mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
浙江电力现货市场环境下储能的市场交易机制与效益分析

储能的快速发展促进了清洁能源消纳,保障电网安全稳定运行,但对适应储能参与电力市场的机制设计带来新的挑战。基于国内外储能参与现货市场的经验启示,以浙江省为例对储能参与现货电能量市场和调频市场的收益分别进行了模拟测算。结果表明,受储能转换效率、损耗和输配电成本的影响,储能参与电能量市场的整体收益不佳,但在调频市场具有一定优势。
基于贪婪算法的配网多阶段快速重构新方法

针对多阶段动态重构计算速度慢的问题,提出一种动态重构新方法。该方法基于给定的寻优尺度参数M,对以开关动作次数最多的两个相继阶段为中心的2M+2个阶段进行各种可能合并,分别对各个合并后的新阶段进行静态重构,然后选择目标函数值最小的合并方案为当前最优合并方案;如此反复迭代,直到目标函数值不再减少且当前解为可行解时,即得到近似最优解。方法在获得与全局最优解近似解的前提下,其计算速度都比全局最优解快近2个数量级。算例表明该方法因其求解的高效性而具有较好的工程应用前景。
基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置

随着越来越多微电网协同运行,微网与微网间、微网与配网间电能交互过程愈发复杂,同时也影响着微网运营商及配网运营商的投资利益。为了探索两者间联合投资的最佳规划策略,提出一种基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置方法。首先,在多微网系统模型基础上,构建考虑多微电网运营商运行成本、经济收益,以及配电网运营商投资微电网成本、延缓配电网升级及售购电收益的函数模型。然后,分别以多微网系统支付函数最小和配网收益最大为目标建立主从博弈模型,并提出自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法,求解多微网系统分布式电源最优配置。最后,通过4组方案进行对比实验,证明了所提规划方法能更好地平衡多微网运营商和配网运营商间的收益。
东南湿润丘陵区县域生态资产评估及分区研究---以溧阳市为例

生态资产核算作为两山理论转化的重要桥梁,有利于厘清区域生态本底,为生态补偿等工作提供客观依据。研究选取东南湿润丘陵区溧阳市为研究区域,构建了县域生态资产清单,并根据生态资产价值空间分布进行了分区并提出分区管理策略。基于InVEST模型、市场价值法、替代成本法等评估方法,评估水源涵养、水质净化、生物多样性保护、休闲游憩以及产品供给等重要生态系统服务价值,运用净现值法计算了溧阳市生态资产价值为3 105.85亿元,单位面积生态资产价值245.10万元/hm~2。休闲游憩价值、产品供给价值和水源涵养价值对生态资产总价值贡献较大,生物多样性保护和水质净化价值较小。有形生态资产价值和无形生态资产价值空间分布具有较大差异。4种无形生态资产价值高值区在空间分布上表现重叠,表明溧阳市充分利用了自然资源禀赋实现生态资源价值转化。水域和林地的生态资产总价值较大,是生态资产价值的重要载体。根据生态资产价值分级分布,得到生态资产价值综合分区,高值区主要是分布在丘陵地区的林地和水域,是溧阳市需要重点保护区域;低值区以耕地为主,需要关注耕地园地不同生态资产价值间的权衡/协同关系。东南湿润丘陵区溧阳市生态资产价值评估与分区研究,对加快构建溧阳市人与自然和谐共生的国土空间开发与保护格局有重要实践意义。
基于汉宁窗的配电网同步相量测量装置算法及应用

配电网量测环境复杂、恶劣,输电网的传统同步相量算法难以满足要求。分析了常用窗函数下傅立叶算法的谐波抑制能力,利用3个等间隔的加汉宁窗离散傅立叶变换(FFT)推导出定间隔采样下同步相量测量算法,在理论上消除了非额定频率下的频率泄露影响,能满足高精度的相位测量要求,具有很好的谐波/间谐波抑制能力。针对多个信号同时存在时频谱泄露影响计算精度问题,分析比较了加汉宁窗FFT插值算法相对其他窗函数的优势。理论分析和实际测试表明,采用上述方案后,提升了相量、谐波/间谐波等量值的测量精度。
长三角区域一体化对城市土地利用效率动态演化的影响因素分析

通过构建效率测算与影响因素指标体系,运用超效率SBM、空间自相关和空间杜宾模型,探讨长三角区域一体化对城市土地利用效率动态演化的影响因素,为制定差异化的土地利用提升政策提供参考。结果表明: (1)时序演化上,2000 ~ 2018年长三角城市土地利用效率均值为1.003,历经“增长-下降-平稳”三阶段变化过程。全局Moran's I指数大于0,正向相关性显著,溢出效应与集聚特征明显。(2)空间演化上,中心城市经济发展快,集聚人口能力强,盘活建成区存量用地,提高土地集约利用水平,效率较高。外围城市囿于土地政策不完善和城市格局的约束,效率亟需提升。(3)区域一体化中要素空间集聚、规模变化和产业结构调整影响效率变化,且不同因素的作用强度差异明显。经济发展与产业活动集聚具有涟漪效应,先进的生产技术、发展机遇等优先向邻近城市扩散,促进本城市和相邻城市土地利用效率的提升。因此,长三角区域一体化下,单纯增加建设用地和资本要素的投入规模,对土地效率的提升作用有限。只有盘活城市内外发展要素,促进用地结构调整和产业升级,才能有效提高城市土地利用效率。
太湖流域铜锈环棱螺体内重金属富集量及膳食风险评价

对太湖流域6个水系铜锈环棱螺腹足肌肉团Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Hg富集量进行分析,运用单因子污染指数法评价其受污染程度,并分别采用平均每周/每月摄入量法和目标危害系数法(THQ)对其膳食风险进行评估,旨在为居民铜锈环棱螺消费安全提供参考。结果表明,洮滆水系的Cu、Zn、Pb、Cr元素富集量平均值最高,分别为112.108、248.625、4.422 、7.791 mg/kg,苕溪水系Cd、As、Hg元素富集量平均值最高,分别为0.290、2.943、0.059 mg/kg。THQ评价结果显示各水系铜锈环棱螺除了As外无单一重金属潜在健康风险,但多种重金属复合暴露的健康风险(TTHQ)结果显示各水系铜锈环棱螺重金属TTHQ值均大于1, As的贡献率均超过80%,表明居民长期食用环棱螺具有重金属复合暴露健康风险及As单一重金属潜在健康风险,重金属复合暴露风险来源于As元素的污染。五个水系潜在重金属复合暴露风险排序为:洮滆水系>苕溪水系>沿江水系>黄浦江水系>杭州湾-长江口水系。
长三角城市群旅游环境承载力时空分异格局与空间效应研究

旅游环境承载力的空间分异及其关联规律是客观存在的,科学评估承载能力和制定空间管控政策是促进区域旅游可持续发展的重要路径。以2000 ~ 2018年长三角城市群26个城市面板数据为研究样本,统筹考虑经济、社会、资源、生态要素并将其纳入驱动力-压力-状态-影响-响应系统,建立基于DPSIR理论模型的旅游环境承载力评价指标体系,采用空间自相关方法揭示长三角城市群旅游环境承载力的空间关联特征,并运用空间计量模型及其偏微分分解方法对旅游环境承载力的空间溢出效应进行分析。结果表明: (1)研究期间,长三角城市群旅游环境承载力整体保持波动上升态势,并呈现“东南高、西北低”的空间分布特征。 (2)旅游环境承载力呈现较强的空间集聚与关联特征,空间关联强度呈“上升-下降-上升-下降”的“M”字型变化趋势。(3)旅游环境承载力具有显著的空间溢出效应,本地城市旅游环境承载力指数每增长1个单位,将带动邻近城市增长0.637个单位。经济发展水平、科技进步水平、环境规制强度、旅游产业集聚对本地城市旅游环境承载力存在直接效应,对邻近城市存在不同程度溢出效应。为有效挖掘新时期长三角城市群旅游环境承载潜力,应重视城际之间旅游环境承载力空间关联与溢出效应,充分发挥城际之间合作联动作用,推动旅游环境复合系统要素的空间合理配置。
基于非靶向代谢组学的红花大金元不同生育期烟叶代谢图谱差异分析

【目的】为分析不同生育期烟草烟叶代谢图谱差异。【方法】以烟草品种红花大金元为研究对象,采集团棵期、现蕾期和成熟期烟叶样品,利用LC-QTOF/MS进行代谢指纹图谱检测,利用统计分析方法对差异代谢物进行筛选,基于Spearman相关分析计算代谢物之间的相关性系数,利用MetaboAnalyst软件进行代谢通路富集分析。【结果】(1)不同生育期烟草样品代谢图谱存在明显差异,共鉴定出245个差异代谢物,其中类黄酮、有机酸、氨基酸、核苷、生物碱、脂类等物质种类最多。(2)烟碱及其衍生物,如烟碱-1-氧代、麦斯明、假木贼碱、马钱子碱、新烟碱、2,3'-二联吡啶,均随烟草生育期而逐渐累积,而与烟碱合成相关的前体物质,如精氨酸、亚精胺、腐胺、羟基丁酸等,均随着生育进程逐渐减少,且与烟碱含量显著负相关。(3)与次级代谢物合成相关氨基酸和有机酸等物质在团棵期或现蕾期含量较多,而在成熟期含量较低,与成熟期次级代谢物合成有关。(4)大部分类黄酮和酚酸组分在成熟期时含量较高,可以提高烟草抗病和抗逆能力。(5)相关性分析发现,烟碱含量与谷氨酸、泛酸、吡哆醛、蜜二糖、3-羟基邻氨基苯甲酸和顺式玉米素-o-葡萄糖苷等物质显著正相关,可能是调控烟叶中烟碱含量的重要标志物。【结论】基于代谢组学揭示了不同生育期烟草代谢物变化规律,为优质烟草育种及品质分析提供技术支撑。
近40年增暖背景下岷江流域降水异常变化

气候变化是我国西南地区滑坡、泥石流等主要山地灾害的重要致灾因子,而岷江流域又是山地灾害典型分布区。为此,本文采用1979-2018年流域及其周边47个地面气象站点日值观测资料,综合考虑了海拔高度和距海岸线距离等因素对气温、降水空间分布的影响,基于ANUSPLIN空间插值,利用线性趋势、M-K检验和滑动t检验等方法,分析了增暖背景下岷江流域降水时空变化特征;并通过11个极端降水指数,分析了流域极端降水变化趋势和突变特征,检测了降水异常年份,提取了旱涝急转出现频次;在此基础上,讨论了流域气候变化对典型山地灾害事件的影响。分析表明: 1979-2018年,岷江流域普遍增暖,上游山区升温幅度更为突出;年、季降水量整体均呈增多趋势,降水增多主要发生在春、秋两季,且以流域上游、中游西部山地增幅最大;流域高山站点有极端降水量增多、降水强度增大的趋势或突变,流域中下游站点则多表现为极端降水减少、降水强度减弱;降水异常变化与西南涡,特别是更加频繁的九龙涡活动有关;流域由旱向涝急转发生的频次显著增多。上述温湿组合与极端降水变化均加大了岷江流域山地灾害发生概率,使得灾害风险加剧。
基于FLO-2D的泥石流灾害风险评价--以麦多沟泥石流为例

针对4种极端降雨工况下泥石流威胁范围和存在的潜在风险,以单个建筑物作为评价单元,对西藏察雅县城麦多泥石流灾害进行风险评价,包含泥石流危险性分区、易损性分析和风险评价3方面主要内容。文中阐述了整个精细化风险评价的流程:首先基于实地获取的无人机三维地质模型,利用FLO-2D软件模拟麦多沟在4种极端降雨工况下(10%、5%、2%、1%)泥石流暴发过程,对其潜在威胁区进行危险性分区;基于实地走访调查所得数据,进行影响范围内建筑物和人口的易损性分析;将危险性和易损性归一化处理,以单个建筑物作为评价单元,经过ArcGIS平台叠加运算,最终得到研究区建筑物风险和人口风险分区。评价结果可为当地地质灾害、风险管控工作提供科学参考依据,评价流程对今后泥石流灾害的精细化定量风险评价有一定的借鉴意义。
倒梯形布筋方式的加筋土挡墙承载破坏性能分析

基于已有室内条形基础下倒梯形布筋加筋土挡墙模型试验,采用FLAC~(3D)有限差分软件建立加筋土挡墙三维数值模型,探讨了基础偏移距离D对挡墙极限承载力、面板水平位移、筋材拉应力分布以及潜在破裂面的影响。研究结果表明:基础的极限承载力随着基础偏移距离D的增大呈现出先增后减趋势,通过综合分析基础的极限承载力、0.1 b(b为基础宽度)沉降量对应的承载力以及基础最终沉降量,得出基础最佳偏移距离D=0.45 H(H为墙高);当D/H≤0.45时,挡墙面板的最大水平位移出现在顶部,当D/H>0.45 H时,挡墙面板最大水平位移出现在挡墙的中部距离墙趾约0.4 H的位置;随着D/H的增加,筋材的拉应力峰值逐渐向挡墙内部偏移,在筋长方向上均呈非线性分布;挡墙的潜在破裂面受基础偏移距离D影响显著,破裂面位置整体向荷载方向偏移,且可用指数型曲线表示。
南京极端降水变化对低影响开发设施设计雨量的影响

增多趋强的极端降水事件给城市内涝防控带来巨大挑战。本文利用南京站(站号:58238) 1951-2020年完整的、长序列日降水资料,计算了强降水量、暴雨日数、降水集中度等指标,研究极端降水事件的变化趋势、波动性、突变性、贡献率,分析其对低影响开发设施设计雨量的影响程度。结果表明:近70年来,南京极端降水事件呈波动上升趋势,强降水量增加趋势为19.6 mm/10 a;降水集中度指数无明显变化趋势。极端降水事件的年际波动明显,20世纪90年代后强降水事件逐渐增多,多个极端降水指数在2000年前后发生气候突变。受极端降水事件增多趋强的影响,低影响开发设施的设计雨量增大,85%年径流总量控制率对应设计雨量在34.1~40.3 mm之间波动上升,增加趋势为1.04 mm/10 a。
高温高压高产气井油管柱三维非线性流致振动模型

针对高温高压高产(三高)气井流体诱发油管柱振动失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理,考虑了油管自重、井眼轨迹变化、井筒温度压力变化、油套管接触碰撞等因素,建立了三高气井油管柱三维非线性流致振动模型。采用拉格朗日和三次埃尔米特函数离散控制方程,并使用增量形式的Newmark-β和Newton-Raphson联合迭代求解离散后的控制方程。根据中国南海三高气井参数,采用相似原理,设计了油管柱流致振动模拟试验装置,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,验证了振动模型的正确性。采用实例井参数,分析了油管柱振动特性,结果表明,上部油管三维空间横向振动明显,而中下部油管长时间紧靠于套管壁上发生振动,导致下部油管易发生纵向和横向的磨损,同时油管纵向振动出现混沌现象,且中下部位置油管混沌现象最明显,因此,现场设计人员需重点关注下部油管柱的安全性。
山脉地形迎风面输电线路风偏响应特性

基于计算流体动力学(CFD)方法,得到了山脉迎风面输电线路横向和竖向平均风速,研究了线路架设位置、杆塔呼称高、山脉坡度三种因素对输电线路风速的影响。建立了跨越山脉的四档输电线路有限元模型,分别利用山地风速和平地风速计算线路风偏响应,得到风偏角增大百分比。同时利用响应面方法建立了三种因素和风偏角增大百分比的二次回归方程。研究表明:当线路越靠近山脊,杆塔呼称高越高,线路风偏越严重。对于架设在山脉总高度3/4以下的线路,设计时可以适当减小设计风速,既保证线路风偏安全性又可提高经济性;架设在山脉总高度3/4以上的线路,应适当增大设计风速,以提高输电线路风偏安全性。
圆柱滚子轴承振动信号时频特征提取及状态识别

为深入研究变工况下滚动轴承故障特征信息提取及状态识别方法,分别以圆柱滚子轴承三种典型状态件(轴承正常、外圈磨损、滚动体磨损)为研究对象,开展变工况下的圆柱滚子轴承振动信号特性分析。搭建了某型特种车辆变速箱圆柱滚子轴承实验台架,通过实验台架采集了不同输入转速作用下的圆柱滚子轴承故障振动信号。在此基础上,采用广义S变换(Generalized Stockwell Transform,GST)对原始振动信号进行时频域转换,将获得的二维时频矩阵作为特征矩阵;对特征矩阵进行奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD),获得表征圆柱滚子轴承典型状态件特征信息的奇异值向量组;将提取的奇异值向量组输入支持向量机(Support Vector Machine, SVM),利用SVM实现圆柱滚子轴承不同状态类型识别。结果表明:该方法可有效实现变工况下圆柱滚子轴承振动信号特征信息提取及状态识别,为旋转机械设备在线监测提供了一种有效手段。
微波辐射对神木烟煤自燃倾向性的影响

为揭示微波辐射对烟煤自然倾向性的影响规律及作用机制,给微波辐射在煤层增透中的安全应用提供参考,采用程序升温实验结合交叉点温度法研究了微波辐射对神木烟煤自燃倾向性的影响,采用X射线衍射法分析了煤样晶格结构在微波改性后的变化。结果表明:微波辐射使得150 ℃以下煤样产生的CO与CO_2体积分数均大于原煤产生的CO与CO_2体积分数,且微波处理后生成C_3H_8的时间提前。在150 ℃以上,短时间(1 min)微波处理煤样的烃类气体生成趋势与原煤的烃类气体生成趋势相似,但长时间(>1 min)微波处理后,C_2H_4和C_3H_8气体产量在160 ℃~180 ℃先下降后上升,反映了气体生成路径的变化。随着微波辐射时间从0 min增大到4 min,交叉点温度先降低后升高,自燃倾向性指数先减小后增大,煤自燃风险先变大后减小,微波辐射3 min时煤样自燃风险最大。随着微波时间从0 min增大到4 min,晶面层片间距先增大后减小,石墨化程度先降低后升高;同时堆积高度先减小后增大,晶格有序性先降低后升高。
金属镁生产新工艺研究现状与进展

镁是地壳中含量较为丰富的金属元素,可用于助剂、添加剂与结构功能材料,有广阔的应用潜力。金属镁进入工业化生产,主要经历了电解法与热还原法,并分别衍生出各种电解法工艺与热还原法工艺。本文综述近20年国内外镁冶炼技术的研究现状,详细介绍一些典型的新型镁冶炼技术工艺,其中部分工艺方法已进入中试与产业化示范阶段,为我国原镁冶炼技术的发展起到了示范引领作用。最后,针对主流生产工艺存在的问题以及当前新工艺的研究现状,提出原镁冶炼技术发展的建议与思路。
Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金的室温轧制组织与力学性能

Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al(质量分数,%)合金铸态试样经均匀化和热挤压后获得挤压板材,分别对均匀化板材和挤压板材进行室温轧制和时效处理;采用OM、SEM、TEM和EBSD分析其微观组织结构,同时测试其硬度和拉伸力学性能,旨在研究上述合金在不同加工工艺下的组织与力学性能演变。结果表明:经室温轧制的均匀化板材组织由等轴晶转变为伴有孪晶的变形晶粒,再结晶处理后转变为静态再结晶晶粒;18R-LPSO结构发生收缩、聚集。峰时效处理后,部分晶粒内部析出大量层错和β'相,规定塑性延伸强度(R_(p0.2))与抗拉强度较时效前分别提高24%和23%;室温轧制后,挤压板材的再结晶晶粒尺寸稍微增大, 18R-LPSO结构出现不规则的弯曲与分层现象;时效后,板材的规定塑性延伸强度、抗拉强度和伸长率分别达到383 MPa、420 MPa和5.5%。
喷射成形超高强Al-Zn-Mg-Cu合金研究进展

采用喷射成形技术制备的金属材料锭坯具有成分均匀、晶粒细小、内应力小、可高合金化等特点。该技术自20世纪60年代发明起,受到广泛的研究并实现产业化推广应用。我国自20世纪90年代起逐步开展了大量基于实验室条件的基础和应用研究,但许多研究者认为喷射成形材料不可避免的孔隙问题限制了其应用。随着我国喷射成形关键技术的突破,实现了大规格(d600~800 mm)铝合金锭坯的工业化生产,为围绕该技术及其高性能金属材料产品的研究、开发与应用提供新的可能。本文综述了喷射成形的原理及特点、技术现状与应用,重点围绕喷射成形高强Al-Zn-Mg-Cu合金,从整体研究进展及应用情况、显微组织与性能、变形加工技术、热处理工艺等方面进行了综述,提出研发展望,以期为喷射成形高性能Al-Zn- Mg-Cu合金的研究与开发应用提供参考。
地震及次生突发灾害下公路桥梁网络韧性评估

为明确地震作用和地震引发的次生突发灾害(EISE)对公路桥梁网络韧性的影响,首先,提出综合考虑区域地震危险性、EISE特性、桥梁易损性和交通流特性等因素的公路桥梁网络韧性分析方法;然后,分析EISE的响应机制,建立EISE对公路桥梁网络影响的模型,并发展地震及EISE作用下公路桥梁网络功能状态分析方法;最后,建立公路桥梁网络应对地震及EISE韧性评估指标,通过美国旧金山部分公路桥梁网络在地震及EISE作用下的韧性评估算例,验证该方法的实用性和有效性。结果表明:与单体桥梁相比,桥梁网络性能受地震动和EISE的相互作用,不仅受地震强度的影响,还受到地震位置的影响。所提方法能够合理评估桥梁网络应对地震EISE韧性。
内河船舶远程驾驶控制系统安全分析

为提高内河远程驾驶船舶航行安全,提出了面向不同自主水平(远程遥控和远程监督) 、有无船员值守的内河船舶远程驾驶控制结构;采用系统理论过程分析(STPA)方法进行安全性分析,确定13种系统级危险,识别系统危险的47个不安全控制行为(UCA),设计缓解UCA的49个安全策略;并应用于汤逊湖7 m模型试验船远程驾驶控制系统的原型开发。结果表明:当远程驾驶船舶自主水平提高时,最高有效性安全策略数量将会提高,系统安全性将会提升;当有船员值守时,最高有效性安全策略会显著增加,系统安全性会增加但人员失误导致的风险也会增加。
地下煤自燃隐蔽火源探测方法综述及新技术展望

为精确判定地下隐蔽高温火区的位置和范围,针对现有隐蔽火源探测常用的技术手段(热红外探测法、电阻率法、气体探测法、测氡法及数理解算法等)的原理及应用概况,分析煤矿井下隐蔽火源探测技术的研究发展现状,对比各类探测技术手段优缺点。结果表明:现有的常规探测技术可一定程度上实现煤矿井下采空区隐蔽火源位置探测及圈定,但受实际环境因素影响较大,难以实现位置和煤自燃程度的精准判定。声学法测温技术是一种相对成熟有效的温度检测技术,已在大气、海洋、高炉测温等领域广泛应用。在学科交叉融合理念的推动下,结合煤矿采空区隐蔽火源探测需求,探索基于声学法的煤体温度场重构方法,将为采空区隐蔽火源的精准探测技术发展提供新的研究方向和研发思路。
长三角乡村多功能时空演化特征与驱动机制

乡村多功能是乡村地域系统发展的重要特征,有效识别其时空格局特征与驱动机制,是促进乡村振兴发展的重要依据。该研究以长三角作为典型研究案例区,在界定乡村多功能内涵特征基础上,构建出乡村多功能评价指标体系,运用熵权TOPSIS法定量测度2000-2020年长三角乡村多功能水平;综合GIS空间分析、空间自相关模型及地理探测器模型等对研究期间长三角乡村多功能时空演化及驱动机制进行初探。结果表明:1)2000年以来长三角乡村多功能水平呈现提升态势,并表现出"南高北低"区域差异特征;分项功能水平差异表现为乡村生产功能>乡村生活功能>乡村生态功能。2)研究期间长三角乡村多功能全局上表现出显著的正自相关;局部上,长三角乡村生产功能H(High)-H(High)型主要集聚在皖北地区,乡村生活功能H-H型主要集聚在苏南地区,而乡村生态功能H-H型主要分布在浙西南地区。3)长三角乡村多功能形成和演化受到自然地理环境和经济社会发展因素综合影响,其中地区经济实力、城镇化水平及固定资产投资是影响长三角乡村多功能演化的主导因子,且与其他因子交互驱动力强于单因子作用,交互作用能够增强对长三角乡村多功能时空演化的解释。4)从乡村地域主导功能视角出发,结合各地域类型功能现状、资源环境特征及区域发展背景,因地制宜采取差异化的长三角乡村地域功能优化策略。研究结果可为长三角乡村地域功能定位和发展方向提供科学依据。
基于改进EfficientDet的油橄榄果实成熟度检测

自然环境下自动准确地检测油橄榄果实的成熟度是实现油橄榄果实自动化采摘的基础。该研究根据成熟期油橄榄果实表型特征的变化以及参考国际油橄榄理事会和中国林业行业标准的建议制定了油橄榄果实成熟度标准,并针对油橄榄果实相邻成熟度特征差异不明显以及果实之间相互遮挡问题,提出一种改进EfficientDet的油橄榄果实成熟度检测方法。首先改进特征提取网络,在特征提取网络中引入卷积注意力模块(Convolution Block Attention Module,CBAM)细化不同成熟度之间的特征映射;其次改进特征融合网络,在加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,Bi-FPN)中增加跨级的数据流加强果实的相对位置信息,最后通过623幅油橄榄测试图像对改进的EfficientDet模型进行测试。改进EfficientDet模型在测试集下的精确率P、召回率R和平均精度均值mAP分别为92.89%、93.59%和94.60%,平均检测时间为0.337 s,模型大小为32.4 M。对比SSD、EfficientDet、YOLOv3、YOLOv5s和Faster R-CNN模型,平均精度均值mAP分别提升7.85、4.77、3.73、1.15和1.04个百分点。改进EfficientDet模型能够为油橄榄果实的自动化采摘提供有效探索。
基于根系层水分状态的旱区净灌溉需水量模型构建和应用

为更准确计算灌区净灌溉需水量,促进灌区水资源高效利用,针对降水过剩可能产生深层渗漏和地表径流,以及采用经验公式计算不同作物有效降水量可能错误估算净灌溉需水量的问题,该研究建立了基于根系层水分状态的净灌溉需水量模型。以景电灌区为例,计算了2000-2020年平均净灌溉需水量和有效降水量,并分析了各驱动因子对净灌溉需水量的影响,结果表明:不同作物年净灌溉需水量在319.4~732.3 mm之间,降水利用效率在39.2%~56.1%之间,夏秋作物的降水利用效率高于春夏作物。夏秋作物的年净灌溉需水量与年降水量相关性更强,春夏作物的年净灌溉需水量与作物需水量的相关性更强,所有作物的月净灌溉需水量仅与月作物需水量呈显著正相关(P<0.05)。敏感性分析表明,净灌溉需水量与作物需水量呈正相关关系,与降水量和根系深度呈负相关关系。夏秋作物比春夏作物对降水量和作物需水量的敏感性更强。对净灌溉需水量贡献程度由大到小分别为作物需水量、降水量和根系深度,其中作物需水量贡献率占86.0%发挥主导作用,特定年份根系深度贡献率为12.0%,根系深度对净灌溉需水量的影响不容忽视。与传统净灌溉需水量模型相比,该研究所计算的净灌溉需水量充分考虑了不同作物降水利用效率的差异,计算结果可为灌区水资源管理提供参考。
叠片过滤器水头损失变化规律及杂质拦截特征

为避免叠片过滤器在工程应用中出现水头损失激增导致过滤器频繁冲洗造成水量和能量损耗现象,该研究对5种流速(0.37、0.40、0.43、0.46和0.49 m/s)、5种沙粒浓度(0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 g/L)与5种沙粒级配的中值粒径(49、66、82、100和127 μm)条件下叠片过滤器的水力性能和过滤性能开展全试验。根据不同工况下过滤器的水头损失、拦沙量、拦截沙粒粒径以及拦截沙粒位置分布情况,利用回归分析法确定了清水和含沙水条件下水头损失的计算方法,探究不同沙粒粒径范围引起水头损失显著增加的敏感流速和水头损失变化原因,并分析叠片流道拦截沙粒粒径及拦截沙粒位置分布。结果表明:1)清水条件下过滤器局部水头损失系数为一定值,水头损失仅与有效过水面积有关,含沙水条件下水头损失与流速和沙粒浓度相关,并得出三者之间的关系,决定系数达到0.90以上;2)0~50、>50~75、>75~100、>100~125和>125~150 μm的沙粒粒径引起水头损失显著增加的敏感流速分别为0.37、0.40、0.43、0.46和0.49 m/s;3)水头损失和拦沙量的相关性较强,二者在沙粒粒径越大的含沙水下受流速的影响程度越小;4)0~65 μm的沙粒可穿出流道,>65~100 μm的沙粒能够被流道截留,叠片拦截最小沙粒粒径与流道最小截面内切圆直径关系为1∶1.8,>100~125 μm的沙粒易堆积流道进口处,>125~150 μm的沙粒无法进入叠片。研究可为不同灌溉参数设置下合理配置和使用叠片过滤器提供参考。
旋刀式荸荠芽根同步切除装置设计与试验

针对荸荠芽和根切除工序复杂、效果差、切削力较大等问题,该研究设计了一种旋刀式荸荠芽根同步切除装置,借助荸荠自身重力和装置结构形式进行限位,由回转刀片组同时切除芽和根。首先对荸荠运行及切削过程展开理论分析,确定关键部件结构形式与参数范围。进一步在EDEM离散元软件中以荸荠芽和根的切削力为评价指标,以锯齿旋切刀几何参数和切削速度为影响因素开展仿真优化试验,得到最佳参数组合为:锯齿底长5 mm,齿高15 mm,切削速度0.103 m/s。搭建测力平台对仿真结果进行验证,并与平刃旋切刀进行性能对比。结果表明,优化后的锯齿旋切刀可减小23.29 %的切削力。基于Box-Behnken原理设计定位孔内壁优化试验,得到最佳参数条件下荸荠的斜切高度差为4.5 mm。研究结果可为荸荠芽根切除装置设计提供参考。
秸秆还田对黄土旱塬麦田土壤团聚体有机碳组分的影响

探究不同秸秆还田量对黄土旱塬麦田土壤团聚体稳定性及碳库变化特征的影响,可为旱作农田土壤培肥提供理论依据。在晋南旱地冬小麦种植区,设置S0(不还田)、S1/2(1/2倍还田)、S1(1倍还田)、S2(2倍还田)4个处理,通过连续3 a试验研究了不同秸秆还田量下土壤团聚体组成及稳定性变化情况,土壤及各粒级团聚体中总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)、轻组有机碳(Light Fraction Organic Carbon,LFOC)、重组有机碳(Heavy Fraction Organic Carbon,HFOC)与胡敏素碳(Humin Carbon,HM-C)、胡敏酸碳(Humic Acid Carbon,HA-C)和富里酸碳(Fulvic Acid Carbon,FA-C)含量的变化特征,以及各粒级团聚体中有机碳组分与团聚体稳定性之间的关系。结果表明:黄土旱塬麦田土壤,随着秸秆还田量的增加,>0.25 mm大团聚体含量逐渐增加,<0.25 mm微团聚体及粉黏粒含量逐渐减少;S2处理下,平均重量直径、几何平均直径、>0.25mm团聚体质量百分数较S0处理分别增加了14.7%(P<0.05)、22.2%(P<0.05)、13.9%(P<0.05),提高了团聚体的稳定性。秸秆还田提高了全土TOC含量,以S2处理下土壤TOC含量最高,较S0处理增加了28.1%(P<0.05)。另外,秸秆还田提升了>0.25~2 mm团聚体中HM-C、HA-C和FA-C含量,其中S2处理较S0处理分别提高了19.0%(P<0.05)、25.5%(P<0.05)、14.9%(P<0.05),并且胡敏酸碳和富里酸碳的比值(HA-C/FA-C)也随着秸秆还田量的增加而提高。<0.053 mm粉黏粒的FA-C含量变化是引起水稳性团聚体稳定性变化的主要原因,能解释其变化的64.1%。总体表明,秸秆还田促进了黄土旱塬麦区土壤水稳性微团聚体向水稳性大团聚体的转化,提高了团聚体稳定性。秸秆还田增加了土壤及各团聚体中有机碳及其组分含量,并进一步提高土壤腐殖化程度,且秸秆还田量越高,提升幅度越大。2倍秸秆还田量对当地土壤有机碳含量提升、土壤结构改善的效果最好。研究结果对旱地土壤肥力和碳汇能力提升具有重要意义。
基于梯度下降和角点检测的玉米根茎定位导航线提取方法

针对玉米根茎图像信息,提出一种在拔节期后玉米大田环境下快速、精准提取导航基准线的新方法。首先利用2G-B-R和最大类间方差法分割图像,并利用形态学处理提高图像质量,对去噪图像像素按列累加获取垂直投影。传统峰值点法在寻找特征点时需要设定阈值,耗时长且伪特征点多,因此提出一种基于梯度下降的特征点寻找方法,利用某点沿梯度下降的方向求解极小值从而求得特征点。根据角点检测原理,利用特征点像素各个方向梯度变化不同剔除伪特征点,解决了传统算法异常点过多、错误剔除玉米根茎定位点等问题,最终采用随机采样一致算法拟合导航线。试验结果表明,与传统算法相比该算法能够很好的适应复杂环境,实时性强,即使在缺苗、杂草等情况下仍具有很强的鲁棒性,平均处理准确率为92.2%,处理一帧分辨率为1 280像素×720像素的图像平均耗时为215.7 ms,该算法为智能农业化机械在玉米田间行走提供了可靠的、实时的导航路径。
精确几何薄曲梁曲壳分析的分区级数解

薄梁板壳的数值计算涉及关于挠度的4阶微分方程,其困难在于构造C1连续的近似函数;同时,由于薄曲梁和曲壳控制方程的复杂性,通常用直梁或平板单元近似地模拟曲梁或曲壳,容易产生几何误差进而带来力学分析上的误差。前期研究采用独立覆盖流形法实现了基于厚梁板壳假设的精确几何曲梁和曲壳分析,本文在此基础上讨论了这种新型流形法的分区级数解的C1连续性,完成了基于Euler-Bernoulli梁理论和Kirchhoff-Love板壳理论的精确几何薄曲梁和曲壳分析,并解决了几何公式推导复杂的问题。详细给出了薄曲梁的计算公式,简述了薄曲壳的计算过程,将前期文献中的算例在薄梁板壳假设下重新计算,验证了方法的有效性,相比厚梁板壳假设可节省约30%的自由度。研究成果同时展示了应用独立覆盖流形法求解4阶微分方程的潜力。
K_2O/Na_2O对不同水泥基材料早期收缩及开裂的影响

通过外掺Na_2SO_4和K_2SO_4将低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总碱含量调节至1.2%,并使K_2O/Na_2O (质量比)控制在0.4~13.7范围内,探讨了K_2 O/Na_2 O对3种水泥基材料收缩和开裂的影响。并基于微量热技术、电子显微镜技术和能谱技术,揭示了K_2 O/Na_2 O对不同水泥基材料收缩和开裂的影响机制。研究表明,随K_2 O/Na_2O的增加,低热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩增加,中热硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩先降低后增加,而不同水泥基材料开裂敏感性始终表现为增加。K_2O/Na_2O引起不同收缩特性的主要原因与水泥基材料水化进程有关,而不同的开裂敏感性,除与收缩性能相关外,还受水泥基材料水化产物水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙(CH)形貌及界面过渡区(ITZ)元素富集的影响。
长江水问题基本态势及耦合关系分析

受到不断增强的人类活动与日益频繁的气候变化的叠加扰动,长江新老水问题纷繁交织。结合“十四五”规划和长江大保护的新要求,从宏观层面分析了当前长江面临局部地区缺水、涉水管理水平不足等水资源问题,沿江总磷排放超标、持久性有机污染物污染特征尚不明确等水环境问题,生态容量下降、生物资源锐减等水生态问题,以及极端洪涝干旱事件频发等水灾害问题的基本态势。最后从水系统角度揭示了温度升高等气候变化因素和水电开发、航运、农业活动、城市化进程等人为因素对长江“四水”(水资源、水环境、水生态、水灾害)问题发展变化的外在驱动影响,深入剖析了长江“四水”问题之间的内在关联反馈机制,以期能够增加人们对长江水问题耦合关系的了解,提高系统治理长江水问题的能力。
典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015年6期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:1990-2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数(NP)从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020-2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。
双乳内动脉应用方式对冠状动脉旁路移植术中旁路移植血管血流的影响分析

目的分析双侧乳内动脉(BIMA)不同的应用方式对冠状动脉旁路移植术(CABG)中旁路移植血管血流的影响。方法回顾性分析2018年1月至2020年12月期间在北京大学人民医院心脏外科使用BIMA行CABG的82例患者临床资料,其中男75例,女7例;平均(56.9 ± 9.8)岁。按照BIMA作用左、右冠状动脉靶血管不同,分为双侧组(B组,23例)和左侧组(L组,59例);按照右乳内动脉(RIMA)是否离断分为原位组(I组,57例)和游离组(F组,25例)。应用瞬时流量测定技术测量旁路移植血管血流各项参数,出院前行冠状动脉CTA检查评价旁路移植血管通畅情况。结果围手术期死亡1例(1.22% )。旁路移植血管血流方面,与L组相比,B组中RIMA平均流量更高(P =0.013);与F组相比,I组中的左乳内动脉(LIMA)搏动指数值更低(P=0.007),RIMA平均流量更高(P= 0.016),BIMA平均流量总和更高(P= 0.033),且LIMA出现平均流量< 15 ml/min的例数更少(P = 0.023)。出院前复查冠状动脉CTA,1例RIMA到右冠状动脉旁路移植血管闭塞。结论使用BIMA行CABG时,尽量使用原位乳内动脉。RIMA用于右冠状动脉比用于左冠状动脉时旁路移植血管血流更佳。BIMA早期通畅性好,是稳定理想的冠状动脉旁路移植物。
金属有机骨架材料在轻烃分离领域的研究进展

轻烃是石油化工行业中的基本原料,轻烃混合物的分离和纯化是轻烃生产过程中的重要组成部分。传统的分离技术(如低温精馏和溶剂萃取等)面临着能耗高和经济性差的问题。利用多孔材料对轻烃进行吸附分离是一种更为节能、环保和有前景的技术。金属有机骨架材料(MOFs)由于孔隙率高、比表面积大、孔尺寸可调和结构多样等特点而被认为是轻烃分离领域很有潜力的材料。综述了近年来MOFs作为分离剂在天然气分离纯化、烷烃烯烃分离和炔烃烯烃分离方面的研究进展,并对MOFs在轻烃分离领域存在的挑战和发展前景进行了讨论和展望。
峰丛洼地流域植被覆盖度时空演变及其归因

采用像元二分模型估算2000~2020年桂西南峰丛洼地流域的植被覆盖度,并借助Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验方法以及Hurst指数等分析方法对研究区域内植被覆盖度的空间分布、未来趋势和可持续性进行深入解析,最后引入地理探测器对其驱动力因素进行定量化分析.结果表明:(1)年际变化上,流域21a间植被覆盖度呈递增趋势,增速为0.6754a~(-1).喀斯特区域增长速率(0.774a~(-1))>非喀斯特区域增长速率(0.5751a~(-1));(2)空间尺度上,研究区域植被覆盖度整体上呈现出“北高东低”的格局,其中82.68%的区域植被覆盖度显著增加,仅有0.61%区域表现为显著减少;(3)未来变化趋势上,区域植被覆盖度的Hurst指数介于0~1之间,平均值为0.8207,呈现出向右单峰偏斜,即研究区未来植被覆盖度呈现出持续改善的趋势;(4)驱动力机制上,土地利用/覆被(LULC)是整个研究区域植被覆盖度的主导因素;各驱动因子对植被覆盖度空间分布均表现出明显的交互作用,其中土地利用/覆被(LULC)与人口密度(pop)的交互作用最强.
供水管网水中金属元素赋存形态及相关性研究

供水系统中水体的金属元素赋存形态复杂,具有特殊的化学和生物特性,是保障饮用水安全稳定的重要控制指标。以南方N市实际供水管网为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了水体中16种金属元素的赋存形态,并分析了各金属之间的相关性。结果表明,该市供水管网中总铝的增加主要是由悬浮态铝的增加引起的;总铁、总锰、总锌的增加主要是由悬浮态和可溶态铁、锰、锌的两种形态同时增加引起的;总钡的变化是由可溶态钡的增加所造成的。管网水中悬浮态铝、铁、锰的含量存在较大的空间差异。Pearson相关性分析显示:悬浮态金属之间,铝与锰、铝与钡、锰与铜、锰与钡呈强正相关性(p<0.01),铝与钛、铝与铜、钛与铁、铜与锌、铜与钡呈中等正相关性(p<0.01)。
高应力厚煤层大巷孤立煤体蠕变失稳冲击机理及防治研究

针对高应力大巷煤柱区孤立煤体在无明显采掘扰动情况下频繁发生冲击显现的现状,以山东赵楼煤矿七采区高应力厚煤层大巷煤柱为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场调研等方法,研究了不稳定蠕变作用下高应力厚煤层大巷围岩和孤立煤体的应力演化规律,揭示了高应力大巷孤立煤体蠕变失稳冲击机理:在高应力作用下煤层巷道围岩发生不稳定蠕变,不稳定蠕变弱化了巷道支护体系,增大了孤立煤体的应力集中程度,当大巷孤立煤体弹性承载区集中应力超过其极限承载能力时,高应力孤立煤体发生冲击失稳。建立了高应力厚煤层大巷孤立煤体蠕变失稳及冲击力学模型,推导出了大巷孤立煤体蠕变失稳冲击的力学判据,据此提出了高应力厚煤层大巷孤立煤体冲击地压防治对策,通过现场实践验证了理论分析的合理性。
大蒜切片废水处理技术研究进展

通过综述近年来大蒜切片废水的特性及各处理工艺的研究进展,对目前所采用物理处理(吸附、膜过滤)、生物处理(厌氧、好氧、厌氧+好氧)和化学处理(微电解、高级氧化)方法进行了对比分析,总结了不同工艺对大蒜废水的去除效率,并对大蒜切片废水处理技术今后的发展方向作出了展望,以期为大蒜废水的处理及实际应用提供理论支撑。
儿童先天性心脏病TBX20基因突变及功能探讨

目的:对先天性心脏病(先心病)患儿进行TBX20基因突变研究,探讨TBX20基因与先心病发生机制之间的关系。方法:对203例中国汉族先心病患儿(病例组)进行TBX20基因编码区测序,同期300例门诊体检健康儿童为对照组,检测可能的先心病相关性基因突变。对新发现的突变应用蛋白质结构预测服务器I-TASSER进行同源建模,对TBX20基因野生型及突变后的蛋白质结构模型进行预测分析。并进一步构建TBX20野生型及突变型表达载体,分别转染到COS7细胞中,通过双荧光素酶报告基因检测它们在NKX2.5 、GATA4协同作用下对下游靶基因心钠素(ANF)启动子转录激活作用的影响。结果:(1)病例组1例房间隔缺损患儿发现一个新的TBX20基因错义突变c.187G>A(A63T),DNA序列中第187位鸟嘌呤突变为腺嘌呤,导致氨基酸序列中第63位丙氨酸变为苏氨酸,在对照组中均未发现该变异。(2)对错义突变A63T进一步研究中,TBX20同源建模显示第63位的非极性、疏水性丙氨酸变为极性、亲水性的苏氨酸,与Gly65、Gly68间的氢键断裂,与Asp62、His64形成新的氢键,导致蛋白质构象发生变化。(3)体外细胞实验双荧光素酶报告基因检测结果显示A63T突变型TBX20对下游靶基因ANF启动子的激活作用较野生型增强(P <0.01)。结论:新发现的TBX20基因错义突变A63T导致蛋白质空间构象发生改变,可能通过上调ANF启动子活性而参与先心病的发病机制,拓宽了房间隔缺损的基因突变谱。
结合小波降噪与BP神经网络的GNSS-IR土壤湿度反演

针对如何有效提高GNSS-IR土壤湿度反演中卫星信号质量不高以及植被覆盖和地表粗糙度带来的散射影响等问题,提出了一种小波分解与BP神经网络相结合的方法,利用小波分解变换替代传统的多项式拟合法,从而获取高质量的卫星信噪比观测值进行土壤湿度的反演。利用PBO H_2O的土壤湿度以及近点的气象站数据作为参考依据,以2017年PBO 036测站的GNSS数据为基础建立模型并评估分析。实验结果表明,结合小波变换与BP神经网络的土壤湿度模型反演结果与实测数据在大体趋势上基本一致,其均方根误差为0.015,决定系数R~2为0.943,对比传统相位线性回归模型有很大的提升,同时有效改善了单颗卫星反演时出现的异常跳变现象,进一步证明了该方法的精确性与可靠性。
基于珞珈一号和随机森林的兰州市GDP空间化

GDP空间化是反映区域经济内部差异的重要途径,目前的GDP空间化大多基于县级及以上行政单元的统计数据实现,准确性偏低。该文基于兰州市118个乡镇街道单元进行GDP的1km×1km格网空间化。实验采用了珞珈一号夜间灯光数据和其他辅助数据(地表温度、路网密度、平地占比、建筑用地占比和归一化植被指数),建模工具使用了多元线性回归和随机森林回归。实验结果显示:乡镇、街道尺度上GDP模拟模型的决定系数可达0.85,高于大多文献得到的基于更大行政单元的模型决定系数;随机森林回归的拟合精度高于多元线性回归;珞珈一号夜间灯光数据在GDP空间化中具有很大的应用潜力;兰州市GDP高密度区集中在沿黄河干流两岸的建成区,次密度区主要位于黄河支流和铁路沿线的地形平缓区以及兰州新区(全国第五个、西北第一个国家级新区)。
锌转运蛋白8在酿酒酵母中的重组表达及其抗原性分析

锌转运蛋白8(zinc transporter 8,ZnT8)是Ⅰ型糖尿病的重要候选抗原,基于ZnT8所开发的自身抗体检测试剂盒可用于帮助诊断Ⅰ型糖尿病,相关产品已在欧美国家上市。目前,国内正在积极开发Ⅰ型糖尿病检测试剂盒,由于国内尚未建立活性ZnT8的重组生产体系,因此这一关键原料严重依赖进口。本研究主要利用酿酒酵母系统开展了ZnT8的重组表达研究。首先,设计了ZnT8的多种抗原形式,分别为C端单倍体蛋白(C)、C端二倍体(C-C)以及N端和C端串联体蛋白(N-C),并使用酿酒酵母系统对上述蛋白进行了重组表达与纯化。随后,通过桥连法ELISA对纯化蛋白进行了抗原性测试,检测13位Ⅰ型糖尿病病人血清及16位健康志愿者血清后发现:C、 N-C、C-C蛋白具有相似的检出率,分别为53.8%(7/13)、61.5%(8/13)及53.8%(7/13);3组的特异性均为100%(16/16);N-C蛋白相对其他2个蛋白而言,其在P3、P4、P8阳性样本上的检测值提高90%以上,表明具有更好的血清抗体识别能力。最后,选取N-C蛋白做进一步的血清样本测试,并将测试结果用ROC曲线进行敏感性及特异性表征,结果表明,与进口金标抗原相比,本方法敏感性无明显差异,特异性有待提高。综上可见,本研究基于酿酒酵母表达生产的ZnT8 N-C串联体蛋白有潜力作为Ⅰ型糖尿病体外诊断试剂开发中的国产替代原料。
肺成体干细胞体外培养模型的研究进展

目前,肺体外培养模型有肺类器官和肺芯片两种主要手段。肺类器官是离体的肺上皮干细胞在体外特定的三维培养环境中生长,自发形成具有自我更新能力的干细胞簇并成功分化出功能细胞。肺芯片是利用人工活性膜为细胞提供组织分层结构,模拟微环境和机械力的仿生微流体芯片。由于原有二维培养模式缺乏精确的微结构和功能,组织体外培养模型作为模拟肺部发育、稳态、损伤和再生机制的研究工具,为肺部纤维化、癌症等疾病的探索提供了新的手段和可能。本文就肺成体干细胞两种体外培养模型的分类、研发历史、建立方法、实际应用、优缺点等方面进行综述,期望为器官移植和再生、药物筛选等应用提供参考。
基于加权算法的空-天遥感升尺度土壤含盐量监测模型

利用无人机卫星遥感升尺度转换方法可以有效提高土壤含盐量监测精度。以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区,4月裸土期表层土壤为研究对象,分别采用主导变异权重法、局部平均法和最邻近法将试验区无人机4波段影像(0.1 m)升尺度至与GF-1卫星(16 m)同一尺度,引入3种变量组合作为模型输入变量并利用多元线性回归模型(Multivariable linear regression,MLR)和BP神经网络模型(Back propagation neural networks,BPNN)构建不同数据源关于土壤含盐量的定量监测模型。在此基础上,采用波段比值均值法对GF-1卫星数据进行修正,实现基于卫星因子的研究区土壤盐分升尺度反演。结果表明,经统计指标评价后得出主导变异权重法在4块试验区针对4波段影像的尺度转换效果总体上优于其他2种转换方法;3种无人机-卫星遥感升尺度转换方法中,主导变异权重法监测效果最佳,局部平均法次之,最邻近法效果最差;对筛选得到的2个模型进行升尺度修正,得到验证效果最佳的监测模型为基于混合变量组的多元线性回归模型,其R2v为0.420,RMSEv为0.219%,比直接采用GF-1卫星数据得到的混合变量组多元线性回归模型R2v高0.217,RMSEv低0.013个百分点。本文研究结果可为卫星、无人机多光谱遥感一体化监测裸土期农田土壤含盐量提供参考。
Y型网式过滤器多目标优化正交试验

为了提高Y型网式过滤器水力性能和抗堵塞性能,以出口与筒体间夹角、入口缩小比、导流片高度和导流片圆心角为试验因素,采用CFD-DEM耦合和物理试验相结合的方法对过滤器内部的过滤过程进行探究。通过系列数值模拟正交试验结果的极差分析探索各因素对水头损失、中速过流量区域面积占比、颗粒分布相对标准偏差及拦截率4个指标影响的敏感度,结果表明:中、高速过流量区域均集中在出口侧,当出口与筒体间夹角越小时,出口截面积与其呈正相关,且对应中速过流区面积越大,水力性能越好。颗粒集中通过区域与中速过流量区域相对应,入口缩小比的增大使颗粒分布越均匀,抗堵塞性能越好。结构优化参数组合为:出口与筒体间夹角35°、入口缩小比22/26、导流片高度10 mm、导流片圆心角90°,其中夹角对综合指标影响最为显著,是结构设计的关键参数。与改进前相比,水头损失减小了36.6%,相对标准偏差减小了43.26%,拦截率提高了3.93个百分点,中速过流量区域面积占比增加了15.77个百分点,表明了优化方案的有效性。研究结果可为网式过滤器的优化设计提供参考。
直线型植保无人机航姿UKF两级估计算法

针对直线型植保无人机航姿测量受磁场干扰严重、磁力计校准动态性能差、航姿估计精度低等问题,提出了一种基于磁力计实时校准的无人机航姿两级解算方法。依据地磁场矢量变化小的特点,利用列文伯格马夸特(Levenberg-Marquardt,LM)算法和磁力计误差模型,建立磁力计实时校准模型,实时计算磁力计误差参数。考虑运动加速度、电机磁场以及环境磁场干扰,采用无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)融合陀螺仪和加速度计实现一级航姿估计,通过四元数精准解析出横滚角和俯仰角姿态信息;然后融合磁力计实时校准数据和陀螺仪修正航向角完成二级航姿估计,最终实现无人机姿态和航向的精准估计。试验结果表明,在外部磁场干扰高达30.97 μT时,实时校准算法仍可快速计算出磁力计校准参数,模长均方根误差为0.59 μT,减小了航向观测信息噪声。本文的航姿测量系统姿态角均方根误差不大于0.75°,航向角均方根误差为1.40°,较互补滤波算法,姿态角精度提高约0.6%,航向角估计精度提高1.38°;动态飞行试验中,姿态估计算法大幅减弱了磁干扰影响,航姿跟踪准确,航向角快速收敛,稳态精度更高。
油菜联合收获机滚筒筛式复清装置设计与试验

针对油菜联合收获机脱粒分离作业后脱出物组分杂,籽粒细小不易分离,导致清选作业清洁率低、人工复清劳动强度大等问题,设计了一种挂接在粮箱上的模块化滚筒筛式复清装置。基于运动学与动力学分析了物料提升螺旋输送器和筛分装置的结构参数与运行参数范围;以滚筒筛式复清装置的损失率、清洁率及筛分效率为评价指标,以滚筒筛转速、筛网内助流螺旋叶片螺距和筛孔直径为影响因素,基于EDEM开展了三因素三水平正交试验,确定了最佳参数组合,并利用收获关键部件试验台开展了验证试验。仿真结果表明:当喂入量为0.6 kg/s时,滚筒筛式复清装置的较优参数组合为筛孔直径5 mm、滚筒筛转速105 r/min、筛网内助流螺旋叶片螺距250 mm,此时滚筒筛式复清装置损失率为0.92%、清洁率为98.96%、筛分效率为95.12%。台架验证试验表明,带有滚筒筛式复清装置的清选系统工作顺畅,在最佳参数组合条件下,滚筒筛式复清装置的损失率为0.96%、清洁率为98.67%、筛分效率为95.36%,对比未增加滚筒筛式复清装置前清洁率提升了4.38个百分点。研究可为油菜联合收获机清选装置结构改进和优化提供参考。
玉米扰动辅助充种高速气吸式排种器设计与试验

针对现有玉米气吸式排种器高速作业引起的种子漏吸,导致作业效果不佳的问题,通过增大充种区域,增加排种盘的充种时间,加强种群离散度,减小吸附压力,并基于此设计一种双重扰动辅助充种高速气吸式排种器。分析不同高度种层种子的受力平衡方程,计算扩容板位置和结构参数。分析扰种台柱和型孔作用下种子运动力学模型,并确定了带扰种台柱的中字型吸种孔排种盘的关键结构参数。以颗粒瞬态法向力为评价指标,运用EDEM软件仿真分析3种排种盘的扰动性能,结合台架试验检测3种排种盘充种性能,得到所设计的排种盘能够有效加强对种群的离散,强化排种盘的吸种性能。台架试验结果显示,当扰动辅助充种高速气吸式玉米排种器作业速度为8 ~ 10 km/h、吸附负压为3.0 ~ 4.0 kPa时,漏播指数不高于5.1%,重播指数不大于4.2%,粒距合格指数不小于94.6%,合格粒距变异系数不大于15.33%;当作业速度为12 ~ 14 km/h、吸附负压为3.5 ~ 4.0 kPa时,漏播指数不高于7.9%,重播指数不大于1.3%,粒距合格指数不小于92.1%,合格粒距变异系数不大于17.67%,高速条件下作业性能较好,各项指标均优于国家标准。
花生收获机自动驾驶作业系统设计与试验

为提高花生收获机的智能化水平,设计了花生收获机自动驾驶作业系统。以东泰机械4HBL-2型自走式花生联合收获机为平台,针对花生收获机操作台、变速机构和作业机构设计了具有CAN总线接口的手自一体化电控系统,采用PD控制算法和Bang-Bang控制算法实现了行走和作业系统的控制。针对花生收获作业农艺要求,设计了花生收获机联合作业策略、自动导航路径规划和路径跟踪控制方法。以行驶速度0.25 m/s在水泥路面和沙质土壤花生地进行了自动驾驶收获作业试验。水泥路面试验结果表明,花生收获机直线跟踪平均绝对偏差为4.34 cm,最大偏差为9.30 cm;沙质土壤田间试验结果表明,花生收获机直线跟踪平均绝对偏差为5.12 cm,最大偏差为12.20 cm,满足花生联合收获作业要求。
大田机械化移栽技术与装备研究进展

中国地域面积广阔,作物种类繁多,育苗移栽对作物抗御干旱、寒冷、病虫害,缩短田间生长期,提高单位面积产量,发展高产、高效农业具有重要意义。机械化移栽是作物机械化生产中的关键技术环节,其技术反映了农业生产机械化和现代化的发展水平。为此,本文综述了国内外大田机械化移栽技术与装备的研究现状及发展动态,分析总结了国内外具有代表性的移栽机自动取植苗装置的结构和类型,阐述了各类移栽技术与机构的工作原理和结构特征。移栽机构的创新是移栽装备创新的源泉,而机械式移栽机构创新的核心是机构综合,并介绍了移栽机构构型与尺度综合方法的研究现状。最后,分析了中国机械化移栽技术与装备发展中存在的问题,提出了未来发展建议,指出高效、精准、低损取植苗技术与机构是水旱田自动移栽作业的重要保障,高效化、信息化、智能化全自动移栽技术与装备是今后机械化移栽技术发展的重要方向。
针刺治疗原发性痛经机制的研究进展及思考

通过检索中国期刊全文数据库及PubMed数据库,对筛选出的针刺治疗模拟原发性痛经(PD)大鼠机制研究文献进行分析,发现针刺治疗PD的机制包括调控内分泌与镇痛物质、调节免疫炎性反应、改善子宫血流、减轻氧化应激等方面。不同针刺干预方式对经穴缓解PD的效应差异机制、经典效穴的特异性机制值得进一步研究,以完善针刺治疗PD的多途径机制研究,为临床优化针刺治疗PD方案提供科学依据。
V/Ce-Al_2O_3催化甲醇选择性氧化制备二甲氧基甲烷

为有效改善催化剂酸性,利用共沉淀法对20V_2O_5/Al_2O_3催化剂载体进行Ce改性制备了不同CeO_2质量分数的双功能催化剂,并对其催化甲醇选择性氧化制二甲氧基甲烷(DMM)的活性进行了研究。由X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、H2程序升温还原(H2-TPR)及NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)表征结果证实,经Ce改性后在催化剂中有效引入了中强酸位点是DMM选择性提高的关键因素,同时也增强了钒氧化物与载体间的相互作用,降低了催化剂的氧化还原性。实验结果表明,当CeO_2质量分数为8%时,催化剂表现出最佳的催化性能,反应温度对甲醇氧化产物有较大影响,低温更有利于DMM的生成。在反应温度为170 ℃时,经20V/8Ce-Al_2O_3催化,甲醇转化率为23.6%,DMM选择性达99.9%。催化剂经循环反应5次后DMM选择性依然为99.9%,研究为改善催化剂酸性提供了有价值的参考。