基于主客观环流分型的强降水数值预报MODE检验方法及其在2019年暖季东北地区的应用

本文构建了基于主客观环流分型的强降水数值预报空间检验(MODE)方法框架,并利用该框架对欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)和中国气象局区域中尺度数值天气预报模式(CMA_MESO)的2019年暖季东北地区强降水预报进行检验。结果表明,2019年暖季东北地区54个强降水日的环流型可分为:西风槽型(15个)、副热带高压影响型(13个)、急流型(5个)、西部(12个)和东部冷涡型(9个)。其中,西风槽型和急流型以区域性强降水为主,模式对其强降水发生与否的预报能力强,TS评分较高;西部、东部冷涡型强降水的局地性强,模式对其强降水发生与否的预报能力差,TS评分低;副热带高压影响型也以区域性强降水为主,模式对其强降水发生与否的预报能力也比较强,但是对其强降水质心位置、强度、面积等属性预报偏差较大,TS评分也相对较低。另外,从两种模式预报性能对比看,CMA_MESO强降水强度和面积预报较实况普遍偏强,虽然其预报的TS评分一般高于ECMWF,但其对强降水预报的空报率也都比ECMWF大,对强降水的属性预报偏差一致性一般也低于ECMWF,其预报的可订正性整体上不及ECMWF。

Fuzzy BC-k-modes:一种分类矩阵对象数据的聚类算法

传统的聚类算法主要对具有单值属性的数据进行聚类研究,针对矩阵对象数据的研究较少,提出一种新的fuzzy between-cluster k-modes(简称Fuzzy BC-k-modes)聚类算法。在Fuzzy BC-k-modes算法中,采用增加簇间信息(不同类中的对象到其他类中心的距离)去修正目标函数,在对修正的目标函数寻求局部最优解时,提出隶属度矩阵的更新公式。最后,在四个真实数据集上验证了Fuzzy BC-k-modes算法的有效性,并且分析了模糊因子与隶属度间的关系。

综掘面风流调控下的瓦斯与粉尘浓度双目标预测模型研究

针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足,导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决,造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题,采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素,建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型,并进行出风口距端头5 m和10 m工况下的应用测试,结果表明:模型误差率最大9.85%,最小0.27%。瓦斯浓度最高降低了45%,粉尘浓度最高降低了40%,有效预防了瓦斯和粉尘浓度的积聚问题。

基于叙事的工程素养和伦理类课程教学模式探索与实践

针对工程素养伦理类课程教学中如何有效提升课程教学目标达成度的问题,提出基于叙事的工程素养与伦理类课程教学模式。该教学模式,围绕不同课程教学模块中的知识点,以学生和教师为叙事主体,开展课程教学活动。从教学内容设计、课堂教学设计和过程化考核等方面,对基于叙事的工程素养与伦理类课程教学法进行阐述,并结合工程师职业素养课程的教学进行探索与实践,进而对该教学模式的特色进行总结。该课程教学的实践表明,对于工程素养与伦理类课程而言,基于叙事的教学法是一项有效的教学模式,有助于提升学生的课程参与度与学习积极性,对于课程教学目标的达成具有积极作用。

考虑多失效模式的桩锚结构鲁棒性设计及经济性优化

目的 研究岩土力学参数的不确定性对桩锚支护体系的整体影响,探究经济性和鲁棒性共同作用的优化设计。方法 选取黄土地区工程案例,考虑支护桩隆起破坏、支护桩倾覆破坏、整体稳定性破坏三类破坏形式,使用蒙特卡洛及点估计法嵌套的方式求出不同设计组合下的失效概率及标准差;同时考虑优化设计的经济性,筛选出桩锚支护结构体系的鲁棒性优化设计方案。结果 随着桩长增加,主控模式由隆起破坏向整体稳定性改变,不同的几何参数对结构鲁棒性影响不同,优化后可以获得同时满足经济性、鲁棒性及可靠度要求的最佳设计方案。结论 在桩锚结构设计中考虑经济性优化及多失效模式的鲁棒性设计是必要的。

基于数值模式与客观方法的辽宁地区空气质量预报检验分析

为检验数值模式和客观方法的空气质量产品预报能力,基于中国气象科学研究院(简称气科院,下同)CUACE模式、中国气象局沈阳大气环境研究所(简称沈阳大气所,下同)CUACE模式和中央气象台(简称中央台,下同)空气质量客观预报方法的产品,利用辽宁地区14个地市大气污染物质量浓度地面观测资料,对2019年1月至2021年4月各家预报产品在辽宁地区的预报效果进行检验。结果表明:中央台的环境空气质量指数(Air Quality Index,AQI)预报偏大,气科院和沈阳大气所偏小;各家的PM_(2.5)和PM_(10)预报均偏小,但中央台的误差最小;各家的O_(3)预报均偏大,气科院的预报误差最小。各家产品对PM_(2.5)和O_(3)浓度变化趋势的预报能力较高,对AQI范围的预报能力是强于AQI等级的。各家产品预报的PM_(2.5)质量浓度离散度和预报偏差最小,TS评分最高;大气污染物浓度和AQI在辽宁东南部的预报可靠性最高、中部地区最差。三家产品相比,中央台在辽宁地区的预报能力最强,对AQI、大气污染物浓度和首要污染物的预报TS评分均为最高,特别是在有(或无明显首要污染物)特定大气污染物对应的季节,预报更具有指导性。沈阳大气所的本地化CUACE模式对于大气污染物浓度和AQI的预报能力显著提高。

MODE方法在降水预报检验中的应用分析

采用WRF模式MET检验包中MODE方法,对BJ-RUC降水预报产品进行客观检验。使用2008—2009年汛期北京自动站逐小时降水数据,挑选出2个及以上站3小时累计降水≥50 mm的局地强降水个例及主要降水时段,根据其环流形势及影响系统进行分型,并将其归纳出三种型:西来槽型、低涡型、切变线型。分别针对这三种型中强降水个例的主要降水时段进行检验。在检验中使用BJ-RUC模式降水预报产品,实况数据使用与强降水时段相对应的雷达QPE降水估计产品。检验结果表明,BJ-RUC模式降水漏报比空报造成的误差更为明显,对移动较明显的西来槽型降水预报能力较差,相似度评分与TS评分没有本质区别,但它能给模式应用和模式开发人员提供更多有用信息。此项工作能为该模式应用及模式改进提供参考依据。

基于modeFRONTIER的离合器碟形弹簧多目标优化设计

分析了离合器碟形弹簧的工作特性,以在摩擦片极限磨损范围内碟形弹簧工作压紧力变化量的平均值最小及碟形弹簧体积最小为优化目标,运用统一目标函数法建立多目标优化设计数学模型,利用modeFRONTIER优化软件进行优化计算。结果表明,优化后碟形弹簧的相关性能得到显著提高,目标函数值分别下降了36%和6%。modeFRONTIER软件解决优化问题,使用简便、算法高效,提高了设计效率。

基于分类型矩阵对象数据的MD fuzzy k-modes聚类算法

传统的聚类算法一般是对单值属性数据进行聚类.但在许多实际应用中,每个对象通常被多个特征向量所描述.例如,顾客在购物时可能同时购买多个产品.由多个特征向量描述的对象称为矩阵对象,由矩阵对象构成的数据集称为矩阵对象数据集.目前,针对矩阵对象数据聚类算法的研究相对较少,还有很多问题有待解决.利用fuzzy k-modes算法的聚类过程,提出一种基于矩阵对象数据的matrix-object data fuzzy k-modes(MD fuzzy k-modes)聚类算法.该算法结合模糊集的概念引入模糊因子β,重新定义了矩阵对象间的相异性度量,并给出类中心的启发式更新算法.最后,在5个真实数据集上验证了MD fuzzy k-modes算法的有效性,并分析了模糊因子β与隶属度w之间的关系.大数据时代,利用MD fuzzy k-modes算法对多条记录进行聚类,能更易发现顾客的消费偏好,从而做出更有针对性的推荐.

程思政在专业课应用中的探索与实践——以“Java程序设计”课程为例

文章从培养学生专业能力和素养的角度出发,探讨了将课程思政内容融入“Java程序设计”课程的必要性和迫切性;通过对教学目标、教学内容、教学实施以及有效性评价等方面的分析,重点突显了思政案例在课程教学中的融入,旨在使学生在学习过程中培养人文素养;对教学案例效果进行了详细分析,旨在提升学生在编程方面的严谨性并激发学习热情。

不同数值模式对江淮地区梅汛期暴雨模拟的对比分析

从降水偏差特征、预报技巧和对象诊断分析3个角度评估了欧洲中期天气预报中心模式(EC)、华东区域中心区域数值模式(WARMS)和江苏区域模式(PWAFS)对2020年江淮地区梅汛期11次典型暴雨过程的预报性能,并分析了各模式的优点及不足。结果表明:(1)24 h观测日平均累计降水主要分布在大别山—江苏淮北以及大别山—皖南山区,相应的模式降水偏差大值区与主要雨带位置有较好的对应关系,其中,EC在大别山和皖南山区存在明显干偏差,在江苏淮北地区则出现系统性北偏。WARMS和PWAFS两种区域模式均在大别山和皖南山区上游地区和下游浙江地区出现大范围湿偏差,而在江苏淮北地区出现干偏差;(2)24 h预报技巧评分结果表明,EC对暴雨及以下量级的TS评分最高,但大暴雨量级PWAFS最优,原因是EC对大暴雨量级出现较高漏报。对比WARMS和PWAFS两家区域模式可见,PWAFS在几乎各量级的空报和漏报率都低于WARMS,因此TS评分也高于WARMS;(3)通过MODE对象诊断分析发现,EC对降水位置预报最稳定,PWAFS对降水强度和范围的预报效果最优,但对雨带位置的预报不够稳定。总得来说,PWAFS的预报性能略优于WARMS,与EC相比在对降水强度和雨带范围的刻画上也具有优势,但预报稳定性尚有待提高。

叙事护理平行病历平行病历结合OSCE模式在新入职护士规范化培训中的应用

目的探讨叙事护理平行病历结合OSCE模式在新入职护士规范化培训中的应用效果。方法选取2021年06月至2023年6月在我院的100名新入职护士为研究对象,依据不同教学模式分为对照组和观察组,每组均50名,对照组进行常规考核,观察组进行叙事护理平行病历结合OSCE模式。比较两组护士共情能力、对教学模式的认可度等。结果与对照组比较,观察组护士在共情能力、教学认可度、护理评估、临床思维、基础、急救护理技能、人文沟通等方面评分、对培训模式的总认可度98%均更高(P<0.05)。结论叙事护理平行病历结合OSCE模式有助于培养临床护士的共情能力,全面提高护士的动手实践能力、综合判断能力、临场发挥和应变处置能力。

智慧课堂教学模式的研究与构建

智慧课堂的构建与应用逐渐成为现代教育技术促进教学改革与发展的重要途径。构建智慧课堂教学模式,从智慧教学目标、课前诊断与学情分析、智慧教学过程、智慧教学评价四个方面展开研究,实现“以学员为中心”的智慧课堂教学设计,提升智慧课堂的教学效果,促进学员智慧成长。

面向微电网群的云储能经济-低碳-可靠多目标优化配置方法

微电网群技术通过多微电网间的协同互补,促进了分布式可再生能源在微电网间的协同消纳,被认为是未来新型电力系统中分布式电源接入电网的重要方式之一。考虑微电网群中多微电网协同互济的特性,提出了一种面向微电网群的“集中共享、分散复用”云储能运营架构。其中,集中式储能面向微电网群中的所有微电网进行共享,以合作共建、容量共享的方式为所有微电网提供服务,旨在降低各微电网的储能使用成本;分布式储能主要服务于微电网群中的各个微电网,以保障各微电网自身的可靠性为主要目标,同时兼顾协同互济的储能复用需求。在此基础上,构建了经济、低碳及可靠多目标驱动的云储能双层优化配置模型,并基于第二代非支配遗传算法实现模型求解。然后,建立了微电网群云储能系统商业模式,基于Shapley值法及系统运行模拟实现云储能系统投资、运营成本及效益的合理分摊,提出云储能初始投资成本的分配方法。最后,基于IEEE 33节点系统搭建微电网群系统并开展算例分析,结果显示所提方法可提出面向不同投资偏好的云储能配置方案解集,并验证了云储能模式提升系统投资运营效益的有效性。

功率分流混合动力系统模式切换连续瞬态冲击机理及其性能客观评价

针对功率分流混合动力系统模式切换过程连续瞬态冲击机理尚不明确且缺乏客观评价指标和方法的问题,本文探究了模式切换连续瞬态冲击机理及其性能客观评价方法。首先,结合动力传动系统高动态性能测试台架,建立了考虑转矩过零、齿轮副啮合时变刚度、齿隙及驱动电机转矩脉动的功率分流混合动力专用变速器(DHT)瞬态扭振模型;其次,研究了DHT模式切换过程转矩过零变化机理,提出了考虑转矩过零次数和模式切换时间的连续瞬态冲击性能时域评价指标,并采用短时傅里叶变换方法建立了基于冲击度时频特性的频域评价指标;最后,以纯电动向功率分流混动模式切换过程为例,采用变异系数法对不同加速踏板开度和齿隙影响下的连续瞬态冲击性能进行了客观分析评价。结果表明,功率分流DHT动力输出端转矩频繁过零和齿隙间的耦合作用是引发模式切换过程连续瞬态冲击的主要原因,减小齿隙可降低最大振幅频率100~200 Hz范围内的连续瞬态冲击;同时,根据综合评价得分对比,得到了模式切换过程连续瞬态冲击性能优化参数,本研究可为功率分流混合动力系统模式切换平顺性协调控制策略优化提供支撑。

民办高校公体课俱乐部教学模式课程目标的构建研究

新时代民办高校公体课俱乐部教学模式存在课程设置单一、课程目标笼统、课程评价体系与课程实施过于传统等问题,主要影响因素包括学校领导功利主义严重、场地器材和师资力量薄弱、课程结构安排时间跨度小、课程内容设置不合理等。通过落实教育部政策,加强组织管理;加强师资力量建设,增加场地器材;加大课程结构时间安排跨度,延长学生体育课学习周期;完善课程评价体系等路径,建立科学的民办高校公体课俱乐部教学模式课程目标,解决学生体育课存在的问题,进一步提高教学质量。

双向诉讼抑或单向诉讼?——行政协议诉讼的模式选择

我国行政协议诉讼制度确立后,面临着解决行政协议内在的“双向”结构冲突与融合的问题。部分学者主张借鉴德式经验,构建整体双向诉讼制度,但这种诉讼结构与我国目前的行政诉讼结构存在冲突。从行政协议制度创设的路径模式上看,德国倾向于主观模式,法国则倾向于客观模式,主张借鉴德式经验实际也会与我国大量借鉴法国行政协议进行制度创设的事实相冲突。同时双向诉讼制度还会与我国行政诉讼的客观诉讼定位有所抵牾,以及存在“外源制约”等四个方面的困境。基于此,暂不宜将双向诉讼制度直接移植入法。可取的路径是,进一步完善我国的单向行政协议诉讼制度。我国已有的制度具有兼容性,能够对行政协议的合约审查和强制执行机制进行吸收与调试,利用行政协议判例的累积构建公法合同规则体系。

2020年北上台风不同模式的预报误差分析

2020年台风“巴威”、“美莎克”和“海神”直接北上引发了辽宁地区大范围的强降水天气过程。针对业务数值预报模式在路径、强度和降水等方面预报存在一定偏差,利用多家数值模式台风预报资料,采用评分检验和空间检验方法对北上台风的模式预报结果进行检验评估,为以后的台风气象预报工作提供参考。结果表明:各模式对台风路径的可预报时效为72 h,随着台风逐渐北上,台风的路径预报误差偏大,台风的强度预报较稳定。在降水的MODE检验结果中,ECMWF全球模式的相似度更高,CMA_MESO_3KM区域模式对降水量级预报偏大,空报较多,但两者对台风降水都有着较好的可参考性,同时台风降水预报效果与台风路径和强度预报密切相关。

基于多元模态分解与多目标算法优化的深度集成学习模型的超短期风电功率预测

针对风电功率预测问题,提出了一种基于多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition,MVMD)、多目标纵横交叉优化(multi-objective crisscross optimization,MOCSO)算法和Blending集成学习的超短期风电功率预测。在数据处理阶段,为了保持各序列间的同步相关性以及分解后得到本征模态函数(intrinsic mode functions,IMF)分量个数和分量频率相匹配,使用MVMD对多通道原始数据进行同步分解。针对单一机器学习模型导致预测的全面性不足,且存在精度和鲁棒性低的问题,提出基于MOCSO算法动态加权的Blending集成学习模型。通过对递归神经网络、卷积神经网络、长短期记忆网络的预测结果进行动态加权集成,并通过MOCSO优化调整权重,以提高模型的预测准确性与稳定性。实验结果表明,所提预测模型不仅有效,且显著优于其他预测模型。

动车组头车声固耦合模态分析及多目标优化

目前针对高速列车领域声固耦合共振现象的产生机理和影响因素尚缺乏深入探讨,并且基于声固耦合共振理论的车体优化设计也需进一步开展。该研究基于模态等效和质量等效原则建立动车组头车有限元模型,分别进行结构模态、声场模态和考虑内外声场影响的声固耦合模态分析。分析结果表明:结构模态频率符合头车设计规范;声场模态存在与结构模态相近的特征频率,为后续耦合共振优化提供依据;内外声场的耦合作用导致结构和声场系统的模态参数变化,论证了模态分析中考虑声固耦合因素的必要性。基于模态分析结果,对动车组头车结构进行了两项优化设计:以车体质量最小化为目标,车身厚度为设计变量,在满足一阶垂弯模态频率约束条件下进行车体减重设计;为避免耦合共振影响,提取结构和声场固有频率值接近的模态阶次,将二者的频率差最大化作为优化目标,引入车体减重设计模型,形成头车轻量化与舒适性指标同步提升的多目标优化体系。