DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 研发内容 2.1. 碳纤维的选择 碳纤维具有模量高，质轻等特点，与玻璃纤维相比，模量高3~5倍，作为PA材料的增强材料是最佳选择。碳纤维PA复合材料可分为长(连续)纤维增强和短纤维增强两大类，纤维长度可从300~400 m到几个毫米不等。经过试验我们选择了6 MM短碳纤维，具有性价比的优势。为回收利用碳纤维奠定了基础。 碳纤维复合材料是复合材料中的发展最快的新型复合材料，由于碳纤维复合材料性能优异，近年来这种材料广泛用于航天航空和国防工业。碳纤维复合材料由于价格昂贵，价格约为玻璃纤维增强复合材料的十倍，早期只用于军工、宇航等尖端技术行业，在民用方面应用寥若晨星。近年来，碳纤维复合材料产业每年以50%以上的速度增长，两大因素促进了碳纤维产业快速发展，其一对碳纤维材料研究不断深入，力学性能不断提高，促使其使用量不断上升。其二加工工艺改善成本不断降低。碳纤维的规模化生产，使其质量提高而价格下降，而加工技术的进步又使加入复合材料中的碳纤维比例不断上升，目前已可达体积比例的60%以上。所有这些进步都使得碳纤维复合材料的应用领域日益扩大。我国碳纤维产业发展令西方国家震惊，2017年12月吉林化纤T1000生产线正式投产。打破了西方国家的多年来的封锁，为我国碳纤维产业发展奠定了基础。 2.2. 基料的选择 经过多年致力于基料研发，先后选择PC、PEEK、PPS、PI、PA、PET、PP作为基料的试验。从试验中发现PA是一种极为重要的热塑性基料。采用碳纤维进行增强，改善了PA吸湿性大，制品尺寸稳定性差，强度与硬度不如金属等缺陷。经过反复试验和筛选，用PA6作为基料，与碳纤维材料达到了相似相溶的效果。二者复合综合体现了各自的优点，强度与刚性比未增强的尼龙高很多，蠕变小，尺寸精度好，热稳定性显著提高，耐磨，阻尼性优良，与玻纤增强相比有更好的性能。特别是在注塑成型加工中易操作，回收利用易破碎，满足了各种部件快速成型的要求，生产周期比热固性复合材料大大降低。 对PA/碳纤维复合体系，我们采用PA-6作为基体材料，以短切或长(连续)碳纤维作为增强材料。在试验中用20%碳纤维增强PA6，其弯曲强度提高到1358 MPa，拉伸强度提高到3157.2 MPa，添加30%碳纤维，其弯曲强度提高到1861 MPa，拉伸强度提高到3952 MPa，而纯PA6树脂的拉伸强度只有75 MPa，悬臂梁缺口冲击强度为56 J/M。添加20%碳纤维，其弯曲强度与添加40%的玻纤增强相同，由此可见，碳纤维对PA树脂的增强作用是显而易见。 同行对碳纤维复合材料研究风起云涌，也取得了一些令人鼓舞的成就，但对CF + PA6的研究仍处于实验室阶段，在应用方面有待于开发。
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user: 3. 研发中的关键技术 在碳纤维PA6热塑性复合材料研发中，树脂基体与碳维纤的界面结合技术和融熔浸渍工艺是制备的关键技术 [ 1 ] 。 3.1. PA6基体的改性 在筛选PA6基料后，对其进行改性，使得PA6材料能够和碳纤维充分的浸渍以提高材料的综合性能。我们采用物理改性和化学改性两种方法：物理改性(引入，正、付抗氧剂，热稳定剂，紫外线吸收剂等多种助剂)；化学改性(通过化学反应引入，与树脂基体有良好相溶性，对碳纤中偶联剂有结合力) [ 2 ] 。通过改性，使得PA6基体分子量分布窄，流动性好，提高了熔融指数。加入增韧助剂后，可以改变PA6的熔融指数，提高其流动性。但增韧剂超过10%后会降低其碳纤维复合材料的力学性能，因此，我们控制在5%左右其效果比较理想。同时发现，在改性中加入过量的阻燃剂会降低其碳纤维复合材料的力学性能，我们在配方中一般加入8%左右的高效阻燃剂，碳纤维复合材料的阻燃达到V0级。对PA6基体的改性是加工过程中关键技术，在造粒过程中选择专用的双螺杆设备，其温度/压力/速度都是敏感因素，对碳纤维的加入量和时间也要严格控制。我们采用德国失重秤严格控制其生产全过程。这是对PA6改性的基本要求。 3.2. 碳纤维的处理 在碳纤维处理过程中，我们把碳纤维材料经过溶液浸渍和化学偶联处理，目的是引进耦合基团，耦合基团一端与树脂基团相结合，另一端与碳纤维结合，就像一个个锚或钉子把树脂与碳纤维牢固地结合，能较好地充分浸润 [ 3 ] 。因为没有处理过的碳纤维其力学性能较低，达不到增强的效果。未经处理的碳纤维表面呈惰性，与PA6基体的界面结合性较差。靠基体与碳纤维的物理粘合，其碳纤维复合材料的力学性能较差，容易松散而脱落。所以要对碳纤维进行溶液浸渍和化学偶联处理，即上浆。浆料选择很重要，有聚氨酯和尼龙浆料。我们选用混合浆料，采用2:1的配方，上浆后的碳纤维表面光滑乌亮，具有润滑感。在造粒过程中，不易挥发，与树脂基体的界面结合性较强。对碳纤维的处理是碳纤维复合材料加工过程中核心技术，在上浆过程中其温度/压力/速度要严格控制，先低后高，不要急于求成。 3.3. 融熔浸渍工艺 利用相似相溶原理快速制备碳纤维束预浸料。通过设计的轮带式模具，将浸渍有PA6的碳纤维束材料重复熔融压制，使得PA6基材能够充分包覆碳纤维，已达到充分浸渍的目的。在融熔浸渍工艺应用了相似相溶的原理，采用了高分子材料中接枝共聚的原理论，通过物理/化学改性增强其分子的结合力，达到了复合材料强度/刚度大大增强。
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user: 4. 碳纤维PA6热塑性复合材料力学性能 碳纤维PA6热塑性复合材料的力学性能和表征，见表1、表2。从中发现复合材料的纤维的种类和纤维含量对刚度影响很大，同时增强纤维/基体树脂的界面、纤维的平直度等因素均对复合材料的强度也有较大的影响，最为明显的就是弯曲强度、压缩强度和短梁剪切强度。我们在试验中发现，碳纤维PA6热塑性复合材料的压缩强度低于碳纤维环氧热固性复合材料，究其原因是热塑性基体的弹性模量较低 [ 4 ] ，PA6基体复合材料，其压缩强度仅为环氧复合材料的80%。试验结果表明纤维的损伤、纤维的不平行 Table 1 Mechanical properties of carbon fiber reinforced thermoplastic composites with different binders at room temperatur 性能 PA66 PA6 PC 液晶聚合物 制造商 ICI Phillips Amoco Celanese 聚合物基体 PA66 PA6 PC 液晶聚合物 碳纤维 PUY T500 PUY T500 PUY T500 PUY T50 纤维含量/% 20 20 20 20 空隙含量/% <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 0˚拉伸模/GPa 104 134 123 143 0˚压缩强度/GPa 110 93 137 180 拉伸强度/GPa 146 121 164 109 0˚弯曲模量/GPa 121 117 128 107 弯曲强度/MPa 1880 1897 2070 1515 90˚拉伸强度/MPa 80 75 96 79 0˚剪切强度/MPa 105 69 110 52 层间断裂韧性/(kj/m 2 ) 2.1~2.7 1.1~1.5 1.0~1.2 1.6~1.8 表1. 不同基料的碳纤维增强热塑性复合材料的室温力学性能 Table 2 Mechanical properties of carbon fiber PA thermoplastic composites and epoxy thermosetting composite 性能 PA66 PA6 典型环氧 制造商 ICI Phillips Amoco 聚合物基体 PA66 PA6 PAI 增强纤维 短纤12 K 短纤12 K AS-4 纤维含最/% 30 30 30 空隙含量/% <0.5 <0.5 <0.5 0˚拉伸模量/GPa 154 114 181 拉伸强度/MPa 2130 1928 3032 0˚压缩强度/MPa 909 838 1070 0˚弯曲模量/GPa 121 107 138 弯曲强度/MPa 1380 1197 1570 90˚拉伸强度/MPa 80 71 96 0˚剪切强度/MPa 105 99 117 层间断裂韧性/(kj/m 2 ) 1.1~1.7 0.8~1.0 1.1~1.2 表2. 碳纤维PA热塑性复合材料与环氧热固性复合材料的力学性能 备注：上述表中数据来源于上海微谱技术公司的测试报告。 度或者纤维/基体的不良黏结界面等因素均会降低复合材料的压缩性能。在试验中还发现PA6增强纤维的界面黏结对复合材料力学性能的影响，界面黏结不良的PA6基体复合材料的0˚压缩强度、0˚拉伸强度和90˚弯曲强度均低于界面黏结良好的PA6基体复合材料。液晶聚合物基复合材料较低的压缩强度是由于较弱的界面黏结造成的，而不是纤维的不平直之故。大多数复合材料的90˚拉伸强度较低，其原因也是由于较弱的界面黏结。单向碳纤维增强PA6、PA66、液晶聚合物等热塑性基体复合材料的力学性能见表2。我们发现短梁剪切实验对评价复合材料的层间剪切强度，对材料选择的重要依据。在拉伸强度和弯曲强度中，0˚拉伸强度较好地发挥了纤维的增强作用，大多数情况下，0˚复合材料的压缩强度较低。由于热塑性基体聚合物的韧性较髙，应力集中引起的纤维织物与基体界面开裂也较弱，其热塑性基体复合材料的韧性也优于热固性复合材料，如PA6基体复合材料具有较高的层间断裂韧性 [ 5 ] 。
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user: 5. 碳纤维PA6热塑性复合材料的回收利用 安徽旭升新材料有限公司研发的碳纤维PA6热塑性复合材料主要性能：1) 高强度低密度。2) 工业设计可操作性高。3) 导热导电性能高。4) 耐化学腐蚀性高。5) 废料能回收利用。其制品最大特点是：碳纤维复合材料拉伸强度在3000~4000 MPA，相当于钢铁的5~6倍。碳纤维复合材料比重1.5，钢铁的比重7.8，可以减重50%以上 [ 6 ] 。主要应用在汽车内饰件和功能件上，无人机骨架、螺旋桨上，机器人手臂和外壳上，电子电器上，高档运动鞋中底上，尤其在新能源汽车方面的应用更是潜力巨大。在实验车上作了试验，将其车身、框架等160个部件用碳纤维复合材料制造，结果整车减重33%，汽油的利用率提高了44%，同时大大降低了振动和噪音。由于碳纤维PA6热塑性复合材料具备了代替金属的优异性能，且质轻高韧，易于加工，其应用范围几乎涉及国民经济的各个领域 [ 7 ] 。在汽车上应用的零部件要求95%以上可以回收利用，碳纤维PA6热塑性复合材料试验中可以回收利用6次，满足了环保要求。我们在试验中加入20%的回收料，其各项技术指标与没有加入回收料的样品基本一致。在加入30%回收料后，发现冲击强度下降10%左右。当加入1%CPE稳定剂后，冲击强度又提高了10%。其材料成本下降20%左右。碳纤维PA6热塑性复合材料回收利用大有文章可作，我们与新疆紫晶光电有限公司合作，从风力发电叶片废料中提取PA6和碳纤维材料，进行改性后进行增强材料的利用。当加入5%的增韧剂和8%相容剂后，碳纤维PA6热塑性复合材料的三大力学性能基本上达到纯料的技术指标。在注塑成型加工过程中，脱模效果更好。适当的应用回收料对成型件有利无害。在造粒过程中，如何防止纤维飘逸和外露，这是造粒的技术关键。我们采用了回收料熔融浸渍工艺，解决了碳纤维加料中易挥发、难分解、成型难、回收利用等技术难题。探索了碳纤维回收利用的新工艺新配方。大大降低了碳纤维复合材料成本，应用领域从天上到地下，从航天航空到新能源汽车，为民用领域应用碳纤维复合材料开辟新途径。安徽旭升新材料有限公司目前开发的碳纤维热塑性复合材料部件如下： 安徽旭升新材料有限公司研发碳纤维PA6热塑性复合材料，研发一种新能源汽车用复合碳纤维后视镜，填补了国内空白，获国家专利(ZL201720129201.0)。该倒视镜重量只有200 G，耐刮擦，耐腐蚀，耐老化不变形。在新能源汽车上应用提高其续航能力，受到新能源汽车主机厂家好评。如图1所示： 图1. 新能源汽车用CF + PA6材料倒视镜
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user: 6. 结论 安徽旭升新材料有限公司长期与大专院校合作，建立院士工作站、博士后工作站，联合攻关，研发CF + PA6热塑性复合材料，填补国内空白，已经申请国家专利35项，已经获国家专利13项，具有自主知识产权。开发的新能源汽车用倒视镜、特殊用途的齿轮和高档运动鞋中底获可喜收获。在研发中还有问题需要解决： 1) 低成本的浸渍制备技术和成型加工方法，特别是大型和复杂构件成型方法的开发； 2) 开发新的纤维表面处理技术，提高纤维和基体界面的结合强度； 3) 加快碳纤维PA6热塑性复合材料制品回收利用的研究等。 研发生产出高性能碳纤维PA6热塑性复合材料制品的关键是确定基体树脂对增强纤维的浸润性以及工艺。基于碳纤维PA6热塑性复合材料的优点，如果上述问题得到解决，则这种热塑性复合材料将会获得更为广泛的应用，市场前景将更加广阔。
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user: 摘 要 脓毒性休克(Septic shock)是由于全身性感染导致多器官功能受损为特点的一种综合征，是重症加强治疗病房(Intensive care unit， ICU)患者常见的死亡原因之一。脓毒性休克患者的主要临床表现为血流动力学紊乱，因此精确的血流动力学评估和快速准确的液体复苏对疾病的治疗非常重要。PiCCO即脉搏指示连续性排出量监测(Pulse indicator continuous cardiac output)，是一种结合动脉脉搏轮廓连续心排血量监测与经肺热稀释心排血量监测的新型血流动力学监测技术，具有临床操作简单、对患者机体损伤小、参数更直观全面等优点，能更好地指导脓毒性休克患者早期目标导向液体治疗(Early goal directed fluid therapy， EGDT)，减少因过度补液引起的肺水肿和肺部感染加重，减少心功能衰竭的发生，提高液体复苏治疗成功率，有助于患者近期的综合治疗，但对于脓毒性休克患者远期转归无明显改善。 关键词 :脓毒性休克，多器官功能障碍综合征(MODS)，早期目标导向液体治疗(EGDT)，脉搏指示连续心排出量 (PiCCO) Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 脓毒性休克 脓毒性休克主要的病因为患者机体受到感染部位微生物、微生物释放的毒素以及细胞壁产物等的损害，使患者的免疫系统被激活，产生的细胞因子和内源性介质对多个组织器官产生影响，导致机体有效循环血容量减少，微循环灌注显著下降，组织细胞发生缺血缺氧，继而代谢功能出现紊乱，严重时可发生多器官功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome， MODS) [ 1 ] 。在脓毒性休克的发病机制中，组织灌注不足是最为重要的特点 [ 2 ] ，因此早期、积极的液体复苏，能明显增加患者的心输出量和心脏前负荷，组织器官微循环的灌注发生好转。研究表明早期目标导向液体治疗(EGDT)可以使脓毒性休克患者的血容量状况得到改善，缩短患者的住院天数 [ 3 ] [ 4 ] 。传统上指导EGDT常选择血压、尿量、中心静脉压(Central Venous Pressure， CVP)等，但这些指标易受诸多因素影响 [ 5 ] ，还可引起过度的液体复苏，给患者带来伤害，所以精准的血流动力学监测在脓毒性休克患者的EGDT过程中意义重大。
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user: 2. 新型精准血流动力学监测 2.1. PiCCO的发展 PiCCO监测仪是20世纪80年代由德国PULSION公司生产的一种新型的血容量监测仪器。经过30多年临床实践和经验总结，该技术已逐渐成熟并且在各医疗机构普遍应用，特别是为重症患者的救治创造了条件。其主要是将动脉脉搏轮廓下分析技术与经肺热稀释技术相结合的一种综合性监测技术，克服了以往单纯依靠医生经验、患者心率、血压等客观生命体征变化评估患者血流动力学状态的不足。PiCCO根据改良的Stewart-Hamilton公式不仅可以计算出静态容量监测指标如平均动脉压(Mean Arterial Pressure， MAP)、心指数(Cardiac Output Index， CI)，还可以计算出连续的容量监测指标如连续心输出量(Continuous Cardiac Output， CCO)、胸腔内血容积指数(Intrathoracic Blood Volume Index， ITBVI)、全心舒张末期容积指数(Global End Diastolic Volume Index， GEDVI)等，能更好地反映患者的容量状态 [ 6 ] 。另外，PiCCO通过经肺热稀释技术能直接读取血管外肺水指数(Extravascular Lung Water Index， EVLWI)、肺毛细血管通透性指数(Pulmonary Vascular Permeability Index， PVPI)，准确判断患者肺水情况，提高患者液体复苏治疗成功率 [ 7 ] 。 2.2. PiCCO的操作及监测原理 行PiCCO治疗的患者需行有创呼吸机辅助呼吸，常选择同步间歇指令通气(Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation， SIMV)模式，根据患者的情况设置合适的呼吸机参数。通过在患者上腔静脉(颈内静脉或锁骨下静脉)中置入双腔中心静脉导管和在患者股动脉置入PiCCO导管。双腔中心静脉导管与换能装置和监护仪连接，归零，监测患者CVP。PiCCO导管一端连接换能装置与监护仪，归零，监测患者动脉血压。导管的另一端连接PiCCO模块，调至心输出量计算页面，输入患者基本信息(身高、体重、年龄等)，然后进行中心静脉压归零测量并记录结果。开始测量心输出量，基线稳定后从中心静脉导管内快速将冰盐水(冷指示剂15~20 mL)注入患者体内，重复测量三次，如果参数误差不大，则开始进行计算，取其平均值。通过基本运算法则，应用动脉脉搏轮廓下分析技术得出患者每搏量(Stroke Volume， SV)、每搏量变异(Stroke Volume Variation， SVV)、系统血管阻力(Systemic Vascular Resistance， SVR)等，通过经肺热稀释法得出ITBVI、GEDVI、EVLWI等容量相关参数。 2.3. PiCCO指导脓毒性休克患者的EGDT PiCCO能连续监测包括心排指数(CI)、外周血管阻力指数(SVRI)、每搏变异度(SVV)、胸腔内血容积指数(ITBVI)、全心舒张末期容积指数(GEDVI)、血管外肺水指数(EVLWI)等多个血流动力学参数。使对脓毒性休克患者的液体治疗实现精准化和床旁连续化 [ 8 ] 。CI是由心脏泵出血容量除以体表面积计算得出，受到心率、心脏节律性、心肌收缩力、前负荷及后负荷的影响，能反映患者的心功能，指导多巴酚丁胺等正性肌力药的使用。ITBVI和GEDVI是以容量参数直接反映患者的心脏容量状态，消除了胸腔内压力、心脏顺应性等因素对监测结果的影响，较CVP、PAOP可以更精确地反映脓毒性休克患者心脏前负荷状态 [ 9 ] ，指导液体的输注类型、速度及血管活性药物的使用剂量。由于感染灶各种微生物及各种炎性介质等的相互作用，患者肺毛细血管通透性增加，PVPI能准确反映肺部毛细血管的损伤情况 [ 10 ] ，EVLWI能定量判断患者肺水肿的严重程度，较X线胸片更加精确，明确患者补液是多还是少 [ 11 ] 。当EVLWI增加超过2倍时，在胸片上才能表现出来 [ 12 ] 。EVLWI是目前测量患者肺水肿的比较好的指标，能量化肺水肿程度，且克服了胸片受肌肉、脂肪、气体等因素的影响 [ 13 ] 。SVV、SVR能反映患者液体治疗的效果，评估血容量的变化情况 [ 14 ] [ 15 ] 。因此根据PiCCO监测得到的参数能更全面指导脓毒性休克患者EGDT，有利于精确调整液体复苏的治疗程度，血流动力学更容易趋向稳定。多项研究表明在脓毒性休克患者的EGDT中应用PiCCO，患者6 h EGDT达标率更高，患者机械通气时间缩短，住ICU的天数明显缩短 [ 16 ] [ 17 ] 。
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user: 3. PiCCO监测的优势 3.1. PiCCO和Swan-Ganz漂浮导管的比较 Swan-Ganz漂浮导管是监测患者血流动力学的最经典方法，自1970年用于临床一直被认为是血流动力学监测的“金指标” [ 18 ] ，对于指导患者的液体复苏治疗具有很好的准确性。但近年来随着Swan-Ganz漂浮导管在临床工作的广泛应用，其问题越来越突显出来。与PiCCO相比，Swan-Ganz漂浮导管从颈内静脉或锁骨下静脉放置至肺动脉，导管放置较深，易发生心律失常、误穿动脉、气胸等多种严重的并发症，对患者的损伤较大 [ 19 ] ，而且成本较大、操作需要专门的技术人员才能完成 [ 20 ] 。Mehri等 [ 21 ] 人的大样本研究发现危重症患者使用Swan-Ganz漂浮导管指导液体复苏治疗时，患者的住ICU时间、住院的花费及病死率显著增高。但Swan-Ganz漂浮导管和PiCCO监测均采用了热稀释法，血流动力学监测相关性及一致性较好 [ 22 ] [ 23 ] 。而且PiCCO操作简单、评估时间短，使临床医生更容易应用。对患者的损伤较小，导管放置时不需要胸片定位，不仅适用于成人患者，在小儿脓毒性休克患者中也能良好地使用 [ 24 ] 。 3.2. PiCCO和心脏彩色多普勒超声的比较 心脏彩色多普勒超声应用双平面Simpson公式可计算得到患者的左室舒张末容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)，能较好地反应患者的心脏前负荷情况 [ 25 ] ，且受机械通气的影响较小，是临床广泛应用的心血管功能检测设备。但与 PiCCO相比，心脏彩色多普勒超声需要超声室专业人员的操作，且依赖操作者的个人因素，不同操作者的心功能的测量值变异度较大 [ 26 ] 。而且对于ICU危重患者，心脏彩色多普勒超声难以实现连续监测 [ 27 ] 。Horster等 [ 28 ] 人的研究表明PiCCO与心脏彩超多普勒超声在监测患者心输出量方面，一致性较好，临床上可以用PiCCO替代。
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user: 4. PiCCO监测脓毒性休克患者EGDT的不足 脓毒症新概念是机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍，当合并出现严重的循环障碍和细胞代谢紊乱时，表现为脓毒性休克，其死亡风险显著升高。机体应对感染时所发生的复杂病理生理反应，单一依靠EGDT对患者远期转归并无改善 [ 29 ] 。根据“拯救脓毒症运动”2016年治疗指南公布的国际三个大型随机试验结果 [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] ，说明无论是在PiCCO还是在传统监测指标下，单纯的EGDT并不能显著减少脓毒性休克患者的病死率，在有效监测下积极的生命体征支持和机体内环境调整的综合性治疗是提高远期生存率的关键。
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user: 5. 研究意义 由于脓毒性休克循环(心血管功能)衰竭最为突出，常规监测心率、血压和中心静脉压是是不够的，快速评判器官功能状态十分迫切。PiCCO监测心血管功能的有效性引起普遍关注，实时动态变化的指标，能快速展示患者心血管系统的病理生理现状。PiCCO监测相对于中心静脉压(CVP)、肺动脉楔压(PAWP)等心脏前负荷指标来讲，反复注入冰盐水便可获得连续的动态血流动力学参数，对评估循环系统对多种干预因素的反应性，调整脓毒性休克的精准治疗有积极的意义。
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user: 6. 临床应用前景 脓毒性休克患者在初期复苏过程中，临床工作不仅要了解全身血容量状况(在脓毒症或全麻状态下由于血管扩张而很难确定最佳血容量)，而且还要知道给予容量及正性肌力药物能否改善患者的血流动力学状态。也就是要清楚此时机体对容量和药物的反应性，近年来大量的临床研究证据表明，传统的静态血流动力学监测指标既不能准确预测容量反应性，也不是良好的复苏终点指标 [ 33 ] 。PiCCO具有临床操作简单、对患者机体损伤小、监测参数直观全面等优势，能够了解循环功能，精准地指导脓毒性休克患者的早期液体复苏治疗，合理恰当的给予血管活性药物，有效提高患者初步复苏成功率。PiCCO监测作为动态血流动力学监测在这方面显示了很好的优势，尤其在预测容量反应性方面已得到许多临床实践的证实；另外，在容量复苏终点的判定、脓毒症患者病情的演变、预测呼吸衰竭时采用呼吸机PEEP模式的血流动力学影响以及重症患者的液体管理方面也显示出了良好的应用前景。对于脓毒性休克患者(EGDT)虽不再列入拯救脓毒症运动(2016)国际指南重要推荐，但是临床抢救中，早期有效的液体复苏对于稳定脓毒症诱发的组织低灌注或脓毒性休克来说，至关重要。准确判断复苏的状况很关键，PiCCO动态血流动力监测将为脓毒性休克的诊治提供有力支持，在“拯救脓毒症运动”中发挥更加重要的作用。
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user: 摘 要 报告一例经超声诊断的头颈部迷走神经副神经节瘤患者。患者发现右颈部肿物3年、增大半个月而就诊。伴右侧头痛、右侧耳部疼痛、声音嘶哑、呼吸及吞咽困难。颈部肿物彩超：右侧颈内静脉外侧软组织层低回声团；CDFI：低回声团内探及丰富紊乱血流信号。术后病理：结合免疫组化符合副神经节瘤，可见神经侵犯。发生在头颈部的副神经节瘤临床罕见，超声检查可明确肿瘤的定位、了解与周围组织的关系以及评估局部生长浸润情况，且方便快捷、无放射性、重复性高，可作为首选检查。 关键词 :副神经节瘤，头颈部，超声 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 副神经节瘤是发生在副神经节的肿瘤，其分布一般与副神经节的分布相当。头颈部副神经节瘤主要发生于颅底至颈总动脉分叉区域内，临床上多数患者无症状，大多是通过影像学发现 [ 1 ] ，除非肿瘤增长较快、体积较大可引起压迫症状。迷走神经副神经节瘤的最常见表现为上中颈部胸锁乳突肌前缘的缓慢生长的无痛性肿块，超声因其方便快捷、重复性高等优点可作为诊断的首选检查。在经过患者本人知情同意后将一例超声诊断的头颈部迷走神经副神经节瘤报告如下。
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user: 2. 病例资料 患者女性，51岁，以“发现右颈部肿物3年，增大半个月”为主诉就诊于河北省人民医院。该患者3年前发现右颈部肿物时无任何不适症状，未行诊治；半个月前自觉肿物增大，并伴有右侧头痛、右侧耳部疼痛、声音嘶哑、呼吸及吞咽困难。就诊后，可触及右侧颈部质硬肿物，以右颈部肿物收入院。患者一般状态良好，既往有高血压、糖尿病病史，无家族遗传性疾病史。专科检查：右侧颈部近颌下腺位置可及一大小约6.0 cm × 4.0 cm × 2.0 cm肿物，肿物上极达耳根部，无压痛，质硬，边界欠清，活动度差，不易推动，不随吞咽上下活动(见图1)。辅助检查：颈部肿物彩超：右侧颈内静脉外侧软组织层低回声团；CDFI：低回声团内探及丰富紊乱血流信号。颈部CT平扫 + 增强扫描显示：右侧颈内静脉走行区可见不规则形软组织密度影，大小约8.0 cm × 3.7 cm × 3.5 cm，增强扫描呈明显强化，上于颈静脉孔处与乙状窦相连，分界欠清，相应区域颈内静脉受压。颈部MRI增强扫描：右侧颈血管旁较大病变影，位于胸锁乳突肌内侧，增强扫描可见病变称较均匀明显强化，其内可见多发迂曲扩张流空血管影，考虑良性肿瘤可能性大。患者行手术治疗，术中见肿物位于颈内静脉鞘内，完整切除肿物后测量大小约9.0 cm × 4.0 cm (见图2、图3)；术后病理：(右颈部肿物)结合免疫组化符合副神经节瘤，可见神经侵犯。免疫组化染色：CKpan(−)，CT(−)，Tg(−)，S100(+)，Syn(+)，CgA(+)，NSE(+)，Ki-67阳性率约1%。患者术后7天切口愈合良好并拆线出院，无术后并发症且未行进一步治疗，随访半年，复查未见肿瘤复发及转移。
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user: 3. 讨论 副神经节瘤是一种起源于胚胎神经嵴细胞的神经内分泌肿瘤。肿瘤可发生于颅底至盆腔的任何部位，最常发生在腹部和盆腔，通常将发生在肾上腺髓质的副神经节瘤称为嗜铬细胞瘤；发生在头颈部的副神经节瘤临床较罕见(总体发病率约为1/300，000)，约占该类肿瘤的3%，占头颈部肿瘤的0.6% [ 2 ] [ 3 ] 。肾上 图1. 患者外观 图2. 术中切除标本(1) 图3. 术中切除标本(2) 腺外副神经节瘤分为交感神经和副交感神经副神经节瘤两类；副交感神经节瘤多来源于头颈及纵隔沿副交感神经分布的副神经节，常见的有颈动脉体瘤、颈静脉球瘤、迷走神经副神经节瘤和鼓室体瘤，其中迷走神经副神经节瘤发病率更低 [ 4 ] 。副交感神经副神经节瘤发病年龄平均约30~40岁，男女发病相当，多为良性，约10%~15%可为恶性 [ 1 ] 。头颈部副神经节瘤多数临床表现为高血压，也有相当比例患者可仅表现为颈部无痛性肿块；累及迷走神经者可造成声音嘶哑、吞咽困难；还有患者可表现为耳鸣伴听力下降，阵发性头晕，口角歪斜及患侧眼睑闭合不全等 [ 5 ] 。 多数副神经节瘤是通过影像学发现的，由于其位置多变，定位诊断尤为重要，超声、CT和MRI为主要的检查手段。副神经节瘤血供很丰富，故CT及MRI检查表现为明显强化，本例患者影像学检查符合此表现。CTA重建则可以明确显示肿瘤范围及其与血管的关系；副神经节瘤在MRI检查中可表现为特征性的“盐和胡椒征”，“胡椒”是因肿瘤内血管丰富，血管呈条状和点状的流空效应而形成的混杂信号，“盐”则为其间散在的局灶性高信号，为缓慢的血流或出血的表现 [ 6 ] 。此征象一般只见于较大的副神经节瘤，肿瘤直径小于1 cm者一般不会出现 [ 7 ] 。超声检查一般呈低-等回声，回声不均匀；当有出血、坏死及囊性变时，可表现为相应的弱回声和无回声。CDFI：肿物内可见丰富血流信号。超声检查可明确显示肿瘤的定位、了解其与周围组织的关系以及评估其局部生长浸润情况，并且具有方便快捷，无放射性，重复性高的优势，可作为首选检查。
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user: 摘 要 转录组学是研究特定细胞、组织或器官在特定生长发育阶段或某种生理状态下的所有转录本(即转录组)的科学。由于缺乏对虾的全基因组信息，早期的转录组学研究技术如基因芯片技术没有在对虾转录组学研究中得到很好的应用，随着以高通量测序为基础的转录组学技术的出现，以及无参考基因组de novo组装技术(Trinity)的应用，使得对虾的转录组学研究才得以逐步开展起来，尤其是近两年，对虾的转录组学研究得到了突飞猛进的发展。本文综述了对虾转录组学研究在对虾的生长发育、免疫应答、环境胁迫、营养代谢和分子标记开发等方面的最新研究进展，并对对虾转录组学研究的前景进行了展望。 关键词 :对虾，转录组学，基因芯片，测序 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 转录组是指细胞中产生的全部转录产物，包括编码蛋白质的信使RNA(mRNA)和非编码RNA(ncRNA) [ 1 ] 。这些RNA在不同类型的细胞和组织中、在个体发育的不同阶段以及不同的环境条件下的表达丰度会出现明显的差异。转录组学就是研究这些差异表达变化规律的科学，可以从整体水平上揭示活细胞内各种功能基因的转录情况及其转录表达的调控规律，进而有助于人们了解细胞内的各种生理调控过程以及代谢途径的分子机制 [ 2 ] 。已建立的多种转录组学研究技术可分为两大类：一类是基于杂交的转录组学技术，如微阵列技术；另一类是基于测序的转录组学技术，包括基因表达序列分析技术(SAGE)、大规模平行信号测序技术(MPSS)、表达序列标签文库测序技术(EST)以及第二代高通量测序技术(NGS)，即RNA测序技术(RNA-seq)等 [ 3 ] 。微阵列技术的应用需要依赖于已知的基因组或cDNA序列的信息，由于对虾的基因组测序尚未完成，其功能基因组信息又知之甚少，因此，大大限制了该技术在对虾转录组学研究中的应用，只能借助于已经获得的对虾EST序列作为探针，对对虾特定基因的表达谱进行分析 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。在随后发展起来的基于测序的转录组学技术中，EST文库测序技术最早被应用于对虾的转录组学研究。Lehnert等(1999)首次构建并测定了斑节对虾(Penaeus monodon)的头胸部、眼柄和腹肢的cDNA文库，获得了一系列对虾EST序列。之后，该技术在对虾转录组学研究中得到广泛应用，积累了大量的对虾EST序列 [ 9 ] - [ 17 ] 。然而，该技术的测序成本很高，实验过程复杂，费时费力，难以区分不同亚型的基因表达以及等位基因的表达，因此，在对虾转录组学研究上的应用受到限制。高通量测序技术的出现，克服了以上转录组学研究技术的局限，其具有测序通量高、灵敏度高、成本低廉以及可对基因的表达水平进行定量等优势，这为转录组学研究带来了重大的革新，尤其是无参考基因组的de novo组装技术(Trinity)的应用，极大地推动了对虾转录组学研究的进程 [ 18 ] 。
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user: 3. 前景与展望 高通量测序技术的不断进步是推动对虾转录组学发展的主要动力，可以预见的是，最新的第三代转录组学测序技术，即全长转录本测序，必将大大推动对虾转录组学研究的发展。基于PacBio平台的全长转录本测序技术的测序速度更快，精度更高，单反应测序长度可达几千个碱基，并且无需逆转录成cDNA，可以直接对RNA序列进行测序。不断发展的转录组学测序技术也必将推动对虾的全基因组组装工作的完成，尽管对虾的基因组较大(约2.13 G)，基因结构复杂(高重复度和高杂合度)，但随着越来越多的全长转录本测序信息的积累，将很快获得的对虾全基因组序列信息，从而走出无对虾参考基因组这一困境。反过来，一旦对虾的全基因组组装完毕，今后对对虾的转录组测序结果的注释将变得更准确。今后，对虾的转录组学研究结果一定要与对虾的基因组学、蛋白质组学和代谢组学研究结果相关联，才能准确挖掘和定位靶基因的功能与作用机制，为对虾抗病、抗逆和高产等优良性状的品系改良及对虾生长、营养和生理等方面的研究提供技术支撑。
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user: 摘 要 本文结合水资源配置过程中的有效性、公平性和可持续性原则，以社会、经济和生态效益为目标，构建了汉江中下游地区水资源多目标优化配置模型，并应用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)对模型进行求解。以2010年为现状水平年，2030年为规划水平年，采用1956~2011年的长系列历史径流资料和规划水平年需水预测的数据为基础，通过对水库运行规则和用水户优先级等变量的控制，实现汉江中下游地区的优化配置。在得到的最优Pareto解集中，选取不同的典型方案，对缺水量、经济效益和污染物排放量3个指标进行了对比分析。结果表明：该模型得到的水资源优化配置结果是合理可行的。研究结果可以为汉江中下游地区的水资源规划管理提供科学合理的依据，帮助决策者实现更高效和准确的水资源优化配置。 关键词 :水资源，多目标，优化配置，NSGA-II，汉江 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 目前以行政管理手段为主的传统水资源管理方法，不仅带来资源配置效率低以及用水严重浪费等诸多问题，而且难以及时调节区域间、行业间及社会经济与生态环境间的用水矛盾 [ 1 ] 。2011年中央一号文件指出，到2020年“基本建成水资源合理配置和高效利用体系”，实行最严格水资源管理的“三条红线”，实行用水总量控制、用水效率控制和水功能区限制纳污控制。因此，寻求生态环境、社会和经济等多属性视野下有限水资源量的最优分配方式，使得区域整体上满足最严格水资源管理制度的要求，是水资源优化配置亟待解决的问题之一。 针对水资源优化配置问题，很多学者已进行了大量的研究。韩雁等 [ 2 ] 通过分析水资源系统的复杂性与不确定性，提出了基于区间不确定条件下的水资源复杂系统协调演化分析方法；王峰等 [ 3 ] 利用基于区间数的可能度不确定转换方法将配置模型转换为一个两层嵌套优化模型；刘德地等 [ 4 ] 从最严格水资源管理的考核要求出发，分析了目前水资源优化配置研究面临的技术问题与挑战，并针对动态的水资源优化配置模型结构、求解算法和方案评价等方面提出了对策和建议；洪兴骏等 [ 5 ] 通过将供水风险分析纳入水资源综合管理模型，来评估变化供需环境下的区域供水安全问题。此外，灰色理论 [ 6 ] 、大系统理论 [ 7 ] [ 8 ] 和智能优化算法 [ 9 ] [ 10 ] 等理论和方法也已应用到水资源优化配置中。纵观现有的水资源优化配置模型研究，虽然已经具备良好的理论依据，但在实际应用的过程中，很多研究都将配置中不确定的多目标问题转化为单目标问题进行求解，配置的结果在很大程度上受初始值和权重系数等人为因素的影响，且不能够为水资源管理部门提供可操作性强的灵活决策方案。 汉江流域是长江中游最大的支流，是国家水资源配置的重要战略水源地。但是，近年来汉江流域水资源开发利用和水生态环境保护现状却令人担忧。尽管流域的水资源量比较丰富，但降水量时空分布不均匀。并且随着人口和经济的快速增长，需水量不断增加，加之南水北调中线工程等跨流域调水工程的实施，汉江中下游地区也面临着水资源缺乏问题。因此，研究汉江流域的水资源优化配置问题，是汉江流域实施最严格的水资源管理制度的迫切需求。 本文以社会、生态和经济的直接效益为目标，构建了一个考虑多目标协同优化的汉江中下游地区水资源配置模型。通过NSGA-II算法对不同水平年的水资源量进行优化求解，寻求使每一个子区域分得的水量均在流域整体的经济、社会、生态效益可接受的范围内，适合流域整体水资源可持续发展的帕累托最优解集，以期为管理部门提供针对性的决策依据和灵活的选择方案，同时也为解决流域缺水问题和水资源的合理配置提供科学合理的依据。
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user: 3. 汉江中下游水资源优化配置 3.1. 研究区域 根据研究的需要及掌握的资料，选取汉江中下游湖北省境内范围作为研究对象，区域内国土面积约为4.11万km 2 ，涉及神农架、十堰、襄阳、荆门、孝感、天门、仙桃、潜江和武汉及其所辖的市、县、区以及“五三”、“沙洋”、“沉湖”等农场的全部或部分范围。年降水量总的趋势是自东南、西南向西北递减，全区域变化在800~1300 mm之间。为较详细地进行水资源评价和规划工作，本文的配置模型按照水资源综合规划的四级分区方式，将汉江中下游地区以水资源四级区套县(市)级行政区形成的分区作为计算分区。由于地缘关系和简化模型的需要，将产生径流量微乎其微、其需水也非常小的地区进行合并，最终共取28个计算单元，其单元划分的空间分布见图2。 3.2. 研究数据 1、水平年及计算步长 本文取2010年为现状水平年，2030年为规划水平年，计算步长为“月”。 2、径流过程 根据《长江流域水资源综合规划》成果，输入的各计算分区的水资源量及水库入库流量采用1956~2011年各分区本地水资源量(部分无水文控制站点的水资源四级区套县的水资源量，由三级区套地级市水资源量按面积 图2. 汉江中下游各计算单元的空间分布 比分配)逐月长系列径流过程和水库监测入库流量过程进行调算。采用水文年进行水库调节计算。 3、需水过程 采用需水预测模型得到的各计算单元各用水户需水的长系列过程。 4、水利工程数据 汉江中下游研究区域内共有17座大中型水库，各水库的特征参数见表1。水库的空间位置如图2所示。 5、模型参数 1) 经济效益系数 工、农业效益系数根据各自产业用水量和总产值确定，基础数据来源于湖北省统计局。而居民生活用水和生态环境用水效益难以量化，为了保证生活用水优先得到满足，本文对生活用水的效益系数赋予工、农业效益系数中的较大值，生态环境用水效益系数取其他三个行业的平均值。汉江中下游地区各市各行业的效益系数见表2。 2) 污水排放系数 根据《城市排水工程规划规范》和汉江流域排污现状，本文中的生活和工业的污水排放系数分别取0.6和0.2。而单位废污水排放量中重要污染因子的含量由各行业的废水排放总量和COD排放总量确定，基础数据来源于《湖北省环境统计公报》。 3) 算法主要参数 第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)参数选择如下：取种群大小p opsize = 30，染色体编码长度l chrom = 12，最大进化代数maxg en = 200。 Table 1 Characteristics of reservoirs located in the middle and lower reaches of Hanjiang River basi 水库编号 水库名称 集雨面积(km 2 ) 总库容(万m 3 ) 兴利库容(万m 3 ) 死库容(万m 3 ) 汛限水位(m) 1 三里坪水库 524 51000 21100 26100 403/412 2 寺坪水库 186 26900 14500 10200 313.86 3 丹江口水库 95200 3391000 2122000 1269000 160.0/163.5 4 孟桥川水库 82 11033 8815 270 142.2 5 华阳河水库 139 10700 7080 140 144.19 6 熊河水库 314.5 19590 11590 2000 125 7 西排子河水库 412 22040 2200 223 111.8 8 红水河水库 190 10360 5890 540 117 9 石门集水库 252.3 15403 11469 185 195 10 三道河水库 780 15460 12742 2 154 11 云台山水库 236.5 12300 8900 500 163 12 莺河水库 147.5 12166 7631 362 132.7 13 黄坡水库 281 12561 7025 1010 76 14 温峡口水库 595 52000 26900 17600 105 15 石门水库 305 15910 6860 1300 195 16 高关水库 303 20108 15432 3089 118 17 惠亭水库 283.5 31340 17350 3250 84.75 表1. 汉江中下游大中型水库特征参数值
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user: 5. 结论 本文以2010年为现状水平年，2030年为规划水平年，在汉江中下游地区建立了水资源多目标优化配置模型，并利用NSGA-II算法对模型进行了求解。此外，基于水资源优化配置的结果，分析了目标函数之间的定性关系，能够为水资源管理部门提供较为灵活的选择方案。得到的主要研究结论如下： 图3. 水资源配置模型中Pareto边界上目标函数之间的关系 Table 4 Three typical schemes for water allocation of multi-objective optimizatio 水平年 方案 OF 1 (亿m³) OF 2 (亿元) OF 3 (万吨) 2010 方案A 17.6 10769.4 54.5 方案B 17.9 10840.3 54.6 方案C 19.8 7559.1 46.8 2030 方案A 22.4 34121.3 74.1 方案B 22.6 34712 75.7 方案C 24 26525.6 64 表4. 多目标优化三种典型的配水方案 Table 5 The allocation results of three typical scheme 水平年 区域 方案A (万m 3 ) 方案B (万m 3 ) 方案C (万m 3 ) 工业 农业 生活 生态 工业 农业 生活 生态 工业 农业 生活 生态 2010 十堰 520 6053 429 13950 642 3948 508 13961 604 3350 538 14275 神农架 239 369 104 7999 340 237 77 10369 149 230 64 9626 襄阳 131467 169758 21705 143093 112611 173197 20876 144221 111043 177586 21354 144007 荆门 47816 79569 9114 89201 50507 79687 9510 85674 43140 76112 8375 85968 天门 23447 79108 5901 30988 19351 76967 5360 30298 16226 70437 5495 27077 孝感 44792 55626 5720 29921 43010 54802 5721 31105 36817 49282 5721 29788 潜江 9496 6548 1598 6377 7933 10082 1495 7234 7620 4049 1175 6410 仙桃 38634 57638 6210 30047 37087 54754 6109 29277 27309 37196 5501 26465 武汉 60845 23088 6328 18947 60259 21185 5536 18785 60452 25061 6474 18597 2030 十堰 542 6123 1280 23951 604 4460 1259 23961 519 3350 1289 24275 神农架 649 369 267 13679 640 237 240 13369 639 230 227 13626 襄阳 142467 159308 30405 144121 133611 172747 29576 142894 132043 177136 30054 144207 荆门 47816 79569 12214 89207 50507 79687 12210 88784 44140 76112 12075 89135 天门 26447 77908 8151 31040 26351 77767 7610 31197 21226 76237 7745 31042 孝感 46792 55626 7450 30050 45010 54802 7451 31105 42716 56282 7451 31157 潜江 13296 8048 2162 6377 13435 10082 2059 6234 11420 9049 2039 6309 仙桃 43634 57718 8580 30047 43087 56754 8479 29277 42309 57196 7871 29646 武汉 74845 23057 7708 18947 75799 21185 6916 18597 74452 25061 7854 18785 表5. 三种典型分配方案下的结果 1) 在同一水平年下，汉江中下游地区的需水总量随来水频率的增长呈增加的趋势；在同一需水频率下，规划水平年的需水量相较于现状水平年呈增加的趋势。 2) 利用NSGA-II算法求解汉江中下游地区多目标水资源优化配置模型，能够得到区域的非劣解集，从解集的趋势可以看出：三个目标函数之间互相影响并且相互冲突。在三种典型分配方案下，各子区的缺水部门较为一致；规划水平年的水资源缺口均大于现状水平年。 3) 优化配置模型得到的结果可以为水资源管理和水污染控制提供支持。三种典型分配方案下，方案A与方 图4. 三种典型分配方案下各市的供水总量 案B相差不大。如果区域侧重于经济发展，推荐采用方案B；如果区域内污染比较严重，推荐采用方案C。当决策者在制定决策时，可以依据地区发展的实际情况，在区域的非劣解集中进行权衡。
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user: 摘 要 随着水电系统发展，发电计划制定面临着越来越复杂的需求。为避免求解复杂数学规划模型，本文提出一种快速生成梯级水电短期发电计划的方法。该方法不采用特定的目标函数，而是根据实际调度中普遍接受的降低耗水率、有利于负荷平衡、上下游水库协调等原则，在优化模型中采用的约束条件下制定发电计划。该方法由一系列满足调度期末水位、发电用水量、总电量，以及减少弃水的基本操作构成。根据负荷特性将时段排序，并结合能够满足时段关联约束的负荷分配算法，实现这些调度目标。以南方电网红水河梯级水电站群为背景的实例研究表明该方法能有效制定发电计划，并满足复杂的出力分配规则。 关键词 :水电，短期，调度，出力分配 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 梯级水电站群短期发电调度是复杂的混合整数非线性规划问题，求解的主要困难在于水位-库容曲线、水头-耗水率-出力曲线等非线性曲线，以及开-停机状态等整数变量的处理 [ 1 ] 。梯级水电站群短期调度常用的求解方法有动态规划 [ 2 ] 、逐步优化 [ 3 ] 、网络流 [ 4 ] 、线性规划 [ 5 ] 、非线性规划 [ 6 ] 、混合整数规划 [ 7 ] [ 8 ] 等。与此同时，一些启发式算法也越来越多的应用于水库群优化调度，例如遗传算法 [ 9 ] 、粒子群算法 [ 10 ] 等。优化模型通常以发电效益最大，调峰电量最大 [ 11 ] 等为目标。在求解过程中，虽然可以将水库、机组特征曲线分段线性化，或利用拉格朗日松弛法求解混合整数规划模型 [ 12 ] ，但对于大规模的水电系统，建模及求解过程非常困难，耗时过长无法满足系统短期调度高时效性的要求。 本文提出一种基于水电出力与系统负荷趋势一致 [ 13 ] 、降低耗水率 [ 14 ] 等基本概念的水电站群短期发电调度计划快速生成方法，以求解数学规划在实效性要求下难以解决的问题。该方法以水库的期末水位、总发电量、总发电水量，梯级水库群的总发电量，减少弃水量等为目标进行调度，通过逐步调整各水电站在各时段内出力大小来满足这些调度需求。时段的优先级主要由负荷峰、平、谷 [ 15 ] 确定，并结合如下时段排序规则：① 在负荷峰值时段均匀发电；② 在负荷峰值时段按比例发电；③ 出力与负荷趋势一致。本文所提出的梯级水电站群短期发电调度计划快速生成方法包括不同调度需求的排序、特定调度需求下出力更改时段排序，以及在单时段出力增减之后使得新的调度方案可行的算法。提出的方法应用于南方电网红水河梯级水电系统，以日发电计划为例，分别对控制上下游电站电量、控制各水库末水位和控制梯级总电量的需求进行计算，以验证方法的应用效果。
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user: 3. 实例研究 3.1. 红水河梯级水电站 红水河是珠江的主要支流，上游称为南盘江，发源于云南省曲靖市的马雄山，与北盘江汇合后称为红水河。将本文提出的方法应用于红水河上的12座水电站，总装机容量13，984 MW，受南方电网公司管辖，送电区域跨四个省：云鹏和鲁布革水库向云南电网输电，天生桥一级、天生桥二级和龙滩水库向广东、广西电网输送电力，光照向贵州电网输送电力，其它电站向广西电网输送电力。红水河水电系统的结构如图3所示，各水库基本参数如表3所示。本文中的计算方法采用Java语言编程。以某日计划生成为例，流域内调节能力最好的天生桥一级初始水位754.92 m，龙滩初始水位352.42 m。 3.1.1. 实例1，给定各水库控制目标 给定天生桥一二级水库的末水位为控制目标，在图1(a)的三峰负荷曲线下，天生桥一级和二级水库的出力分配如图4所示。可见在非均匀调峰模式下，夜间负荷峰值的梯级出力低于另外两个高峰时段。在均匀调峰模式下，水库各高峰负荷时段尽量以同样的出力运行。但是由于库容限制，不同高峰负荷时段的出力分配可能不同。对于与负荷趋势一致模式，出力优先分配在负荷最大的早高峰。 如图5所示，以天生桥一级水库总电量为控制目标，采用均匀调峰规则。由于天生桥一级与二级电站的机 Table 3 Basic parameters of the reservoir 电站名称 装机容量(MW) 死水位(m) 正常高水位(m) 调节库容(亿m³) 云鹏 210 877 902 2.26 鲁布革 600 1105 1130 0.74 天生桥一级 1200 731 780 57.96 天生桥二级 1320 637 645 0.08 平班 405 437.5 440 0.27 光照 1040 691 745 20.37 龙滩 4900 330 400 205.3 岩滩 1210 212 223 15.60 大化 456 153 155 0.39 百龙滩 192 125 126 0.05 乐滩 600 110 112 0.46 桥巩 456 82 84 0.27 表3. 各水库基本参数 图3. 红水河水电系统的结构图 图4. 不同调峰规则的调度过程 图5. 给定天生桥一级发电量目标的调度过程 图6. 给定天生桥二级出力目标的调度过程 图7. 考虑水库控制目标的水库群调度过程 图8. 以梯级水电系统总发电量为目标的水库调度图 组最大过流能力不同，一级不能长时间以最大出力运行，否则库容很小的二级水库蓄水量超限或发生弃水。同样，二级水库在一级水库没有出库流量的情况下无法持续发电。当一级的总发电量从5000 MWh增加到17，500 MWh时，上下游水库电量增加的时段顺序基本与时段排序规则一致。二级的高峰出力在一级总电量达到12，500 MWh时达到最大值，一天当中二级水库水位出力会出现明显的三次波动，相应于三次高峰负荷调节的调度方式。每个实例的计算时间不超过2秒。 也可以给定下游天生桥二级水库的总发电量，二级水库的期末水位也可以同时为控制目标，但此时其上游一级水库不能有任何控制目标。这种控制模式的调度过程如图6所示，计算时间约为3秒。 对于整个梯级水库群，给定每个水库的期末库容，计算得到的调度出力过程和日调节水库的库水位过程如图7所示。 3.1.2. 实例2，给定系统发电量控制目标 给定梯级水电系统总发电量目标为100 GWh，采用均匀调峰模式，调度过程如图8所示。时间规则与空间规则都会影响出力的分配，时间规则就是前述时段排序规则，空间规则是水库蓄能提高率最大规则。在实例中，水电出力的时间分布更重要，因而时间规则具有更高的优先级。该模型比仅给定各水库控制目标的情形更加复杂，计算时间需用70秒。
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user: 4. 结论 梯级水电站短期发电调度问题非常复杂，尤其是对于大规模集中控制的梯级水电站。本文针对没有特定目标的短期发电计划制定问题，提出了一种梯级水电站群短期发电计划快速生成方法。通过峰、平、谷负荷阶段划分，采用调峰规则结合系统负荷确定各时段出力增减的优先顺序；采用可行性修正算法在单一时段水电站出力增减后获得可行的调度计划。基于这两种方法，提出了以期末库容、总发电量、发电水量或梯级水电站群总发电量为控制目标的梯级水电站群发电计划制定算法。红水河梯级水电站的实例研究表明，该方法能够灵活高效地制定梯级水库群发电计划，对于12个水电站构成的梯级系统，计算时间最少仅需要数秒钟。同时该方法能 够将调度人员的意图直接反映在发电计划中，避免了部分数学规划方法中由于目标与约束条件未能全面反映调度需求造成的应用困难。本文提出的方法已应用于南方电网直调水电站群的日发电计划制定中，其结果可直接发布为执行计划也可作为优化模型的初始解 [ 16 ] [ 17 ] 。