mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
我国人工林林下灌木层植物多样性空间变异及影响要素

【目的】灌木层是森林生态系统的重要组成部分,建立我国人工林林下灌木层植物多样性数据库,为森林群落结构维持、生物多样性保护提供技术支撑。【方法】采用结构方程模型(SEM)揭示我国人工林林下灌木层植物多样性空间变异和影响要素。【结果】①林下灌木层植物多样性从南到北逐渐减小; ②随着乔木胸径的增大,林下灌木层植物多样性逐渐增大,但分布均匀度有降低趋势; ③随着人工林郁闭度的增加,植物多样性呈现先增大后减小趋势,郁闭度约为65.8%时Shannon-Wiener多样性指数达到峰值; ④随着林分密度的增大,林下灌木层植物多样性逐渐减小; ⑤温度、降水、郁闭度、林分胸径、树高和林分密度因子均对林下灌木层植物多样性具有直接或间接的作用,其中郁闭度对其影响存在阈值(65.8%),当郁闭度超过此阈值,温度和降水为主导因子,而郁闭度低于此阈值,温度的影响权重降低,林下光照的主导作用增强。【结论】在探究人工林林下灌木层植物多样性空间变异及影响要素的过程中,需要综合考虑各种影响因子,并借助多种多样性指数,综合评判林下植物多样性变化情况。本研究结果可为调控人工林林下灌木层植物多样性及林下植物恢复提供参考依据。
基于SSR标记的福建省闽楠代表性群体遗传多样性分析

【目的】闽楠(Phoebe bournei)是珍贵的用材树种,被列为国家Ⅱ级重点保护野生植物。以福建省内保存较好的3个代表性闽楠自然群体为对象,研究其群体间及群体内的遗传变异水平及遗传结构特征,探究其成因,为闽楠天然群体的保护和利用提供依据。【方法】利用自行开发的18个多态性SSR标记,对3个群体共计88个样本进行检测,利用Popgene 32软件,分析群体的有效等位基因数(Ne) 、观测杂合度(H_o) 、期望杂合度(H_e) 、基因分化系数(F_(st)))等,利用Structure软件研究群体的遗传结构。【结果】3个闽楠群体的平均期望杂合度为0.629,表明遗传多样性较丰富; 3个群体的平均观测杂合度明显低于期望杂合度,群体内近交程度较高[近交系数(F) = 0.280)],尤其是罗卜岩群体H_o/H_e差异大(0.399/0.608) 、近交程度高(F = 0.378);分子变异分析显示,闽楠的变异主要来源于群体内,群体间存在中等程度的分化(F_(st) = 0.197) 。聚类分析结果表明,3个群体闽楠样本可明显区分为两类,两类间存在明显的遗传分化,福建罗卜岩和福建顺昌群体为第Ⅰ类,且两者地理位置较近;福建政和与其距离较远,为第Ⅱ类。【结论】福建闽楠3个代表性群体具有较高的遗传多样性,但具有小群体特征,群体内近交程度较高,而地理隔离和人为活动使闽楠具有一定程度的遗传分化;应采取措施使群体内充分异交,以维持闽楠群体较高的遗传多样性。
北京平原地区主要造林树种叶片氮磷再吸收及生态化学计量特征

【目的】通过分析北京平原地区主要造林树种叶片氮(N)和磷(P)再吸收及生态化学计量特征,探讨不同树种对平原造林地生境的生态适应及养分利用机制。【方法】以刺槐、千头椿、旱柳、毛白杨、白蜡和油松等主要造林树种为研究对象,测定其新鲜叶、凋落叶的N、P含量,计算叶片N、P再吸收率并分析其与叶片、土壤养分指标的关系。【结果】刺槐的叶片N含量最高,旱柳的叶片P含量最高;白蜡叶片的N:P显著高于其他树种(P < 0.05),毛白杨叶片的N:P最低,刺槐、千头椿、旱柳和油松之间叶片N:P差异不显著。不同树种凋落叶N、P含量及N:P与新鲜叶养分相关性不同。刺槐叶片N再吸收率和千头椿叶片P再吸收率显著高于其他树种,多数树种的叶片N再吸收率或P再吸收率与其凋落叶养分含量表现出显著负相关。【结论】刺槐、旱柳、白蜡和油松的生长受到P限制,千头椿和毛白杨生长受到N限制。树种能通过叶片N、P再吸收来适应养分限制环境。建议在平原林养护中加强林分结构调整、凋落叶归还林地、人工补植补造等措施以改善平原林养分限制状况。
小麦气送集排器等宽多边形槽齿轮式供种装置研究

针对小麦气送式集排器供种装置充种环节种子流动性差,导致充种及供种不稳定的问题,设计了一种具有等宽多边形槽齿轮的小麦供种装置。阐述了供种装置的工作原理,确定了等宽多边形槽齿轮的主要结构参数。利用EDEM仿真对比分析了不同结构型式槽齿轮对种群扰动能力、充种及供种性能的影响,结果表明,当供种轴转速为20r/min时,在仿真的1~10s内随等宽多边形槽齿轮边数的增加,种群平均动能均值逐渐减小,对种群平均扰动能力依次减弱,但相邻平均动能峰值间隔时间缩短,扰动种群的频率增加;等宽三边形、等宽五边形、等宽七边形、等宽九边形槽齿轮扰动下种群平均动能均值比圆形槽齿轮分别高371.32%、209.23%、91.02%、53.37%;以充种合格率((2 ±1)粒/孔)和漏充率(0粒/孔)为指标,等宽七边形槽齿轮充种合格率为93.98%、漏充率为2.78%,供种粒数与供种时间具有较高的线性度,充种和供种性能较优。台架试验验证了等宽七边形槽齿轮式供种装置的供种性能及对排种性能的影响,结果表明,当转速为10 ~ 60 r/min时,供种速率稳定性变异系数不高于2.14%,供种时破损率不高于0.20%,总排量稳定性变异系数不高于2.15%,排种时破损率不高于0.23%,满足小麦种子稳定供种要求。
燕麦和箭筈豌豆混合种子离散元模型参数标定与试验

为了更好地应用离散元法研究燕麦和箭筈豌豆种子的混播过程,提高种子离散元模型的准确性,结合实际试验和仿真试验对仿真参数进行了标定。通过抽样分别测量了燕麦和箭筈豌豆种子的本征参数,并建立了种子离散元模型。采用碰撞试验、斜面滑动试验和斜面滚动试验,分别对燕麦种子和箭筈豌豆种子与ABS塑料板间的碰撞恢复系数、静摩擦因数及滚动摩擦因数进行了标定,得到燕麦和箭筈豌豆种子与ABS塑料板间的碰撞恢复系数分别为0.441、0.435,静摩擦因数分别为0.506、0.454,滚动摩擦因数分别为0.059、0.047。基于堆积试验,利用最陡爬坡试验和二次回归正交旋转组合试验方法,以混合种子堆积角的EDEM仿真值与实际值的相对误差为指标,确定种间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.320、0.327、0.042。利用螺旋排种装置对标定结果进行了验证,得到仿真试验与实际试验的混合种子质量流率平均相对误差为1.76%,燕麦和箭筈豌豆种子的排种质量比平均相对误差为2.03%,验证了仿真试验的可靠性,标定的结果可用于燕麦和箭筈豌豆种子混播过程的离散元仿真试验。
IPv6传输路径的可定义分段认证方法

互联网的源地址欺骗和传输路径不一致,会引出拒绝服务、非法流量窃取等多种攻击行为,网络安全受到严重威胁.所以,数据包的传输路径验证受到广泛关注.传统的包标记方案主要针对IPv4,在网络层和传输层之间加入新的字段.本文根据IPv6首部特点,提出一种分段的源认证和路径验证方案(Source and Path Verification,SPV),实现源地址真实性验证,数据面的传输路径一致性验证与错位定位.发送端在IPv6头部添加标识,任意选择部分中间路由器作为检查节点.仅由检查节点对上述数据包执行标识字段的识别和验证,无需所有途经节点都具有验证能力,提升了安全验证效率.当检查节点验证失败后,将记录发送给源端.通过新增的标识字段,发送端能够根据回传信息执行高效可靠的故障定位.通过修改标识字段的最高位,可实现自定义的路径验证,仅对某一段路径进行验证.本文通过模拟实验验证了方案的通信开销与故障定位效率,证明了本方案的可行性.
一种自约束的小样本缺损图像分割方法

针对现有的图像分割技术在小样本量数据集上容易过拟合,不能有效分割缺损图像的问题,提出了一种自约束图像分割方法.首先,基于传统无监督水平集图像分割方法,提出一种可微分水平集层.第二,将可微分水平集层嵌入U-Net等有监督图像分割模型中,使得水平集方法对函数的拓扑约束,可以随着梯度反向传播过程,对卷积参数起到约束作用.实验结果表明,在MNIST和Fashion-MNIST简单数据集上,本文方法的分割准确率比CV等基于水平集的方法分别提升8.3%和11.7%,比U-Net等分割网络分别提升7.5%和15.6%;在背景复杂的Weizmann horse数据集上准确率较基于水平集的方法提高54.9%,较U-Net等分割网络提升13.4%,显示出本文方法在小样本缺损图像数据集上的有效性与鲁棒性.
基于多场景置信间隙决策的风光储联合鲁棒规划

为实现具有鲁棒性的风光储联合规划以应对可再生能源出力不确定性带来的负面影响,提出基于鲁棒驱动的多场景置信间隙决策理论(MCGDT);以风光消纳率最大化和总投资成本最小化为优化目标,构建了基于MCGDT的风光储联合鲁棒规划模型;基于不确定性理论将模型中复杂的机会约束进行等效确定性转换,设计了一种新颖的交叉熵-雷达扫描微分进化算法高效求解模型。MCGDT不仅能弥补常规鲁棒优化和信息间隙决策理论未能计及鲁棒准确性以及随机因素多态性的不足,还能解决随机规划中典型场景不具有区间遍历性的问题,可实现更为合理而准确的不确定性规划。所提理论与方法的有效性和优越性通过算例分析得到了验证。
基于改进梯度提升算法的短期风电功率概率预测

随着风电大规模接入电网,风电功率概率预测的需求愈加迫切。为了实现短期风电功率概率分布预测,提出了一种基于改进梯度提升算法的短期风电功率概率预测方法。首先,分析了梯度提升算法应用于短期风电功率概率预测存在的问题。其次,利用负对数似然损失函数作为梯度提升算法中的损失函数,并利用费希尔信息矩阵修正损失函数在概率分布参数空间的梯度,将其转换为概率分布空间的自然梯度。然后,基于自然梯度提出适用于短期风电功率概率分布预测的改进梯度提升算法。最后,将所提算法与传统的梯度提升算法和其他算法进行对比,结果显示,所提算法训练过程收敛较快并且具有较好的预测性能,验证了其实用性和有效性。
基于两阶段特征选择和格拉姆角场的配电网拓扑辨识方法

分布式能源并网、辐射状与环状拓扑混合运行、量测误差等影响因素使得配电网在线拓朴难以准确获得。为此,文中提出了一种基于两阶段特征选择和格拉姆角场(GAF)的配电网拓扑辨识方法。首先,基于XGBoost和最大信息系数的两阶段特征选择方法筛选出不含冗余拓扑特征信息的重要量测。其次,基于GAF特征变换,将一维的配电网时间断面量测数据变换为二维的GAF, 在保留时间断面的节点电压分布规律的同时,有效表征节点电压幅值分布中的拓扑特征信息。最后,设计了一种适用于拓扑辨识的三卷积层神经网络模型,凭借卷积和池化的运算特性以及抗噪性,稳定地提取GAF所蕴含的拓扑特征信息,从而准确建立配电网节点电压幅值分布到拓扑的映射关系。通过IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性,并分析了所提方法对不同噪声水平、数据缺失比例以及其他场景的适应性。
考虑灵活性供需鲁棒平衡的两阶段配电网日内分布式优化调度

大规模分布式光伏等分布式电源接入电网增大了配电网对调度灵活性的需求及传统集中调控模式的难度。为此,提出一种考虑配电网灵活性供需鲁棒平衡的两阶段日内分布式优化调度方法。第1阶段,考虑净负荷不确定性与配电网灵活性供给能力,提出分布式电源集群的灵活性供需鲁棒平衡指标,并结合模块度指标建立了配电网分布式电源集群划分模型;第2阶段,根据配电网分布式电源集群划分结果,建立适用于分布式电源集群的日内分布式优化调度模型,并采用同步型交替方向乘子法进行了求解。最后,以IEEE 33节点系统为例验证了所提方法的有效性。
考虑电动汽车灵活性与风电消纳的区域电网多时间尺度调度

随着电动汽车数量逐渐增多,电动汽车接入电网会给电网运行控制带来困难。同时,以新能源为主体的新型电力系统面临功率平衡挑战。基于自适应噪声完全集成的经验模态分解(CEEMDAN)和双向长短期记忆神经网络(BILSTM),提出了一种考虑电动汽车灵活性与风电消纳的区域电网多时间尺度调度方法。首先,通过对风电和基础负荷历史数据进行CEEMDAN,得到不同频率下的本征模态分量;其次,根据极大值点个数判据对本征模态分量进行重构;再次,利用BILSTM预测重构分量,得到风电和基础负荷数据的预测值。基于上述预测的数据,采用模型预测控制方法,建立区域电网多时间尺度调度模型。最后,通过仿真结果表明,所提预测方法具有普适性;所提的多时间尺度调度方法有效且经济,该方法可以在平抑负荷波动、降低风电并网影响的同时,利用电动汽车灵活性对风电预测实时偏差进行补偿,维持系统平衡。
考虑潮流越限风险的柔性交流配电网融冰优化策略

针对当前配电线路覆冰情况多发、过负荷融冰易出现潮流越限的问题,文中充分考虑智能软开关(SOP)的灵活调节能力和移动融冰装置(MDID)的机动性,提出一种配电网多时段融冰策略优化方法。首先,基于热平衡方程和气象数据刻画融冰过程中的覆冰厚度变化规律。其次,考虑交通网对MDID移动时长影响,以线路断线和潮流越限风险最小为目标,建立了基于SOP过负荷融冰和MDID路径调度协调配合的配电网双层优化模型,采用精英保留的遗传算法对模型进行求解。最后,采用手拉手IEEE 33节点配电网和114节点配电网进行算例分析。仿真结果验证了所提方法的有效性。
基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度

传统的日前鲁棒优化算法只能提供设备各个时段的具体出力值,由于新能源出力的随机性、设备爬坡约束、储能荷电状态约束等时间耦合约束的影响,难以给日内调度计划提供调整方案。文中在考虑综合能源园区的经济调度问题时,在传统的min-max-min三层优化问题中加入设备最优出力区间变量,将时间耦合约束解耦,并引入负荷累计改变量的概念将需求响应约束解耦。储能引入了充放电标志变量,采用嵌套列与约束生成算法求解3层优化问题,并对实际碳排放表达式进行松弛和分段线性化,获得设备最优出力区间和需求响应上下界,从而在日内调度时可根据新能源出力在区间内任意调整。算例分析表明,基于最优出力区间的方法在日内调度时应对不确定性的能力更强,同时由于储能荷电状态约束的解耦,可以根据调频市场容量售价来决策储能调频容量以获取收益,进一步降低总成本。最后,分析了碳交易价格对于园区碳交易成本和CO_2减排量的影响,以此简单说明碳交易市场的运营机理。
基于椭圆近似的交直流混合配电网灵活性运行域快速计算方法

交直流混合配电网是主动配电网的重要分支,其灵活性运行域研究对实现输-配电网主动交互及高效经济调度具有重要意义。计及光伏、储能及可控负荷的灵活运行特性,文中构建了基于DistFlow潮流模型的交直流混合配电网功率灵活性运行域模型。首先,为降低光伏出力随机性的影响,采用多个典型场景下运行域的交集作为交直流混合配电网的灵活性运行域,并采用椭圆对多个连续时段的交流侧根节点有功功率-无功功率、电压源型换流器(VSC)交互有功功率的运行域进行近似。其次,通过添加外近似多边形顶点约束将模型转化为单层优化模型求解,在最大化椭圆面积的同时保证其分解可行性。最后,采用33节点和93节点交直流混合配电网为算例进行分析,研究了储能、可控负荷、VSC控制方式以及不同光伏渗透率对功率灵活性运行域的影响,采用蒙特卡洛方法验证了椭圆灵活性运行域的分解可行性,并在求解速度和精度上与传统方法进行了对比。
计及运行灵活性约束的综合能源系统优化调度

电-气-热互联的综合能源系统(IES)在能量传输过程中具有多时间尺度特征,且气-热网络动态特性蕴含着丰富的灵活性容量,充分挖掘IES潜在的灵活性可有效提高可再生能源的消纳水平。为此,提出了一种计及次小时尺度运行灵活性的IES优化调度模型。在分析净负荷变化区间内系统运行规律的基础上,推导了电力系统的灵活性需求和资源的数学表达。然后,分析气网和热网的动态特性,并分别建立了气网和热网提供运行灵活性的数学模型。基于此,构建了计及次小时尺度运行灵活性约束的综合能源系统优化调度模型,并将模型中的非线性项进行了线性化处理。最后,采用电-气-热IES 24-20-16系统进行算例分析,结果表明,气-热网络动态特性在短时间尺度内能够提高系统的灵活性,进而显著提升系统运行的经济性。
计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划

分布式可再生能源与负荷的相关性对配电网规划结果有着至关重要的影响。首先,以截断的R-Vine Copula模型为基础,建立多种负荷与分布式风、光发电的高维时序联合概率分布模型;然后,提出了一种两阶段随机配电网扩展规划模型和相对应的机会约束规划模型。在该两阶段模型中,第1阶段为配电网投资决策模型,以配电网总成本最低为目标确定合适的馈线、变电站和电容器的拓展和升级方案;第2阶段为多场景下的配电网运行模型,该阶段以网损和配电网维护成本最低为目标,以配电网安全运行为边界条件确定最优的运行方案。负荷和分布式电源的相关性和随机性由场景及其实现的概率引入模型中。考虑到基于场景的随机优化模型和机会约束模型的求解较为困难,提出了一种新的双线性Benders分解算法,能够有效地求解含有大量二阶锥潮流方程的随机优化模型。最后,以中国南通市某38节点配电网为例,验证了所提模型和算法。
极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡

气候变化背景下,全球可再生能源发电量占比持续增长,以低容量系数的风/光发电作为电量主体(电量渗透率超过50%)的极高比例可再生能源电力系统成为未来蓝图。但是,剧烈的发电波动将导致失负荷与弃电双重风险凸显,系统的灵活性供需平衡至关重要且更加复杂。文中提出面向极高比例可再生能源电力系统的新型灵活性供需平衡分析体系。首先,分析了极高比例可再生能源电力系统的主要结构特点和运行特点;然后,研究了极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡的基本原理和关键挑战;最后,指出了灵活性供需平衡评价、灵活性供需平衡模拟计算、兼顾不同天气过程的模拟场景构建是值得关注的3个关键问题,并针对性地提出了结合空间相关性建模和元件状态时序连接关系的概率化评估方法、考虑灵活性不足风险的长时序滚动模拟方法以及基于极值理论的天气场景构建方法等解决思路。
考虑多元异质源荷相关性的区域综合能源系统规划

区域综合能源系统的源荷类型众多,不同能源之间、负荷之间以及源荷之间呈现相关特性,为此提出一种计及源荷相关性的区域综合能源系统规划方法。首先,采用Nataf变换与Cholesky分解对拉丁超立方采样进行改进,得到了考虑风电、光伏及电、气、冷、热负荷相关性的样本矩阵,进而通过改进聚类中心获得区域综合能源系统的典型源荷场景;然后,建立考虑多元异质源荷相关性的区域综合能源系统规划模型,该模型以投资、运行、外部能源交易成本及弃风弃光成本之和最小为目标函数;最后,基于IEEE 39节点电网系统、比利时20节点气网系统、14节点冷/热网系统组合的区域综合能源系统测试算例进行仿真,验证区域综合能源系统规划中考虑多元异质源荷相关性的必要性及所提方法的可行性。
干旱区绿洲城镇景观生态风险时空变化分析——以张掖绿洲乡镇为例

科学评估与分析干旱区绿洲乡镇景观生态风险,对优化绿洲土地资源管控和维护干旱区绿洲生态系统稳定性具有重要现实意义。以张掖市绿洲乡镇为对象,基于土地利用数据和景观格局指数,结合ArcGIS空间分析功能,研究其景观生态风险时空特征及影响因素。结果表明:1987—2018年,耕地和建设用地变化明显,分别增加429.03 km~2和236.26 km~2;整体景观生态风险呈下降趋势,并呈“南北高、中间低”格局特征;各乡镇风险水平在空间上正向聚集,位于绿洲边缘地区的乡镇风险变化明显;人为活动干扰是近年风险水平变化的主要因素。研究成果可为西北干旱区绿洲生态保护与治理提供决策参考。
基于多源数据的三江源国家公园土地生态安全综合评价

开展国家公园尺度的土地生态安全综合评价,对优化三江源国家公园土地利用管理规划、加强生态网络建设具有重要借鉴价值。在“压力-状态-响应”(PSR)理论框架中融入草地退化指数、冻土稳定型分布、生态系统服务价值和景观生态脆弱性等指标,分析三江源国家公园土地生态安全状况及其主导因素。研究表明:(1)三江源国家公园景观生态脆弱性整体较低,不同园区景观生态脆弱性指数略有差异,长江源园区为中等脆弱区,黄河源园区脆弱性次之,澜沧江源园区景观生态脆弱性优于其他两园区。(2)三江源国家公园整体土地生态安全状况为较不安全,其中,长江源园区、澜沧江源园区以较不安全区等级为主、临界安全等级次之,黄河源园区临界安全及以上等级的面积比重为93.94%。(3)土地生态较安全区和安全区分布于长江源园区中南部,以及黄河源园区南北两侧边缘区,较不安全区和临界安全区在长江源园区、澜沧江源园区以及黄河源园区交错且连片分布。(4)基于地理探测器模型的自然生态和社会经济影响因素识别结果显示,居民点密度、水网密度和景观生态脆弱性是影响三江源国家公园土地生态安全的主导因素,揭示了人类活动扰动程度与生态系统脆弱性对国家公园土地生态安全状况的综合作用。
三江源国家公园植被净初级生产力变化趋势及影响因素

净初级生产力(NPP)是评估全球气候变化和人类活动下生态系统状况、过程和机制的重要指标之一。研究以中国首批国家公园之一的三江源国家公园为对象,利用GLOPEM-CEVSA耦合模型,以1981—2018年空间插值的气象数据和基于遥感反演的FPAR数据为输入,分别估算仅气候驱动的潜在NPP(NPP_(CL))和气候遥感共同驱动的现实NPP(NPP_(RS)),以二者之差厘定人类活动影响的NPP(NPPHA),进而探究全球气候变化下人类活动的影响。结果表明:(1)三江源地区NPP_(RS)多年均值为309.70 g C m~(-2) a~(-1),占NPP_(CL)的61.65%。其中,黄河源、长江源和澜沧江源园区NPP_(RS)分别为249.88 g C m~(-2) a~(-1)、140.18 g C m~(-2) a~(-1)和330.55 g C m~(-2) a~(-1)。(2)全区NPP_(RS)以2.00 g C m~(-2) a~(-1)速率显著增加,高于NPP_(CL)(1.74 g C m~(-2) a~(-1)),其中黄河源、长江源和澜沧江源园区NPP_(RS)增长速率分别占各自NPP_(CL)增长速率的89.13%、90.23%和77.43%,澜沧江源园区整体受人类活动影响最大。 (3)气候影响方面,年降水、年平均日最高气温和年平均日最低气温共同可解释全区NPP_(CL)和NPP_(RS)年际变化的51%和73%,可分别解释黄河源、长江源和澜沧江源园区的48%和58%、52%和69%、42%和50%,其中气温对NPP年际变化趋势影响更大。 (4)人类活动在大部分区域呈负影响,存在西北向东南负面影响增强的空间分布特征,但2000年前后人类活动对生产力变化趋势呈负影响的面积从79.12%降低到56.34%,NPP变化量从-71.41 Tg C降低到-38.72 Tg C,作为主导因子的变化范围从18.73%增加至38.76%,三江源地区生态保护与恢复等措施促进了植被生产力增加,但需进一步实施生态保护与恢复措施,这是一项长期而艰巨的任务。
基于同步辐射显微CT的肾结石微观结构特征研究

肾结石是全球的泌尿系统常见病、多发病,且复发率高居不下。一般认为,尿中结石晶体的盐类呈超饱和状态,以及尿中抑制晶体形成物质不足是肾结石产生的主要因素。肾结石病因较复杂,目前提出了多种有关肾结石病因的学说,主要是从人体种族遗传、疾病、代谢和饮食习惯等方面研究结石病因,来推测其导致不同的种类的产生,再针对性制定治疗方案,但临床上肾结石内科治疗效果仍欠佳。积极探索肾结石形成和生长机制,无疑能对科学治疗肾结石有积极的意义。直观观察到结石的内部结构,并根据这些结构特征推测出结石的形成和成长轨迹,是研究肾结石形成和生长机制的重要一环。传统的研究手段难以无损获得结石的内部结构,目前未见肾结石微观结构相关报道。高分辨率显微CT特别是同步辐射X射线显微CT的出现,无疑能为这一研究提供先进的检测手段。
再生水灌溉后农田土壤淋溶液DOM光谱学特征

再生水灌溉农业是实现再生水回用的有效途径,其天然优势和操作可行性已得到普遍认可。再生水灌溉农业能够取得良好的生态效益、社会效益和经济效益,但灌溉过程可能导致土壤有机质的性质异化和非定向流失,相关问题尚没有引起足够重视。选取溶解性有机质(DOM)为目标对象,对灌溉过程农业土壤淋溶液DOM谱学信息差异化机制这一科学问题展开研究。以污水源再生水和河水源地表水(参比对照)为灌溉水源,借助一维原状土柱分析灌溉过程对土壤和淋溶液的影响,对土壤表面形貌(SEM)、淋溶液DOM紫外可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(3D-EEMs)进行比对,初步掌握灌溉后土壤淋溶液DOM的基础信息。结果表明:灌溉后的土壤团聚体结构松散、表面粗糙,出现细粒组分聚集和粘结的现象。土壤有机质随土壤深度增加逐渐减少,土壤DOM在10~20cm土层分布最多;灌溉过程能够增加0~30cm土壤有机质和0~20cm土壤DOM含量,证明土壤对灌溉水有机物具有截留作用。两种淋溶液DOM的UV-Vis谱图比较相近,均在240~270nm区间出现吸收平台(源于DOM不饱和双键共轭结构);相比之下,再生水源土壤淋溶液DOM的芳香化程度更低、结构更简单,两种淋溶液DOM中富里酸含量高于胡敏酸。淋溶液DOM三维荧光光谱仅出现一处荧光峰,位于Ex/Em=260~270/420~430nm区域,表明有类腐殖质组分的存在。经与前期研究结果比对,推测氨基酸类物质、类蛋白组分等可能被(灌溉过程)阻滞于土壤体系;自生源(内源)DOM对土壤淋溶液DOM的贡献更大,而外源DOM的影响程度有限。相关结果有助于深度评估再生水灌溉过程农业土壤DOM(或有机质)的流转归趋和生态效应。
基于产品生命周期的专利技术主题演化分析

专利技术主题演化蕴含着产品技术的发展脉络,如何对其进行准确把握对产品的技术研究人员至关重要。针对现有的专利技术主题演化分析研究中的不足,提出了一种基于产品生命周期的专利技术主题演化分析方法:针对现有时间特征划分方式会导致产品发展前期主题信息被淹没的问题,提出一种产品生命周期划分方法,利用专利增长规律和局部主题语义相似度划分产品生命周期。然后,针对现有主题挖掘方法对专利文献的适用性差、主题技术特点不明显等问题,提出MW-LDA(multiple weighted latent Dirichlet allocation)的专利技术主题提取方法,多角度改进词汇权重并构造复合权值,优化LDA模型生成特征词的过程,使其更适用于专利文本。接着,提出产品专利技术主题演化分析方法,利用阶段间的主题关联强度,实现产品生命周期不同阶段的技术主题演化分析。最后,在由电动车辆动力装置的专利构成的语料库上的实验结果以及对比实验表明,本文方法能够有效地发现专利的技术主题,并分析产品的发展态势,可为科学研究和科技政策制定提供支持。
一种分析四元数及其在6R机械臂逆运动学中的应用

为解决现有6R串联机械臂实时高精度逆运动学问题,提出一种新的分析四元数,用于6R机械臂逆运动学建模与求解。通过建立6R机械臂的坐标系和轴矢量,提出一种与传统Euler四元数同构的分析四元数,及与方向余弦矩阵同构的类方向余弦矩阵,以推导无冗余、二阶的机械臂逆运动学模型。基于机械臂的结构矢量分解,提出一种6R通用解耦机械臂建模的方法,分析机械臂的解耦条件,用于求解三轴解耦、偏置及正交解耦的6R机械臂逆运动学解析解。仿真试验结果表明,对于三种腕型的机械臂,所提出的方法单次求解速度在5.7 ms以下,位置精度优于10~(-15) m,方向精度优于10~(-8)(°),可以有效保证机械臂在线精密操作的性能。
2株感染蠼螋的球孢白僵菌的分离鉴定及对草地贪夜蛾的毒力

对采自玉米田自然罹病蠼螋成虫上的病原菌进行分离培养,结合形态学和rDNA-ITS序列分析,对分离纯化获得的2株病原菌进行生物学特性测定及种类鉴定,并采用浸渍法测定了2株病原菌对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力。结果表明,从自然罹病的2头蠼螋分离获得的病原菌均为球孢白僵菌Beauveria bassiana,编号为YY-1和HNC-1。在25℃下,YY-1和HNC-1菌株在SDAY培养基上菌落直径日增长速率分别为(3.06±0.20)mm/d和(4.57±0.23)mm/d,培养第15天时产孢量分别为(5.20±1.06)×10~7个/cm~2和(1.83±0.47)×10~8个/cm~2。球孢白僵菌YY-1和HNC-1对草地贪夜蛾3龄幼虫均具有致病力,其中在1.0×10~8个/mL浓度下第8天草地贪夜蛾3龄幼虫累计校正死亡率分别达到83.3%和63.3%,对草地贪夜蛾3龄幼虫的LC_(50)为1.56×10~5个/mL和2.11× 10~5个/mL,LT50分别为4.23d和6.12d。综合以上结果,2株球孢白僵菌对草地贪夜蛾幼虫具有较强的毒力,其中YY-1菌株对草地贪夜蛾幼虫的毒力强于HNC-1菌株,因此球孢白僵菌YY-1菌株在草地贪夜蛾生物防治中具有良好的开发潜力。
引起云南省珠芽魔芋叶斑病的链格孢菌种类鉴定

珠芽魔芋Amorphophallus bulbifer是我国西南地区广泛种植的一种特色经济作物,自2015年开始云南省德宏州及西双版纳州珠芽魔芋种植区发生了一种魔芋新病害。典型症状为早期叶片上出现具黄色晕圈圆形斑点,逐渐形成大斑块,最终整个叶片枯死。本研究采用温室接种致病性测定、形态及分子鉴定等方法对珠芽魔芋叶斑病病原进行研究。结果表明:从各种植区采集的37份叶部病样中分离得到37个生长较一致的真菌分离物;致病性试验证实,均为珠芽魔芋叶斑病病原菌,显微镜下观察该病原菌具有细极链格孢Alternaria tenuissima的形态特征;将其rDNA-ITS、EF-1a和β-tubulin基因序列在GenBank中进行同源性比对分析显示,其序列与A.tenuissima的相似性为99%~100%,分子鉴定与形态学鉴定结果一致。这是国内首次发现由细极链格孢侵染所引起的珠芽魔芋叶斑病。
外来入侵植物病毒在我国的发生、危害与管理

外来入侵植物病毒已经严重威胁全球多个国家和地区的农业生产。预防和控制入侵植物病毒能够确保农业安全生产和可持续发展。本文详细地总结与综述了我国重要外来入侵植物病毒发生与危害情况。结合国内外生物入侵防治经验与我国入侵植物病毒的实际情况,分析了我国植物病毒入侵防控面临的挑战,提出了我国入侵植物病毒防控的几种通用措施。
牦牛RBM3的基因克隆及其在不同繁殖时期卵巢、输卵管、子宫中的表达定位

旨在研究RBM3在牦牛(Bos grunniens)生殖相关调控中的作用。本研究以卵泡期、黄体期和妊娠期4~ 6岁健康雌性牦牛各3头为采集对象,采集其卵巢、子宫和输卵管共9组试验样品,每组设置3个生物学重复。利用基因克隆技术克隆牦牛RBM3基因并进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(Western blot,WB)分别在基因层面和蛋白层面检测RBM3在牦牛子宫、卵巢和输卵管中的相对表达量;利用免疫组织化学(immunocytochemistry,IHC)方法检测RBM3蛋白在试验样品中的分布定位。牦牛RBM3基因(GenBank No.:MF142258.1)被成功克隆并预测出二、三级结构,发现其与野牦牛亲缘性最近,基因编码区第51位、98位核苷酸不同于常见哺乳动物,生物信息学分析预测其编码的蛋白质为稳定的非跨膜蛋白。RBM3蛋白在本试验9组样品的表达量有如下差异:在卵巢中,黄体期显著高于卵泡期和妊娠期(P< 0.05);输卵管中,卵泡期显著低于黄体期和妊娠期(P<0.05);子宫上,卵泡期显著高于黄体期和妊娠期(P<0.05)。免疫组织化学结果显示,RBM3在卵巢中的主要表达位置是卵泡膜、颗粒层和黄体细胞;在输卵管的表达位置是黏膜上皮;子宫上的表达主要以子宫内膜和子宫腺为主。本研究结果提示,RBM3可能参与牦牛个体发情周期和妊娠过程的调控以及妊娠识别等过程,为RBM3这一冷应激调节因子参与牦牛对高原环境的适应性生理机制方面的研究提供参考。
北京黑猪DKK3和CCR1基因多态性检测及其与背膘厚的关联分析

旨在探讨DKK3和CCR1基因多态性及其对北京黑猪背膘厚的影响,以期能够筛选出可用于提高北京黑猪背膘厚性状的分子标记,为北京黑猪优良性状定向选育提供依据。本研究以413头健康的北京黑猪为试验材料,对其进行DNA提取、PCR扩增、基因测序筛选候选基因的SNPs,同时利用SAS 9.2软件对突变位点的不同基因型分别与北京黑猪的六七肋背膘厚和腰荐部背膘厚进行关联分析。结果显示,在北京黑猪DKK3基因的外显子区共检测到10个SNPs,包含1个可变剪切突变、1个错义突变和8个3'UTR突变,其中有4个3'UTR突变位点均与腰荐部背膘厚显著关联(P<0.05),分别为g.47443779 T>C、g.47444258C>T、g.47444912 G>T和g.47445304T>C,其余位点与六七肋背膘厚和腰荐部背膘厚均不显著关联(P>0.05)。在CCR1基因的外显子区共检测到3个SNPs,包含2个同义突变和1个错义突变,其中1个同义突变位点g.29229037G>A与六七肋背膘厚显著关联(P<0.05)。对DKK3的10个SNPs进行连锁不平衡分析,结果显示,g.47443779 T>C和g.47443783C>T处于完全连锁状态(D'=1),g.47443783C>T和g.47443858C>T处于完全连锁状态(D'= 1),g.47444258C>T和g.47444275C>T呈现高度连锁状态(D'=0.98)。综上所述,DKK3和CCR1基因的SNPs分别与北京黑猪的腰荐部背膘厚和六七肋背膘厚有显著关联性,可为北京黑猪背膘厚的早期分子选育提供参考。
老年人髋部骨折流行病学特点分析

目的分析老年人髋部骨折的流行病学特点。方法回顾性分析北京医院2011年1月至2020年12月收治入院的2 054例60岁及以上老年髋部骨折患者的临床信息,包括年龄、性别、骨折类型、受伤至手术时间、住院时间、手术方法、合并症等,分析髋部骨折的流行病学分布特点。结果2011-2020年髋部骨折年收治患者数量总体呈上升趋势,所有患者中,股骨颈骨折(1 177例、57.3%)占比高于股骨粗隆间骨折(877例、42.7%)。不同年龄段骨折类型分布有统计学差异(χ~2 =61.727,P<0.001)。手术治疗的患者占总人数的89.5%(1 839例),股骨颈骨折的患者最常选择的手术方式为人工股骨头置换术占75.4%(783例);股骨粗隆间骨折为闭合复位髓内钉内固定术占66.8%(534例),不同骨折类型间的手术方式差异有统计学意义(χ~2= 1 480.800,P<0.001)。股骨颈骨折患者住院天数长于股骨粗隆间骨折患者[(14.2±8.3)d和(13.2±10.9)d](t = 2.417,P = 0.016).两组患者入院至手术时间差异无统计学意义[(5.7±3.5)d和(5.4±3.3)d](t = 1.954,P = 0.051)。在所有髋部骨折患者合并症中,排名前5位的疾病分别为心血管系统疾病(2 001例、97.4%)、神经系统疾病(1 105例、53.8%)、内分泌系统疾病(814例、39.6 %)、骨骼与肌肉系统疾病(623例、30.3%)、消化系统疾病(472例、23.0%);合并3种合并症及以上的患者占总数的72.3% (1 485例)。结论老年人髋部骨折在年龄、性别、住院时间、合并症等方面均有一定的流行病学分布特征,这有利于进一步完善髋部骨折的防治策略,促进医疗资源的合理分配。
钻机导轨40Cr钢喷丸强化与离子多元循环共渗复合工艺

以钻机导轨常用材料40Cr合金钢为研究对象,分析了喷丸强化+离子多元循环共渗复合工艺的作用机理。结果表明,复合工艺处理后的试样表面硬度为912 HV0.2,渗层深度为315 μm,优于单一离子多元共渗工艺。喷丸强化通过增加扩散通道,降低扩散能量的方式增大扩散系数;循环多元共渗使试样表面与扩散层的浓度梯度呈周期性变化,为相界面反应和内扩散提供驱动力。结果表明,喷丸强化+离子多元循环共渗工艺具有协同增强作用,能有效提升钻机导轨的表面性能。
E级钢调质处理后的组织与性能

通过优化E级钢的调质热处理工艺,找到该钢调质后低温冲击性能提高的内在原因。并用光学显微镜对钢的显微组织进行分析,用拉伸试验机对经不同热处理后E级钢试件的拉伸性能和- 40 ℃冲击性能进行检测。结果表明,在910 ℃淬火回火后,得到均匀的索氏体组织,冲击性能最佳。通过对冲击断口的观察和钢中碳化物析出行为的研究,指出E级钢调质处理后的韧性与碳化物的形貌与分布有关,低于550 ℃回火时,钢中的碳化物主要在板条边界和晶界析出,低温冲击性能低;高于550 ℃回火时,碳化物主要在晶内析出,呈粗粒状,且铁素体呈等轴状,冲击性能较高。
血液透析患者自体动静脉内瘘血栓预防的最佳证据总结

目的检索、评价并汇总血液透析患者动静脉内瘘血栓预防的最佳证据,为提高自体动静脉内瘘长期生存率提供参考。方法根据循证护理方法,系统检索BMJ最佳临床实践、UpToDate临床顾问、澳大利亚乔安娜布里格斯研究所循证卫生保健中心数据库、Cochrane图书馆、DynaMed循证知识库、美国指南网等指南数据库、美国国家肾脏基金会等专业协会网站、PubMed等综合数据库中有关血液透析患者自体动静脉内瘘血栓预防的证据,文献类型包括临床决策、临床指南、证据总结、系统评价、专家共识。由循证团队进行证据的提取、汇总、质量评价。结果通过文献检索共纳入文献14篇,其中临床决策5篇,指南6篇,系统评价1篇,专家共识2篇。结合临床专业人员意见汇总6个主题、34条证据,包括评估、监测与筛查、自体动静脉内瘘的规范使用、人员与培训、健康教育、透析低血压管理。结论该研究总结了自体动静脉内瘘血栓预防的最佳证据,可为透析中心医护人员提供参考。临床医护人员采纳证据应用到临床时要结合专业人员判断及患者偏好,审慎应用。
表面形貌对燃料电池密封件接触特性的影响

为探究燃料电池密封件表面形貌对密封接触特性的影响,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数表征密封件的表面形貌,基于Majumdar-Bhushan接触模型构建考虑密封件表面形貌的二维有限元模型。研究接触—一次线性加载—卸载—二次线性加载4个步骤下光滑表面与粗糙表面的接触特性,基于上述模型,研究材料硬度对燃料电池密封性能的影响。研究结果表明:粗糙表面二次加载后其应力分布均匀度低于第一次,且其2次加载后应力分布均匀度均低于光滑表面;粗糙表面二次加载后其最高应力与最大接触压力较第一次分别增加14.29%与89.29%,而光滑表面几乎维持不变;对于粗糙表面,其硬度越高,泄漏率越低,且其降低幅度随硬度增大而减小。
基于Google Earth Engine的采煤沉陷水体方向变化自动识别

煤炭开采在带来经济效益的同时,也造成了诸多环境问题。在我国东部高潜水位矿区,地表在采煤导致沉陷后出现积水,水体面积的剧烈变化使得耕地减少、农业生态系统变化。因此,对采煤沉陷水体持续监测对于研究该区域生态变化和制定修复规划十分必要。为揭示采煤沉陷积水区的变化情况,在Google Earth Engine(GEE)平台上,以潘谢矿区为研究区,以通过Landsat遥感影像数据提取出的1989-2016年沉陷水体数据为基础,构建了射线法获取年际间积水边界变化距离,利用一元线性最小二乘回归法对矿区沉陷积水边界进行拟合,并通过扩张系数分析了沉陷水体的空间位置变化情况。研究结果:①提出了射线法采煤沉陷水体方向变化自动识别流程,明确了射线原点与射线间角度选取方法;②通过对构建出的射线年际距离变化数据进行皮尔逊相关性分析,表明射线原点距该沉陷水体边界的距离与其相对应的年份具有较强的相关性;③对每条射线构建一元线性最小二乘法回归方程预测了沉陷积水边界,总体上拟合的决定系数为84.56%,拟合程度良好;④将通过回归方程预测出的2017年沉陷水体数据与遥感影像提取的2017年沉陷水体数据进行对比,预测精度为84.43%;⑤经扩张性分析,谢桥矿、潘三矿、潘北矿、潘二矿、潘一矿沉陷水体扩张速度慢,张集矿、顾北矿、丁集矿、朱集矿沉陷水体扩张速度较快,顾桥矿西北方向扩张速度较快、东南方向扩张速度慢,与矿山企业的开采情况基本对应;⑥立足GEE平台,从沉陷水体的提取到射线法监测,整个研究基本实现自动化,能迅速且较准确地进行沉陷积水区的预测。研究结论:在缺少采煤相关信息的情况下,基于射线法的沉陷水体监测技术在一定程度上能揭示沉陷水体各方向的变化情况,为矿区的生态修复提供一定的理论依据和数据支持。
中煤级煤Micro-Raman结构对甲烷吸附的响应

煤与甲烷、二氧化碳等流体作用后的体积膨胀及其机制一直是煤层气地质学和煤与瓦斯突出防治研究中的重要课题之一。以往的研究主要集中在宏观吸附膨胀及变形,并从力学的角度解释其膨胀机制。实际上,煤作为由大分子构成的分子体系,与甲烷、二氧化碳的相互作用是一种分子现象,其膨胀变形的本质应该是分子体系发生了变化,因此揭示煤大分子结构对煤体吸附膨胀的响应特征是认识其机制的基础。应用显微-拉曼光谱法对吸附甲烷前后的8个中煤级煤样(镜质组最大反射率Ro =1.08%~1.80%)进行了结构表征,并运用Origin 8.5软件对煤样吸附甲烷前后的拉曼光谱曲线进行了分峰拟合,在此基础上计算了煤样吸附前后的拉曼光谱结构参数。结果表明:原煤和吸附煤的G峰与D峰的峰位差d (G-D)随着煤级的增加有增大趋势,G峰半峰宽(FWHM-G)呈减小趋势,表明在反射率1.08%~1.80%阶段,煤结构有序度和微晶尺寸随煤级增加而逐渐增加;大芳香环(≥6)的相对含量(A_D/A_G)出现先增加后减小的趋势,这是以较大芳香环的生成为主转为向石墨结构生成为主的结果;随着煤级增加,原煤的大芳香环结构中"杂质"(A_S/A_D)及氢化芳环上的C-C的含量(A_S/A_(total))均有减小的趋势,反映出煤结构中sp~2 -sp~3杂化烷基碳或氢化芳环逐渐减少,有序度逐渐增加;当Ro >1.3%时,吸附煤相对原煤的d(G-D)及A_D/A_G减少,小芳香环相对含量(A_(GR+VR+VL)/A_D),A_S/A_D,A_S/A_(total)和FWHM-G增加,表明甲烷吸附变形引起环数较大的芳香环和微晶结构破裂形成较小的芳香环。这一结果对于认识煤大分子结构与甲烷的相互作用机制提供了理论依据。
基于采煤机和刮板输送机能耗模型的速度协同优化控制

综采工作面"智能化+装备"协同控制是实现煤矿综采智能化关键技术之一,采煤机和刮板输送机作为综采工作面的两大核心装备,其协同运行状态决定了整个综采过程的智能化程度、效率和能耗。基于前期研究建立的采煤机能耗模型,结合双向割煤工艺特点,通过对刮板输送机在不同工艺阶段的煤量线密度、实时煤量及运行阻力的分析,建立了刮板输送机的能耗模型。为验证该模型的合理性,以山西某煤矿9105综采工作面双机系统作为研究对象,通过MATLAB仿真得到的双机基准速度及其同比率增加或减少时的系统能耗变化趋势与实际经验相符。为明确牵引速度、滚筒转速及刮板链速度变化对采煤机和刮板输送机能耗的影响,通过对45组不同速度协同组合下采煤机和刮板输送机的能耗变化情况进行仿真分析,得出双机能耗最速下降路径的速度协同组合方向。其次,在满足采煤量、速度要求、生产时间等约束条件下,以采煤机和刮板输送机协同运行时的总能耗最小为目标,建立了双机速度协同优化模型,提出基于双机能耗模型的速度协同优化控制方法。为突出协同优化控制方法的优势,以同一综采工作面为研究对象,通过仿真得到优化协同速度及相应的能耗,与基准速度下的能耗相比,在一个生产循环中,采煤机可节能4.47%,刮板输送机可节能11.71%,双机系统总节能可达10.9%,因此,所提出的协同优化控制方法能有效降低采煤机和刮板输送机双机系统的能耗。
松软煤体波速演化规律与破坏程度量化指标

为合理评价松软煤体破坏状态,以淮南矿区潘一煤矿11518回采工作面为背景,选用型煤代替原煤,采用MTS岩石力学实验机及PCI-II声发射仪,开展单轴压缩状态下煤体多路径波速实时监测室内试验,分析波速变化特征;基于声波传播规律定义破坏程度量化指标;探究不同破坏阶段煤体介质状态,并开展指标工程应用。研究结果表明:①随煤体轴向应变的增加,波速呈现平稳、缓慢降低、急剧降低再平稳的基本规律,受载初期,型煤波速平稳,这与岩石材料呈现出的声学特性有所差异。②破坏程度量化指标K为煤体某一破坏阶段纵波经过裂纹时间与完全破坏后纵波经过裂纹时间的比值。③随煤体轴向应变的增加,指标先后经历平稳在0附近、缓慢增大、急剧增大再平稳在1左右4个变化阶段,指标演化与煤体表面形态变化具有高吻合性,且与传统损伤变量相比,指标突出裂纹对波速的影响,对破坏的敏感性更强,更能准确反映煤体破坏状态。④依据指标变化规律区划了工作面前方煤体介质状态,在距煤壁26.5 m以远的煤体处于连续介质区;在距煤壁13.5~26.5 m的煤体处于似连续介质区;在距煤壁5.75~13.50 m的煤体处于非连续介质区;在距煤壁距离小于5.75 m的煤体处于散体介质区。研究结果可为量化松软煤体破坏程度,防控围岩失稳灾害提供一种新途径。
煤矿固体智能充填开采方法研究

固体充填采煤方法在固废处理与岩层控制方面具有显著技术优势,但其效率与传统综采相比有所降低,基于充填技术升级、行业发展需要与矿山智能化建设三重需求,针对机构干涉状态判别、充填参数智能感知、采充工序自动组织等关键科学问题,研究了煤矿固体智能充填开采方法。给出了固体智能充填开采方法的概念、特征与难点,结合采矿地质条件、充填装备机构静态尺寸参数及运行过程中的动态轨迹参数特征,构建了充填工序过程中机构典型干涉状态判断和解调方程,形成了充填装备机构干涉状态调控机制,明确了采充工艺参数自我感知原理,形成了以数据智能感知模块、干涉状态分析识别模块和位态调整工序执行三大模块为架构的采充工艺参数自我感知方法,提出了采充工序流程自动组织策略,设计了以感知工序、识别工序、位态调整工序及采充响应执行工序为主的固体智能充填采充工序。阐述了多孔底卸式刮板输送机和充填液压支架智能化改造方法,设计了固体智能充填控制程序与系统,应用Keil5软件进行了程序的编程。研究可实现机构间干涉状态智能识别与自主调整、采煤与充填的协同作业、减少工序所需人工劳力、促进充填效率提高、充填工作面产能增加与回采工效提升,可为固体智能充填技术研发与应用提供理论指导。
煤岩组合体冲击动力学特征试验研究

为探究冲击荷载作用下煤岩组合体承载结构的动力学响应特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统结合超高速摄像机,设计开展了4种典型岩样与相同煤样水平层状复合而形成的煤岩组合体冲击压缩试验,对比分析了应力波由岩入煤情况下,煤岩组合体应力波传播规律、动态应力-应变关系、能量耗散规律及破坏失稳特征。研究结果表明:①煤岩组合体与入射杆波阻抗匹配效果的差异性对应力波传播的影响随冲击速度的增大逐渐减弱。②随冲击速度的增大,煤岩组合体最大动态峰值应力和峰值应变具有明显的应变率效应,入射能呈线性增大且与试样无关,反射能占比近似呈线性降低,最大动态峰值应力和吸收能占比近似呈幂函数增大。③冲击荷载作用下,煤岩组合体宏观裂隙起裂大多发生在远离煤岩交界面且强度相对较低的煤体或岩石端部,当裂隙发育至煤岩界面处,且裂纹尖端应力大于"弱化"煤岩强度时,裂隙将越过煤岩界面继续发育。④煤岩组合体冲击破坏时,在组合体动力显现影响程度方面,呈现出冲击速度大于岩石强度,岩石强度大于波阻抗匹配效果的规律。⑤相同冲击速度下,随着岩石强度的增大,岩组分更多起到能量的积聚和传递作用,岩石模式由劈裂破坏向剪切破坏转变,煤岩组合体动力显现逐渐向煤体转移,煤体破坏程度逐渐增大,煤样破碎颗粒逐渐由块状向粉状过渡,煤样破碎块体块度平均粒径降低,煤岩组合体分形维数逐渐增大。研究结果对动压巷道围岩控制提供了基础研究。
关闭/废弃矿井地热能开发利用研究现状与进展

探索清洁能源发展的创新途径是实现我国"双碳"目标的重要推动力。低焓地热资源(<85 ℃)是一种零碳清洁能源,可加快居民热能需求的脱碳进程。然而,低焓地热资源的开采面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题,限制了其大规模的开发与利用。而关闭/废弃煤炭矿井,由于具有丰富的水、热及空间资源,可创新性地开发低焓地热资源并延长矿区的经济寿命,降低对环境与经济的负面影响。为此有必要对废弃矿井开采地热能相关的技术、经济、环境和政策等因素进行全面的梳理。因此,进行了广泛的文献综述,从废弃矿井地热能开采原理的角度,概述了其系统、热源、需求及政策等方面的研究成果,特别是对矿井水体积、连通性和温度特征及其影响因素进行了详细的分析。在此基础上,讨论了以解析模型、数值计算及现场实验方法评估废弃矿井地热能利用可行性的研究进展。此外,为了直观地说明废弃矿井地热能的利用潜力,考虑围岩动态补热机制,以徐州矿区关闭张集矿为分析案例,估算了其可利用的地热资源。结果表明:张集矿静态储能约为278 000 MW·h,围岩动态补热量(0.5 a)约为4 731.4 MW·h,系统供能的碳排放系数仅为0.05 kg/(kW·h),与化石能源相比碳排放量减少约13 000 t。尽管考虑了动态补热,废弃矿井地热能补给速率仍相对较慢,因此未来的研究应着眼于多能互补方式开发废弃矿井地热资源,结合风能或太阳能将废弃矿井作为产-储热能的关键结构,以提高系统的稳定性。
双碳目标下废弃矿井绿色低碳多能互补体系建设思考

双碳战略目标下煤炭行业高质量发展迎来新的机遇与挑战,充分释放废弃矿井负碳增能潜力,创新风、光、水、热等新能源开发利用耦合新型物化储能协同发展模式,推进绿色循环低碳能源体系稳定发展。应对清洁能源稳定供给与煤炭工业净零发展挑战,提出废弃矿井绿色低碳多能互补体系,集成全息地质结构重构、多种能源融合、物化联合储能、碳固结利用、多网智慧调控、智能应急救援的产-储-固智慧新型负碳绿色能源供储体系,以地表地下联合空间为载体,多源数据融合数字孪生技术为支撑,风险智能判识预警与灾害应急救援为保障,实现废弃矿区多维度分级分类分区域联动清洁能源生产、储备、供给与碳捕集、封存、利用。凝练了废弃矿井绿色低碳多能互补体系发展面临的数字工程地质、多场时空耦合演化、功能地层空间维稳、风险超前精准预警和智能应急抢修救援等5个关键科学问题,提出了数字孪生工程原态场景、工程扰动多场耦合灾变演化、创新多能互补技术体系、CO_2工程封存与生态碳汇、分布式智能电网建设、数字风险预警系统和应急救援技术装备等7个主要研究方向,将为实现清洁能源稳续供给、碳永久封存、能-碳平衡循环发展,保障国家能源安全与经济社会高质量发展提供新途径。
柔性纺织纤维基超级电容器研究进展

为促进纤维基超级电容器在柔性能量存储领域的应用,以纺织纤维原料为类别,对高性能纤维(碳纳米管纤维,石墨烯纤维)、天然纤维、合成纤维基超级电容器的研究进行综述。在此基础上,对不同类型的纤维基超级电容器性能分析对比,总结各种纤维基超级电容器的优缺点。结果表明,高性能纤维基超级电容器的纤维结构、传荷位阻、离子扩散速率决定了纤维比能量及循环寿命,但该类型纤维基超级电容器受限于纤维材料的力学性能,后续织造较为困难;天然、合成纤维可满足后道纺织工艺对纤维的力学要求,易与纺织品结合成为整体,其储能大小受活性物质结构、密度、电荷传递协同效应影响较大。最后,针对柔性纤维基超级电容器研究存在的问题进行说明并对未来需要攻克的重点难点进行分析及展望。
怀来极低频电磁观测监控与管理方法的实现

极低频探地工程是国家发展和改革委员会批准的"十一五"国家重大科学技术基础设施建设项目之一,该项目通过人工源极低频电磁新技术(CSELF)进行资源探测和地震预测及其他前沿科学研究。文中总结了建设怀来极低频地震台时在新技术实施或操作中曾经遇到的问题,基于分析长期观测数据得到的经验,应用VB语言进行编程,实现仪器状态实时巡检、短信告警、数据文件检查与传送、预处理EDI文件产出及日志填写报送等工作环节的模块化和自动化,提高了台站观测数据的质量并优化了运行效果。
重质沥青基活性炭的制备研究

以重质沥青为原料,采用空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭。通过正交设计法系统研究了预氧化升温速率、恒温温度、恒温时间、活化时间、活化温度、炭化时间、炭化温度等因素对重质沥青基活性炭的影响。利用扫描电镜、碘吸附值等对活性炭的表面形态及吸附特性进行表征。结果表明,空气热聚合法-物理活化法协同制备重质沥青基活性炭的优化条件为:预氧化升温速率为2℃/min、预氧化恒温温度为300℃、预氧化恒温时间为1 h、炭化温度为500℃、炭化时间为120 min、活化温度为850℃、活化时间为90 min,该工艺条件下制备的活性炭具有较为发达的微孔结构,碘吸附值为689.33 mg/g。
荧光探针在土壤污染物检测中的应用研究进展

土壤污染物具有种类多、难降解、易累积等特点,可通过农作物吸收和食物链途径影响人体健康。荧光探针具有合成原料来源广泛、易修饰等特点,被广泛应用于土壤污染物的高灵敏、高选择性检测。本文介绍了荧光探针的概念、检测机理和分类,总结了近年来不同种类荧光探针在检测土壤中无机污染物、有机污染物和微生物污染物方面的研究进展,并对其发展前景进行了展望。
超声引导下勾刀腱鞘松解术治疗小儿狭窄性腱鞘炎

目的探讨B型超声引导下运用勾刀腱鞘松解术治疗小儿拇指狭窄性腱鞘炎的临床疗效。方法收集2017年6月至2020年6月在苏州大学附属无锡九院收治的58例小儿拇指狭窄性腱鞘炎患儿的相关资料。其中,男33例,女25例,无拇指外伤史,术前X线摄片排除骨关节疾病。根据随机数字法,将患儿分成手术切开组(A组)及B型超声下勾刀切割组(B组)。A组患儿30例,男19例,女11例;年龄为(2.4±1.1)岁,患侧为左侧16例,右侧14例;B组患儿28例,男14例,女14例;年龄为(2.3±0.8)岁,患侧为左侧16例,右侧12例。A组患儿行腱鞘切开松解术,B组患儿行B型超声引导下勾刀腱鞘松解术。收集并对比观察两组患儿手术时间、术后疼痛评分、综合疗效及瘢痕情况。结果两组患儿手术均顺利完成,B组患儿切口小,瘢痕程度轻,早期疼痛改善明显;切口长度在B组为(1.9±0.8)mm,A组为(12.5±1.4)mm,差异具有统计学意义(P<0.001);瘢痕情况评分在B组为(2.1 ± 0.7)分,A组为(4.7±1.3)分,差异具有统计学意义(P<0.001);术后1 d的疼痛评分在B组为(1.5±0.5)分,A组为(2.7±0.7)分,差异具有统计学意义(P<0.001)。所有患儿均完成随访,两组患儿末次随访均无复发,疗效评定均为A级,治疗有效率为100%,术后复查B型超声均未见A1滑车处出现增生、粘连等情况,肌腱滑动情况良好。结论B型超声引导下勾刀腱鞘松解术治疗小儿拇指狭窄性腱鞘炎具有微创、瘢痕小、安全有效等优点,适合临床推广。
基于高速非达西渗流的断溶体油藏连通性预测模型

针对断溶体油藏地质特征复杂、准确快速模拟难以实现的问题,以储层静态物性参数和动态注采数据为基础,将复杂的断溶体结构离散为井—缝—洞间的一维连通单元。提出了能够表征井间连通特性及物质基础的两个特征参数:传导率和控制体积。同时,引入流体高速非达西渗流项来描述断溶体内真实渗流特征,建立了断溶体油藏井—缝—洞间的连通单元物质平衡方程,实现了断溶体油藏油水动态模拟。研究结果表明:定液制度下,非达西渗流系数β=0,传导率值不变;β>0,随β值增大,连通单元内传导率下降程度增大,水相受非达西作用影响更明显,导致油井见水时间滞后,地层压力及井底流压下降,所需生产压差增加。针对Z断裂带,在达西渗流条件下,各计算指标与实际值难以拟合;当β取值在10~3~10~4时,单井流压及区块产油拟合效果理想,更符合实际流动。高速非达西作用明显的单元内连通性更好,对井间连通性准确预测具有指导意义。
人类活动强度对锦江浮游细菌群落结构的影响

为分析人类活动强度对锦江浮游细菌群落结构的影响机制,本研究于2021年1月(枯水期)和7月(丰水期)在锦江21个采样点采集表层水样,基于高通量测序技术研究浮游细菌群落特征,运用网络分析等方法阐明浮游细菌群落的交互作用,并探讨人类活动强度对其结构及构建过程的影响.结果表明:①枯/丰水期第一优势浮游细菌门均为变形菌门(Proteobacteria,53.08%/37.84%),其次是放线菌门(Actinobacteriota,30.89%/32.05%)和拟杆菌门(Bacteroidota,9.41%/13.94%);②与枯水期相比,丰水期浮游细菌群落的距离衰减效应更强,且其群落结构的季节变化大于人类活动强度影响下的空间变化,平均最近邻体指数(ENN_MN)和农田是影响河流细菌群落的最主要因子,而该群落构建过程主要由不同水化学指标驱动;③Proteobacteria和Patescibacteria是浮游细菌群落交互作用的关键物种,低干扰强度下浮游细菌群落交互网络的稳定性优于其他干扰强度,林地和温度(T)分别是影响枯/丰水期网络稳定性的主要环境因子.④人类活动强度变化可通过调节确定性和随机性过程平衡来影响浮游细菌群落构建,随着强度增加,确定性过程对浮游细菌群落构建的相对重要性不断增强,且人类活动强度每增加10%,将使浮游细菌群落交互网络的稳定性在枯/丰水期分别减少约6.38%和6.06%.以上结果为研究人类活动影响下河流生态系统监测和保护提供了理论基础.