIGC)和自然语言处理(natural language processing,NLP)的设计方案,并进行了关键算法和组件的原型实现。首先,利用K均值聚类算法(K-means clustering algorithm,K-means)对用户进行聚类,生成用户画像,进一步借助AIGC和NLP技术创建虚拟主播,为不同类型的用户提供个性化服务。在NLP相关研究中提出的生成对抗网络-双向编码器表征法(generative adversarial networks-bidirectional encoder representations from transformers,GAN-BERT)模型可用于实现虚拟主播与用户的智能对话功能,基于开源数据集上的对比测试,该模型效果相比于其他模型有明显提升,双语替换评测(bilingual evaluation understudy,BLEU)值可达到44.25。电子商务系统采用前后端分离的开发模式,前端引入Vue.js框架对数据进行双向绑定,后端采用Spring Cloud架构和微服务组件,保证服务的可靠性和稳定性。本系统的设计与实现过程将为其他电商平台的开发和优化提供不错的参考价值,进一步推动电商平台的发展。

基于参数自适应DBSCAN算法的浮标位置数据异常检测

针对遥测遥控系统采集浮标位置数据时易受外在因素的干扰,提出了一种K近邻优化的参数自适应DBSCAN算法,来检测浮标位置数据中的异常点。通过分析数据集的分布特性生成最优邻域距离值ε和邻域内样本点数量MinPts列表,引入卡林斯基-哈拉巴斯指数对列表中的参数进行评分,将最高评分对应的参数作为最优参数,实现DBSCAN算法的自适应聚类。实验结果表明,新算法能够自适应选择最优参数,对浮标遥测位置数据的异常点进行有效检测。

基于BERT-LDA和K-means聚类的绘画作品价值评估指标体系构建

针对目前绘画领域缺乏标准的价值评估指标体系,提出了基于BERT-LDA和K-means聚类的绘画作品价值要素挖掘方法。运用超平面法对绘画文献进行了停用词筛选,基于BERT-LDA模型构建了包含文本语义信息的融合特征向量,运用K-means算法对融合特征向量进行降维可视化,随之构建了绘画作品价值评估指标体系。结果表明,基于BERT-LDA模型和K-means算法识别的主题及主题词相比传统LDA模型的查准率、查全率和F值分别提升了28.5%、10%和21.5%。通过随机森林等算法对指标体系进行验证,验证了构建的绘画作品价值评估指标体系的科学性。

考虑灵活性分析的典型光伏日出力率曲线提取方法

为了在电力系统灵活性分析过程中,提取对系统灵活性影响较大的典型光伏日出力率曲线,提出一种考虑灵活性分析的典型光伏日出力率曲线提取方法,确定对灵活性影响较大的光伏日发电曲线范围,利用斯皮尔曼相关系数和随机贪心算法改进K-means聚类算法,对光伏日出力率曲线进行聚类,利用灰狼算法提取典型光伏日出力率曲线。算例分析以蒙西电网2019—2022年光伏日出力数据为研究对象,结果表明,利用所提方法提取的典型光伏日出力率曲线,能够有效反映光伏发电对系统灵活性的影响。

负载共享的冗余系统可靠性分析

为提高系统的可靠性,在工程中常用N中取K的冗余方法进行系统设计。在进行N中取K模型的可靠性计算时,通常假设系统中的各组成部件均为独立的,即组成部件之间无依赖性。实际上,系统中的各组成部件所承受的负载随着故障组件的增加是不断变化的,对组件的故障率也会产生影响。针对寿命分布为威布尔分布的N中取K冗余系统的可靠性建模和计算方法进行了研究,采用威布尔分布与加速时间模型相结合的方式建立了N中取K冗余系统的负载共享可靠性模型,并给出了实现算法和实例。

新能源场站电力二次系统安全预警方法研究

新能源场站电力二次系统设备较多。其安全预警性相关数据存在明显高维性、复杂性的特点,不利于电力二次系统安全预警的效率和精度计算,导致预警性能较差。为此,提出新能源场站电力二次系统安全预警方法。采用拉普拉斯映射方法降低新能源场站电力二次系统的电力数据维数,将高维数据源空间中的初始电力数据映射至低维子空间。分别计算在x、y、z方向上电力数据的行向量和对角权值,获取优化数据,为系统安全预警提供训练样本。从波动程度、时间序列变化趋势和能量随机分布特点三个角度,提取电力数据安全预警特征,并输入到K-means聚类算法中,以确定特征聚类中心、实现安全预警。试验结果表明:所提方法预警效率、预警精度较高。

SO_(2)-H_(2)O体系中锌电解阳极泥还原浸出锰的研究

锌电解阳极泥中含有大量的锰,目前企业常用的处理方法为返回浸出工序再利用,但该法会导致系统溶液中锰离子浓度偏高,影响电解。本研究利用SO_(2)还原特性,探究了锌电解阳极泥在SO_(2)-H2O体系中锰的还原浸出行为,并考察了工艺条件对锰浸出率及钾、钙溶出率的影响。结果表明,在初始酸度0 g/L、液固比4.0、SO_(2)用量3.5 mol、反应温度40℃、反应时间1.5 h、搅拌转速400 r/min的条件下,Mn浸出率达到99.7%,钾、钙的溶出率分别为89.7%、28.6%,富锰液中钾、钙等杂质通过化学沉淀法除去后可用于制备工业级硫酸锰;浸出渣的主要化学成分为铅37.79%、银1480 g/t、锶12.49%和硅6.07%,分别以PbSO_(4)、SrSO_(4)和SiO_(2)等形式存在,后续可通过火法工艺还原挥发渣中铅、银和锶至烟尘中,再进一步分离。本文处理锌电解阳极泥的方法实现了锰的高效浸出回收,避免了锰返回浸出工序造成电解系统锰离子浓度过高影响生产的问题,同时实现了浸出渣中有价金属元素铅、银、锶的富集,富集倍数约为9,提高了浸出渣的附加值。

一种面向精细化地理分区的空间约束聚类方法

在空间分区的相关研究中,虽然已有经典聚类算法k均值聚类(k-means)结合空间约束的成果,但其对于连续平铺面状地理要素的空间聚类适用性不高。因此,本文开展对k-means算法进行空间约束的探讨。通过改进SKATER算法的空间约束方式,构建一种包含自然扩张与次优扩张过程的空间约束的k-means算法;并在两个公共数据集上与已有研究方法进行比较评价。结果表明:本文方法尤其适用于处理连续平铺面状地理要素的分区;通过轮廓系数、DB指数及总残差平方和三个评价指标知,本文方法优于已有的SKATER、AZP及SC k-means方法。研究成果不仅能够为地理信息系统中的空间数据处理提供新的工具,也为聚类算法的研究提供了新的视角。

变电运维数字化班组创新建设与展望

讨论了建设变电运维数字化班组的必要性以及变电运维数字化班组建设思路,创新建设了变电运维数字化班组,建立了变电运维数字化班组质量评价指标体系,并对变电运维数字化班组作出展望,以期为电力企业安全运维提供参考。

基于和利时HOLLiA MACS-K系统实现除尘自动化建设

本文以酒钢焦化厂干熄焦环境除尘自动控制系统为背景,详细介绍了基于HollySys MACS-K系列产品在焦化厂干熄焦环境除尘自动除尘系统中应用,通过硬件选型配置、工业网络设计、软件设计等工作,实现了自动除尘的要求。通过现场实际应用,取得良好控制效果。

基于示波器的热电偶响应时间采集系统分析

鉴于数字示波器在热电偶响应时间测试中的广泛应用,以K型热电偶为例,采用校验仪模拟热电偶的输出热电势,实验研究了数字示波器测量热电势误差,分析了基于热电势瞬态变化曲线通过作图法获得热电偶响应时间的误差。结果表明,在0~100℃和0~1000℃范围内,数字示波器测量热电势的绝对值偏差较大,但是重复性和线性良好。在温度阶跃量的50%处(50℃和700℃),热电势瞬态曲线与温度曲线的偏差分别为0.5℃和2.1℃,约为温度阶跃量的1%。因而,基于热电势瞬态变化曲线通过作图法获得热电偶响应时间的方法误差较小,通常约为温度波动产生的误差。