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新能源接入的直流电网功率平滑控制策略

直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一。为平抑新能源功率波动、负荷突变引起的直流网侧电压波动,设计了以平抑直流并网点功率波动为目标的功率平滑控制策略。构建了含风力发电、光伏发电、储能单元、交流负荷和直流负荷的六端口直流电网拓扑,搭建了基于MATLAB/Simulink仿真平台的六端口直流电网仿真模型,对新能源功率波动、负荷突变及直流线路单极对地短路故障等工况进行了仿真分析,依托于直流电网实验系统开展了实验验证。仿真与实验结果表明,该控制策略可有效减小并网点功率波动,能够较快抑制功率波动引起的直流网侧电压波动,实现了系统的灵活、可靠运行。
计及综合成本的风电–光伏–光热联合出力调度策略

以风电、光伏、光热发电为主的新能源发电发展迅速,多种新能源发电同时并网运行的联合出力调度问题亟待解决。在计及综合成本的前提下,兼顾电网运行约束,提出风电、光伏及光热联合出力调度策略。该调度策略综合考虑火电机组发电成本、风电、光伏发电与光热发电并网消纳的环境效益和运行维护成本、系统旋转备用成本、调峰容量购买成本以及电网安全运行约束等因素。最后,基于遗传算法求解模型,通过IEEE-30节点算例验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该调度模型较之对比模型的综合成本降低了5.46%,该方法能合理调度各发电形式,保证电网运行的安全性与经济性。
直流微电网基于等价输入干扰的自适应无源控制

针对直流微电网孤岛运行时,线路阻抗的不确定性和故障等作用致使控制器输出受系统参数突变的问题,提出了一种基于等价输入干扰的自适应无源控制方法(EID-APBC)。首先采用强跟踪滤波器在线估计出由不确定系统参数变化所引起的控制器等价输入干扰,然后由前馈补偿器对控制器的控制量进行修正补偿,最终消除直流微电网稳定域内的稳态控制误差。仿真结果表明,当系统参数发生变化时,直流微电网母线电压仍能保持在期望的参考值。EID-APBC控制的直流微电网在系统稳定域内具有良好的鲁棒性和控制性能。
换流器同步机模拟控制中的小干扰稳定策略

基于同步电机模拟控制的电压源换流器可以对电力系统稳定发挥积极作用。为此,提出了一种适用于同步电机模拟控制的小干扰稳定辅助控制策略,该策略通过在电压源换流器的同步电机模拟控制中加入一个简单的一阶环节,即小干扰稳定模块来实现。推导了加入小干扰稳定模块后的电压源换流器的动态方程,并通过小信号分析揭示了该模块阻尼振荡的作用机理,指出了其可以在整个系统稳定运行区间内增大阻尼的特性。在PSCAD/EMTDC软件环境中建立了基于本文控制策略的单站无穷大系统和三机九节点系统,并进行了详细电磁暂态仿真。仿真结果表明配置小干扰稳定模块后的电压源换流器,不但可以增大单站无穷大系统的阻尼,而且能够与传统同步发电机协同配合,阻尼多机电力系统的振荡。
基于机群划分方法的风电场理论发电功率计算研究

科学统计风电理论功率对评价其受阻情况至关重要,因此提出一种基于机群划分方法的风电场理论发电功率计算模型:首先,考虑到单机机头风速的测量偏差,通过多步k聚类算法剔除了风速数据中的异常点,完成原始数据清洗;其次,针对风速序列多重共线性特点易造成拟合失真的问题,利用方差膨胀系数进行共线性检验,并以此将风电场划分为线性强相关机群和线性弱相关机群;最后,分别利用风速中位数和弱相关风速序列建立了两个机群的理论功率神经网络拟合模型。实际算例表明:所提出的模型在多次随机测试后,风电场理论功率平均绝对偏差不超过一台单机的额定容量,相关系数接近0.98,电量相对偏差仅为0.47%,均优于其他常用方法。
高寒地区车载柔性电缆终端的局部放电特性与破坏机理

为研究在高寒地区运行的车载柔性电缆终端频繁爆炸的现象,构建了能够复现现场低温环境的局部放电测试系统。研究了放电起始/熄灭电压、放电发展规律以及放电相位谱图在不同低温条件下的特征;同时利用特征参数对放电谱图正负半周不对称的特性进行了分析;此外,分析了柔性终端内部主要绝缘材料在低温下的特性变化。研究结果表明:温度在–10 ℃以下时,放电起始电压与熄灭电压均随着温度的降低而降低,在同一电压下温度越低放电越剧烈;当温度达到–40 ℃时,绝大部分柔性终端在工作电压下即会发生局部放电;低温下柔性终端在负半周放电更加剧烈,这种不对称度随着温度的降低和放电的发展而增大。此外,通过对柔性电缆终端的解剖在应力管与主绝缘之间的交界面发现放电痕迹,分析得出这是因应力管与主绝缘在低温下材料匹配性降低所产生的放电。
电场作用下分子链的取向行为对水树老化电缆修复效果的影响

为提高交联聚乙烯电缆注入式绝缘修复的速率和效果,阐明了利用电场作用提高水树老化电缆修复效果的方法及机理。首先通过加速水树老化实验培养水树老化电缆样本,之后将水树老化电缆样本分为4组,对4组样本分别在不施加电压、施加直流正极性电压、施加直流负极性电压、施加工频电压条件下进行注入式绝缘修复,修复期间定期测量4组样本的介质损耗因数及泄漏电流。修复结束后对样品进行显微镜切片以及扫描电镜(SEM)观察,并对比分析了不同电场修复条件下水树修复电缆样本的微观结构和整体绝缘性能。实验结果表明,缆芯施加电压时电缆样本绝缘恢复速度高于未施加电压样本。并且当缆芯施加直流正极性电压时样本绝缘恢复速度在4组修复样本中最快。此外,SEM观察结果表明,施加直流正极性电压修复样本水树区域修复液与水反应生成物分布最为均匀,填充效果在4组样本中最优。结果表明,注入式修复时施加电压可使交联聚乙烯非晶区的分子链、链段发生取向(定向排列),并且水树通道打开,促进了修复液在绝缘层内的渗透,导致电缆绝缘恢复速度提升。而当电缆施加直流正极性电压时,由于水树区域积累的电荷加强了水树前端的电场,进一步提高了绝缘恢复速度。
LCL型磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计方法研究与实现

为提高磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的输出功率与输出稳定性,采用互感模型对LCL-S型MCR-WPT拓扑结构的等效电路进行了分析,获取了输出功率和传输效率的表达式,提出了系统参数配置方法;完成了应用于小功率用电设备的LCL-S型MCR-WPT系统的参数配置,设计了工作频率为124 kHz、发射线圈与接收线圈间距为12 cm的LCL-S型MCR-WPT系统;通过仿真分析与实验设计,研究了实际应用的负载动态性及发射线圈和接收线圈相对位置的不确定性对设计系统传输特性的影响。分析与实验结果表明:通过对LCL型MCR-WPT系统进行合理参数配置,可提高系统的输出功率和输出稳定性,其中输出稳定性提高了4%。
风机叶片运用超疏水涂层防覆冰的性能衰减

覆冰已经严重威胁到风电的发展,国内外学者针对超疏水涂层对风机叶片覆冰的影响进行了大量的研究,但对风机叶片运用超疏水涂层防覆冰的性能衰减研究较为缺乏。在人工气候室内对涂覆3种不同超疏水涂层的风机叶片试品进行防覆冰性能衰减试验。试验中对风机叶片超疏水涂层的冰层粘结强度、接触角、接触角滞后进行测量;并从水滴湿润模型出发,分析了覆冰/脱冰次数对冰层粘结强度、接触角、接触角滞后的影响。研究结果表明:随着覆冰/脱冰循环的进行,风机叶片涂层表面的冰层粘结强度、接触角滞后逐渐增大,接触角逐渐减小,最终其冰层粘结强度与疏水性涂层相当;冰层粘结强度、接触角、接触角滞后的变化率呈现出先增大,后减小的趋势;不同类型的超疏水涂料防覆冰性能衰减存在差异。
基于行波反演的输电线路单相接地故障重演方法

重演输电线路的故障行波过程、定量地分析故障点的重要故障信息,对输电线路故障诊断有很大的现实意义。论文在分析单相接地故障初始电流行波及折反射行波的基础上,提出了基于行波反演的故障重演方法,从而实现对关键故障暂态信息的准确获取。该方法利用反演理论,结合线路依频参数模型,确定故障发生的时刻、故障点首个及第2个行波波头的模量电流幅值;构建了基于故障点模量电流幅值、故障角及故障电阻的数学模型;采用混沌粒子群优化(CPSO)算法,求解得到故障点的故障角及故障电阻值。PSCAD仿真结果表明,该方法可精确得到故障点的关键故障信息,其中故障电阻最大误差为2.64 Ω,故障角最大误差为1.03°。论文所提方法可为输电线路故障分析提供参考。
高速荷电沙尘环境中环氧树脂绝缘子的闪络特性

为探明高速荷电沙尘环境下车顶绝缘子的闪络特性,依托自建的高速风洞试验系统与沙尘荷质比测量装置进行了高速气流、高速沙尘及高速荷电沙尘环境下环氧树脂绝缘子闪络试验,并结合仿真进行了机理分析。结果表明:在高速气流环境中,气吹效应与气流密度效应的联合作用是影响绝缘子闪络电压的主导因素,致使闪络电压随风速呈现先增加后下降再上升的特殊变化趋势;在高速沙尘及高速荷电沙尘环境下(风速>18m/s),绝缘子闪络电压相比于高速气流环境整体依次下降,且闪络电压均随风速增加呈现先下降后上升的趋势,但其变化趋势随风速逐渐变缓,其主要原因是由于在该环境下沙尘及荷电沙尘已经成为影响绝缘子闪络电压的主要因素。沙尘环境中闪络电压随着进沙口沙质量流量的增加呈下降趋势。此外,当沙尘荷电后,绝缘子周围电场发生畸变,电场不均匀度显著增加,导致闪络电压大幅降低,且闪络电压随着沙尘荷质比的增加呈线性下降趋势。以上研究可为高速荷电沙尘环境中列车车顶高压绝缘设计与防护提供借鉴。
直流输电分布式接地极的建模分析

为改善直流输电工程单极大地运行方式造成变压器直流偏磁问题和提升传统单一的直流极接地性能,提出了一种分布式接地极的工程方案,并建立了该方案的3种仿真计算模型,即完整计算模型、简化模型和纯电路模型。以湖北宜昌地区的接地极为典型算例,结果表明完整模型和简化模型的计算结果一致,而纯电路模型的结果偏离真解。电路模型的误差取决于子极间互阻与子极接地电阻之比。以湖北电网现有的4个独立的接地极为研究对象,采用简单的线性分布式接地极可使单一接地极入地直流电流下降16%,接地极周围最大地表电位下降24.9%。该方法为交直流混联电网应用分布式接地极提供了参考。
基于混合开关器件的高压直流断路器拓扑

为进一步提升高压直流断路器在柔性直流输电中应用的可行性,结合对现有直流断路器方案,提出一种基于混合开关器件的新型高压直流断路器拓扑,全控型开关器件实现开断电流的快速性,半控型开关器件串联承受直流电压,降低工程成本和技术难度。针对文中提出的拓扑机构,分析其工作原理和故障电流转移过程,通过对拓扑进行改进,实现晶闸管转移支路的快速开通和关断,同时给出了主回路参数设计。并通过搭建实验平台,验证了所提拓扑电流转移过程的可靠性和快速性。
160 kV直流XLPE电缆绝缘的直流E-t特性

目前关于XLPE电缆绝缘在直流电压下的击穿特性以及电压耐受指数的研究十分欠缺,在世界范围内依然缺少科学且有效的直流电缆绝缘的试验考核手段。为研究高压直流XLPE电缆绝缘在直流电压下的击穿特性和电压耐受特性,建立了一套高压直流试验系统,对高压直流电缆XLPE中层绝缘试样进行了击穿场强与击穿时间的关系试验,即E-t特性试验。基于反幂定律,采用两种方法对试验数据进行分析,得到直流电缆绝缘在70℃下的电压耐受指数以及其寿命分别为30年和40年时的耐受电场强度。
温差对绝缘子污层受潮过程的影响

为了具体研究温差对污层受潮程度的影响,以实现更准确的状态评估与闪络预警,论文开展了一系列相关的试验。首先通过预试验确定了能良好展现影响结果的各项试验方法与条件;然后通过玻璃平板的污秽受潮试验,研究了温差在不同环境湿度下对污层受潮过程的影响;最后从污层吸水量变化的角度分析,拟合得到了在可溶盐污秽成分为NaCl时,表面电导率最大值与温差和湿度之间的关系式。结果表明:温差的存在会对受潮程度产生影响,且影响程度与温差大小和环境湿度有关。研究表明根据当前环境条件与表面电导率值,可以得到绝缘子表面真实的污秽状态,从而为后续的状态评估与闪络预警提供基础。
气压和湿度对复合电压下换流阀高压电极起晕电压影响试验

柔性直流换流阀在运行时,其内部尖端以及钳制电位差较大的相邻屏蔽罩可能由于承受过高的交直流复合电压和局部场强过大而产生电晕放电现象。而气压和湿度因素对起晕电压具有一定的影响。因此根据换流阀内部电极电场的特点设计了换流阀高压电极(棒–板电极和屏蔽罩缩比电极)。采用串联加压的复合加压方式和紫外成像技术,在实验室内搭建了气压和湿度可调的交直流复合电压电晕试验平台。之后基于试验平台研究了气压和湿度对复合电压下换流阀高压电极起晕电压的影响。试验结果表明:随着气压的下降,复合电压下和单一电压下棒–板电极的起晕电压均线性下降;复合电压下屏蔽罩缩比电极起晕电压逐渐下降;单一电压下屏蔽罩缩比电极的起晕电压线性下降。随着相对湿度的增大,正直流–交流复合电压下棒–板电极的起晕电压基本不变;负直流–交流复合电压下棒–板电极的起晕电压逐渐减小;单一电压下棒–板电极的起晕电压均逐渐线性减小。随着相对湿度的增大,正直流–交流复合电压下屏蔽罩缩比电极的起晕电压先减小后增大;负直流–交流复合电压下屏蔽罩缩比电极的起晕电压则逐渐减小;纯正直流电压下,屏蔽罩缩比电极的起晕电压先增大后减小;纯交流和纯负直流电压下,屏蔽罩缩比电极的起晕电压逐渐减小。
双极柔性直流输电系统换流站交流三相接地故障分析及保护

随着电压等级和传输容量的提高,基于对称双极接线的多端柔性直流输电技术被越来越多地应用到实际工程中。换流站交流接地故障会对双极柔性直流输电系统产生严重危害,因此换流站的快速保护技术尤为重要。为此,首先分析了基于双极结构的多端柔性直流电网换流站交流三相接地故障的暂态特性,推导了故障电流中各组成成分的解析表达式。其次,根据故障暂态特性提出了一种适用于双极拓扑结构和金属回线接地方式的多端柔性直流电网快速保护策略。该保护利用换流器桥臂电流识别故障,动作速度快,可靠性高,并具有一定抗过渡电阻能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端直流电网模型,仿真结果验证了故障暂态特性分析及所提出的保护方法在不同故障情况下的正确性。
具有直流故障阻断能力的MMC不对称型全桥子模块拓扑

对于采用半桥子模块的模块化多电平换流器高压直流输电(MMC-HVDC)系统,直流故障穿越是有待解决的关键问题。为此,提出了一种具有直流故障阻断能力的基于模块化多电平换流器(MMC)的不对称型全桥子模块拓扑(AS-FBSM),该拓扑依靠二极管续流路径使半数子模块电容反向来抑制直流故障电流,同时利用二极管单向导电性防止故障点电弧重燃。分析了直流双极短路故障下,AS-FBSM的直流故障穿越的动态过程。 PSCAD/EMTDC仿真结果验证了直流故障电流公式推导的正确性,而且AS-FBSM能够在毫秒级清除直流故障电流。最后,与其他具有直流故障阻断能力的子模块拓扑相比,AS-FBSM的直流故障阻断能力与混合型子模块(Hybrid SM)、二极管箝位式双子模块(DCDSM)等一样,且相对全桥型子模块(FBSM)和增强自阻型子模块(SBSM)是折半的;除了FBSM与SBSM之外,包括AS-FBSM在内的其余拓扑的器件用量大体相当;正常工作时,从回路中投入的功率器件数量上看,AS-FBSM和增强型混合子模块(EHSM)最接近半桥子模块。
对比集合序列与常规序列头部MR图像质量

目的对比分析MRI集合(MAGiC)序列与常规序列头部图像质量。方法对96人进行头部常规序列及MAGiC序列MR扫描,比较常规序列T1FSE、T2FSE、T1Flair、T2Flair图像与MAGiC序列重建MAGiC T1、MAGiC T2、MAGiC T1Flair、MAGiC T2Flair图像的质量和SNR。结果常规序列与MAGiC序列图像的整体质量评分、伪影评分、病灶检出评分差异均无统计学意义(P均>0.05)。MAGiC T1、MAGiC T2、MAGiC T1Flair、MAGiC T2Flair图像的SNR均高于相应常规序列图像(P均<0.01)。结论MAGiC序列与常规序列扫描所获头部图像质量相当,且MAGiC序列图像的SNR更高。
放射性粒子定位与金属丝定位引导切除隐匿性乳腺病变

目的对比分析放射性粒子定位(RSL)与金属丝定位(WL)引导切除隐匿性乳腺病变的效果,探讨RSL的应用价值。方法收集72例女性隐匿性乳腺病变患者,对其中34例行RSL(于术前5天内进行定位,RSL组)、38例行WL(于手术当日完成定位,WL组),而后均以手术切除病灶。对比2组定位准确率、首次切缘阴性率、病灶再切除率及定位相关并发症发生情况。结果2组均定位准确,乳腺X线片示病灶均完整切除。RSL组首次切缘阴性率为91.18%(31/34),病灶再切除率为5.88%(2/34);WL组分别为65.79%(25/38)和28.95%(11/38);2组间差异均有统计学意义(P均<0.01)。WL组术中出现金属丝移位2例、迷走神经反应1例,RSL组未出现明显并发症。结论RSL、WL均可准确定位并引导切除隐匿性乳腺病变;与WL比较,RSL不受手术时间影响,不易移位,切缘阴性率低,定位相关并发症少。
基于经验小波变换的特高压并联电抗器振动信号分析

为有效分析特高压并联电抗器振动信号特征,提出一种基于经验小波变换的特高压并联电抗器振动信号分析方法。该方法通过对信号傅里叶谱自适应的分割,在每个区间内构造正交小波滤波器来提取具有紧支撑傅里叶谱的固有模态,对提取出的模态成分进行希尔伯特变换,得到每一个分量的瞬时频率和振幅;综合仿真信号和实测特高压并联电抗器振动信号,将经验小波变换与经验模态分解两种方法进行探索性对比分析研究。研究结果表明,经验小波变换具有完备的小波理论支撑,可以自适应地设置信号模态分解层数,改善了经验模态分解存在的端点效应、模态混叠等现象,能更准确地体现振动信号的特征,区分特高压并联电抗器的不同运行状态。该方法为特高压并联电抗器振动信号特征提取与安全运行监测提供了一种新的手段。
大型水电工程建设全过程数字化动态管控

大型水电工程建设过程中面临生产要素流动的复杂性,实物计量的准确性和实效性,以及参建各方管理体系、业务流程、工艺过程的差异性导致的前瞻性与实时性等管理问题。本文依托金沙江下游水电建设,以定位技术、移动应用和物联网等新一代信息化技术为手段,深入开展工程建设与信息化技术的融合研究,集成研发复杂环境下不同定位精度和响应速度的混合叠加定位技术,制定了水电建设各专业标准化工艺流程、管理表格及编码体系,开发移动在线应用系统,研发关键工艺智能技术和设备,构建贯通工程计价全过程的信息系统。项目成果确保了工程建设管理数据全面、真实、准确和实时的获取,实现了人员设备等流动性要素、质量安全等核心业务流程、混凝土浇筑温控及水泥灌浆等关键工艺过程、单元工程计量等真实实物成本在内的工程建设全过程数字化动态管控,促进了业务链、工序链等管理链的整体优化,为智能建造打下了基础,是工程建设智能技术的重要组成部分。
水电站分期发电调度规则提取方法

针对水电站发电优化调度需求,提出了结合灰色关联度(GRA)和贝叶斯模型平均法(BMA)提取水电站水库分期发电调度规则方法。在确定性优化调度模型基础上,首先确定决策变量和影响因子属性集,基于GRA筛选分期影响因子;然后分别采用多元线性回归模型、支持向量机模型及BP神经网络模型拟合得到分期水电站水库发电调度规则;最后应用BMA进行多模型结果加权平均获取最终分期水电站水库发电调度规则。以新安江水电站为例,对本文的方法进行了验证。研究结果表明,基于GRA和BMA结合的调度规则提取方法不仅可以提供精度较高的均值模拟,而且能较好地保持确定性优化调度的发电效益。
平板显示产业园区事故雨污水截留设计实例

通过雨水调蓄池及事故雨污水截留池的组合使用,对成都市某平板显示产业园区进行平时雨水调蓄及事故时雨污水截留。优化设计事故雨污水截留池的平面布置,节省工程造价,缩短施工周期。平时雨污分流接入市政雨污水管道;事故时合流收集,提升至园区事故应急池,由于雨水调蓄池的调蓄作用,有效地减小了雨污水截留池的容积。对比分析在雨污水管道末端设置电动截断阀的方案,可以避免因管道埋深过深导致园区内雨污水无法接入市政雨污水管道,提升安全可靠性。
深度处理水厂上下向流活性炭池运行分析

对Z市2个臭氧活性炭深度处理水厂的上向流和下向流活性炭池生物膜形成和运行情况开展了长期运行监测。结果显示,已运行5年的2个地表水厂活性炭的物理效能指标碘值和亚甲基蓝值均衰减严重。目前活性炭池已形成较为稳定生物膜,对COD_(Mn)、氨氮和UV_(254)去除率稳定。在目前原水水质情况下能保证出水水质达标,可暂时不考虑更换活性炭。但在后续运行过程中应密切关注出水水质和生物泄漏情况,进一步判定活性炭更换时间。
基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式研究

为了破解乡村发展过程中的土地供需矛盾,保护农户合法权益,减少农村居民点整合过程中的争议,推进乡村振兴战略的实施,该研究以陇中黄土丘陵区通渭县四合村为案例区,综合“参与式农村评估(participatory rural appraisal, PRA)+结构方程模型(structural equation modeling, SEM)+适应性评价(suitability evaluation, SE)”方法,剖析农户对乡村聚落的整合意愿及驱动机制,并在适宜性评价的基础上探究乡村聚落重构模式,为陇中黄土丘陵区乡村聚落的空间格局优化与整合提供一种方法与案例研究.结果表明:1)190户受访农户中79.5%的农户不愿意整合,整合意愿受到家庭、居住和社会等因素的综合影响,其中房屋建造时间、交通通达度及家庭非农收入是影响农户整合意愿主要驱动因素;2)四合村域由外向内依次可分为不适宜居住区、较适宜居住区和适宜居住区3级,其中位于适宜居住区的农户共计168户,占四合村农户数量的51.38%,超过半数的农户位于不适宜居住区和较适宜居住区,具有一定程度的整治潜力和较大的乡村聚落居住质量提升空间;3)构建基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式:生态转化模式、异地搬迁模式、旧村整治模式和改造提升模式,并对现有聚落进行空间重构.重构后,四合村宅基地数量将由354个减少至275个,面积由102 105.63 m~2减少至79 708.79 m~2,节约土地22 396.84 m~2.研究结果对于引导宜居乡村建设具有指导意义,亦可为陇中黄土丘陵区乡村聚落重构提供科学依据.
湖南省棉籽中重金属污染调查及评价

【目的】通过调查与评价湖南省棉籽中重金属污染水平,为保障棉花产品的质量安全以及探讨替代种植的可行性提供数据支撑.【方法】采集了湖南省所辖6个县区56个代表性的棉籽样品,测定棉籽中镉、铅、铜、铬、汞及砷的含量.采用污染指数法、相关性分析及聚类分析法评价湖南省六县(区)棉籽样品的重金属污染状况和分布特征.【结果】君山区、安乡县、南县、望城区及鼎城区棉籽样本重金属含量均处在安全水平,综合污染指数变化范围为0.366 5~0.577 0;仅衡阳县镉单项污染指数相对偏高,综合污染指数(0.801 6)相比其他地区略高,存在一定的安全隐患.【结论】湖南棉籽样本中重金属镉、铅、铜、铬、汞及砷的污染状况总体尚好,在重金属污染土地上用棉花替代粮食作物种植是可行的.
基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划

以统一工程建设形式和刚性工程建设标准为引导,以规整化和硬质化为目标,以高强度工程建设为手段的传统土地整治,虽在稳定耕地数量、改善农业生产条件过程中发挥了积极作用,但在当前生态文明建设的要求下亟待转型.江南水乡作为现代化进程与传统农业冲突最为剧烈的地区,通过生态型土地整治实现生态改善、景观提升的需求更为迫切.该研究以景观生态学理论为指导,按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路,基于空间聚类算法及最小阻力模型等GIS方法,选取典型项目提出了生态型土地整治规划方案.通过规划实施可在保证农业设施得到改善前提下新增人工湿地面积1.24 hm~2,水系廊道连通度和环通度分别提升55.43%和454.95%,实现项目区景观生态安全指数提升35.56%.该研究可为丰富土地整治规划方法,探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴.
基于YOLO深度卷积神经网络的复杂背景下机器人采摘苹果定位

为提高苹果采摘机器人的工作效率和环境适应性,使其能全天候的在不同光线环境下对遮挡、粘连和套袋等多种情况下的果实进行识别定位,该文提出了基于YOLOv3(you only look once)深度卷积神经网络的苹果定位方法.该方法通过单个卷积神经网络(one-stage)遍历整个图像,回归目标的类别和位置,实现了直接端到端的目标检测,在保证效率与准确率兼顾的情况下实现了复杂环境下苹果的检测.经过训练的模型在验证集下的mAP(mean average precision)为87.71%,准确率为97%,召回率为90%,IOU(intersection over union)为83.61%.通过比较YOLOv3与Faster RCNN算法在不同数目、不同拍摄时间、不同生长阶段、不同光线下对苹果的实际检测效果,并以F1为评估值对比分析了4种算法的差异,试验结果表明YOLOv3在密集苹果的F1高于YOLOv2算法4.45个百分点,在其他环境下高于Faster RCNN将近5个百分点,高于HOG+SVM(histogram of oriented gradient + support vector machine)将近10个百分点.并且在不同硬件环境验证了该算法的可行性,一幅图像在GPU下的检测时间为16.69 ms,在CPU下的检测时间为105.21 ms,实际检测视频的帧率达到了60帧/s和15帧/s.该研究可为机器人快速长时间高效率在复杂环境下识别苹果提供理论基础.
基于R-FCN深度卷积神经网络的机器人疏果前苹果目标的识别

疏果前期苹果背景复杂、光照条件变化、重叠及被遮挡,特别是果实与背景叶片颜色极为相近等因素,给其目标识别带来很大困难.为识别疏果前期的苹果目标,提出基于区域的全卷积网络(region-based fully convolutional network, R-FCN)的苹果目标识别方法.该方法在研究基于ResNet-50和ResNet-101的R-FCN结构及识别结果的基础上,改进设计了基于ResNet-44的R-FCN,以提高识别精度并简化网络.该网络主要由ResNet-44全卷积网络、区域生成网络(Region Proposal Network, RPN)及感兴趣区域(Region of Interest, RoI)子网构成.ResNet-44全卷积网络为基础网络,用以提取图像的特征,RPN根据提取的特征生成RoI,然后RoI子网根据ResNet-44提取的特征及RPN输出的RoI进行苹果目标的识别与定位.对采集的图像扩容后,随机选取23 591幅图像作为训练集,4 739幅图像作为验证集,对网络进行训练及参数优化.该文提出的改进模型在332幅图像组成的测试集上的试验结果表明,该方法可有效地识别出重叠、被枝叶遮挡、模糊及表面有阴影的苹果目标,识别的召回率为85.7%,识别的准确率为95.1%,误识率为4.9%,平均速度为0.187 s/幅.通过与其他3种方法进行对比试验,该文方法比Faster R-CNN、基于ResNet-50和ResNet-101的R-FCN的F1值分别提高16.4、0.7和0.7个百分点,识别速度比基于ResNet-50和ResNet-101的R-FCN分别提高了0.010和0.041 s.该方法可实现传统方法难以实现的疏果前苹果目标的识别,也可广泛应用于其他与背景颜色相近的小目标识别中.
中国西南石漠化地区农村能源消费结构研究

农村能源在国家能源体系中发挥着重要作用,能源消费对农村社会经济发展、生态安全、居民身体健康产生重要影响.通过对贵州省石漠化防治示范区的4县8个乡(镇)25个行政村的429户农户进行了派员式入户调查,揭示中国西南石漠化地区的农村能源消费与石漠化等级之间的关联性.研究发现,1)研究区内仍然以薪柴和煤炭为主能源消费结构.2)农村用能呈现清洁化和高效化的趋势,然而能源转型是缓慢的过程;3)能源消费模式区域差异显著.毕节撒拉溪形成“薪柴+煤炭”的生活用能模式,“煤炭”型取暖模式和“薪柴”型生产用能(煮猪食)模式.关岭花江和贞丰北盘江形成“薪柴+电力”生活用能模式和“电力”型取暖模式.施秉喀斯特形成“薪柴+电力”的生活用能模式,“薪柴 +煤炭“取暖用能模式和“煤炭”型生产用能模式;4)石漠化等级与薪柴消费量之间的相关性:潜在石漠化地区的薪柴使用量在合理的生态阈值之内,轻度和强度石漠化地区面临石漠化加重与扩大的风险;5)石漠化地区农村能源贫困严重.毕节撒拉溪和贞丰北盘江存在经济不可支付性,4个示范区室内环境污染严重.通过对比分析,发现研究区农村家庭能源消费主要受制于农户收入水平、能源资源的可获性、取暖、传统文化、产业结构、政策等因素的综合影响.该研究为掌握中国西南石漠化地区家庭能源消费现状和发展趋势,制定相关能源与环境政策提供理论依据.
基于激光扫描区域动态变化的智能叉车障碍物检测

为了解决干果仓储过程中智能叉车行驶过程的障碍物误检问题,该文提出一种基于车速与转向角的智能叉车障碍物动态检测方法.智能叉车通过车载激光传感器实时获取车身位姿和周围环境信息,并结合所建立的叉车运动几何模型,形成基于水平和倾斜激光测距传感器扫描面的双面融合障碍物动态检测方式,使得智能叉车的障碍物检测区域随车速及转向角动态变化.试验结果表明:水平扫描测距传感器的试验中,该文方法未出现误检情况,而扇形方法误检率为50.00%,矩形方法误检率为10.00%;倾斜扫描测距传感器的试验中,该文方法未出现误检情况,而扇形方法误检率为30.77%,矩形方法误检率为69.23%.该文方法的警情预测与实际相符,以水平扫描测距传感器为主,倾斜扫描测距传感器为辅,能够检测到的障碍物最低高度约为31 mm,有效解决了智能叉车在仓库中的障碍物误检问题,较传统障碍物检测方法更适用于仓储运输,提高了智能叉车在仓库中的机动性和安全性.该研究可为体型较大的仓储智能运输车辆的障碍物检测方法提供参考.
基于离散元法的凸圆刃式深松铲减阻效果仿真分析与试验

针对深松作业阻力大、能耗高等问题,该文在深松铲铲尖顶部设计了一种能有效减阻降耗的凸圆刃.以安装凸圆刃的凸圆刃式深松铲为研究对象,建立了土壤模型.为提高土壤模型的准确性,选用非线性粘结弹性塑形接触模型(edinburgh elasto-plastic adhesion model,EEPA),对凸圆刃式深松铲进行耕作阻力虚拟仿真.利用插件将颗粒与深松铲接触作用力导出,分析凸圆刃式深松铲应力和形变,校验其结构强度;采用EDEM软件分析不同耕深和速度对深松耕作阻力的影响,并以国标深松铲为比较对象,分析了凸圆刃式深松铲的减阻效果;通过田间试验验证了土壤模型和凸圆刃式深松铲设计的准确性和可行性.田间试验结果表明,与国标深松铲相比,凸圆刃式深松铲耕作阻力平均降低了10.24%.仿真结果与实测值较为接近,数值误差在3%~10%,证明土壤模型基本符合土壤的力学特性,能近似代替真实的土壤环境.该研究证明了采用离散元法分析深松耕作阻力可行性,可为进一步优化深松铲结构提供参考.
田间作业车辆外部加速度辨识与姿态测量系统研制

复杂田间作业环境与精细作业效果要求农机装备具备实时精准感知农机具姿态的能力,田间作业时普遍存在的车辆外部加速度对此带来挑战.为进一步提高农机装备作业质量,该文以6轴微惯性传感器为硬件传感器,以方向余弦矩阵法进行姿态解算,基于一阶外部加速度模型设计卡尔曼滤波融合算法,实现动态情况下田间作业车辆外部加速度辨识与姿态精准估计.分别采用Innova 2100型摇床与装配有MTi300航向姿态参考模块的高地隙喷雾机对系统进行试验验证.摇床试验结果表明:在外部加速度小于10g情况下,系统对外部加速度辨识误差小于0.214 m/s~2;田间作业高地隙喷雾机试验结果表明,相比于MTi300,横滚角最大误差为0.23°,俯仰角最大误差为0.39°.说明该文研制姿态测量系统可准确辨识外部加速度与测量姿态,研究结果可为满足精细农业作业要求的姿态测量系统研发提供依据.
新疆艾比湖流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在对流域可持续发展评估的研究中,生态系统服务价值的时空评估具有重要意义.以新疆艾比湖流域为研究区,基于1996-2016年的3期遥感影像和社会统计数据,对艾比湖流域土地利用和生态系统服务价值时空动态变化进行分析,并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨生态系统服务价值的变化特征,采用多元回归模型对流域土地利用和生态系统服务价值变化的驱动力进行分析.结果表明:1)1996-2016年,艾比湖流域耕地和建设用地面积变化最大,其占比分别从1996年的8.47%和0.42%,增加到2016年的15.28%和2.07%;林地、草地、湿地和水域的较少,但幅度较剧烈.2)近21a来,研究区生态系统服务价值总量呈持续减少的趋势,共减少了约85.863×10~8元,耕地、建设用地、盐碱地和沙地等土地利用类型的生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)值呈增加趋势;林地、草地、水域、湿地和未利用地等类型均呈减少趋势.3)空间上,21 a间艾比湖流域ESV较高区面积逐渐减少,ESV较低区域面积逐渐增加,ESV中等区域呈现先减小后增大.4)回归分析表明影响艾比湖流域ESV变化的主要驱动因素是综合城镇化率、人口密度、气温和降水等指标,在未来的经济发展中,艾比湖流域要合理优化调整土地利用格局,保证生态系统的稳定-协调发展,实现经济-社会-生态的可持续发展.
多规合一视角下县域永久基本农田划定方法与实证研究

科学合理划定县域永久基本农田是当前中国为提高国家粮食安全保障能力、保障农民切实利益和实施藏粮于地作出的重大战略举措.针对现行各规划间由于期限错配、标准各异、边界冲突和管理混乱造成永久基本农田"划不下、管不住、建不好、守不牢"等问题,基于"多规合一"视角和顺序递进式划定思路,论文提出了一套县域永久基本农田划定的方法体系.首先,在核实地类利用状态和协调各规划冲突的基础上,将城镇周边利用等指数高于区域平均值的耕地优先划定为城镇周边永久基本农田;而后,从耕地质量条件、交通区位条件、农业生产条件和地块空间形态等方面构建多因素综合评价指标体系,在其他耕地区内利用综合得分最优法划定永久基本农田保护区域.研究结果表明:1)扣除耕地中不符合基本农田划定利用状态准则、用途管制规则和预留的开发用地,进一步提高了基本农田的稳定性和科学性;2)分步骤划定城镇周边和其他耕地区内永久基本农田,有利于合理控制城镇规模,构筑城镇绿色生态空间;3)永久基本农田方案落实了"总体稳定、局部微调、应保尽保、量质并重"的划定原则,在约束指标上满足了国家相关政策要求,在质量控制指标上也优于调整前.
多环境参数控制的猪养殖箱设计及箱内气流场分析

在规模化养殖中猪舍环境日益重要的背景下,为了便于研究猪舍内不同环境对猪健康的影响,该文设计了基于多环境参数控制的猪养殖箱.养殖箱采用气流自循环的通风模式,通过ANSYS对该养殖试验箱的气流场走向、模式以及风速适宜性进行模拟仿真.该养殖箱利用环境因子检测模块中的传感器集成节点和激光NH_3传感器实时获取养殖箱内的温度、相对湿度、NH_3浓度、CO_2浓度、风速等环境数据,并通过通信中转节点STM32发送至主控制器可编程逻辑控制器(programmable logical controller,PLC),PLC对环境数据进行处理,并根据已处理的环境数据进行环境调控,实现箱内环境的自动控制.与此同时,PLC将环境数据上发至上位机PC,通过WinCC监控软件实现了环境数据动态显示,通过VB脚本实现了历史数据自动定时导出至Excel文件功能.养殖箱气流烟雾试验、空箱试验以及保育猪养殖试验结果表明:养殖箱内气流走向形成大循环,且通风无死角,养殖箱环境控制系统的温度控制精度为±1℃,相对湿度可以控制在50%~80%的适宜范围内,NH3浓度控制精度小于±3×10~(-6),CO_2浓度可以控制在1540×10~(-6)以下,养殖箱能够在较长时间稳定运行的同时,实现了箱内温度、相对湿度、NH_3浓度、CO_2浓度等环境因子精确控制,为不同环境的养殖试验提供试验平台.
植物工厂地源热泵系统热负荷BP神经网络预测及验证

为提高水蓄能型地下水源热泵自然光植物工厂供热系统节能性,供热系统必须能够很好地预测热负荷变化.针对自然光植物工厂热环境系统非线性特点,利用具有很强非线性映射能力的BP神经网络(back propagation,BP),选取室内外空气干球温度、太阳辐射强度、室内相对湿度和绝对湿度、室内风速等输入参数,确定算法步骤和评价指标,构建神经网络模型预测植物工厂次日负荷.采用Matlab神经网络工具箱对崇明试验基地水蓄能型地源热泵自然光植物工厂的样本集进行训练,训练后误差函数值为0.002 999 94,神经网络收敛.通过对比热负荷预测值与实际值,证明了神经网络预测热负荷值与实际值趋势一致,基本误差在±6%以内,结果表明神经网络法可以用于植物工厂次日热负荷预测.通过热负荷预测能够更加科学地调整供热系统运行模式,更好地匹配植物工厂需求热量与热泵的输出能量,实现运行节能和降低供能成本的目的.
基于遥感数据分析干旱区人工绿洲灌区的水盐时空分异特征

干旱区人工绿洲的土壤盐渍化产生和演化过程是一个多要素参与、多层次驱动、多过程耦合的复杂过程.为揭示干旱扬水灌区区域尺度的水盐时空分异特征,以地处腾格里沙漠边缘的甘肃省景泰川电力提灌工程一期灌区为研究区,选取1994、2001、2008、2015年的直接参与驱动区域土壤水盐分异过程的地表盐分、土壤含盐量、地下水矿化度、地表灌水量、地下水埋深等5个指标因子.运用可拓层次分析法确定各指标因子权重,借助ArcGIS软件中监督分类以及空间分析技术,获取各指标因子的空间分布栅格图件,将各栅格图件进行标准化处理后按照指标权重进行空间嵌套并叠加,定量化地分析了研究区区域尺度的水盐时空分异特征.结果表明:研究区次生盐碱地主要分布在东部的封闭型水文地质单元,总体看,研究区内轻度盐碱地面积最大,中度盐碱地次之,重度盐碱地面积最小;从解译的进程发展态势可知,研究区盐碱地还处于发展过程中,并呈现出加速增长趋势;由可拓层次分析法分析各指标因子权重排序为地下水埋深(0.3190)>地下水矿化度(0.2710)>土壤含盐量>地表盐分>地表灌水量,可见,区域内的地下水埋深和地下水矿化度是影响区域尺度水盐时空分异进程的主要驱动因素;研究区水盐时空分布态势与总体地势相关,呈现出西低东高的总体分布特征,由西南向东北以弧线状递增的发展趋势,灌区内东北部封闭型水文地质单元地下水位抬升明显,土壤盐渍化发展迅速.
质心跟踪视频棉花行数动态计数方法

为了实现无人植保车在棉田全覆盖视觉导航,该文提出了一种基于视频的棉花行动态计数方法,将棉花行数作为植保车直线植保作业行驶到田端后,判断2个直线作业区间隔距离的依据,以适应实际作业环境中不同的棉花种植行距.通过2G-R-B将彩色图像转化为灰度图像,强调了棉花行信息;通过在坐标系中设置固定位置和大小的关注区域,在减小计算量的同时,有效避免了田端缺苗、棉花行不规则等现象对检测结果造成的影响;通过对关注区域内各列灰度累计曲线的波峰筛选,适应3个生长期的棉花行的定位,识别正确率高于85%;通过设置浮动窗口并求其灰度质心为跟踪目标,提高了不同生长期和不同农田环境下的目标识别和跟踪适应性;通过对质心构建目标窗口,并计算前后帧目标窗口在图像坐标系中所在位置的重叠率,将后一帧目标窗口遍历前一帧图像中的目标窗口,关联重叠率>0.1的目标窗口,实现了视频图像中多个棉花行的跟踪.结果表明:该算法对于不同生长期的棉花行有较好的跟踪效果,对田端缺苗、杂草等农田环境有较好的鲁棒性.每帧图像的平均处理时间为150 ms,能够满足实时处理要求.
S1核酸酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

S1核酸酶是一种高度单链特异的核酸内切酶,在最适的酶催化反应条件下,降解单链DNA或RNA,产生带5'-磷酸的单核苷酸或寡核苷酸.对双链DNA、双链RNA和DNA-RNA杂交体相对不敏感.目前,基于S1核酸酶内切酶的活性,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经构建了一系列的生物传感器,实现了对金属离子、单链核苷酸、氨基酸等物质的检测,还能应用于核酸反应体系的纯化,多元化基因文库的构建等方面.首先从结构、性质方面介绍了S1核酸酶,并对近年来基于S1核酸酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述;然后主要根据所检测的靶物质不同,对S1核酸酶介导的各种传感器进行了分类介绍;最后分析了目前S1核酸酶的研究现状,并且对未来S1核酸酶介导的生物传感器的发展方向进行了展望.
强化植物修复重金属污染土壤的策略及其机制

重金属对生态环境、农业生产、人类健康等诸多方面造成重要危害.植物修复因其具有经济有效、绿色生态等优点,已经成为土壤重金属污染修复研究领域的热点.由于植物重金属毒害、修复耗时过长等因素致使植物修复技术受限于研究阶段而不能广泛应用于实践.采用科学合理的强化措施提高植物修复的效率可能是解决该矛盾的关键之一.讨论了根瘤菌、丛枝菌根真菌、溶磷微生物和内生真菌构建的微生物-植物共生系统在强化植物修复过程中的具体应用;概述了EDTA、EDDS等螯合剂在改变土壤中重金属可溶态,促进重金属从土壤向植株转运的重要作用;介绍了植物中编码金属转运蛋白、金属硫蛋白、植物螯合肽等与重金属转运和代谢相关的基因在植物修复领域的实际应用;归纳了上述强化策略主要机制为微生物促进植物生长、缓解重金属植物毒性以及提高了土壤中重金属生物利用度,从而促进重金属在富集植物中积累和植物生物量的增加;最后总结并展望了植物修复强化技术在今后研究的重点及存在的问题.综述植物修复技术采用的主要强化策略及其机制,旨在为利用植物修复技术治理土壤重金属污染提供重要参考.
代际环境行为互动及其家庭影响因素探析

现今家庭生活造成的污染和能耗已不容小觑。为了实现生态文明意识在家庭中的全面普及与内化,构建以家庭为单位、亲子两代共同参与的环境教育机制将十分必要。鉴于此,本研究结合问卷法与访谈法,以山东省济南市中学生家庭为调查对象,通过对全市10区县、13所中学、684个学生家庭的量化信息采集和15个案例的质性考察,分析了代际环境行为互动的现状及其家庭影响因素这两个问题。首先,为了解代际环境行为互动情况,研究采用了配对样本T检验的方法,对亲子双方的环境行为互动频率进行了对比。数据显示,在八组量表中有七组存在显著差异,且T值均为正。这说明,在中学生家庭中环境行为互动并不对等,其中亲代对子代的教导较强,子代对亲代的“反哺”偏弱。访谈发现,该现象产生的主要原因在于经验储备的代际差异、子代在家庭事务中的参与不足和传统文化观念的遗留。其次,针对家庭影响因素,本研究将代际环境行为互动频率与家庭成员结构、亲子关系、居住环境和社会阶层等变量分别构建了“亲对子”和“子对亲”两组线性回归模型,并发现其中亲子关系变量的影响尤为显著,即代际日常交流越对等、开放,二者之间的环境行为互动就越频繁。基于以上两项结论,在构建家庭环境教育体系时,一方面应先从提升亲代的环保意识入手,借助社区等基层宣教组织的力量和制定合理的奖惩措施,增强对家长环境行为的引导,为“大手拉小手”奠定基础;另一方面也需通过学校或社会组织提供的家庭教育指导服务改善亲子之间的日常互动方式,营造“小手拉大手”的交流氛围,以达到提升两代人环境素养的目标。
中国碳交易市场启动对地区碳排放效率的影响

在碳排放交易背景下,中国碳排放效率的趋势变动成为政府重点关注的目标,科学考察我国碳排放效率水平,分析碳交易试点启动对低碳发展是否具有促进作用具有重要的理论价值和明确的现实意义。基于投入产出的生产函数思想,本文利用三阶段DEA模型对碳交易市场建立前后的中国碳排放效率进行评价并排序,并利用收敛性原理对中国各省区碳排放效率的差异进行分析。研究结果显示:①碳交易市场启动对碳排放效率有一定的提升作用,中国碳交易试点地区碳排放效率排名均保持不变或有所上升。②从全国平均水平来看,中国各省区碳排放效率较低是由于纯技术效率引起的,技术效率应用程度还处于中低端状态,改善空间很大。③从全国整体效果来看,广东省一直处于生产前沿面上,碳排放效率最高,而宁夏、青海和陕西省稳居后三名。④中国碳排放效率水平还存在一定的改进空间,而在纯技术效率水平上需要改进的空间更大。⑤碳交易试点建立前,中国各省区的碳排放效率差距在逐渐缩小,试点交易市场建立后,差距逐渐增大。⑥城市化程度会拉大省区之间的碳排放效率差距,不利于碳排放效率的收敛。本文研究结论显示,我国需要坚持完善全国碳交易市场,借鉴试点经验,加强内部监管,形成严格有效的交易制度;不断调整地区间的差距,加强合作,由发达地区带动落后地区,促进全国统筹发展;优化产业结构,促进低碳绿色发展机制,扩大清洁能源的使用范围。
气候变化对中国主要粮食作物单产影响的文献计量Meta分析

气候变化对粮食安全的影响越来越受到各级政府和学界的关注。然而,已有研究在评估气候变化对粮食单产的影响时,因情景设定、模型方法、参数设定或作物种类等不同,得出的结果存在差异,甚至出现正负截然相反的评估结果,给气候变化经济学者在评估气候变化对粮食供需、价格和贸易的影响时选用哪篇文献的结果作为依据进一步评估造成困扰。本文研究目的是以已有文献中有关气候变化对中国未来粮食单产影响的评估结果为统计样本,构建气候变化对粮食单产影响的损失函数,给出统一情景下气温、降水变化对中国主要粮食作物单产的影响。本文从1 366篇文献中通过层层筛选,找到34篇高度相关的文献,基于此获得了288个研究样本,采用统计描述分析和文献计量Meta分析方法估计气候变化关键变量对主要粮食作物单产的影响。研究结果表明,气候变化对主要粮食作物单产的影响大小与气候变化情景、作物种类、种植地区、是否考虑CO_2肥效等有关。综合不同气候变化情景的结果,发现:气温每提高1℃,中国三大粮食作物的单产整体下降约2.6%;降水每增加1%,中国三大粮食作物的单产整体约增加0.4%;CO_2肥效的影响存在较大争议。综合气温和降水对粮食单产的影响,本研究表明气候变化将对中国粮食安全造成一定的冲击,可能部分抵消技术进步等带来的正面效应。本研究综合相关文献结果,提供了统一情景下气温、降水变化对中国主要粮食作物单产的影响,将为气候变化的农产品供需市场模型或者气候变化综合评估模型(IAM)研究提供可靠的数据基础。
世界各国是如何执行全球可持续发展目标(SDGs)的?

全球可持续发展目标(SDGs)明确指出了2015—2030年全球发展的目标和方向。然而,该项议程的执行和落实却面临着重重挑战,执行进展也饱受质疑。基于此,本文从公共政策执行的视角出发,对2016年和2017年已经参与联合国可持续发展高级别政治论坛(HLPF)的64个国家进行了梳理和总结,依据在SDGs执行中发挥主导作用的行为主体区分了四种执行模式:政府主导、社会主导、共同治理与执行阻滞模式。文章以中国、瑞典、日本和博茨瓦纳为例,重点比较和分析了这四种执行模式的实现形式和治理特点。研究显示:①不同国家SDGs执行模式的选择与其资源条件高度相关,包括经济发展水平、政治支持环境与社会组织发育程度;②国家层面的SDGs执行模式仍处于动态演化过程中,政府主导模式与社会主导模式都出现一些向共同治理模式演化的趋势;③参与意愿和能力不足的发展中国家更可能陷入SDGs执行阻滞。观察和比较不同SDGs执行模式有助于我们拓展对于公共管理视角下全球治理的理解,促进国际社会更有针对性地解决SDGs执行中所面临的问题。同时,也为中国推动进一步落实SDGs提供实践参考与借鉴。
习近平生态文明思想的主要来源、组成部分与实践指引

习近平生态文明思想是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分,也是最靓丽多彩的部分,传承了中华文明优秀传统文化的思想精髓,是马克思主义生态观的时代发展和本土化,凝聚了反映发展中国家诉求的可持续发展国际共识,是历代中国共产党领导人的实践探索和认识升华。其组成架构可以概括为,以“绿水青山就是金山银山”重要思想为基本内核,以人与自然和谐共生为本质要求,以公平分享发展成果为价值取向,以恢复美好宜居环境为民生情怀,以打造生态经济为发展基础,以坚持山水林田湖草是生命共同体为方法论,以构建人类命运共同体为责任担当,以构筑系统完整的生态文明制度为根本保障,最终目标是建设美丽中国、实现中华民族永续发展。习近平生态文明思想,是我国生态文明建设的基本遵循和行动指南。
横向分段施工预应力混凝土斜箱梁极限承载能力研究

为了分析横向分段施工预应力混凝土斜箱梁(简称分段合成斜箱梁)与整体浇注预应力混凝土斜箱梁(简称整体浇注斜箱梁)极限承载能力差异,建立分段合成斜箱梁和整体浇注斜箱梁的两个大比例试验模型;在两个模型的关键截面布设应变和挠度测点,采集两者在分级加载试验过程的挠度、应变数据,观测混凝土开裂情况。对采集的数据整理分析,比较两者在加载过程中结构的开裂情况、极限承载能力大小和受力性能的差异。根据结构受力特点,提出分段合成斜箱梁极限承载力的有限元分析方法;应用有限元程序ANSYS对两个试验模型的极限承载能力进行分析,分别与试验结果进行比较,验证了有限元模型的准确。通过试验和有限元比较分析,结果表明分段合成斜箱梁跨中截面湿接缝的混凝土先于整体浇注斜箱梁混凝土开裂,整体浇注斜箱梁梁肋底部混凝土先于湿接缝对应位置的混凝土开裂,且前者的开裂荷载低于后者,但两者的极限承载力相差甚微,基本相等;通过有限元分析斜交角和抗弯抗扭刚度比两个参数,表明整体浇注斜箱梁的极限承载能力随着斜交角的增加而增大,随着抗弯抗扭刚度比的减小而增大,但增大幅度较小。
面向微博话题的用户影响力分析算法

微博用户影响力分析作为社交网络分析的重要组成部分,一直受到研究人员的关注.针对现有研究工作分析用户行为时间性的不足和忽略用户与参与话题之间关联性等问题,提出了一种面向微博话题的用户影响力分析算法———基于话题和传播能力的用户排序( TSRank)算法.首先,基于微博话题分析用户转发行为时间性,进一步构建用户转发和用户博文转发两种话题转发关系网络,预测用户话题信息传播能力;然后,分析用户个人历史微博和背景话题微博文本内容,挖掘用户与背景话题之间的关联性;最后,综合考虑用户话题信息传播能力以及用户与背景话题间关联性计算微博用户影响力.爬取新浪微博真实话题数据进行实验,实验结果表明,话题关联度更高用户的话题转发量明显大于关联度很低的用户,引入用户转发行为时间性相比无转发时间性,TSRank算法的捕获率( CR)提高了18.7%,进一步与典型影响力分析算法WBRank、TwitterRank和PageRank相比,TSRank算法在准确率和召回率上分别提高了5.9%、8.7%、13.1%和6.7%、9.1%、14.2%,验证了TSRank算法的有效性.该研究成果对社交网络的社会属性、话题传播等理论研究以及好友推荐、舆情监控等应用研究具有支撑作用.
社交网络中谣言传播的从众效应和权威效应

针对社交网络中影响谣言传播的社会环境因素,分析了两种最普遍的社会效应———从众效应和权威效应对谣言传播的影响.首先,将社交网络中的人群划分为未知者( S) 、犹豫者( H) 、传播者( I)和免疫者( R)四种类型,并根据新的状态转移机制建立了SHIR谣言传播模型;其次,应用迭代技巧和拟合方法分析了初始传播者密度、初始传播率与谣言传播峰值之间的关系;最后,从个体角度刻画了谣言传播的从众效应和权威效应,仿真分析了两种社会效应对谣言传播的影响.实验结果表明:谣言传播峰值与初始传播者密度呈线性增长关系,但到达传播峰值的时间随初始传播者密度的增加快速减少;初始传播率越大,谣言传播峰值越高,到达传播峰值的时间越短;从众效应和权威效应能够显著扩大谣言传播范围,提高无谣言稳定态网络中免疫者的比率;网络密度越高,谣言传播速度越快,范围越广;相同条件下从众效应的影响强于权威效应,但随着网络密度的增加,两者的差别逐渐减小;初始传播者越重要,谣言传播速度越快,范围越广,但权威效应的影响更突出.
基于显著性语义区域加权的图像检索算法

针对计算视觉领域图像实例检索的问题,提出了一种基于深度卷积特征显著性引导的语义区域加权聚合方法.首先提取深度卷积网络全卷积层后的张量作为深度特征,并利用逆文档频率( IDF)方法加权深度特征得到特征显著图;然后将其作为约束,引导深度特征通道重要性排序以提取不同特殊语义区域深度特征,排除背景和噪声信息的干扰;最后使用全局平均池化进行特征聚合,并利用主成分分析( PCA)降维白化得到图像的全局特征表示,以进行距离度量检索.实验结果表明,所提算法提取的图像特征向量语义信息更丰富、辨识力更强,在四个标准的数据库上与当前主流算法相比准确率更高,鲁棒性更好.
黄土高原地区2001-2015年植被覆盖变化及气候影响因子

为研究国家"退耕还林还草"工程实施以来黄土高原植被覆盖动态变化,以2001-2015年的MODIS NDVI为数据源,结合2001-2015年的气象数据(温度/降水),分析黄土高原地区植被NDVI、气温和降水量的空间分布特征,以及植被NDVI对气温和降水量的响应关系。结果表明,近15 a黄土高原地区植被NDVI总体呈现增长趋势。黄土高原地区植被NDVI的空间分布差异显著,大体趋势是植被覆盖从西北部向东南部逐渐递增。研究区植被的空间变化也具有明显的差异特征,研究区的西安市、渭南市及豫西山地的洛阳市等地的植被退化严重,但是随着国家"退耕还林还草"计划的实施,黄土高原地区中部的植被覆盖有了明显的改善。黄土高原地区的温度年际间变化不大,而降水量起伏变化较大。降水量对植被NDVI的影响大于温度对植被NDVI的影响。
基于NDVI-Albedo特征空间的陕西省干旱与荒漠化遥感监测

旱情与荒漠化遥感监测有助于了解时空分布特征并及时采取相应措施。以2000-2016年MODIS NDVI和地表反照度(Albedo)数据为基础,构建NDVI-Albedo特征空间,计算荒漠化差值指数(DDI)和植被条件反照度干旱指数(VCADI),利用气象站点实测10 cm土壤湿度数据进行相关性验证,并利用DDI和VCADI分别分析17 a间陕西省荒漠化和旱情的时空分布特征和规律;其次,利用一元线性回归和变异系数法分析陕西省荒漠化和旱情的变化趋势和稳定性;最后从降雨量、温度等自然因素和人为因素2个方面分析了陕西省荒漠化和旱情变化的原因。结果表明,DDI与土壤湿度呈正相关关系,相关系数为0.49~0.58,且通过了95%显著性检验;VCADI与土壤湿度呈负相关关系,相关系数为-0.36~-0.48,且通过了90%显著性检验,DDI和VCADI分别可作为土地荒漠化和旱情监测指标;陕西省旱情及荒漠化主要分布在关中东北部、西安市周边以及陕北黄土高原地区,呈现为自南向北逐渐加重的趋势;17 a间陕西省旱情及荒漠化均呈逐渐减轻和减弱的趋势,旱情及荒漠化减轻和减弱的比例分别为67.94%、81.93%,主要分布在陕北黄土高原地区;DDI和VCADI变异系数<0.4所占比例分别为98.31%和84.05%,旱情及荒漠化呈较稳定状态,受干扰强度较小;DDI、VCADI分别与年降水量、年平均气温之间呈显著相关性的地区占陕西省面积比例均<20%,表明降水量、平均气温不是影响旱情与荒漠化变化的主导因素。
黄河湿地孟津段生态环境状况及对策研究

通过对黄河湿地孟津段遥感影像进行土地利用类型及该区域2011-2017年鱼塘、荷塘的提取与解译,认为在湿地保护区三区中人类活动频繁。结果表明,农用地约占研究区域土地面积的41.7%,6 a间鱼塘、荷塘面积增加了58.5%。此外,研究区域内农业面源污染情况不容乐观,生态环境脆弱。同时,孟津湿地中一部分处于库区,一部分位于滩区,滩区湿地的生态需水量也难以得到保证。黄河湿地在河心洲、岛及嫩滩中采用主动恢复的方式,其他区域使用被动恢复方式,以依靠恢复湿地植物群落、满足湿地生态需水量为主要恢复方法,在避免二次破坏的前提下进行湿地修复。当前情况下,可通过改变耕种方式、科普宣教、加强管理的方式保护湿地生态环境及动植物资源,未来可通过生态补偿机制等实现湿地保护区中村庄及农田的逐步退出。
不同剂量稀土对金雨金合欢幼苗生长的影响

为明确稀土对金雨金合欢幼苗生长的影响,采用8种不同剂量的稀土对金雨金合幼苗进行根施。结果表明:1)金雨金合欢幼苗施入稀土后,7~10 d起幼苗形态出现不同的变化,比对照出现相同反应提早5~6 d;2)90 d的各项测定生长指标分析表明,每株施入0.05~1.00 g剂量稀土,对幼苗生长具有较好的促进作用,其幼苗高、地径净增长,全苗鲜、干重量,叶片总面积,根系总长度、根系表面积和根尖数量总体上呈有规律的增长趋势,均显著高于对照(P<0.05),以施入剂量0.25 g·株~(-1)处理表现最好,其苗木出圃率达到100%,与对照相比,苗高、地径净增长了204.0%和102.0%,叶片总面积、根系总长度、根系表面积和根尖数量分别增长了976%、339%、405%和187%,全苗鲜、干重量,提高了61.5%和133.3%;3)当施入剂量超过2.00 g·株~(-1)时,苗木生长开始受抑,出现"毒害"反应,其各项生长指标下降,部分苗木死亡,并随剂量增大,生长受抑程度加剧,生长指标下降速度增大,幼苗死亡数量增多。表明低浓度的稀土溶液根施,对金雨金合欢幼苗生长具有促进作用,高浓度则抑制了其生长,甚至会导致死亡。