mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
2013–2018年内蒙古自治区棘球蚴病报告病例空间分布特征

目的分析内蒙古自治区棘球蚴病报告病例空间分布规律及变化趋势,为强化重点地区棘球蚴病防控工作提供依据。方法收集2013–2018年全国传染病网络直报系统中内蒙古自治区棘球蚴病报告病例数据,采用空间流行病学方法进行分析。结果2013–2018年,内蒙古自治区棘球蚴病报告发病率为(0.22~0.41)/10万,报告病例的旗数由2013年的24个增加到2018年的39个。棘球蚴病高发病率地区主要集中在西乌珠穆沁旗(最高为19.23/10万)、东乌珠穆沁旗(最高为12.93/10万)和新巴尔虎右旗(最高为11.66/10万);三维趋势图显示,棘球蚴病报告发病率较高的区域主要集中在中部偏东地区。棘球蚴病报告病例空间分布存在正自相关关系,呈聚集性分布(Moran'sⅠ > 0,P < 0.05),存在 “高-高”和“低-高”2种聚集形式。结论内蒙古自治区棘球蚴病报告病例存在空间分布聚集性,热点地区主要集中在锡林郭勒盟及赤峰地区,建议加强这些地区棘球蚴病防控措施。
洞庭湖区消除血吸虫病迈向新时期

湖南省在我国血吸虫病防治史上占据了特殊地位,不但是我国血吸虫病重度流行区,也是在我国血吸虫病防治工作不同阶段出成绩、出经验的省份之一。近年来,湖南省高度重视血吸虫病防治工作,加大资金投入,坚持以传染源控制为主的综合防治策略,持续推进家畜传染源控制、人群传染源控制、钉螺控制及血防机构能力建设“四大工程”,取得了显著血防效益,实现了防治与科研结合、科研为现场服务的理念,从防治实践中创造了一批血防模式,为我国血吸虫病防治提供了“湖南经验”。今后仍需贯彻政府主导、部门协作的原则,坚持科学防治、联防联控、群防群控,继续强化以“以传染源控制为主、钉螺控制并重”的血吸虫病综合防治策略,保障经费投入、提高防治队伍能力建设,积极探索医防结合新模式,早日实现消除血吸虫病的目标。
2004-2019年湖南省血吸虫病综合防治效果

目的分析2004-2019年湖南省血吸虫病综合防治效果,为制定血吸虫病消除策略提供参考依据。方法回顾性收集2004-2019年湖南省卫生、农业、水利、林业和国土等部门血吸虫病综合防治措施实施情况,统计分析每年各项措施完成情况、防治费用以及人群、耕牛病情和螺情。采用Delphi法构建湖南省血吸虫病综合防治效果评价指标体系,计算血吸虫病综合防治效果指数;对人群及耕牛血吸虫感染率下降、垸内钉螺面积和感染螺面积压缩等方面进行费用效果分析。结果2004-2019年湖南省血吸虫病综合防治措施累计投入经费711 092.65万元;完成药物灭螺277 437.12 hm~2,人群扩大化疗6 927 230人·次,牛扩大化疗2 116 247头·次,建造无害化厕所954 850座,圈养牛290 359头,淘汰牛136 666头,以机代牛141 905套,水改旱39 048.63 hm~2,灌区改造724.12 km,安全饮水覆盖人口399.43万人,种植抑螺防病林191 102.89 hm~2,土地平整38 535.27 hm~2。2004年,湖南省人群血吸虫感染率为4.29%,耕牛感染率为4.48%,垸内有螺面积2 449.37 hm~2,感染性钉螺面积3 423.74 hm~2;2019年,全省人群和耕牛血吸虫感染率均下降至0,垸内有螺面积较2004年下降了77.92%(540.92 hm~2),感染性钉螺面积下降至0。以2004年数据为基线,血吸虫病综合防治效果指数总体呈逐年增加趋势,2019年血吸虫病综合防治效果指数为97.35。每100人血吸虫感染率和每100头牛感染率下降1%的年平均费用分别为70.11元和4 204.78元,每1 hm~2垸内有螺面积和感染性钉螺面积压缩1%的年平均费用分别为2 010.20元和1 298.09元。结论湖南省以传染源控制为主的血吸虫病综合防治措施效果显著,人群和耕牛血吸虫感染率明显下降,垸内有螺面积和感染性钉螺面积大幅压缩。今后应继续保障资金投入,以进一步完善综合防治措施、巩固已取得的血吸虫病防治成果。
钉螺扩散规律与监测方法研究进展

钉螺是日本血吸虫的唯一中间宿主,控制钉螺的孳生与扩散是血吸虫病防治的重要措施之一。本文就钉螺扩散的影响因素、不同流行区钉螺扩散特征、钉螺扩散高危环境及监测方法等4个方面,综述分析我国钉螺扩散的研究进展,为防止钉螺扩散提供科学参考。
激光烧结功能性木质基复合材料性能及界面研究

为了顺应可持续发展战略,寻求更廉价、更具功能性的激光烧结原材料,在木质基复合材料的基础上,研究开发了一种可释放负氧离子的功能性新型木质基复合材料。采用电气石含量为0%、3%、5%的红木粉和聚醚砜(PES)粉末的混合粉末,结合差示扫描(DSC)、红外光谱、力学性能测试及表面和断面微观结构表征研究烧结件性能和界面结合机理,并探讨烧结件的功能性特点。该功能性木质基复合材料烧结件的力学性能随着电气石含量的增加而逐渐降低,但加入电气石后,制件的释放负氧离子功能显著提升。研究确定了激光烧结功能性木质基复合材料组分间界面结合机理为机械互锁。
基于层次分析法的夹芯注射成型多目标优化

以圆盘形夹芯注射成型塑件的芯层物料穿透距离、最大翘曲变形、最大体积收缩率为评价指标,基于层次分析法构建了多目标综合评价体系,联用正交实验法获取了最优解决方案。结果表明,实验所选工艺条件对3种评价指标的影响规律不同,无法直接获得最优解决方案;基于层次分析法和标准化评分,可构建多目标综合评价体系,将多目标优化转化为单目标寻优;综合评价体系联用正交实验法可获得最优工艺组合方案,且该方案的实验结果优于所有16组正交实验。
SRBSDV P8蛋白的多克隆抗体制备及其应用

克隆了南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)的核心蛋白P8基因,并利用Gateway原核表达系统,将P8基因构建到原核表达载体pDEST17上,经转化大肠杆菌表达菌株Rosetta细胞,通过IPTG诱导P8蛋白表达。以原核表达的P8蛋白作为抗原免疫新西兰白兔制备多克隆抗体。制备的多克隆抗体经Western blotting检测,结果显示抗体能够特异性地结合P8蛋白。Dot-ELISA分析表明,制备的P8抗体能够检测感染SRBSDV的水稻植株。间接ELISA分析表明,抗体滴度为1 ∶ 3 200。说明本实验所制备的抗体可用于田间南方水稻黑条矮缩病的检测,同时也为研究SRBSDV P8蛋白的功能及其与昆虫和寄主之间的互作奠定了基础。
粗糙地面上复杂目标的正向散射中心参数化建模研究

为了研究复杂目标与粗糙地面的复合电磁散射,提出了一种粗糙地面上复杂目标散射中心参数化建模的方法.首先对复杂目标进行高精度三维几何建模,同时对地面的三维几何模型进行数值模拟.然后直接从模型出发,采用射线分裂追踪技术对空间射线进行标记与归类,将复杂环境和目标的强散射源进行分离及定量表征.最后基于属性散射中心模型形式,正向确定散射中心模型的参数,构建粗糙地面上复杂目标散射中心参数化模型.文章给出了裸土上坦克的散射中心参数化模型,并将重构的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像与可信的高频算法仿真SAR图像进行对比分析,重构结果与仿真结构具有较好的一致性,验证了对该类目标进行参数化建模的有效性,拓展了正向参数化建模目标适用范围.
基于GIS的漳河上游城市非点源污染负荷估算

为了解漳河上游水污染成因,2017年对长治市城区典型功能区不同下垫面进行了11场降雨监测,分析了次降雨径流污染物平均浓度(EMC),采用平均浓度模型法估算了2017年漳河上游各城市非点源污染年负荷,并结合ArcGIS技术分析了各市县污染程度。结果表明: 2017年,长治市城区降雨径流非点源污染较为严重;各功能区路面径流污染物的EMC值大于屋面,主要污染源为SS、COD_(Cr)、TN和重金属Cd;商业区路面SS的EMC值高达666.87 mg/L,工业区屋面Cd的EMC值是44.27 μg/L,居民区路面COD_(Cr)、TN的EMC值分别为148.69 mg/L、6.273 mg/L。长治市城区非点源TN、TP、SS、COD_(Cr)、Cd、Cu、Zn和Pb年负荷入河总量分别为5.301 t/a、0.464 t/a、267.310 t/a、 177.890 t/a、0.075 t/a、0.150 t/a、0.384 t/a和0.023 t/a; 3种下垫面非点源污染年负荷入河贡献率顺序为屋面、路面、绿地。从空间分布方面来看,长治市城区污染的产出最多,武乡县产出最少。
基于SCS模型和新安江模型的雨量预警指标综合动态阈值对比

为了解决下垫面条件复杂性和前期影响雨量不确定性给小流域山洪预警带来的难题,选取广东省罗定市太平镇太北村和罗镜镇大平岗村两个小流域作为研究对象,通过水位流量关系和致灾水位插值得到致灾流量,由致灾流量通过三角汇流曲线反推得到临界产流量,考虑前期影响雨量的因素,分别通过SCS模型和新安江模型反推得到动态临界雨量,并与广东省用国家新技术方法算出的临界雨量进行对比。结果显示,两种模型在临界雨量的计算上均满足预警要求,但基于新安江模型计算得出的结果偏安全,在山洪预警中更加可靠。
全球治水模式思辨与发展展望

近百年来全球治水取得了巨大成就,为保障可持续发展提供了关键支撑;然而,全球水问题愈演愈烈,亟待进一步创新治水模式。结合水问题发展历程,剖析了水问题的根本症结;从治水目标、总体路径和治理措施等方面解析了全球治水模式的不足,认为当前的全球治水模式未能充分融合水循环及多要素过程的自然属性,存在末端治理和过程分离等突出问题。对下一步治水模式提出了发展建议:从耦合流域水循环多过程互馈机制的角度,提升自然属性和自然力的作用,协调多要素多过程的功能,建设富自然-功能协调流域,系统治理复杂水问题。
三亚红塘湾珊瑚礁生态系统健康评价与影响因素分析

为了解和掌握三亚红塘湾珊瑚礁生态系统的健康状况及其影响因素, 2017年3月采用断面监测法调查了三亚红塘湾海域珊瑚的物种多样性、覆盖率和补充量等指标,并采用健康指数( CI)对红塘湾珊瑚礁生态系统进行了评估。结果表明,红塘湾造礁石珊瑚共鉴定11科25属55种,优势种是多孔鹿角珊瑚( Acropora millepora) 、风信子鹿角珊瑚( A. hyacinthus) 、平展蔷薇珊瑚( Montipora solanderi) 、叶状蔷薇珊瑚( M. foliosa);软珊瑚主要种有豆荚软珊瑚Lobophytum sp. 、短指软珊瑚Sinularia sp. 、肉芝软珊瑚Sarcophyton sp.以及柳珊瑚目一种;造礁石珊瑚平均覆盖率为14.58%,平均珊瑚补充量为0.15个·m~(-2),软珊瑚平均覆盖率为0.17 %,珊瑚主要分布在1 ~ 4 m水深,水深6 m以外有零星的造礁石珊瑚或柳珊瑚分布;目前该区域珊瑚礁生态系统的健康状况平均处于很好级别,但与历史调查数据比较呈下降趋势,主要受水体环境中悬浮物及叶绿素a增加、围填海悬浮泥沙以及大型藻类增多等因素影响。
X射线荧光光谱法对橡胶鞋底的分类

为建立案件现场常见橡胶鞋底物证的分类方法,利用X射线荧光光谱,对40个不同品牌、不同系列的橡胶鞋底样品中的无机元素进行了检验。并结合多元统计学,分别选用主成分分析法、k均值聚类法及判别分析法等对实验结果进行分析。结果表明,该方法简便快速、结果准确可靠且无损检材,对样品的分类效果较好。利用该方法可以对橡胶鞋底物证进行分类。
混合捕收剂浮选锂辉石的应用及作用机理

通过浮选试验,研究十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸、731、环烷酸皂,以及油酸与十二胺的混合捕收剂对锂辉石、长石和石英单矿物浮选行为及锂辉石实际矿石浮选指标的影响。借助Zeta电位、红外光谱分析、吸附量测试及量子化学计算,探讨混合捕收剂的作用机理。结果表明:油酸与十二胺的混合捕收剂,兼有捕收性和选择性好的特点,在碱性条件下能实现锂辉石与长石和石英的浮选分离。混合捕收剂在锂辉石表面的吸附量大于长石和石英。混合捕收剂中油酸在矿物表面以化学吸附为主,十二胺则以物理吸附为主。油酸离子分别与十二胺离子(或分子)和油酸分子以缔合形态存在,油酸的头基COO–与锂辉石表面的Al原子发生化学作用。
基于渐变孔隙正极和叉指型流道主动式锂空气液流电池电化学性能理论研究

提出了具有渐变孔隙正极结构的主动式锂空气液流电池,利用溶液泵驱动电解液循环,结合渐变孔隙正极结构,强化电极内部Li+和O_2扩散和结合能力,减弱电极钝化。基于COMSOL Multiphysics 5.3,建立二维电化学模型,用Darcy定律、Butler-Volmer方程和组分输运公式描述在渐变孔隙正极结构(ε=0.55+αX等)下电极内部电解液流动、正负极电化学反应及电解液中Li~+和O_2浓度场分布。由于Li_2O_2积聚在正极孔隙内,电极比表面积下降,采用Carman-Kozeny方程修正渗透率K。研究渐变孔隙率、压强差、氧气参数、正极厚度及动力学速率系数对该电池放电性能影响。结果表明:在放电电流密度0.1 mA/cm~2,电池比电容量是被动式结构的2.5倍;与 ε=0.85–0.1X相比,采用ε=0.55+αX结构的电化学性能较佳;在放电电流密度0.1 mA/cm~2下,正极厚度为500~750 μm,电池放电性能较好。
不同取向对激光快速成形Ti-6Al-4V合金力学性能的影响

采用万能材料试验机系统,对激光快速成形TC4钛合金不同取向圆柱形试样进行准静态压缩试验,使用光学显微镜、扫描电镜、XRD等分析手段,研究不同取向对其力学性能的影响。结果表明:不同取向激光快速成形TC4钛合金由于微观结构的差异,其准静态压缩力学性能也不同,其中,与激光扫描方向成45°角试样显示最高的强度,但塑性最差;而沿沉积方向试样则显示最好的塑性性能,其强度与沿激光扫描方向试样的强度相当。
黄芪-当归治疗糖尿病肾病作用机制的网络药理学研究

目的基于网络药理学方法探讨黄芪-当归治疗糖尿病肾病的物质基础和作用机制。方法利用中药系统药理学分析平台(TCMSP),以口服生物利用度(OB)≥30%、类药性(DL)≥0.05为筛选条件,结合文献调研得到黄芪-当归候选化合物,并通过该数据库检索与候选化合物相关的作用靶点。通过TCMSP与比较毒物基因组学数据库(CTD)获得糖尿病肾病相关基因。通过在线韦恩图分析得到候选化合物与糖尿病肾病的交集基因。通过STRING 10.0数据库构建出交集蛋白相互作用网络。通过DAVID数据库对交集蛋白进行基因本体(GO)分析和基于京都基因与基因百科全书(KEGG)对信号通路富集分析。利用Cytoscape 3.6.1软件构建黄芪-当归治疗糖尿病肾病的成分-靶点-信号通路网络。结果所构建的黄芪-当归治疗糖尿病肾病的成分-靶点-信号通路网络涉及槲皮素、山奈酚、芒柄花黄素、毛蕊异黄酮、异鼠李素、咖啡酸酯等10个活性成分;涉及CCL2、IL-1β、IL-1α、VEGFA等12个潜在靶点;涉及糖尿病信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路及Nod样受体信号通路等31条信号通路。结论黄芪-当归药对可能通过槲皮素、异鼠李素等多种成分作用于CCL2、IL-1β等靶点,调控糖尿病、Nod样受体等多条信号通路,进而发挥治疗糖尿病肾病的作用。
无创产前检测对于筛查非目标染色体异常的价值

目的探讨无创产前检测(non-invasive prenatal testing,NIPT)对于筛查常见非整倍体以外的其他染色体异常的价值。方法分析宁波地区11 429例单胎孕妇的NIPT筛查结果,对提示为21、18和13非整倍体之外的其他染色体异常高风险且知情同意的106例孕妇进行羊水检查。回访所有孕妇的妊娠结局以及胎儿出生后的情况。结果NIPT在11 429例样本中共检出性染色体非整倍体高风险66例,通过产前诊断确诊18例、疑似阳性4例,阳性预测值为33.3%(22/66),继续妊娠率为45.5%,且出生后表现均暂无异常;检出拷贝数变异47例,通过产前诊断确诊19例,疑似阳性3例,阳性预测值为46.8%(22/ 47)。22例孕妇均选择终止妊娠;检出罕见常染色体非整倍体31例,通过产前诊断确诊2例嵌合型三体,疑似阳性1例,阳性预测值为9.7%,3例孕妇均选择终止妊娠。结论NIPT对于检测常见非整倍体以外的拷贝数变异和性染色体非整倍体具有一定的价值,能够有效减少缺陷儿的出生。鉴于其阳性预测值总体不高,筛查阳性的孕妇仍需合理的遗传咨询和产前诊断,以避免不必要的引产。
一例德朗热综合征患儿的致病基因变异分析

目的对1例疑诊德朗热综合征(Cornelia de Lange syndrome,CdLS)的患儿进行致病基因变异检测,明确其发病原因。方法应用高通量捕获测序对CdLS相关致病基因(NIPBL、SMC1A、SMC3、RAD21和HDAC8)进行测序,用Sanger测序验证测序结果以及致病基因的家系分析。结果患儿NIPBL基因存在c.6109-1G>A杂合剪接变异,Sanger测序验证结果表明患儿父母均未携带此变异,提示为新发变异,该变异未在HGMD及ExAC数据库收录。根据Human Splicing Finder预测剪接软件,预测该剪接变异将改变NIPBL基因剪接位点,为致病性变异。未发现SMC1A、SMC3、RAD21和HDAC8基因致病性变异。结论NIPBL基因c.6109-1G>A剪接变异可能是该例患儿的发病原因,新变异的检出丰富了NIPBL基因变异谱。
两例Y染色体部分缺失胎儿的产前诊断

目的对两例Y染色体部分缺失胎儿进行产前诊断。方法采用常规G显带及C显带技术分析胎儿及父亲的核型,采用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)、染色体拷贝数变异检测技术(copy number varaition sequencing,CNV-seq)、性别决定基因(sex region of Y chromosome,SRY)检测技术及无精子因子(azoospermia factor,AZF)检测技术检测胎儿DNA。结果2例胎儿羊水染色体在320~400条带水平均提示46,XN,del(Y)(q11.2),Y染色体着丝粒探针FISH检测结果均提示Y染色体数目未见异常。2例胎儿父亲外周血染色体核型均未见明显异常。胎儿羊水DNA拷贝数检测提示一例胎儿Y染色体q11.221-q12处缺失12.88 Mb,涉及全部AZFb +AZFc区域;另一例胎儿Y染色体q11.21-q12处缺失14.84 Mb,涉及全部AZF区域。2例胎儿羊水SRY基因检测提示SRY基因阳性,SRY基因编码区未检测到已报道的致病点突变。2例胎儿基因检测提示存在AZF部分或全部缺失。结论联合多种技术有助于明确诊断Y染色体结构异常。CNV-seq检测有利于快速筛查胎儿Y染色体微缺失,可做为对染色体核型分析的补充和验证的方法。
生物滴滤塔去除硫醇和BTEX的性能及特性研究

针对石油化工行业排放的恶臭硫醇和苯、甲苯、乙苯及二甲苯(benzene,toluene,ethyl benzene and xylenen,BTEX)污染物,采用生物法对其进行去除。在生物滴滤塔(biotrickling filter,BTF)中接种二甲苯降解菌Pandoraea sp.WL1和硫醇降解菌Pseudomonas sp.WL2,对硫醇和BTEX的去除性能、动力学特性及微生物群落特性进行详细研究。运行结果表明,优选菌的接种能大大缩短BTF的启动时间。宏观动力学分析表明,该体系混合VOCs的最大去除能力为210.7 g·m~(-3)·h~(-1)。16S rRNA测序表明,在经过长时间混合底物的通入后,Hydrogenophaga (17.2%)和Pseudomonas (8.1%)取代Pandoraea成为BTF内的主导菌属。Thiobacillus (4.5%)和Pseudomonas (8.1%)菌属在恶臭硫醇的生物降解中起关键作用。
耦合电极直流等离子体物理场数值模拟研究

针对等离子体发生装置的电极寿命,尤其是阴极寿命在很大程度上制约了该项技术的应用,以直流转移弧等离子体发生装置为对象,提出优化Fluent二次开发功能,将以往只能通过大量编程处理的计算模型做等效处理,并以此为基础建立了耦合电极的二维轴对称的磁流体动力学模型,包含一般流体控制方程组、Maxwell方程组与电子连续性方程等在内,计算得到各粒子数密度分布,修正了电导率分布规律,补充了自由燃烧电弧的电极-电弧之间的能量传递过程,最终得到较为合理的电极温度分布及流场分布,从而为工业用非转移弧发生装置的寿命预测工作提供了方法基础。
固有频率与行波时域定位结合的多端直流混合输电线路故障定位方案

为解决多端直流混合输电线路故障定位以及传统故障定位存在的波速影响的问题,本文对不同拓扑结构的线路提出定位方案。利用变分模态分解与Teager能量算子结合固有频率和行波时域定位确定了新型的定位方案,同时利用固有频率识别不同拓扑下的故障区域,并将Schavemaker电弧模型应用于弧光高阻故障影响分析中。PSCAD/EMTDC平台仿真结果表明,本文方案能准确定位不同区段的故障,综合的定位误差为+/-500 m。在方案稳定性分析中,结果表明在高阻、高噪声以及弧光高阻情况该方案仍能表现良好。最后,将本文方案与行波双端时域定位方案对比,本文方案可有效避免线路参数变化的影响。
基于CEEMDAN分解的深度学习分位数回归电价预测

电力市场中电价预测的准确性对于供应商竞价策略的制定至关重要。针对电价预测问题,提出一种基于完备经验模态分解的深度学习分位数回归电价预测方法。首先,采用自适应噪声的完备经验模态分解方法对电价序列进行分解,得出各个模态分量;然后,采用深度学习中空洞因果卷积神经网络预测模型在不同分位数下对各个分量进行预测,并将预测结果重构;最后,对预测结果采用核密度估计得到电价的概率密度函数。经过对美国电力市场PJM的实际数据进行仿真验证,所提出的组合预测方法相比于其他分位数回归方法,不仅具有更高的预测准确度,且可以为供电商提供更多有效信息。
配电网合环冲击电流精确算法

针对配电网合环冲击电流问题,提出一种基于闭区间求解目标函数最大值的数学计算方法。首先,将配电网合环电路的物理模型转化为满足工程要求的数学模型;其次,针对数学模型在自变量的闭区间内找出函数的所有极值点;最后,通过极值点得到函数值域,值域的绝对值中最大值即为冲击电流最大值。所提算法结合拓扑搜索方法,实现合环回路中所有支路冲击电流的精确计算,对实际配电网的合环操作具有更加精确的指导作用。最后,在所开发的配电网合环分析平台上进行编程实现,并通过算例证明本文方法的正确性和可行性。
微网自适应旋转惯量VSG控制策略研究

针对常规虚拟同步机控制策略采用固定不变的旋转惯量,在兼顾系统稳定性的同时却无法兼顾快速性,提出一种基于自适应旋转惯量虚拟同步机控制策略。首先,在常规的虚拟同步机控制策略的基础上,根据虚拟同步机的角速度偏差量及变化率,在负荷扰动下设计出一种动态调节旋转惯量的虚拟同步机控制策略;其次,建立虚拟同步机动态小信号模型,给出了自适应参数设计方法;最后,建立自适应旋转惯量虚拟同步机控制策略仿真模型,仿真测试结果表明该方法在微网孤岛运行模式下受到负荷扰动时,能够快速调节,有效抑制系统频率的波动。
协同调度电动汽车与储能装置的家庭能量管理策略

针对未充分利用电动汽车可充放电特性而限制家庭能源经济性的问题,本文建立家庭负荷协同调度的能量控制策略。通过对电动汽车接入家庭时段内光伏出力总和与负载总功率进行对比,确定两种工作模式。在光伏出力富余的阶段中,充分利用电动汽车的可充电特性,提高系统的经济性与灵活性。在满足用户舒适度的前提下,以住户用能费用最少为目标,利用二进制粒子群算法进行求解。最后在光伏出力预测不确定的环境下,进行多场景算例仿真,验证了该能量管理策略的有效性。
计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度

风电机组出力的间歇性和波动性导致风-火虚拟电厂的实际出力偏离其日前申报值。考虑到配置储热装置的光热电站出力可控的特点,将其聚合到风-火虚拟电厂中一同参与申报出力,建立计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力,在实时调度中参与辅助平衡市场,通过改变光热电站的储热量来修正其输出功率,并采用收缩空间的和声搜索算法求解模型。仿真结果表明,光-风-火虚拟电厂可协调各单元出力,能够有效降低申报偏差,从而获得更高的运行收益,光热电站配置更大的储热容量,能够增强其调节能力,虚拟电厂可获得更高的经济效益。
基于脑启发视觉神经元网络输电线路部件识别的研究

输电线路关键部件的检测对电力系统的设备安全及系统稳定运行起着关键作用。基于机器视觉和深度学习的输电塔线巡检技术检测耗能大,花费时间长,难以满足高效低耗与实时检测的要求。为了完成对输电线路部的快速准确识别,本文将生物视觉理论中特征提取计算模型和更为高效的脉冲神经网络相结合,提出了一种基于脑启发的多层神经元网络模型以模拟视觉感知的流程。在频率编码、突触电导和侧抑制连接等多种生物可信神经机制下,通过无监督脉冲放电时间依赖可塑性规则进行特征学习,并基于有监督规则进行识别和分类,验证了该模型在输电线路部件识别上的良好性能,并基于现场可编程门阵列芯片实现了所提出的神经元网络模型,为之后应用于输电线路故障的在线智能化检测提供了一种可能途径。
协调可靠性与经济性的园区综合能源系统优化规划

为了确定可靠性与经济性协调的园区综合能源系统规划方案,本文提出了一种由分层经济性优化模型和可靠性校验模型组成的园区综合能源系统优化规划方法。分层经济性优化模型内层以园区年等值费用最小为目标,外层以全寿命周期成本为目标,优化选择设备配置方案;可靠性校验模型对经济优化后的方案进行可靠性校验,分析可靠性提升的边际成本,并提出相应的可靠性提升措施,反馈至经济性优化模型并给出改进方案。通过对优化模型和校验模型的循环迭代,得到可靠经济的园区综合能源系统规划方案。最后,以江苏某综合能源系统园区为实例,给出了其规划方案,验证了所提方法的有效性。
基于深度脊波神经网络的电力系统短期负荷预测模型

针对电力系统负荷的非线性预测问题,本文构造了一种基于深度脊波神经网络的电力系统短期负荷预测模型。该模型的隐含层采用脊波神经元,神经元的激励函数采用脊波变换函数。对该预测模型采用受限的玻尔兹曼机学习原理进行预训练,最后利用粒子群优化算法对其进行深度优化精调。通过对某地区实际电网负荷系统进行仿真预测,结果表明,与传统的BP神经网络、脊波神经网络和常规深度神经网络模型相对比,深度脊波神经网络预测模型的日平均绝对误差百分比分别降低了1.96%、1.12%和0.3%,日最大绝对误差分别降低了3.91%、2.19%和1.78%,验证了深度脊波神经网络预测模型具有较好的预测准确度和稳定性。
Effect of grain size on high-temperature stress relaxation behavior of fine-grained TC4 titanium alloy

In order to analyze the effect of grain size on stress relaxation (SR) mechanism, the SR tests of TC4 alloy with three kinds of grain size were performed in a temperature range of 650-750 °C. A modified cubic delay function was used to establish SR model for each grain size. A simplified algorithm was proposed for calculating the deformation activation energy based on classical Arrhenius equation. The grain size distribution and variation were observed by microstructural methods. The experimental results indicate that smaller grains are earlier to reach the relaxation limit at the same temperature due to lower initial stress and faster relaxation rate. The SR limit at 650 °C reduces with decreasing grain size. While the effect of grain size on SR limit is not evident at 700 and 750 °C since the relaxation is fully completed. With the increase of grain size, the deformation activation energy is improved and SR mechanism at 700 °C changes from grain rotation and grain boundary sliding to dislocation movement and dynamic recovery.
Effect of Fe/SiO_2 and CaO/SiO_2 mass ratios on metal recovery rate and metal content in slag in oxygen-enriched direct smelting of jamesonite concentrate

The oxygen-enriched direct smelting of jamesonite concentrate was carried out at 1250 °C by changing the slag composition. The effects of Fe/SiO_2 and CaO/SiO_2 mass ratios on the metal recovery rate as well as metal content in slag were investigated. Experimental results indicated that the metal (Pb+Sb) recovery rate was up to 88.30%, and metal (Pb+Sb) content in slag was below 1 wt.% under the condition of slag composition of 21-22 wt.% Fe, 19-20 wt.% SiO_2 and 17-18 wt.% CaO with Fe/SiO_2 mass ratio of 1.1:1 and CaO/SiO_2 mass ratio of 0.9:1. The microanalysis of the alloy and slag demonstrated that the main phases in the alloy contained metallic Pb, metallic Sb and a small amount of Cu2Sb and FeSb2 intermetallic compounds. The slag was mainly composed of kirschsteinite and fayalite. Zinc in the raw material was mainly oxidized into the slag phase in the form of zinc oxide.
Effect of melt holding on morphological evolution and sedimentation behavior of iron-rich intermetallic phases in Al–Si–Fe–Mn–Mg alloy

The effect of the melt holding temperature on the morphological evolution and sedimentation behavior of iron-rich intermetallics in Al–7.0Si–1.0Fe–1.2Mn–0.25Mg alloy was investigated using an optical microscope, scanning electron microscope and differential thermal analyzer. The results show that as the holding temperature decreases, the morphologies of the primary iron-rich phase in matrix change from star-like to polygonal, and the number of the primary phases gradually decreases and disappears at 615 °C. Finally, the Chinese script phases with small size, high compact and uniform distribution are obtained. In contrast, the primary iron-rich phases in slag transform into a coarser polygonal shape with lower roundness, and some of them have hollow structures. Furthermore, the area fraction of intermetallics and Fe content in the matrix decrease gradually due to the formation and growth of sludge and subsequent natural sedimentation during melt holding. With the decrease of holding temperature, the main factors hindering the settlement of the primary phases are morphology, size, and density in turn.
抗肿瘤新药Ⅰ期临床试验的风险管理

抗肿瘤新药Ⅰ期临床试验发展迅速,肿瘤药物试验的受试者与健康人群差异大,试验风险高,降低试验的风险是抗肿瘤新药Ⅰ期临床试验的重要关注点。本文讨论了抗肿瘤药物Ⅰ期临床试验的方案设计以及临床实施过程中的风险,探讨了降低风险的措施和方法,为提高抗肿瘤新药Ⅰ期临床试验的成功率和保护受试者安全提供参考。
冷榨法与热榨法制取山茶油品质差异研究

为生产高端山茶油产品提供数据参考,提升国内山茶油行业加工水平,本实验研究了山茶油冷榨法和热榨法两种制油方式的特点,并对所获得山茶油进行物理指标、营养元素含量和危害物含量进行对比分析,结果表明:冷榨山茶油色泽浅黄透明,具有淡淡的油茶清香,其酸价、过氧化值为热榨山茶油的0.77倍和0.66倍,磷脂含量是热榨山茶油的0.36倍,维生素E和角鲨烯是热榨山茶油的1.29倍和1.28倍,苯并( α)芘含量仅热榨山茶油的3%,实验室冷榨与热榨山茶油中塑化剂均未检出。说明冷榨山茶油在理化指标、营养元素含量、危害物含量等多个方面均优于热榨山茶油,是非精炼食用山茶油的一种优质加工方法。
基于CT影像动态膝关节有限元模型的构建及仿真力学分析

目的:基于CT影像资料构建动态性膝关节有限元模型,并进行模型的有效性验证和初步的有限元分析,为膝关节的生物力学研究提供仿真模型和基础数据。方法:选取1名健康男性膝关节CT资料,借助Mimics 19.0和Hypermesh 12.0等软件,从膝关节的三维模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料定性等步骤,建立高仿真的有限元模型。通过确定边界条件和扭矩加载产生动态性的屈膝模型,并进行模型的有效性验证。予有限元模型施加近似屈膝活动时所承受的载荷(500 N),研究分析不同屈膝角度下胫股关节和髌股关节的生物力学变化。结果:基于CT影像并结合解剖特性建立了膝关节有限元模型,模型包括骨、韧带、软骨、半月板和髌骨支持带等三维单元,在确立边界条件后施加不同扭矩产生了不同屈膝状态下的有限元模型。根据等同工况(屈膝30°,股四头肌腱受200 N牵张)加载显示髌骨的应力峰值为2.209 MPa,平均Mises应力为1.132 MPa;股骨滑车的应力峰值为1.405 MPa,平均Mises应力0.936 MPa,与既往研究比较差异性在1%~13.5%,证明模型的有效性。动态性的模型加载发现:胫股关节的Mises应力随屈膝角度增加而下降;而髌股关节的Mises应力与屈膝角度正相关,不同屈膝角度下各软骨应力面的Mises应力对比,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:研究建立的有限元模型结构更趋完整,可有效模拟动态性膝关节的生物力学特性,为膝关节进一步的仿真力学研究提供了支撑。
挪威大西洋鲑鱼工业化养殖现状及对中国的启示

挪威大西洋鲑鱼养殖起步于20世纪60年代,通过建立养殖许可证、最大生物许可量、环境信号灯等制度和规则,经过将近60 a的发展,目前已跃居成为全球大西洋鲑鱼第一大主产国。统计结果显示,2018年挪威养殖大西洋鲑鱼出口量110万t,出口额82.3亿美元;总销售量中Salmar、Cermaq、Marine Harvest等十大养殖企业占比63.9%;全国海上养殖场数量共986个,繁育和养殖从业人员共7 499人。挪威大西洋鲑鱼养殖是陆海接力工业化生产的典型代表。从亲本产卵到规格苗种培育阶段主要采用循环水方式在陆基工厂化养殖车间内完成,然后转运至海上养殖场利用深水网箱进行养成。随着近岸水质和气候环境的变化以及对生产作业和管理更高的要求,挪威大西洋鲑养殖业正经历着从开放式网箱养殖向封闭式网箱、从近岸养殖朝深远海养殖发展的阶段。中国海水鱼养殖产业存在产业组织化程度低、养殖品种多样化、主养模式与产业技术亟待升级等问题。借鉴挪威大西洋鲑鱼养殖产业发展中碰到的问题和采取的对策,提出中国海水鱼养殖业发展应提高行业准入门槛,加强过程监督和环境影响评估;尽快建立针对不同养殖品种的市场发展策略,加快渔业结构升级转型;引进水产苗种工业化繁育技术体系;拓展深远海,建立陆海统筹的养殖新模式等建议。
冷熏对高白鲑理化性质及肌球蛋白构象的影响

以新疆塞里木湖高白鲑为研究对象,研究冷烟熏过程对鱼肉理化性质及肌球蛋白构象的影响。冷熏温度为(20±2)℃,发烟温度140 ℃,冷熏时间分别为0、6、12、18、24 h,研究冷熏鱼肉理化性质(含水率、水分活度、色泽、质构特性、TVB-N)及肌球蛋白构象(蛋白浓度、总巯基含量、Ca~(2+)-ATPase、表面疏水性)变化。研究结果表明,冷熏0~24 h,鱼肉含水率由75.75%下降至53.03%,水分活度(Aw)由0.988下降至0.952;鱼肉亮度值(L*)显著降低(P<0.05),红度值(a*)缓慢增加,黄度值(b*)显著增加(P<0.05);表征鱼肉质构特性的剪切力与韧性均呈明显上升趋势(P<0.05);鱼肉挥发性盐基氮(TVB-N)由9.81上升至14.23 mg/100g;肌球蛋白浓度、总巯基含量、Ca~(2+)-ATPase活性均显著降低(P<0.05),表面疏水性增加(P<0.05);综上,控制冷熏时间12~18 h有利于提高冷熏鱼肉品质,降低鱼肉肌球蛋白变性与氧化程度。该研究为特色淡水鱼冷熏制品开发与烟熏过程中蛋白氧化调控提供理论依据与技术参考。
涌泉根灌节水灌溉技术特点、应用及展望

涌泉根灌是一种可以直接将水肥输送到作物根区进行局部灌溉的地下微灌技术,由于克服了其他微灌技术灌水器易堵塞、毛管易老化、对果林树灌水效率低等缺点,是一种节水、省工且水肥利用效率高的灌溉技术,在中国果树节水灌溉领域具有广阔的发展前景。该研究从涌泉根灌技术在节水灌溉技术应用中的特色出发,介绍了涌泉灌溉技术结构特点、工作原理、灌溉方式、布置形式、水力性能以及投入成本与运行管理等方面的特点,分析了涌泉根灌与传统微灌相比表现出的优势,探讨了该技术在田间水分利用、土壤水氮运移以及对作物生长发育和产量影响等方面的应用效果和研究进展,在总结对比前期研究取得进展基础上,提出了涌泉根灌技术存在田间试验单一、研究周期不连续、施肥条件下相关研究不足以及灌水器性能需改善等方面的问题,同时针对涌泉根灌技术存在的问题,明确了涌泉根灌灌水技术在灌水器性能改进、典型果树灌溉制度优化、土壤水氮运移与利用以及信息化与自动化管理等方面需进一步研究的方向,对于进一步完善涌泉根灌节水灌溉技术利用具有一定借鉴意义。
微电网中蓄电池充放电非线性控制策略研究

为解决微电网控制策略复杂、各微电源与储能侧功率协调困难的问题,考虑风光输出功率与负荷变化提出一种带积分控制器与在线修正参数的蓄电池充放电非线性控制策略。在建立的风、光微电源和蓄电池模型的基础上,以负荷功率需求为基准结合微电源的出力情况,获得储能系统出力规律;在状态空间法的基础上引入带积分控制器与在线修正调节参数控制蓄电池充放电,以DC/DC变换器协调母线侧与储能侧的电能传递。通过仿真试验表明,相比于传统控制策略,在各种情况下的动态恢复时间平均缩短了0.2 s,直流母线电压暂态冲击平均降低了0.6%,提议的控制策略能有效调控微电源与储能系统的功率平衡,保证微电网系统供电的稳定性,为微电网储能系统的控制研究提供了一定的参考。
番茄钵苗整排取苗手定位的模糊PID控制

为解决自动移栽机作业过程中由于机械手定位误差导致的抓取失败、伤苗及漏苗问题,实现整排取苗机械手准确快速定位,该文采用模糊PID控制算法实现自动取苗机械手的步进定位控制。根据整排取苗试验平台分析了机械手水平和竖直方向的定位精度需求,以两相混合式步进电机为对象建立步进电机角速度控制模型,设计模糊规则,建立模糊PID控制器,通过对误差及误差变化率的在线修正,来满足不同误差和误差变化率情况下的控制要求。应用MATLAB/Simulink进行系统仿真,从超调量、响应时间和稳定性指标验证了控制方法的可行性;以单位阶跃信号作为激励,分析PID和模糊PID的控制效果,结果表明:通过固定参数PID仿真分析,获得系统最优PID参数为KP=20,KI=0.2, KD=1,达到稳态所需的时间为0.285 s。在此参数下,模糊PID控制达到稳态所需时间为0.25 s,响应速度优于固定参数PID控制,系统无超调。固定参数PID和模糊PID控制加入扰动后的控制效果分析表明,模糊PID控制系统超调量为40%,达到稳态所需时间为1.34 s,均明显小于固定参数PID控制43%和1.45 s,表明模糊PID在具有扰动的环境中控制效果明显优于固定参数PID控制,步进电机系统快速响应,控制稳定。系统试验结果,模糊PID控制算法的最大误差为2.8 mm,定位平均相对误差为0.81%,定位准确度高,可以满足机械手水平定位精度要求。
基于三维视角的农业干旱对气象干旱的时空响应关系

气象干旱是农业干旱的驱动因素,研究农业干旱对气象干旱的响应特征对理解干旱演变机制具有重要作用,而以往研究大多忽略了干旱的时空连续特征。该研究以SPEI和aSPI分别表征气象干旱和农业干旱,基于三维干旱识别方法提取2类干旱的历时、面积、烈度、强度、中心以及迁移距离6个干旱特征,分析黑河流域1961-2014年干旱时空连续动态演变特征;提出时空尺度干旱事件匹配准则,确定存在时空联系的气象-农业干旱事件,探讨气象、农业干旱时空响应特征并建立干旱特征响应模型。结果表明:1)从三维视角可准确全面地认识干旱事件时空动态演变过程及区域干旱发展规律,研究区秋冬春连旱一般起源于中游中部,沿东南方向逐渐向上游迁移并消亡,且干旱迁移速率在上游相对较快;2)基于时空尺度的干旱事件对匹配结果能够保证时空尺度上气象、农业干旱的复杂关系更接近实际,为准确分析气象-农业干旱时空响应特征提供保障;3)研究区气象-农业干旱历时、干旱面积和干旱烈度的最优响应模型分别为二次多项式、指数函数和指数函数。该研究为准确评估干旱时空动态演变规律及干旱响应关系提供了新思路。
不同规格鱼鳞坑坡面侵蚀过程及特征研究

探究不同雨强下鱼鳞坑措施的坡面侵蚀规律及特征,对进一步明晰该措施的径流泥沙调控机制具有重要意义。该研究采用小区模拟降雨试验,研究3种雨强(40,70和100 mm/h)条件下2种规格鱼鳞坑坡面的蓄水保土效益及侵蚀过程,并探讨鱼鳞坑坡面水沙特征及其与细沟形态之间的关系。结果表明,鱼鳞坑的径流泥沙调控作用明显但也存在阈值,在措施被冲垮前,各处理减流效益和减沙效益分别为66.02%~82.20%和85.77%~91.91%;平均径流强度和输沙速率分别为平整坡面的18.87%~33.21%和10.04%~15.38%;当鱼鳞坑被冲垮后,坡面产流量和产沙量分别为平整坡面的1.00~1.22倍和1.39~3.53倍,其平均径流强度和输沙速率分别为鱼鳞坑冲垮前的4.60~7.46倍和13.70~16.75倍。鱼鳞坑坡面径流含沙率在措施冲垮前后的差异较大,水沙关系线性拟合的斜率在措施被冲垮前为0.020和0.035,而冲垮后斜率为0.205和0.231,同时坡面总产沙量和峰值产流产沙量与细沟形态显著相关。因此,鱼鳞坑措施对坡面产流产沙特征及形态的影响在其调控阈值前后有较大差异。研究可为鱼鳞坑坡面水土流失的研究可为区域水土保持措施配置及管理提供相应的依据。
约束方式对蜗壳初始保压缝隙形成机理的影响分析

准确掌握初始保压缝隙的开度值和形成机理,是保压蜗壳结构研究的基础和重点之一。而初始保压缝隙主要随保压水头和边界条件的不同而改变,因此充压浇筑阶段钢蜗壳的约束方式是必须考虑的重要因素。该研究从保压结构施工工艺出发,基于充水保压蜗壳全仿真算法,构造出施工阶段的初始保压缝隙,探讨了不同支承形式(连续式和离散式)和支墩与钢衬之间的接触滑移对初始缝隙形成机理的影响。结果表明,初始保压缝隙具有非均匀和局部非张开特性,其中蜗壳腰部附近缝隙开度最大,其次是蜗壳顶部,底部最小。支承形式和接触滑移对缝隙的构成存在较大影响,虽然规律基本一致,但数值上差别较大。是否考虑接触对蜗壳腰部的缝隙开度影响最大,尤其在蜗壳的进口段,最大相差达1.8倍,主要是由于滑移增强了蜗壳水平方向的扭转变形,导致侧向位移增大。通过与原型监测结果对比验证了算法的准确性,同时也说明考虑支墩与钢衬之间的接触更加接近真实情况。
基于结构光反射成像的水果果皮和果肉光学特性参数测量

光学特性参数准确测量有助于解析光学技术的检测机理,为农产品品质安全检测提供理论依据。结构光反射成像以其宽屏非接触成像、深度辨析和成像分辨率可控等优点,逐渐成为光学特性检测领域的研究热点。该研究首先通过已知光学特性的双层样本对结构光反射成像系统进行标定,然后利用该系统采集苹果、猕猴桃和芒果的结构光反射图像,结合分步方法进行图像解调和参数拟合,从而得到果皮和果肉组织的吸收系数和约化散射系数,最后比较该技术与单积分球技术测得的光学特性差异,并分析潜在影响因素。结果表明:双层标定样本首层和次层组织的光学特性测量误差分别小于19%和28%;水果果皮组织的光学特性参数普遍高于果肉组织,果皮和果肉组织的吸收系数曲线能反映色素等成分在特定波长的吸收峰;切片组织离体时间和厚度测量误差均会对单积分球技术测量水果组织光学特性产生不可忽略的影响。该研究为双层组织光学特性参数的准确测量提供新方法。
基于水沙关系框架的黄土区不同水保措施减沙贡献分割方法

黄土高原水土保持治理已取得巨大成效,但常规的水文法和水保法均不能可靠地进行不同水土保持治理措施的减沙贡献分割。该研究首先分析了不同治理措施的减沙机制,认为在流域尺度上:1)由于坡面水下沟后继续冲刷,植被、梯田等坡面治理措施仅通过减少地表径流来减沙;2)淤地坝既通过减少地表径流来减沙,也通过降低地表径流含沙量来减沙;3)降雨对产沙的影响机制与坡面措施类似。基于此,该研究提出了一种新的针对黄土区的流域减沙贡献分割方案,给出了降雨、坡面措施以及淤地坝的减沙贡献计算公式。验证结果表明,这3个公式计算结果与实际观测结果均非常一致,其中淤地坝公式准确计算出了大理河、清涧河、延河流域的淤地坝拦沙量(R2>0.9)。水文法被认为是一种较可靠的降雨变化和人类活动贡献分割方法,该研究提出的方法与水文法的计算的结果几乎一致。水保法计算结果为坡面减蚀率,因而会高估减沙贡献,而该研究方法考虑了减沙效应的空间尺度变异,计算结果为流域减沙率。该研究提出的方法具有较好的理论基础,对黄河流域减沙的归因分析以及未来治黄策略的制定具有重要意义。
耕作引起的紫色土母岩破碎运动定量分析

紫色土区存在耕作破碎母岩补充土壤的现象,尤其是在土层浅薄且岩性松软的泥页岩区,然而目前鲜有相关方面报道。为定量评估不同自然条件和耕作方式下母岩破碎运动特征,以裸露泥岩为研究对象,在野外模拟耕作试验中使用物理示踪法追踪2种含水率(7.44%和14.77%)和5个坡度(5°、10°、15°、20°、25°)条件下,不同深度(2、4、6 cm)耕作引起的母岩破碎运动情况。结果表明:1)含水率是影响母岩破碎运动的重要因素,且耕作深度越小其影响越大;2)随着耕作深度的增大,岩屑的平均位移呈逐渐减小的变化趋势,2 cm深度耕作引起的岩屑位移最大;3)岩屑位移随着深度的增加快速减小,且岩石含水率高的坡面减小幅度更大;4)母岩含水率较高(14.77%)时,坡度对坡面岩屑运动没有显著影响(P>0.1),但母岩含水率较低(7.44%)时,坡度与坡面岩屑位移存在显著正相关关系(P<0.1)。可见,耕作破碎母岩过程受到岩石含水率、耕作深度和坡度的共同影响,且各因子在不同深度的作用机制不同。该研究为揭示母岩人为风化成土和侵蚀机制初步提供了技术支撑和依据。
灌溉量对温室全有机营养液栽培甜瓜根际环境和茎流的影响

为探究灌溉量在根际-茎流-空气环境中的调节响应机制,以薄皮甜瓜为试材,采用盆栽,根据甜瓜日蒸腾耗水量的80%(T_1)、100%(T_2)、120%(T_3)设定3个灌水梯度处理,每7天进行一次矫正。通过监测温室空气环境和甜瓜根际环境以及甜瓜茎流量变化,筛选分析了典型天气温室空气环境、植株茎流、根际环境之间的关系。结果表明,灌溉量越大,茎流量越大;根际温度日变化典型阴天为T_2>T_1>T_3,典型晴天为T_3>T_2>T_1;根际绝对含水率(Rhizospheric Water Content,SWV)日变化典型阴天0:00-14:00段T_3>T_2>T_1,14:00-24:00段T_3>T_1>T_2,典型晴天T_3>T_2>T_1;根际电导率(Electric Conductivity,EC)典型阴天T_1>T_2>T_3,典型晴天为00:00-14:00段根际EC值T_1≈T_2>T_3,13:00-23:00段根际EC值T_2>T_1>T_3。典型阴天茎流量与空气饱和蒸气压差(vapor pressure deficit,VPD)的相关系数最大,与SWV的相关系数最小,VPD对茎流的决策系数最大,根际EC值对茎流的决策系数最小。典型晴天茎流量与VPD的相关系数最大,与根际EC相关系数最小,根际EC值对茎流量的决策系数最大,SWV对茎流量的决策系数最小。阴天按日蒸腾量100%灌溉,晴天按日蒸腾量的120%灌溉有利于维持甜瓜水分在土壤-植物-大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum,SPAC)中的运输平衡。根际EC主要对茎流的“源”起抑制作用,而VPD主要对茎流的“库”起促进作用。阴天时,VPD是茎流量的限制因子;晴天时,根际含水率是茎流量的限制因子。
基于迁移学习的棉花叶部病虫害图像识别

针对传统图像识别方法准确率低、手工提取特征等问题,该研究以棉花叶部病虫害图像为研究对象,利用迁移学习算法并辅以数据增强技术,实现棉花叶部病虫害图像准确分类。首先改进AlexNet模型,利用PlantVillage大数据集训练取得预训练模型,在预训练模型上使用棉花病虫害数据微调参数,得到平均测试准确率为93.50%;然后使用数据增强技术扩充原始数据集,在预训练模型上再训练,得到最终平均测试准确率为97.16%。相同试验条件下,该研究方法较支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和BP(Back Propagation,BP)神经网络以及深度卷积模型(VGG-19和GoogLeNet Inception v2)分类效果更好。试验结果表明,通过迁移学习能把从源领域(PlantVillage数据集)学习到的知识迁移到目标领域(棉花病虫害数据集),数据增强技术能有效缓解过拟合。该研究为农作物病虫害识别技术的发展提供了参考。
覆土浅埋滴灌玉米田双作物系数模型参数全局敏感性分析

为深刻了解双作物系数模型参数对覆土浅埋滴灌玉米田蒸散发耗水结构及水分传输过程的影响,采用拓展傅里叶幅度敏感性检验法对模型参数进行全局敏感性分析,筛选出敏感参数,提高调参校准的效率和精准度。结果表明:参数±10%变化时,全生育期土壤蒸发量、作物蒸腾量、蒸散发耗水量最大值较最小值分别高18.72%、25.37%、19.9%。土壤蒸发是表土水分的消耗过程,总量在最大、最小值条件下1 m土层日贮水量动态接近,而作物蒸腾是消耗整个根系层内土壤水,总量变化对1 m土层水分消耗的影响较大。土壤蒸发总量的敏感参数为土壤表层可蒸发水量、生长中期基础作物系数,其全局敏感性指数为0.662、0.321,是不敏感参数均值的33.6~69.4倍。作物蒸腾总量的敏感参数为根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量、生长中期基础作物系数、田间持水量,其敏感性指数为0.569、0.485、0.455,是不敏感参数均值的34.5~43倍。敏感参数与蒸发蒸腾的关系为:表土完全湿润后,其可蒸发水量决定干燥过程土壤蒸发量,二者正相关。中期基础作物系数影响蒸发系数,总蒸发量与其负相关。根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量越高,玉米根区易利用的水量区间越窄,根系越早发生水分胁迫,作物蒸腾受限,总蒸腾量与其负相关。中期基础作物系数与总蒸腾量正相关,对其影响程度远高于初期、后期基础作物系数。田间持水量高的土壤能在灌溉、降雨量较大时存贮更多水分用于作物蒸腾,总蒸腾量与其正相关。
耕作方式与秸秆覆盖对夏玉米根系分布及产量的影响

为探究夏玉米根系分布及水分利用效率对不同耕作结合秸秆覆盖模式的动态响应,于2017年和2018年在河套灌区开展不同耕作模式田间试验。试验设置,常规(CK)、秸秆表覆(BF)、深翻结合秸秆深埋(SM)和深翻结合秸秆深埋与表覆(BFSM)4种处理。结果表明,BF处理显著提高水平向根长密度,较CK处理高24.7%,SM、 BFSM处理显著提高深层根长密度,较CK处理高23.8%;2017年夏玉米根长密度与标准化根深呈显著的三阶多项式函数关系,用2018年实测值率定效果较好,可较好描述不同耕作模式根长密度分布。BF、SM、BFSM处理较CK处理根冠比显著提高3.8%、20.8%、26.4%(P<0.05),较CK处理夏玉米产量及水分利用效率分别显著提高8.6%、 19.5%、19.7%和13.6%、32.3%、34.8%(P<0.05),SM与BFSM处理差异不显著。该研究为河套灌区农业耕作模式提供一定借鉴。
自动避障式葡萄藤防寒土清土机研制

针对目前葡萄藤防寒土清土机自动化程度低、清土不彻底和易伤藤等问题,该研究基于多体动力学软件RecurDyn和离散元软件EDEM耦合仿真的方法,面向中国北方砂壤土地区葡萄园内的葡萄藤防寒土清除,提出采用柔性刷子与橡胶组合的清土作业部件,并设计了一种自动避障式葡萄藤防寒土清土机,主要由机架、避障摆动机构、避障信号采集机构、控制器、清土部件、挡土板、传动部件和限深轮等部分组成,在机具前进作业过程中,通过触杆感知自动避开水泥柱,并将葡萄藤上覆盖的防寒土清除干净。采用耦合仿真试验,模拟整机避障清土的作业过程,以机具前进速度、避障油缸速度、清土部件转速和触杆转动角度阈值为试验因素,以土壤清除率为试验指标,进行四因素二次回归正交旋转中心组合模拟试验,采用Design-Expert软件对试验数据进行回归显著性分析,确定了对试验结果影响显著的因素,以土壤清除率最大为优化目标,获得了机具的最佳作业参数组合:机具前进速度0.43 m/s、避障油缸速度60 mm/s、清土部件转速550 r/min、触杆转动角度阈值10°,此时仿真优化的土壤清除率为54.65%。加工物理样机并进行田间验证试验,得到田间试验的土壤清除率为59.73%,与仿真试验的土壤清除率相对误差约为8.50%,田间试验结果与仿真优化结果基本一致,满足自动避障式葡萄藤防寒土清土作业要求。研究结果可为触土机具避障机构的整体设计及优化提供理论依据和技术支撑。