基于改进N-K模型的地铁盾构掘进安全风险耦合研究

为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风险因素;基于N-K模型提出新的地铁盾构掘进安全风险耦合评估模型,并选用安全事故案例验证该模型的适用性。结果表明:辨识得到地铁盾构掘进关键安全风险因素清单,包括4类一级风险因素,21个二级风险因素;地铁盾构掘进施工安全风险随着耦合因素种类的增加而变大,4因素风险耦合值最高,3因素风险耦合值次之,双因素风险耦合值最低,作业人员安全意识薄弱和机械故障参与作用的耦合情境更容易发生安全事故。

N-Calculator与NUFER耦合模型和组合预测法在食物氮足迹研究中的应用

为改善传统N-Calculator模型的局限性,加强食物氮足迹核算结果与环境影响的联系,提高活性氮管理预见性,将N-Calculator模型与食物系统养分流动(Nutrient Flows in Food Chains,Environment and Resources Use,NUFER)模型进行耦合,以估算我国2001—2020年人均食物氮足迹,建立组合预测体系。结果显示:2001—2020年,我国人均食物氮足迹由16.04 kg N/a增至18.95 kg N/a;全国食物氮足迹由20.47 Mt N/a增至26.76 Mt N/a;居民饮食结构正由以植物源食物为主的低氮消费模式转向以动物源食物为主的高氮消费模式;食物生产过程产生的活性氮的最终归宿为大气(64.3%)、水体和深层土壤(35.7%);我国食物氮足迹与人均可支配收入、城市化率、动物源食物消费氮占比呈正相关性,与恩格尔系数呈负相关性;未来10 a我国人均食物氮足迹呈增长趋势,预测结果显示年均增幅为0.16 kg N/a。

基于DEMATEL/N-K的机坪管制系统运行风险因素耦合分析

为了分析机坪管制系统风险因素的耦合性,将决策实验室分析(DEMATEL)模型与N-K模型相结合形成新的风险因素耦合分析模型。首先,利用N-K模型对2017—2019年机坪管制运行不安全事件进行耦合分析,计算不同耦合方式的耦合值;然后,利用DEMATEL模型计算安全风险因素的影响度和被影响度,确定要素的中心度排序,通过DEMATEL模型得到的综合影响矩阵计算可达矩阵,用来分析风险因素的可达性,最后,利用风险因素耦合值对各风险节点的中心度进行修正,获得关键的风险因素。基于实际运行数据,通过DEMATEL/N-K模型分析机坪管制系统的关键风险因素。结果表明,人为因素和机械因素之间的耦合程度明显更高,即更容易导致事故的发生,其中地面保障人员操作出错或未有效观察航空器造成航空器或地面保障设备故障是重点防控的对象。此外,在夜晚或雨天等视线条件下工作,更容易发生不安全事件,应当采取措施控制此类风险。

碳中和目标下负排放策略的综合效应——基于N‑DSGE模型的数值模拟分析

全球气候变化已达“气候紧急状态”,包括中国在内的诸多国家和地区先后宣布碳中和目标和净零排放承诺。在气候变化减缓和传统的适应措施之外,自然科学领域和气候经济学领域探讨负排放技术经济可行性的研究越来越多,但从可持续发展经济学视角对负排放技术综合效应的评估还比较少。该研究基于可持续发展经济学的生态价值理论,将气候变化综合评估模型与宏观经济学动态随机一般均衡(DSGE)模型相结合,构建包含自然生态系统部门的N‑DSGE模型,对负排放技术的气候效应、生态效应、经济效应以及福利效应进行综合评估。评估结果表明:①当可用技术条件下传统减排措施达到最大减排潜力后,可以依靠负排放技术实现净零排放乃至净负排放。②低强度、小规模实施负排放技术具有正向的气候、生态和经济效应,然而随着负排放技术实施强度增大,气候效应增强,经济效应削弱,社会综合福利明显降低。③敏感性分析证明了评估结果的稳健性,并进一步表明负排放技术的实施效果会受到传统减排水平和自然碳汇能力的影响。基于评估结果,应谨慎扩大负排放技术实施规模和实施强度,加强科学技术研发,降低技术成本;对不同负排放技术采取差异化发展策略;加强负排放技术实施的治理,尽可能避免和最小化其负面影响,促进气候、生态和经济等可持续发展目标的协同;部署负排放技术不应放松传统减排的努力,应降低碳达峰峰值,同时提升自然生态系统的碳汇能力。

带N策略的双阶段休假M/M/1排队系统驱动的流体模型性能分析

基于工厂订单装配系统的运行机制,本文构建并分析了具有N策略和两种混合休假策略的M/M/1排队系统驱动的流体模型。首先对驱动系统进行描述,将马尔可夫过程的无穷小生成元写成块状雅克比矩阵形式。引入库存量建立三维马尔可夫过程,得到稳态下流体排队满足的微分方程组,运用矩阵分析方法和Laplace变换(LT)方法得出系统平稳库存量的数学表达式。进而运用Laplace-Stieltjes变换(LST)导出稳态条件下缓冲器的平均库存量。最后,利用数值分析,给出参数变化对系统性能指标的影响。

适用于级联型电力电子拓扑电磁暂态仿真的N端口网络通用等效建模方法

级联型电力电子设备复杂的拓扑结构给电磁暂态仿真带来巨大的计算压力。常见的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的等效建模方法相对成熟。然而,近年来出现大量复杂的新型级联型拓扑,目前仍缺乏通用的等效建模方法。为此,该文提出一种适用于任意拓扑N端口子模块、以任意级联方式组成的电力电子设备通用等效建模方法,利用状态空间表达式的形式将原始电路经数值积分代换后的端口特性提取出来,再根据得到的状态空间表达式反向构造等效电路模型。算例分析表明,所提方法不仅能消去子模块内部节点、提升仿真效率,还可自定义子模块拓扑结构和级联方式,相比传统等效建模方法更加灵活、通用,已有的MMC等效建模方法可以视为本文所提通用方法的一种特例。

基于N-BEATS的能源互联网短期负荷预测

短期负荷预测在能源互联网的规划中既占重要组成部分,又是能源系统可靠高效运行的基础。在能源互联网中能源的短期负荷预测精度问题是人们重点关注问题。N-BEATS的深度神经结构未使用时序特别组成成分,仅使用一种基于后向和前向残差链路以及非常深的全连接层堆栈的深度神经架构。该结构具有可解释性、适用于广泛的目标域、并且训练速度快等优点。实验使用N-BEATS模型对历史负荷数据进行训练,然后对未来负荷进行短期负荷预测,取得了较高的预测精度。测得平均绝对百分比误差(eMAPE)为1.26%,平均绝对误差(eMAE)为84.238 kW,决定系数(R^(2))为0.9955,实验结果表明采用该方法的预测精度高于传统的预测方法,如在eMAPE方面相比TCN降低了0.61%。

改进N-K模型分析装配式建筑多阶段质量风险耦合

为探究装配式建筑多阶段质量风险因素间的耦合机制,促进装配式建筑质量的提升,采用改进的N-K模型计算耦合风险的大小.在归纳总结样本文献基础上构建多阶段多层次的风险指标体系,依次采用主观赋权的AHP法、客观赋权的惩罚-激励型变权综合评估法及拉格朗日乘子组合赋权法计算指标权重,并以权重代替概率方式对传统耦合模型进行改进,将203篇有关装配式建筑质量风险样本文献统计数据进行耦合风险值的计算,结果表明:风险耦合值的大小与参与耦合的风险因素个数成正相关;客观因素和主观因素结合后风险耦合值更大,更容易导致安全事故的发生;风险具有阶段间叠加传导的性质.

陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展

CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。

基于N-K模型和尖点突变的公交车交通事故风险分析

为了探究公交车交通事故中的风险耦合关系,从单因素、双因素和多因素的角度分析了公交车交通事故风险耦合关系,并建立了公交车交通事故风险耦合层次网络模型。基于N-K模型,构建了公交车交通事故双因素和多因素风险耦合度量模型,以国内发生的664起公交车交通事故为例,得到了不同风险因素耦合发生概率和风险耦合度值,建立了公交车交通事故尖点突变模型,最后通过仿真,使公交车交通安全系统风险状态可视化。结果表明:参与风险耦合的因素数量越多,发生公交车交通事故的风险越大;人的因素和道路因素具有较强的耦合性,在风险耦合过程中造成的风险最大,是影响公交车交通安全的关键因素。

基于N-K和SNA模型的物流仓储安全风险因素分析

为提高物流仓储的安全风险管理水平,降低事故发生率,收集2008—2022年的174起物流仓储安全事故,采用N-K模型进行风险因素耦合分析,借助社会网络模型实现风险因素关系可视化,并进行中心度和可达性分析。结果表明:多因素耦合导致物流仓储安全事故发生的概率最大;控制人—管双风险因素耦合可有效避免物流仓储安全事故发生;安全意识淡薄、安全投入不足、安全教育不到位是物流仓储安全事故的关键风险因素,需重点防范。

CTCS-N等级转换场景形式化建模与验证

新型列车控制系统的车载设备承担更多地面设备的功能,其功能测试主要是以现场测试为主,费时费力,构建满足系统功能与性能需求的模型有助于保证列车在线路上安全、高效地运行,因此针对新型列控系统提出一种基于时间自动机的形式化建模与验证的方法。首先,选取等级转换场景为主要建模场景,提取规范中的功能与性能需求,梳理信息交互图,基于UPPAAL建立车载设备、应答器、临时限速服务器、无线闭塞中心的时间自动机模型;然后,使用模拟器进行模型的仿真,生成对应的消息顺序图;最后,以自动机语言为基础,验证正常模式和故障模式下车载设备转换是否满足要求。验证结果表明:所建立的模型满足等级转换场景的需求,其功能符合对应的技术规范,证明了该形式化建模的可行性,为新型列控系统测试、其他场景或功能的建模与验证提供了参考。

基于模糊n-cell数的非线性投入产出模型解的存在性

将混合单调以及耦合不动点的概念引入到模糊n-cell数空间中,给出此空间上的混合单调型不动点定理。考虑到模糊n-cell数具有表示n维不确定信息的特点,将非线性投入产出模型与模糊n-cell数相结合,建立模糊非线性投入产出模型并给出相应的平衡方程。最后利用本文中所给的不动点定理讨论此模型解存在的条件,验证模型的合理性。

融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全风险因素分析

为识别导致架桥机施工时发生安全事故的关键致因和链路,提出一种融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全事故风险因素分析法。首先,建立2000-2022年期间的架桥机事故案例库,分析事故致因,将架桥机施工安全事故风险因素归纳为4个一级风险因素和24个二级风险因素;然后,以事故类型和二级风险因素为节点,以致因关联为边,建立架桥机施工安全事故致因复杂网络模型,计算风险因素节点的亲近中心度和中介中心度;最后,建立N-K模型耦合分析一级风险因素,利用耦合交互信息值优化复杂网络风险因素节点的中心度,通过风险因素可达性分析和全局主路径分析,分别得到导致架桥机事故的7个关键致因和7条关键链路。结果表明:施工单位管理不到位、安全生产检查不充分2项管理因素的亲近中心度和中介中心度值较高。监理单位失职→施工单位管理不到位→安全生产检查不充分关键链路风险最大,针对这些关键风险因素和链路在架桥机施工过程中应重点管控。采用融合N-K模型的复杂网络分析得到的架桥机施工安全关键致因和链路与事故调查结论一致,准确实现了架桥机施工安全事故风险辨识。

“N-Two-N”教学模式的构建及在本科有机化学教学中的探究实践

基于立德树人的核心目标,探索了本科有机化学教学的新思路,从提高教师引导作用、提升学生自主学习能力、优化评价考核方式等方面进行了探索与研究。本研究以CDIO-BOPPPS协同教学模式为指导思想,引入CDIO理念创新教学设计构思,借鉴BOPPPS模式改革教学过程,结合多种教学法和多种评价方式,构建一个“N-Two-N”一体化的课堂教学体系。本文阐述了“N-Two-N”一体化模式的落实过程以及该教学模式的优点和取得的成效。

GM(1,N)模型的病态性研究及其在生态创新中的应用

本文以中国工业企业为研究对象,深入探究适用于多因素、少数据的生态创新相关指标特征的灰色模型预测技术。针对传统灰色预测模型在进行参数估计时可能存在的病态性问题展开研究,通过引入L2正则项的最小二乘法,利用粒子群算法求解最优值。将该模型应用于生态创新,与其他模型进行结果对比。结果表明,引入L2正则项的最小二乘法解决了模型的病态性问题,具有良好的预测性能,验证了该模型的有效性。

基于N-gram模型的多层融合气象灾害预警文本检验方法

气象灾害预警信息是直接对政府部门和公众进行发布的重要内容,是综合防灾减灾的第一道防线。为提升气象预警信息发布的质量,提出了气象预警文本质量检验模型。通过对全国气象历史预警信息内容进行特征分析,设计了适合气象预警信息特征的多模式融合分词方法,进而建立了预警专业语料库;研发了以归一化N-gram检验模型为主,以字序列组合检验模型为辅的多级检验模型。该模型已在国家突发事件预警信息发布系统中应用,辅助提高了人工预警审核效率,获得了较好的应用效果。

基于专利数据应用LDA和N-BEATS组合方法的技术主题预测研究

预测技术主题未来热点,有助于企业在技术层面判别现状、识别未来技术方向并提前规划战略布局。提出LDA和N-BEATS组合方法,运用LDA模型提取专利文献数据的技术主题,引入N-BEATS网络模型分析各技术主题专利数量的时间序列,发挥其分析可解释性时间序列的优势,在预测模型中加入技术研发活动周期性模块,并以芯片技术为例,运用该组合方法预测产业的技术主题和未来趋势。对比实验中LDA和N-BEATS组合方法的预测精度高于LDA-LSTM、IPC-N-BEATS和IPC-LSTM三种基准方法。案例结果表明,未来芯片产业研发热点是电子级树脂、蚀刻机、芯片封装、芯片键合、抛光液。

基于TDOGM(1,N)灰色模型的高校科研能力预测与滞后效应分析

针对高校人才、经费、平台等科研资源投入与科研产出存在的不平衡现象,提出利用带时滞效应的TDOGM(1,N)灰色模型,对在一定的资源投入下,高校科研能力未来发展趋势进行预测,为高校科学配置投入资源、有效评价科研投入效率提供理论基础。通过研究发现,利用带时滞效应的TDOGM(1,N)灰色模型进行投入与产出关系分析、预测,其精度比传统的OGM(1,N)灰色模型高。同时,预测模型还能充分反映其核心要素存在的滞后效应。

基于改进GM(1,n)的动态网络舆情预警模型

舆情的自由传播会导致网络集群行为的发生,易产生负面社会影响,威胁公共安全,因此建立网络舆情监控及预警机制是防控舆情传播、维护社会稳定的必要措施。首先,通过分析谣言的形成机制,构建了舆情发展预测指标体系;其次,通过建立多因素GM(1,n)模型对舆情发展的走向进行预测;然后,分别结合新陈代谢理论与马尔可夫理论改进上述预测模型;最后,以微博“新疆棉”事件和“成都四十九中”事件为例,对GM(1,n)模型、马尔可夫GM(1,n)模型和新陈代谢马尔可夫GM(1,n)模型预测舆情发展的能力进行对比,并比较了新陈代谢马尔可夫GM(1,n)模型与随机森林模型。实验结果表明,相较于原始模型与随机森林模型,新陈代谢马尔可夫GM(1,n)模型的平均预测精度分别提高了10.6和5.8%。可见,新陈代谢马尔可夫GM(1,n)模型在预测网络舆情发展趋势问题上具有良好的性能。