DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 对汉语发展性阅读障碍儿童进行认知干预研究，探讨有效的干预途径和措施。采用实验法对14名(实验组和控制组各7名)汉语发展性阅读障碍儿童进行为期14周的干预训练。研究结果表明，实验组与控制组的前测成绩均无显著差异；干预训练结束后，除声调意识外，实验组在其它认知测验上的成绩都得到了明显提升。因此，通过改编的PREP认知干预训练方案能够提高汉语发展性阅读障碍儿童的部分言语认知能力。 关键词 :汉语发展性阅读障碍，认知干预训练，PASS理论，PREP方案 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 由于阅读障碍多样化的表现形式、复杂的机制及成因，以及研究者不同的理论背景，致使目前仍没有形成关于阅读障碍较为统一的定义。当前几种比较有代表性的定义包括一般性定义、排除式定义、涵盖式定义等(邹艳春，2003)。对于阅读障碍的一般性定义为：包括了阅读中发生的任何困难，而不论其困难的强度和成因如何(季军，1994)。排除式定义界定的阅读障碍儿童为：至少具有正常或以上的非言语智力，并且在教育机会、社会环境、经济条件、学习动机或情绪方面与其他儿童并无明显差异，但阅读成绩与其智力所应达到的水平相比处在明显落后的状态(Patterson et al.， 1985)。涵盖式定义指出：阅读障碍儿童具有正常智力，但却存在普遍性语言缺陷。以上定义中排除式定义因其可操作性强，而受到研究者的广泛重视。阅读障碍一般分为两大类：获得性阅读障碍(acquired dyslexia)和发展性阅读障碍(developmental dyslexia) (孟祥芝，舒华，1999；黄晨，赵婧，2018)。前者是指由于后天脑损伤或疾病引起的阅读困难；而发展性阅读障碍是指个体在一般智力、动机、生活环境和教育条件等方面与其他个体没有差异，也没有明显的视力、听力、神经系统障碍，但他们的阅读成绩明显低于相应年龄的应有水平，处于阅读困难的状态中。发展性阅读障碍是学习障碍的一种主要缺陷类型，受到遗传和环境因素的影响，有明显的家族聚集性，其发病机制至今仍不十分清楚(Shaywitz， 1998)。本文所研究的是发展性阅读障碍，所使用的定义是排除式定义：个体在一般智力、学习动机、生活环境和教育条件等方面与其他个体没有明显的差别，同时视力、听力和神经系统上也没有明显的损伤，但其在标准阅读测验成绩和识字量上明显低于同龄人约一至两个年级的水平。 PASS (Planning计划–Attention 注意–Simultaneous 同时性–Successive继时性)理论是加拿大心理学家Das等人提出的一种智力的认知过程理论(马瑾等，2007；Das， 1999)，它是以Luria的脑结构分析和认知心理学为基础，关注信息的加工过程，而这个过程是动态的并非某种静态的能力。PASS理论提供了一个关于智力的概念化模型，人类通过自身的眼睛、耳朵、鼻子、皮肤和内脏器官来获取信息，当感知信息被输入分析时，核心加工过程就被激活。核心加工机制由四部分构成：计划(Planning)、注意–觉醒(Attention-Arousal)、同时性加工(Simultaneous)、继时性加工(Successive)，这四个部分共同组成PASS (Das， 1999)。另外一个重要成分是知识，它是过去经验、学习、情绪和动机的基础，他们共同构成了加工信息的背景。同时性加工是一种将具有顺序性的刺激组成一个整体的过程，需要注意的是，过程中的每一个刺激都与其它刺激相关联。继时性加工过程是把相互独立的刺激组合成链状的序列，这个过程的刺激只与它前一个刺激相关。从理论上讲，同时性加工和继时性加工在阅读早期的阶段十分重要。对于单词的识别可以直接通过视觉识别或者通过对发音进行语音编码，视觉识别属于同时性加工，语音编码则属于继时性加工。在实际阅读过程中，同时性加工和继时性加工是相互作用，不可分割单独使用的(Das， 2009)。这两种认知加工类型对于阅读能力的获得是必需的，本文所设计的干预方案是以PASS理论中同时性与继时性加工过程为理论基础。 PASS阅读促进方案(PREP)是以PASS理论和儿童发展心理学为基础，在PASS理论提供的框架中才能理解的一种阅读矫治方案(van der Kleij et al.， 2017; 涂梦璐等，2016)。其目的是提高信息加工过程，也就是同时性加工与继时性加工过程(Das et al.， 1995; 王晓辰，李清，2013)。值得注意的是，方案设计是要避免词语阅读技能的直接传授，让儿童在潜移默化的情况下学会策略。PREP是由十个完全不同的任务组成，每一个任务包括普遍成分和一个与课程相关的过渡成分。普遍成分包括一些需要使用同时性加工或者继时性加工策略的非阅读任务，过渡成分包括与普遍成分要求使用的认知加工过程的与阅读相关的训练任务。简单来说，就是一个与阅读无关的基础任务和一个与阅读有关的迁移任务，两种任务都是为了训练同时性加工与继时性加工，迁移任务的设计要与普遍任务相一致(Das， 2009)。PREP具体包含的任务有：继时性加工包括窗口排列(window sequencing)、连接字母(connecting letters)、连接形状(joining shapes)、矩阵(transportation matrices)以及训练同时性加工过程的相关记忆集合(related memory)、形状和物体(shapes and objects)、追踪(tracking)、形状设计(shape design) (Das & Papadopoulos， 2003)。PASS阅读增强方案对发展性阅读障碍儿童的认知加工能力会有所提高，特别是在阅读障碍儿童的同时性加工和继时性加工方面。本文的干预方案设计是依据PREP方案，在此基础上进行改编而成的。有研究表明，PREP项目训练可以有效提高学前期儿童的语音解码和单词解码能力且干预效果会持续存在(Papadopoulos et al.， 2003)。对汉语阅读障碍的研究结果表明，PREP方案在汉语中同样适用。例如三至四年级的阅读障碍儿童通过PREP方案的干预在词汇阅读、语音意识、正字法加工以及同时性加工方面都有明显的进步，并且五个月之后语言认知加工和一般认知加工的干预效果依然显著(薛靖，2014)。同样采用汉化版PREP方案和语音、语素干预方案对汉语发展性阅读障碍儿童进行干预，最终发现被试儿童在语音、语素、阅读能力和一般认知上都有所提高(韩雯珏，2016)。 但是，鉴于以往的研究中并没有看到PREP方案对阅读中具体的某个方面是否有提高，同时也没有对三个干预方案所带来的效果进行分离。所以，本研究选取PREP方案中具有代表性的几个任务进行改编，考虑汉语自身独特的加工过程并结合汉语阅读障碍儿童表现出的缺陷类型，在迁移任务中加入了具有汉语阅读特性的内容，并根据汉语阅读障碍儿童的特点，在同时性加工中设计一个提高理解力的任务，该任务更具有综合性和直接性。
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user: 2. 研究方法 2.1. 被试筛选 对河南省X地区的两所小学的342名三至五年级学生进行筛选测验。首先，进行识字量、智力测试和阅读理解能力的测试，排除有智力缺陷的学生，选取四、五年级在识字量与阅读理解的成绩均在所属年级后15%的学生；其次，用选取的学生成绩与三年级识字量和阅读理解前15%的成绩作对比，将成绩相接近的学生作为初步筛选的对象。 对初步筛选的对象进行学习动机的检测排除学习动机较低的学生，随后通过访谈教师并使用Conners量表排除有注意多动倾向的学生，筛选出实验研究的候选儿童。本研究确定发展性阅读障碍儿童的条件是在排除有智力缺陷和多动倾向以及学习动机较低后，在识字量和阅读理解能力上低于同年级1~2个标准差。 最终筛选出汉语发展性阅读障碍儿童16名儿童。将筛选出的汉语发展性阅读障碍儿童随机分为干预组和控制组，每组8人，经过后期与学校教师，学生家长以及学生本人协商，有7名儿童自愿参加干预训练，剩余9人成为控制组，控制组中有两人由于各种原因未参加后测的测试，所以收集的数据共14人，实验组7人，控制组7人。 2.2. 研究工具 2.2.1. 筛查工具 第一，非言语智力测验。采用华东师范大心理学系李丹和王栋1989年修订的《瑞文渐进矩阵测验(联合型)》，该测验共60题，每题计1分，每一题有6~8个选项可供选择。测验的效标关联效度为0.73，重测信度为0.93。 第二，识字量测试题。采用《小学生识字量标准测试》，由王孝玲，陶保平(1996)编制。试题包括10组，共210个目标字，每组难度系数均不相同。被试将目标字组成有意义的词语或能写出表达目标字含义的句子，均可以得分，测试时长为45分钟。计分是由每组的正确个数乘以该组的系数，进行相加即为总分，也就是识字量。该测验的信度和效度指标均为0.98。 第三，学习动机诊断测验。该测验选取周步成编制的《动机测试诊断问卷》中关于学习动机诊断部分的试题。该测验在不同群体中的重测信度范围是0.79~0.86。 第四，Conners教师量表。采用杜亚松等人(1997)修订的简版问卷，由教师来评估学生在课堂上的行为表现，着重对儿童注意不良问题的评定，问卷的信度和效度良好。 第五，阅读能力测试。采用耿雅津(2014)编制的《小学生阅读能力测评》，试题包括三篇文章，每篇文章难度不同，26道客观题(每题1分)与4道主观题(每题6分)，共计30题(总分50分)，答案写在答题纸上，测试时间45分钟。试题包含文章宏观理解阅读、发散阅读、文章微观理解阅读和评价阅读四个内容的测试，体现出小学课程标准的要求，并且符合心理测量学的要求，可以有效地测量小学生的阅读理解能力，具有良好的信效度。 2.2.2. 言语认知测验 第一，语音意识测试。内容包括两个模块，其一是声母、韵母和声调辨别，用标准口语呈现三个字音(音节)，在声母辨别测验中，有一个字音的声母和其他两个字音的声母不同，要求被试在答题纸上写出不同声母字音的序号。韵母辨别测验和声调辨别测验与声母测试相同，各有一个字音的韵母和声调与其他两个不同。每个项目播放两遍，每组10题，共30题，每题计1分；其二是音位删除测验，给被试口头呈现一个音节，然后指出删去其中的一个音位，让被试说出剩下的音节，每个项目主试读两遍，共15题，每题计1分。每项内容正式测试前，都会进行两道练习题，让被试了解和熟悉答题规则，测试时间不固定。 第二，语素意识测试。内容涉及两个模块，其一是语素产生任务，共计12题，每题计1分。每题会呈现给儿童一个目标词和一个目标字(目标词中的某个字)，要求儿童分别写出一个与目标字意思相同的和意思不同的词或者句子。其二，语素判断任务，共计15题，每题计1分。呈现给儿童一对词语，两个词语中包含有一个相同的字，要求儿童判断这个字在两个词语中的意思是否相同。两项测试中主试都需要将题中出现的词语口头读一遍给被试听，开始施测之前都会进行一题的练习，答案都需写在答题纸上。 第三，正字法测试。共15题，每题计1分。每题包含三个选项，被试需要通过自我判断选择出汉字结构正确的选项，题中每个选项的汉字均为假字，答案写在试卷上，测试时间视情况而定。 第四，同筛选工具中阅读能力测试。 以上四项测试在前后测中的试卷内容均不相同，但测试难度与区分度均一致，均为平行测试，避免练习效应。 2.3. 干预方案 第一，移动矩阵任务，由基础任务和迁移任务组成。基础任务首先向儿童呈现一系列从左至右移动的图片(每张图片间隔时间5~10秒)然后要求儿童按正确的顺序复制所呈现的图片。训练任务分为三个难度水平，难度水平一包括6个四幅图片；水平二包括3个四幅图片和3个六幅图片；水平三包括6个六幅图片，训练时由易到难进行。图片选取的都是儿童在生活中常见的事物或者动物，便于分辨。迁移任务的形式与基础任务基本相同，只是将呈现的图片换为汉字，要求儿童按照正确的顺序复制一系列的汉字，然后读出这些汉字所组成的词语或者句子。汉字选取的是一至三年级小学生课本中经常出现和一直使用的汉字，确保不超出被试的认知范围，便于被试理解和记忆。 第二，字母连接任务，包括基础任务和迁移任务两个部分。基础任务向儿童呈现印刷有字母和线条的卡片，每张项目卡片上左右两边都有5个字母，左边字母与右边字母被线条相连接，儿童需要找到左边字母与右边哪个字母被一条线相连接。难度水平分为三类，水平一使用互相缠绕的不同彩色线条；水平二采用互相缠绕的全黑色线条；水平三使用互相缠绕的全黑色线条并添加了干扰线。任务由易到难进行。迁移任务形式与基础任务相同，但是卡片左边的是声母，右边是韵母，左右连接起来的声母和韵母是一个音节，儿童需要找出连接在一起的音节，还需要拼读出来。 第三，形状设计，由基础任务与迁移任务构成。基础任务给儿童呈现一个图案设计，时间45秒，让儿童对图案进行观察和研究，要求儿童在观察时间结束后，使用提供的彩色木块复制所呈现的图案设计。图案设计由六种不同颜色(蓝色、紫色、红色、绿色、橙色、黄色)，六种不同形状(菱形、三角形、平行四边形、梯形、六边形、正方形)随机组合形成图案，所组合出的图案都是儿童日常生活中常见的事物或者动物，如房子、汽车、蝴蝶、大树等图案。任务的难度水平是通过从三种不同的颜色和三个不同的形状简单组合，到六种颜色和六种形状的复杂组合。迁移任务是将基础任务中呈现的图案设计转换为一个陌生的汉字，儿童需要通过15~20秒的观察并记住汉字的部件，然后从备选的汉字部件中选择出部件并拼出所看过的汉字。 第四，句子校正(图片配文字)，该任务是一项综合性训练任务。呈现一幅图片，图片下面有3~4个描述性句子，其中只有一个选项精确描述了图片的内容。要求儿童看图并读出每一个选项的文字，然后选择准确描述图片内容的正确选项。 以上四项任务中前两项任务与同时性加工有关，后两项与继时性加工有关。 每一项基础任务完成训练之后，紧接着进行相对应的迁移任务训练。每项干预训练任务结束之后，主试和被试一起讨论所完成的任务，引导被试总结训练任务中的有效方法和策略，并彼此分享。 将实验组分为两个小组分别进行干预，采用一对二或者一对一方式，每周干预2~3次，每次时间为45分钟，中间休息5~10分钟。干预训练均在课余时间完成。干预训练从学期开学第三周开始，持续14周。控制组不进行任何实验处理。
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user: 3. 研究结果 3.1. 前测结果 在干预之前对实验组和控制组进行各项言语认知测验，结果如表1所示。 Table 1 Comparison of pre-test results between experimental group and control grou 测验 实验组(n = 7) 均值(标准差) 控制组(n = 7) 均值(标准差) t值 阅读理解 17.71 (3.35) 17.86 (4.33) -0.069 正字法 14.29 (0.76) 13.57 (0.98) 1.531 语素产生 12.43 (2.51) 11 (2.24) 1.125 语素判断 9.57 (0.98) 9.86 (2.04) -0.335 声母 4.57 (1.27) 6.14 (1.95) -1.784 韵母 3.57 (2.88) 6.14 (2.41) -1.812 声调 5.29 (2.81) 3.57 (1.39) 1.445 音位删除 4 (2.08) 6 (2.24) -1.732 表1. 实验组与控制组在各项测试的前测成绩比较 注：*p < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001 (下同)。 由上表可见，实验组与控制组前测时在各测验上无明显差异。 3.2. 后测结果 三个月的干预训练结束后，对实验组和控制组再次进行各项认知测验。并计算每个被试前后测中相对应的测验成绩的差值。然后对实验组和控制组的差值进行差异检验，具体结果见表2。 Table 2 Comparison of the difference between the experimental group and the control group after each tes 项目 实验组(n = 7) 均值(标准差) 控制组(n = 7) 均值(标准差) t值 阅读理解 2.143 (1.95) −1 (1.41) 3.45** 正字法 0.86 (1.07) 0.86 (1.07) 2.425* 语素产生 1.29 (1.38) −0.57 (1.27) 2.165** 语素判断 1 (0.82) −0.86 (1.21) 3.357** 声母 1.14 (1.35) −0.71 (1.25) 2.672* 韵母 1.86 (1.68) −0.57 (0.79) 3.47** 声调 1.29 (1.5) 0.29 (0.76) 1.578 音位删除 1.43 (0.53) −0.14 (0.9) 3.973*** 表2. 实验组与控制组在各项测验中的前后测差值比较 由表2可见，除了在声调测验上，实验组的前后测差值与控制组无显著差异(p > 0.05)外，在其它测验上实验组的前后测差值均显著高于控制组(p < 0.05)。
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user: 4. 分析与讨论 本研究的干预训练，对阅读障碍儿童进行了为期十四周的认知干预训练。在干预训练之前，实验组在阅读理解、语音(声母、韵母、声调、音位删除)、语素(语素产生、语素判断)、正字法以及阅读理解的测试成绩上与控制组并没有显著性差异。而在后测结果中，实验组在阅读理解、正字法、语素产生、语素判断、声母、韵母以及音位删除上前后测的差值均显著高于控制组，只在声调测验上不存在显著差异。这表明十四周的认知干预训练对实验组学生的言语认知能力有明显提高。结合两组学生的期末考试的语文试卷，以及与教师的访谈，了解到参加干预训练的七名学生在语文期末测试成绩上都有5分左右的提高，控制组的学生基本保持了原有水平，虽然实验组与同年级学生的平均水平相比还有差距，但是与控制组学生相比已经有了较大提升。经过与任课教师的交流，了解到参加干预训练的学生在课堂上能够尝试回答教师提出的理解性问题，并且在做题速度上有所提高。因此，本研究采用的修订版认知干预训练对汉语发展性阅读障碍儿童有明显效果。 4.1. 阅读能力的干预效果分析 本研究采用的阅读理解测试题包含宏观理解阅读能力、发散阅读能力、文章微观理解阅读能力和评价阅读能力的测试内容，干预训练方案设计上可能没有完全涵盖这四个方面能力的训练，但是训练方案的内容都可以从侧面对阅读能力产生影响，例如主试在干预训练结束后进行方法策略的总结，儿童可以通过彼此的分享进行判断和理解，这对他们理解能力有所影响。通过分析实验组与控制组阅读理解前后测的试卷，发现实验组后测中文章宏观理解以及微观理解问题上的正确率明显提高且成绩高于控制组。虽然认知干预训练方案中对于发散阅读能力以及评价阅读能力没有系统的设计，但是也在其他训练任务中将这两方面的能力融入之中。在今后的认知干预训练方案中可以更加有针对性的修改并添加相关阅读能力的训练内容，以便更直接得对汉语阅读障碍儿童的阅读能力进行训练。 4.2. 正字法的干预效果分析 由于汉字大部分是象形文字且许多汉字都具有非常复杂的正字法规则，所以很多研究学者认为正字法缺失是汉语发展性阅读障碍的关键因素之一。有研究发现近半数的学生都在正字法技能上有所缺失(Chung et al.， 2010)，还有研究证明正字法与阅读成绩存在显著的相关关系(Ho et al.， 2010)。本研究中，实验组与控制组学生在前测时，正字法测试成绩并无显著差异，而在通过认知干预训练之后，实验组的后测成绩非常显著高于控制组。原因可能是，本研究的认知干预训练方案中提供了许多的阅读材料，可以很好地帮助学生了解到更多的汉字，潜移默化中解释了很多汉字的书写结构规则，最终帮助这些阅读障碍儿童提高了正字法技能。 4.3. 语素意识的干预效果分析 很多研究学者认为语素意识的缺失是造成汉语发展性阅读障碍儿童的主要原因。有研究表明，语素意识对汉字的认读以及阅读的理解能力两个方面具有促进作用，而语音意识则与单词分析更具有相关性(Goswami & Bryant， 1990)；同样，阅读理解与语素意识联系更为紧密，而语音意识与单词分析更为紧密(Hurford et al.， 1994)。此外还有研究证明存在语素障碍的汉语儿童占76% (吴思娜等，2004)。汉语发展性阅读障碍儿童早期发现阅读障碍问题可以及早进行干预训练，相对于成年的阅读障碍者来说阅读障碍儿童更具有可塑性和发展的可能。本研究中的实验组通过干预认知训练在语素意识(语素产生和语素判断)上的测试成绩有了显著地提高，而且实验组在阅读理解的成绩也得到了提高，此项研究结果表明通过认知训练可以在一定程度上缓解汉语发展性阅读障碍儿童的语素缺陷问题，而且通过语素意识的提高可以促进阅读理解能力的发展。 4.4. 语音意识的干预效果分析 有研究发现，认知干预训练并不能对语音意识产生影响(Das， 2009)，认为字音只在学习汉字的最初阶段有重要性，对于积累了一定汉字的中高年级学生而言，在掌握字形与字义的联系之后，就不再需要字音的辅助，可以直接通过字形了解字义，进行阅读和理解。但也有研究结果显示认知训练可以改善发展性阅读障碍儿童的认知能力，并促进汉语阅读障碍儿童语音类别的学习成绩(刘凯，2017)。在本研究中发现后测结果中实验组与控制组相比，在语音意识方面除声调外，在声母、韵母以及音位删除方面具有显著性提升。出现这一现象的原因可能由于本干预训练设计方案中的部分任务中需要学生朗读材料并要求主试及时给予学生正确的反馈，同时部分任务主试者还需要进行辅助阅读，同时在字母连接的迁移任务中有专门针对声母和韵母的相关训练。因此，阅读障碍儿童在主试者不断给予的反馈中了解学习一些汉字的音节拼读。声调的干预效果不明显，可能是因为本研究选取的被试均来自河南某县级学校，绝大部分儿童仍以方言沟通为主，而方言的发音与普通话间的差异主要体现在声调，所以高频次的方言交流可能抵消了干预训练中对声调的影响作用。
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user: 5. 结论 本研究得出以下几个结论： 1) 经过认知干预训练，实验组儿童的阅读理解能力、正字法意识和语素意识明显得到了提升。 2) 在语音意识方面，除了声调的干预效果不明显外，实验组的声母、韵母意识以及音位删除能力也有明显提高。 因此，汉语发展性阅读障碍儿童可以通过认知干预训练缓解阅读障碍程度，本研究设计的干预训练方案具有一定的干预效果。
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user: 摘要 超高强弹性铜合金是一类具有优异强度和导电导热性能的材料，目前已经广泛应用于载流元器件、电磁继电器以及航空航天器件等领域，其中Cu-Ti系合金因其优异的力学性能和加工成型性而得到关注。本文综述了超高强铜钛合金的合金成分设计、制备加工工艺和相关物理性能，在此基础上分析了铜钛合金开发应用中所需要解决的问题，并对铜钛合金的未来发展趋势进行了分析和展望。
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user: 1. 引言 铜基合金由于其高导电导热性能而被广泛应用于引线框架材料、接触网线、簧片和连接件等载流元器件中。对于微电子元件中使用的小型器件，还需要这些合金具有高强度和弹性性能。铜铍合金因其优异的强度和导电性能曾经作为导电弹性材料广泛使用于各类载流弹性元器件中。但是铍铜合金在熔炼、热加工、热处理、机械加工和酸洗过程中会产生有毒含铍烟尘，这会危害生产工人的健康，引发严重的慢性肺病 [ 1 ]。同时铍铜合金材料具有生产周期长、高温弹性性能低、成品率低、能耗高以及产品价格高等缺点。因此，国内外科学家们近年来逐步开发了一系列如Cu-Sn-P、Cu-Ni-Al、Cu-Ni-Zn、Cu-Ni-Si、Cu-Ni-Sn和Cu-Ti等性能优异的弹性铜合金材料以部分代替铜铍合金 [ 2 ]。其中，随着科学工作者对Cu-Ti合金研究的不断深入，研究结果发现：Cu-Ti合金因具有优异的屈服强度、弹性极限、导电性能、延展性和抗疲劳性能，从而在电器接触元件中具有广阔的应用。但是目前Cu-Ti合金产品仍然主要依赖于从国外进口，严重制约了涉及该类材料的仪器设备的自主化生产。因此，本文首先综述了目前国内外报道的Cu-Ti合金的成分设计、制备与加工工艺、物理性能等研究进展，分析了国内外Cu-Ti合金的研究发展趋势，并对其未来的研究方向进行了设想，希望为国内相关领域的科研工作者和生产企业提供有益参考。
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user: 3. Cu-Ti合金的制备工艺及性能 由于Ti在高温下化学性质较为活泼，易与多种元素及化合物发生反应，O 2 在650℃以上时将向Ti中扩散形成一层坚硬的氧化层，N 2 在700℃以上时则与Ti形成TiN，并且熔炼过程中将会发生吸氧、吸气、金属夹杂物等一系熔炼问题，因此铜钛合金的制备多在真空条件下制备。目前通过真空熔炼的方法生产钛青铜已经相对成熟，但是由于真空熔炼时熔炼室需要很高的真空度，因此难以进行合金熔体成分的测量、调整和扒渣等操作。目前对于熔炼原材料及杂质含量的控制要求很高，并且真空炉一般只能进行小批量的生产，生产成本较高，难以满足工业大规模连续生产的要求，因此如何在真空下高效且低成本的制备Cu-Ti合金铸锭是目前急需解决的一个问题。同时，由于Ti元素较强的化学活性，因此熔炼Cu-Ti合金较其他合金条件更为苛刻。 无论采取真空或者非真空的方式熔炼，或者采用粉末冶金的方式制备，控制Ti元素的损耗率，减少制备过程中缺陷的形成是获得高性能的关键。对于Cu-Ti合金的研究目前主要是通过添加微合金化元素和改进形变热处理工艺，常见的热处理制备工艺为：固溶处理 + 冷轧 + 时效 + 冷轧 + 时效等，从而调控材料的各项物理性能。目前国内外文献报道的Cu-Ti系合金的主要性能如表1所示。 Cu-Ti合金的Ti含量一般控制在1~6.5 wt%，可适当添加Cr、Ni、Si、Co、Mg等元素，合金的抗拉强度和屈服强度随着Ti含量的增加而长大，但同时其塑性和断后伸长率减低，电导率也降低。目前获得的Cu-Ti系合金的物理性能为：最大抗拉强度为520~1450 MPa，屈服强度为438~1400 MPa，断后伸长率为1.5%~25.1%，电导率为4.8%~33.8% IACS。Cu-Ti合金(Ti: 1~5 wt%; 1~6 at%)经过微合金化和形变热处理后，获得Cu-Ti合金的机械和物理性能与广泛使用的铍青铜基本相当。同时，钛青铜具有较高的抗拉强度、硬度和弹性极限，兼具良好的耐疲劳性能、耐腐蚀性能、摩擦磨损性能和折弯性能，同时还拥有一定的导电导热性能。同时，钛青铜材料在生产过程中的冷加工性能较好，易于焊接加工及电镀处理，具有灭弧性能。因此国外生产的钛青铜已经广泛用于兼具高强度、高弹性和高耐磨性的弹性导电元件。作为一种超高强度导电材料，钛铜合金已经在诸如导电弹簧、互连器等应用中取代了传统的Cu-Be合金。目前日本DOWA METALTECH公司生产的牌号YCuT和JX金属株式会社牌号C1990，以及牌号NKT322、NKT180合金已经商用。其中C1990牌号合金折弯性和强度优秀，折弯性超过以往生产的钛青铜，合金拥有较好的抗应力松弛性能，适用于制造电池端子、天线端子和SIM卡连接器等。NKT322牌号合金的抗拉强度高于1 GPa，折弯加工性能良好，已经应用于制造电池端子、系统I/O连接器和插口等。YCuT牌号合金则已经用于制造需要高寿命以及高接触应力的开关和连接器等元件。 Table 1 Chemical composition， preparation process and physical properties of reported Cu-Ti alloys [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 29 ] [ 32 ] - [39 合金成分 制备工艺 电导率 %IACS 硬度HV 抗拉强度MPa 屈服强度MPa 伸长率% Cu-4Ti-1Cr 860℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h / 416 1248 1165 1.5 Cu-3Ti-1Cr 860℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h / 373 1110 1090 2.5 Cu-3.38Ti-0.11Zr 850℃固溶 + 450℃/6h 16.8 350.2 1129 / 5.9 Cu-3Ti-2Mg 700℃固溶 + 60%冷变形 + 450℃/2h 16.7 328 / / / Cu-3Ti-0.2Fe-0.2Cr 900℃固溶 + 97.8%冷变 + 450℃/2h 12.7 355.1 1053 951 2.2 Cu-3Ti-0.2Fe-0.2Cr 900℃固溶 + 50%冷轧 + 450℃/4h + 95%冷 + 450℃/1.5h 17.1 354.6 1062 968 1.9 Cu-2.7Ti-0.15Mg-0.1Ce-0.1Zr 850℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/4h 15.4 322 971 909 3.8 Cu-2.7Ti-0.15Mg-0.1Ce-0.1Zr 850℃固溶 + 450℃/8h + 90%冷变形 + 400℃/4h 20.1 340 1035 982 3.2 Cu-3Ti-3Ni-0.5Si 850℃固溶 + 90%冷变 + 500℃/0.5h 33.79 268 615 / 25.1 Cu-3Ti-1Cd 860℃固溶 + 450℃/72h 13 288 785 643 24 Cu-4Ti-1Cd 860℃固溶 + 450℃/40h 10.1 318 894 751 18 Cu-1.5 Ti 900℃固溶 + 450℃/16h 23 210 520 438 23 Cu-1.5 Ti 900℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/6h 24.5 280 760 670 9 Cu-2.7Ti 900℃固溶 + 450℃/16h 17 275 680 460 22 Cu-2.7Ti 900℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h 12 355 1000 950 3.5 Cu-5.4Ti 900℃固溶 + 450℃/16h 10.8 366 930 790 15 Cu-5.4Ti 900℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h 4.8 455 1450 1400 1.5 Cu-4.5Ti 900℃固溶 + 450℃/16h 11.3 340 890 700 20 Cu-4.5Ti 900℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h 8 425 1380 1280 2 Cu-4.5Ti-0.5Co 900℃固溶 + 450℃/16h 8 320 890 710 25 Cu-4.5Ti-0.5Co 900℃固溶 + 90%冷变形 + 400℃/1h 9 430 1350 1185 3 表1. 报道的Cu-Ti合金的成分、制备工艺及其相关物理性能 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 29 ] [ 32 ] - [ 39 ]
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user: 4. 结语 铜钛合金作为一种具有替代铜铍合金潜力的高性能铜合金材料。铜钛合金具有超高的强度、高弹性模量、高弯折性能和高的应力松弛性能。但该合金的导电性能较低，因此，对于铜钛合金将来的研究方向是通过合理添加第三组元或者更多组元使得铜钛合金在保证其超高强度的同时提升其导电性能。同时，目前国内的铜钛合金的制备方法仍然以真空熔炼为主，而在非真空熔炼制备上尚未取得突破，这制约了该合金的国产化及规模量产。随着我国由工业大国向工业化强国的迈进，国内对超高强弹性导电材料的需求与日俱增，因此加快我国铜钛合金的国内自主生产并替代进口已迫在眉睫。
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user: 摘 要 采用闭气试验对实际工程中的埋地塑料排水管道严密性进行了研究。首先，根据地下水位与管道内底标高的关系确定管道覆土后闭气试验的测试气压；其次，依据规范确定闭气试验判定标准、技术流程、注意事项。最后，通过闭气试验实际工程应用表明，闭气试验可以应用于埋地塑料排水管道严密性验收，且能依据现行规范进行判定是否符合要求。闭气试验相比闭水试验具有优势，可取代闭水试验。 关键词 :闭气试验，埋地塑料排水管道，严密性，覆土 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 随着全球气候变化，城市内涝灾害频发，全国各地十分重视对城市防涝和污水提质增效工作，将排水管网更新改造纳入各省、市政府的重大实事工程。截止2018年底，全国城镇排水管道长度达68.3万公里，且以约8%的年增长率在不断增加。埋地塑料排水管道具有重量轻、管内壁光滑、水力阻力系数小、耐腐蚀、密闭性能好、运输安装方便、施工速度快等优点 [ 1 ]，为此近十多年在全国新、改建排水管道工程中得到广泛应用。以2013~2017年上海中心城区积水点改造工程为例，共实施了63个项目，敷设排水管道36.3公里，累计总投资约8.4亿元，其中采用埋地塑料排水管约35公里，占比高达96%。随着国家对污水减排和水环境治理的重视程度逐年提高，加强对新、改、扩建排水管道工程渗漏量控制，严格把好排水管道密闭性能验收质量关，对减少管道渗漏对周边环境的污染显得越来越重要。 排水管道严密性检验方法主要可分为：闭水试验和闭气试验。住建部发布的《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)中，将无压管道严密性检验分为闭水试验和闭气试验，但标准内只有混凝土管的闭气试验标准，未制定埋地塑料排水管闭气试验的标准 [ 2 ]。相比传统的闭水严密性试验方法，新型闭气严密性试验方法不受现场条件和覆土前后等条件的制约，能便捷、快速地检测排水管道的严密性能，缩短了管道施工周期，降低施工对城市交通的影响，可以满足更高频次的排水管道施工质量检验要求，有效控制排水管道的施工质量 [ 3 ]。本文结合上海市工程建设规范《埋地塑料排水管道工程技术规程》(DG/TJ 08-308-2018)规定的闭气标准和道路积水改造工程项目案例实践，对闭气试验的关键技术开展探讨。
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user: 2. 试验测试气压 根据《埋地塑料排水管道工程技术规程》(DG/TJ 08-308-2018)规定，闭气试验可以在排水管道工程覆土之后进行检测，闭气试验的常规起始测试气压为3 × 10 4 Pa [ 4 ]。闭气试验测试压力较传统闭水试验高30%，而试验时间平均却只有传统闭水试验时间的1/6，操作性强，大大缩短了排水管道施工沟槽暴露时间，大大降低了深基坑(槽)的坍塌的几率，降低施工对城市交通的影响，适合城市建成区苛刻条件下的施工，可以满足更高频次的排水管道施工质量检验要求。 由于我国南方城市地下水位通常较高，当闭气试验是在管道覆土后检测，且管道埋深较深时，应考虑提高起始测试气压。为此《埋地塑料排水管道工程技术规程》(DG/TJ 08-308-2018)规定了起始测试气压的调整的公式，当闭气试验是覆土后进行检测，且地下水位高于被测管道内底0.5 m以上时，应相应提高起始测试气压，增加的测试气压值可按下式计算： Δ P = 9800 × ( H 水 − H 管 − 0.5 ) (2.1) 式中：∆P—需要增加的测试气压值(Pa)； H 水 —所测管段的地下水位标高(m)； H 管 —所测排水管内底标高(m)。 所测管段的地下水位标高可以根据勘察报告数据或者现场实测获得。
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user: 3. 闭气试验方法应用于埋地塑料排水管道严密性验收 3.1. 判定标准 本次试验排水管道直径较大、井段距离较长，试验刚开始的15 min内，每5 min测得的气压降低值都小于100 Pa，采用标准压降值为3500 Pa的管道允许最小闭气时间表(即表1)来判断管道严密性能是否合格。根据管径和管段长度确定相应闭气时间，管道长度非表中给出值时，可用内插法计算对应标准闭气时间。 Table 1 The test requirements of pressure drop value 3.5 kP 管径(mm) 最小 闭气 时间(h: m: s) 最小闭气时间对应管段长度L(m) 检测管段长度L(m)，相应的标准闭气时间T (h: m: s) 10 m 20 m 30 m 40 m 60 m 80 m 100 m 300 0:5:35 62 0:5:35 0:5:35 0:5:35 0:5:35 0:5:35 0:7:15 0:9:3 400 0:7:26 46 0:7:26 0:7:26 0:7:26 0:7:26 0:9:40 0:12:53 0:16:6 600 0:11:9 31 0:11:9 0:11:9 0:11:9 0:14:29 0:21:44 0:28:59 0:36:13 800 0:14:52 23 0:14:52 0:14:52 0:19:19 0:25:45 0:38:38 0:51:31 1:4:24 900 0:16:44 21 0:16:44 0:16:44 0:24:27 0:32:36 0:48:54 1:5:12 1:21:30 1000 0:18:35 18 0:18:35 0:20:7 0:30:11 0:40:15 1:0:22 1:20:30 1:40:37 1200 0:22:19 15 0:22:19 0:28:59 0:43:28 0:57:57 1:26:56 1:55:55 2:24:53 1300 0:24:10 14 0:24:10 0:34:1 0:51:1 1:8:1 1:42:2 2:16:2 2:50:3 1400 0:26:2 13 0:26:2 0:39:27 0:59:10 1:18:53 1:58:20 2:37:46 3:17:13 1500 0:27:53 12 0:27:53 0:45:17 1:7:55 1:30:33 2:15:50 3:1:7 3:46:23 1600 0:29:45 12 0:29:45 0:51:31 1:17:16 1:43:2 2:34:33 3:26:4 4:17:35 1700 0:31:36 11 0:31:36 0:58:9 1:27:14 1:56:19 2:54:28 3:52:38 4:50:47 1800 0:33:28 10 0:33:28 1:5:12 1:37:48 2:10:24 3:15:36 4:20:48 5:26:0 1900 0:35:19 10 0:36:19 1:12:39 1:48:58 2:25:17 3:37:56 4:50:35 6:3:14 2000 0:37:11 9 0:40:15 1:20:30 2:0:44 2:40:59 4:1:29 5:21:58 6:42:28 表1. 压降值为3.5 kPa标准闭气试验要求 3.2. 试验步骤 1) 管口处理：测试前首先使用QV对闭气试验的排水管段的两端管口的内壁进行观察，如发现有沙砾污垢等任何突起物，则应进行清洗和处理，使其洁净无杂物，从而保证气囊的封堵效果。 2) 管塞安装与测试：将封堵气囊安装于测试管道两端，对气囊进行冲气，充压至气囊规定的安全压力(结合气囊情况)，冲气完毕后检查封堵管口是否封堵好，是否有泄漏点，可在封堵位置喷肥皂沫检查。 3) 充压稳定：从封堵气囊的冲气孔向检测管段内冲入低压空气，冲气当气压表读数达到31 kPa~32 kPa停止(可根据测试气压适当调整)，并使其稳定至少5分钟。 4) 测试计时：测试压力从30 kPa开始(如测试管段的地下水位较高可相应提高测试气压，但最高不得超过60 kPa)，当管内气体经过稳定后，将压力缓慢降至30 kPa时开始计时测试。 5) 管道严密性判定：在规定的标准闭气时间(表1)内，被测管段内实测气压降低值小于等于3500 Pa时，则该检测管段严密性能合格，反之不合格。 6) 管道闭气检验完毕后，先排除管道内气体，再排除管道封堵气囊内的气体，最后拆除封堵的气囊，将所有试验设备收放整齐，并清洁现场。 7) 闭气试验操作流程应符合图1的规定。 图1. 闭气试验流程
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user: 4. 闭气试验实际工程应用效果 结合上海某道路积水改造工程项目，依据前文中测试气压、试验步骤、判定标准等要求，闭气试验方法应用于该工程埋地塑料排水管道严密性验收，且能依据现行规范进行严密性是否合格判定，如图2。 图2. 闭气试验实际操作 4.1. 试验结果 1) 所检管道地下水位不高于被测管道内底0.5 m，闭气检测的起始测试气压为3 × 10 4 Pa； 2) 采用表1的规定标准闭气时间表；规定标准闭气时间内被测管道实测气压降低值500 Pa小于3500 Pa； 3) 通过管道闭气试验所采集的数据分析，包括管道长度、管道直径、规定标准闭气时间内的实测气压降低值，所检管道严密性合格。 4.2. 闭气试验的优势 该道路积水改造工程同一管段分别采用闭气试验和闭水试验进行严密性验收，将两种方法的试验周期、限制条件、经济性等作对比，具体比较如表2： Table 2 Contrast between closed air test and closed water tes 对比内容 闭水试验 闭气试验 正常检验周期 2~3天 1~2小时 用水量 大(例如1米管径需水量大约为90 m 3 ) 无 使用限制条件 受季节与水资源限制 不受任何自然条件限制 检验不合格时或出现异常情况需要中止试验排查 先排水后拆堵水墙，既费时间，又不能及时修补和排查异常情况。 先排放压入管道内的气体，再拆管堵气囊，既省时，还可随时排查异常情况。 劳动强度 既花费人力又增加费用，延长工期。 两名检测人员，不增加费用。 使用寿命 一次性使用，用后需拆除，费工费料。 反复使用 试验结束后现场清理 需要预先想好泄水去处，拆封堵水墙的废料需要清理。 不留下任何试验废弃物，试验结束后半小时即可完成设备打包撤场。 经济性 高 低 表2. 闭气试验与闭水试验对比 鉴于闭气试验方法的优势，上海市相关监管部门组织该方法研究，且该检测方法已经被纳入上海市建设工程建设规范《埋地塑料排水管道工程技术规程》(DG/TJ 08-308-2018)。上海市各道路积水改造工程埋地塑料排水管道严密性验收逐渐使用闭气试验方法。
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user: 5. 结语 为满足上海城市道路快速施工的要求，本市排水管道工程中，埋地塑料排水管道的应用已经越来越广泛。同时，严密性是排水管道能否顺利验收的一项重要指标。闭气试验方法不受现场条件制约，能便捷、快速检测排水管道的严密性，缩短了施工周期，降低施工对城市交通的影响，可替代闭水试验方法。而且大量实际应用证明，闭气试验方法可以应用于埋地塑料排水管道严密性验收，且能依据现行规范进行判定。因此，闭气试验方法可大大加强埋地塑料排水管道工程的施工质量控制，减少排水管道渗漏对水环境、土壤的污染，保障城市排水设施功能的充分发挥和运行安全。
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user: 摘要 对首钢长钢8号高炉焖炉前的炉况，焖炉后的本体控制，复风恢复过程进行分析总结。通过分析总结，积累经验教训，为今后生产提供参考和借鉴。
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user: 1. 引言 首钢长钢8号高炉有效炉容1080 m 3 ，设计有20个风口，南、北两个铁口，铁口夹角80˚，正常生产一用一备，采用工业软水开路循环冷却。 2019 年 9 月 27 日 17:00时接公司环保限产指令，责令八高炉于28日06:00时(天亮)前焖炉停产，预计 10 月 3 日 09:00时开产。高炉于27日中班开始下焖炉料，28日01:50时休风停产。实际于 10 月 3 日 23:16时复风投产，较计划延长14小时16分钟，共计焖炉5天22小时26分钟(141小时26分钟)。由于事发仓促，焖炉程序较正常焖炉程序简单，加之焖炉前高炉就处于限产堵风口慢风工作状态，造成高炉恢复难度大，时间长。
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user: 2. 休风焖炉 本次焖炉比较仓促，在下焖炉料时充分考虑突发性的因素和焖炉时间长及可能延长的不确定性。重点对热量和炉渣碱度进行管控，确保复风有充沛的炉温和适宜的炉渣碱度及良好的流动性。此次焖炉料：焦炭选用质量较好的自产瑞达焦碳，要求成分和水分稳定；入炉料采用机烧 + 球团 + 生矿模式；焖炉焦比选择为2.77吨/吨，焖炉料体积406.7 m 3 ；焖炉料单2焦炭安排在炉腹位置 [ 1 ]。具体见表1： Table 1 List of stew charg 序号 批数 矿批 焦批 机烧 球团 生矿 负荷 角度 1 28 28 9654 76 8.5 10%生矿 + 4.5%高硅块 + 1%钢渣 2.9 C35 33 31 29 O32 31 30 2 15 9500 C35(3)33(2)31(2)29(3) 3 6 27.5 9500 84 0 16%高硅块 2.9 C35 33 31 29 O32 31 30 表1. 焖炉料单 注：料单3是5批正常料带1个循环焦碳。 从开风后的生铁含硅量和炉渣成分看，整个焖炉料安排是比较到位的。复风后第一次铁生铁含硅量2.76%，炉渣碱度1.00，流动性较好，与计划基本吻合。但是有几个问题注意：1) 布料角度没有调整，还采用正常情况的角度，可以考虑采取适当疏松边缘的料制。2) 炉料结构中可以停用钢渣。
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user: 3. 休风焖炉后本体系统控制 1) 休风后倒流2~3小时，炉顶保持通氮气，顶温180℃~280℃开点火人孔进行炉顶点火。点火后，安排专人看火，保证炉顶火不灭，若火熄灭或火焰情况发生变化及时 进行处理，确保安全 [ 2 ]。2) 确认炉顶点火，火势稳定后，组织炉前全堵风口，并涂抹黄油，确保风口严密。3) 休风期间配管工每4小时检查一次冷却设备工作情况，发现损坏及时汇报果断处理。4) 停炉一天后，关闭炉顶一个放散阀，每天倒换一次交替使用。5) 冷却水控制； 9 月 28 日 02:00时停两台高压泵；03:30时停一台中压泵(停1#泵)；04:20时控制冷却水至最小(不断水)。6) 对炉皮焊缝及休风前漏煤气部位以及可能进风部位进行焊补。
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user: 4. 复风前的准备 1) 热风炉的保温、烧炉；高炉焖炉期间，热风炉采取保温措施。 10 月 2 日 17:00时热风炉倒引煤气成功进行烧炉，三座热风炉每一座烧炉一小时，提高拱顶和烟道温度(因煤气量少，烧炉使用煤气量30，000 m 3 )，确保复风后风温能到达 800 ℃ 以上。 2) 烧通铁口通道；开风前处理北铁口上方1#、20#风口，使其与北铁口贯通。主要是卸下风口小套，在风口上部设置障碍，从二套口向下烧，烧熔已凝固的残渣铁，烧红焦炭，确保送风风口与铁口之间大透气。 3) 与相关岗位联系确认，上料设备联动试车2 h以上 [ 3 ]，满足开风条件，签字确认。
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user: 6. 结束 如果计划焖炉，焖炉前宜全风全焦低碱度冶炼两个周期以上，改善炉缸透液性，上部疏松边缘。休风前的最后两炉要进行适当喷吹，确保渣铁出净，确保炉缸透液性良好。如果紧急焖炉，在焖炉料的安排上要比计划焖炉料更保守一些，保证充足的热量和良好的炉渣流动性，便于恢复。 加风速度控制；要充分考虑炉温、风口、排渣铁情况；把逐步熔化冷凝的渣铁和新装的炉料，熔化的液态渣铁及时排出炉外，在风量达到焖炉前的风量的50%时，要稳定一段时间，不低于一个固体炉料周期，要让已熔化的渣铁形成通道，排出炉外。要依据实际炉温水平，找出负荷水平及风温的使用范围，稳定炉温和炉渣碱度。要充分考虑炉前出铁及外围铁水罐运行情况，与炉内进程相匹配，避免影响炉况出现反复。 开、堵风口不能心存侥幸，要逐步标准化；在堵风口时可在风口前端挖出适量焦炭，填充有水炮泥，减少渣铁直接接触，降低风口被烧漏的机率，也有利于捅开，真正实现不捅不开，好捅易开。开风口时要遵循如下原则：炉况顺行，炉温稳定充沛，渣铁流动性好，出铁出渣正常；要捅的风口水温差大于1.0℃，间隔时间大于1炉次铁的条件；送风的风口明亮、活跃，并已持续一段时间。与堵风口紧挨的风口水温差为送风风口水温差中最高时，暂时不宜再开风口，应加强出铁组织，强化冷却，间隔时间长一些 [ 5 ]，待该风口水温差恢复正常后，再考虑开风口作业。 对复风使用的原燃料，要确保其质量，对其成分要分析准确，便于指导操作。适当使用萤石保证渣铁流动性很有必要，在使用萤石时，炉渣碱度调整要比不用萤石时高些，有助于控制生铁含硫量。 炉前出铁组织仍是工作重点，炉前维护好铁口，及时处理好渣铁，及时顺利打开铁口，及时出尽渣铁，对可能发生的一些异常情况要有预判和应对措施都有助于炉况恢复，要有专人加强组织。炉内恢复进程要与炉前出铁组织配套。从铁水罐的运行时间到铁水罐的质量，要能满足高炉需求，尤其是随着风量的增加，出铁出渣量的增多，更需要及时进罐及时开铁口出铁。当出现不匹配现象时，炉内要果断控制。 在炉温的控制上要注意，炉温控制不宜过高，波动幅度不能过大。恢复前期要依据实际找出负荷及风温的使用范围，稳定炉温和炉渣碱度。在恢复后期，风量、风温、负荷、矿批、氧气量逐步向正常靠拢，要注意随着炉缸逐步扩大，另一个铁口的使用，煤气流重新分布，掌控好全负荷水平，平稳过渡好炉温。
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user: 摘要 病毒溯源是研究病毒人际传播规律和演化历史，发现病毒的传播机理，并寻找病毒源头是控制疫情的核心科研攻关环节。本文采用元胞自动机将病毒的基因组数据转换为图像，使用Canny边缘检测方法生成特征图像，采用SSIM值评估病毒序列特征图像的相似性，基于病毒序列图像相似性的聚类热图和A-T含量曲线，发现蝙蝠冠状病毒RaTG13和穿山甲冠状病毒在各个指标中都与2019-nCoV更为接近，进而推测出2019-nCoV可能来自蝙蝠，穿山甲可能是该病毒的中间宿主。
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user: 1. 引言 新型冠状病毒的溯源问题仍然是一大挑战，已有研究团队在此方面进行了探索与研究。在发布2019-nCoV基因组后不久，石正丽研究团队 [ 1 ] 发布了一种蝙蝠冠状病毒RaTG13的全基因组，RaTG13与2019-nCoV在全基因组水平上有96%的同源性，这表明2019-nCoV很有可能来自蝙蝠。然而，由于这类蝙蝠与人类的直接接触非常罕见，类似于SARS和MERS，2019-nCoV似乎更有可能是从另一个中间宿主向人类的溢出，而不是直接来自蝙蝠。 此外，管轶等人 [ 2 ] 对华南地区马来亚穿山甲中2019-nCoV相关冠状病毒进行了鉴定，沈永义等人 [ 3 ] 对马来亚穿山甲中新冠类似病毒进行了分离与鉴定，陈金平 [ 4 ] 分析了穿山甲是否为新冠病毒的中间宿主，以及Matthew C. Wong等人 [ 5 ] 通过对冠状病毒进行重组，表明了新冠病毒或来源于穿山甲。张志刚等人 [ 6 ] 首次表述了2019-nCoV与穿山甲冠状病毒(Pangolin-CoV)、RaTG13、SARS以及MERS的关系，研究表明穿山甲和蝙蝠一样，是β类冠状病毒的天然宿主，认为除了蝙蝠和穿山甲之外，2019-nCoV还存在其它未知中间宿主。 图1. 病毒序列可视化模型数据流程图 本文使用元胞自动机对病毒的基因序列进行可视化处理(图1)，可以将2019-nCoV与非SARS相关病毒序列准确区分，并分析了序列图像特征形成的原因，推测出2019-nCoV的中间宿主。
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user: 3. 实验结果 本文应用以上的算法步骤，使用184号规则，演化次数为5000，将病毒的基因序列转化为二维的图像，然后分析和比对各个病毒序列之间的图像特征。 3.1. 病毒基因序列的特征图像特点 2019-nCoV、RaTG13和pangolin-CoV的特征图像，如图4、图5和图6所示，其余病毒序列的特征图像已上传至GitHub (https://github.com/MMCXXVI/Viral-sequence-visualization-model)。 通过对所有病毒的基因序列进行可视化处理，可以明显地发现所有冠状病毒的特征图像都有向左向右倾斜的条纹特征，但图片中向左倾斜“/”形条纹占大多数，且SARS相关病毒2019-nCoV、SARS-CoV 图4. 2019-nCoV (MN908947)病毒序列特征图像 中都含有6个明显的“V”字形交叉区域，且大多分布在“ORF1a”、“ORF1b”、“S”这三个基因区域，其中2019-nCoV特征图像的“V”字形交叉区域映射在序列中的位置大约为1-2348bp、2394-7802bp、12251-14692、17610-18854、19787-20983bp、23878-25336bp。 在对蝙蝠RaTG13 (MN996532) [ 1 ] 和穿山甲pangolin-CoV (MT040336)病毒序列的进行可视化处理后(图5、图6)，可以发现两者的特征图像都含有六个明显的“V”字形交叉区域，在与2019-nCoV的病毒序列特征图像进行比对后可以发现，三者的特征图像无论是在斜条纹的类型分布还是在“V”字形交叉区域的大小和位置分布上都极为相似。 同时，与冠状病毒特征图像有所不同的是，虽然埃博拉病毒的特征图像也有向左向右倾斜的条纹特征，但大多数为向右倾斜的“\”形条纹。 图5. 蝙蝠冠状病毒RaTG13 (MN996532)序列特征图像 图6. 穿山甲冠状病毒pangolin-CoV (MT040336)序列特征图像 3.2. 特征图像相似性分析 使用SSIM算法对数据集中的各个病毒特征图像之间的相似性进行计算，同时将结果绘制成聚类热图，如图7所示。 在感染人类的8种病毒序列中，只有2019-nCoV和SARS之间的图像相似性达到了73.87%，其余病毒的之间的特征图像相似性均小于60%。 在分析感染人类的病毒和其他物种病毒之间的图像相似性后可以得知，与2019-nCoV特征图像相似性最高的病毒分别为蝙蝠冠状病毒RaTG13 (77.12%)，穿山甲冠状病毒(73.36%)，蝙蝠SARS类冠状病毒HKU3-2 (72.86%)；与SARS特征图像相似性最高的病毒分别为蝙蝠SARS类冠状病毒HKU3-2 (74.97%)，蝙蝠冠状病毒RaTG13 (74.22%)，穿山甲冠状病毒(72.67%)，其余病毒的之间的特征图像相似性均小于65%。同时，蝙蝠冠状病毒RaTG13、穿山甲冠状病毒与2019-nCoV之间的图像相似性均高于这两种冠状病毒与SARS-CoV之间的图像相似性。 图7. 各个病毒序列特征图像之间相似性聚类热图 3.3. A-T含量曲线 通过1.3.2所描述的方法对数据集中的病毒序列进行编码，然后计算得出的A-T含量曲线如图8所示。 在图8A中，曲线主要分为三种类型，一种是以MERS病毒为代表的呈平滑上升趋势的曲线，另一种是以2019-nCoV为代表的呈凹凸状上升的曲线，还有一种是以Ebola病毒为代表的一直呈下降趋势的曲线。 为了分析2019-nCoV的潜在宿主，本文对类型为凹凸状上升的曲线进行分析，其A-T含量曲线图像如图8B所示，该类型的曲线包含有SARS-CoV、2019-nCoV、穿山甲冠状病毒、蝙蝠冠状病毒RaTG13和蝙蝠SARS类冠状病毒HKU3-2。 在图8B中，可以明显看出有6个凹形区域，且五种病毒的A-T曲线变化趋势大致相同。本文以2019-nCoV特征图像中六个“V”字形交叉区域与该曲线进行比对，发现A-T含量曲线中的凹形区域与2019-nCoV特征图像中六个“V”字形交叉区域高度重合。通过公式10可以得知，曲线中出现凹形说明该区域的前半段以A为主，而后半段以T为主，所以在特征图像中出现“V”字形交叉区域。 图8. A：各个病毒基因序列的A-T含量曲线；B：凹凸状上升的A-T含量曲线，蓝色方框对应着2019-nCoV特征图像中六个“V”字形交叉区域；横坐标代表碱基在序列中的位置(单位为bp)，纵坐标代表由公式(11)计算出的值 由此可以得出，在某个序列片段中，如果A的含量大于T的含量，会导致该片段所对应特征图像出现向左倾斜的“/”形条纹，反之则出现向右倾斜的“\”形条纹。且基因序列的特征图像中若要出现“V”字形交叉区域，该区域所处的序列片段中，前半段多以A为主，后半段多以T为主，且T与A的比例接近于1:1。 同时，从图8可以看出，SARS病毒和蝙蝠SARS类冠状病毒曲线之间的变化趋势更为接近；而蝙蝠冠状病毒RaTG13、穿山甲冠状病毒的曲线与2019-nCoV更为接近。