mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
主动配电网能量管理与分布式资源集群控制

大量分布式资源并网运行的主动配电网,若采用传统集中式的调控决策体系,面临控制敏捷性、系统可靠性、海量通信和信息隐私等问题。文中设计了“集群自律-群间协调-输配协同”的主动配电网能量管理与运行调控的体系结构,并开发了相应的系统。然后,重点介绍了这种集群控制、多级协调的调控体系特点和关键技术:①主动配电网网络分析技术;②分布式集群调控技术;③考虑不确定性的配电网有功和无功协调优化技术;④输配电网分布式协调调度技术。最后,简要介绍了该系统在高比例分布式可再生能源配电网的应用效果,并对后续的研究方向进行了展望。
基于机电信号融合的DFIG定子绕组匝间短路故障诊断

定子绕组匝间短路故障是双馈异步发电机(DFIG)常见的故障形式,发生概率高达30%,直接威胁到发电机的安全运行。发电机在复杂多变的环境下运行时,单一故障特征往往难以精准地反映故障,从而易产生误判、漏判的情况。文中提出一种基于电气、机械信号融合的定子绕组匝间短路故障诊断新方法--负序电流差与定子径向振动信号的二倍频分量联合诊断。首先利用支持向量机分别计算单一故障特征下的匝间短路故障概率;然后将其作为D-S证据理论的基本概率分配,依托证据组合规则,得出定子绕组匝间短路的最终诊断结果。实验结果表明:与基于单一信号的故障诊断方法相比,该方法能够更有效地诊断定子绕组匝间短路故障并可靠识别短路匝数,提高故障诊断的精确度,可推广应用至海上风电等对故障识别精度要求更高的领域。
户用多微网系统的事件驱动型自动需求响应策略

考虑到户用负荷的多样性、丰富性及用电随机性带给户用多微网系统互联运行的极大挑战,提出一种基于事件驱动机制的自动需求响应策略。采用事件驱动机制,将户用微网的运行状况划分为不同的事件。根据事件驱动信号,结合价格激励与调度潜力引导负荷完成自身用电优化,以此实现自动需求响应。在此基础上,将能级概念引入能量共享模型中,通过对多微网系统中各个子微网的能级计算,决定微网间的交互功率,降低了网间与网内的耦合性,使得能量共享模型具有较低的复杂性。以某一户用多微网系统为例进行仿真分析,仿真结果表明所提算法能够有效降低户用多微网系统的运行成本,提高优化效率。
物联感知环境下电动汽车充电等待时间分布的预测方法

已有的充电站等待时间研究往往忽略不同车辆充电需求的时变差异性,为全面描述充电等待时间的时变规律,文中提出了物联感知环境下电动汽车充电等待时间分布的预测方法。首先,确定充电站到达车辆数分布和充电时长分布,采用M/G/n排队模型模拟充电站排队等待系统,求解电动汽车充电等待时间分布函数。其次,建立用户选择充电站效用函数,利用Multi-logit模型对各个充电站内的充电需求进行预测。再者,根据充电需求预测值和网联充电站实时数据更新平均到达率、服务时间变异系数,提出电动汽车充电等待时间短时分布的预测算法。最后,以某城市某区域为例,验证了该分布的准确性,并通过路径选择分析了充电等待时间分布和可靠性对充电站的影响,为减少充电站排队拥堵和均衡电网负荷提供决策依据。
极端天气下智能配电网的弹性评估

近年来受极端天气的影响,配电网大范围停电事故率不断上升,能够防御自然灾害、减小停电事故影响的弹性配电网引起了人们的重视。为了更好地评估配电网应对极端灾害的弹性,文中提出了一种智能配电网弹性评估方法。首先,建立了极端天气下的故障模型用以量化极端天气对配电网的影响。其次,针对极端天气的随机性,文中通过蒙特卡洛法模拟极端天气场景并采用K-means聚类算法对场景进行缩减,根据脆弱性曲线可以得到配电网各支路的时变故障率。考虑到负荷、可再生能源出力的不确定性,采用拉丁超立方抽样抽取负荷、可再生能源出力和配电网故障场景对配电网进行弹性评估。然后,为了全面准确地反映含分布式电源的配电网弹性,将配电网遭受自然灾害时分为防灾和减灾2个阶段,并基于此构建了包括配电网防御时间、弹性恢复系数、孤岛可持续时间覆盖率和重要负荷平均中断时间在内的弹性评估指标体系。最后,对一包含2条馈线的实际配电系统的弹性进行仿真评估,并考虑了电力线路类型、光伏渗透率和联络线对配电网弹性的影响,验证了所提评估方法的有效性。
交直流交叉跨越碰线故障及其保护风险分析

中国直流输电工程输送距离长、跨度大,与交流线路跨越的情况日益增多。电网出现了新的故障形式--交直流碰线故障,其故障特征及对继电保护的影响研究比较匮乏。对碰线故障的特征进行理论分析,基于详细直流工程PSCAD/EMTDC仿真平台搭建交直流同塔模型,对碰线故障引起的特征量及其影响因素进行研究,并分析其对交直流保护动作特性的潜在挑战。仿真结果表明:碰线故障引入的工频分量会使直流线路行波保护动作率降低;行波保护与交直流碰线保护在保护配合范围内存在动作死区;交流距离保护灵敏度下降。
基于特征提取的面向边缘数据中心的窃电监测

随着电网信息物理系统的发展,一部分数据处理功能逐渐下沉到靠近终端用户的边缘层。为了给后续分析提供可靠的数据源,及时发现异常用电行为,窃电监测是边缘数据中心重要功能之一。文中提出一种针对边缘数据中心的窃电监测方法,该方法利用深度卷积生成对抗网络(DCGAN)鉴别器提取得到的特征,在边缘数据中心对二范数线性支持向量机(L2SVM)进行训练。实验结果证实,DCGAN具有较好的收敛性能,鉴别器提取得到的正常与窃电行为用电特征具有明显划分,且比基于主成分分析(PCA)特征提取方法更加有效,此外,与基于径向基核函数的支持向量机(SVM)反窃电方法相比,所提方法准确度更好且计算复杂度低,适合边缘数据中心部署。
二维空间重构电流特征轨迹的变压器差动保护判据

在故障电流的影响下,变压器差动保护两侧电流互感器(TA)易发生饱和,使传变的电流波形发生畸变,严重影响变压器差动保护的正确动作。针对TA饱和造成的变压器差动保护误动或拒动的问题,对不同故障类型下变压器两侧电流波形相位关系特性进行对比分析,提出将两侧电流进行二维空间重构,应用重构后的特征轨迹构造变压器差动保护新判据,以识别伴随TA饱和的变压器各类故障。通过仿真和动模试验,验证新判据有较高的可靠性和灵敏性,并且具备较强抗TA饱和的能力。
基于特征融合与深度学习的非侵入式负荷辨识算法

针对使用单一设备特征进行负荷辨识存在的局限性,提出了一种基于特征融合与深度学习的非侵入式负荷辨识算法。通过分析设备的高频采样数据提取了V-I轨迹图像特征与功率数值特征。利用人工神经网络的高级特征提取能力,实现了V-I轨迹图像特征与功率数值特征的融合。最后以复合特征作为设备新的特征训练反向传播(BP)神经网络进行非侵入式负荷辨识。使用PLAID数据集对算法辨识效果进行了验证,并对比了不同分类算法对特征融合的有效性与负荷辨识能力。结果表明,该算法利用不同特征之间的互补性,克服了使用V-I轨迹特征无法反映设备功率大小的缺点,从而提高了V-I轨迹特征的负荷辨识能力,并且在嵌入式设备中的运算速度为毫秒级。
考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流及应用

统一潮流控制器(UPFC)能有效解决电网潮流分布不均引起的一系列问题,近年来受到广泛关注。为进一步挖掘UPFC控制潜力、提高电网运行的安全性,提出了一种考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流模型。首先,建立了考虑UPFC双回线结构的等效功率注入模型;其次,结合中国苏州南部500 kV实际电网算例,分析了UPFC控制模式对静态安全性的影响,指出了在潮流优化过程中考虑UPFC控制模式的必要性;最终,构建以静态安全裕度为目标的优化模型,并在优化的过程中充分计及UPFC控制模式对系统N-1故障后潮流分布的影响,实现系统运行参数与UPFC控制模式的共同择优。基于苏州南部电网的仿真算例表明,所提的潮流优化方法能够充分挖掘UPFC的静态控制潜力,显著提高系统的静态安全水平。
基于电网电压增量前馈补偿的光伏并网系统故障后恢复控制

光伏直流升压汇集系统经较大过渡电阻的故障清除后,存在直流变压器难以切换回原有控制策略的问题。针对此,在分析故障点过渡电阻和直流电压波动量之间关系的基础上,提出了一种基于电网电压增量前馈补偿的故障后恢复控制策略。在故障清除时,通过监测电网电压增量值,采用修正逆变器控制外环直流电压参考值的方式短时增大直流母线电压的波动量,从而使直流变压器实现控制策略的可靠切换。仿真结果表明,所提方法在交流电网经较大过渡电阻发生的故障被清除后,光伏侧控制策略能可靠且快速地进行切换,有效提高了光伏的利用率。
多重控制信息失效下配电网电压波动性的评估

随着可再生能源接入以及电压管理系统的应用,配电网愈发依赖信息通信系统,以实现对配电网的主动控制,控制信息失效必然会对系统状态造成影响。为评估信息失效对配电网电压的影响,文中首先考虑多种失效因素建立信息系统有效性模型,其次提出表征电压波动性的分布指数和越限概率指标,然后给出不同故障类型下电压波动影响的分析方法,最后采用序贯蒙特卡洛模拟进行信息系统故障下的指标评估。测试系统验证了模型可行性并探讨了不同信息失效因素对电压波动性的影响,为配电网信息物理系统的规划和运行提供了实用性技术支撑。
基于优化极限学习机的电压暂降源识别方法

准确识别电压暂降源对暂降责任分摊和治理决策至关重要。文中提出一种基于优化极限学习机的电压暂降源识别方法。通过直接提取电压暂降波形的时域特征和经S变换提取能量熵和奇异熵2种时频域特征,构建基于时域和时频域的特征向量,弥补现有方法仅采用时频变换提取特征,可能丢失仅存在于时域内的重要信息而影响识别精度的不足。针对极限学习机输入权值和隐含层偏置随机产生的不足,采用遗传算法对其进行优化,构建优化极限学习机模型,解决利用模式识别存在模型复杂和耗时较长,难以实现快速识别的问题。应用仿真数据和实测数据验证了所提特征向量和优化极限学习机模型的有效性;并与其他方法相比,证明所提模型简单、训练和分类识别速度快,识别精度更高,适用于边缘计算,可实现电压暂降源的快速准确识别。
多能源网络的广义电路分析理论--(一)支路模型

多种能源形式的互补与耦合为多能源系统集成带来巨大价值,但不同能源形式遵循不同的物理规律和数学表征形式,为综合分析与协同优化带来了挑战。文中基于拉普拉斯变换这一分析系统动态过程的有力工具,提出了多能源网络的广义电路分析理论。首先,建立了多能源网络支路层能量流的统一数学方程,提出了以拉普拉斯变换为基础的广义电路建模方法,将多能源网络在时域的复杂传输特性转换为拉普拉斯域简单的代数问题,提出了各能源系统能量流的分布参数电路模型,进一步提出了以“支路”为整体单位的支路层能量流集中参数传输模型。文中提出的多能源网络广义电路支路模型能够科学地分析支路层能量流的稳态与动态特性,揭示多能源网络能量流的共性,为多能源系统全网络分析奠定基础。
采用GA-BPNN与TLS模型的风电机组异常辨识方法

基于反向传播神经网络(BPNN)建立了风电机组状态参数预测模型,并采用遗传算法(GA)对BPNN模型的初始权重与阈值进行优化,有效消除环境因素对风电机组状态参数的影响;采用TLS(t-location scale)分布模型刻画不同风速区间下预测残差的分布特性,基于矩估计方法实现TLS分布参数估计,并在此基础上提出了计及风速影响的状态残差异常程度量化指标。以某风电场的1.5 MW双馈风电机组为例进行了异常分析,结果验证了模型的有效性和准确性。
基于深度强化学习的自适应不确定性经济调度

当风电、光伏等间歇性电源大规模接入电力系统时,为应对其出力的不确定性,电力系统经济调度模型需建立在对不确定性建模的基础上,建模精确度将直接影响调度结果的精确度。但当系统同时包含风电、光伏和负荷复杂的不确定性时,对系统整体不确定性进行精确建模显得尤为困难。针对这一问题,引入深度强化学习中深度确定性策略梯度算法,避免对复杂的不确定性进行建模,利用其与环境交互、根据反馈学习改进策略的机制,自适应不确定性的变化。为确保算法适用性,进行了模型泛化方法的设计,针对算法稳定性问题进行了感知-学习比例调整和改进经验回放的机制设计。算例结果表明,所提方法能在自适应系统不确定性的基础上,实现任意场景下的电力系统动态经济调度。
基于数据驱动的电力系统灾变演化及防控研究与展望

随着电力信息物理融合的深入,电力系统呈现出结构复杂化、外部致灾因子易发等发展趋势。在对电力系统灾变研究现状分析的基础上,针对电力系统灾变演化及防控问题,提出电力系统 “孕灾-传灾-报灾-防灾”灾变过程理论。首先,基于大数据驱动分析致灾因子与电力系统孕灾机理及其耦合关系;其次,研究致灾因子的孕育、演化、临界态、涌现与传递机理;再次,基于对外部致灾因子的物联网实时监测技术研究致灾因子及灾变的评估和预警机制;然后,基于态势感知技术分析灾变的主动防控策略,从灾变防控手段库构建、灾变发展趋势感知预测、防控手段智能决策以及灵敏度评估等方面进行分析。最后,提出应用于电力系统灾变防控的大数据分析流程框架。
新一代智能电网技术标准体系架构设计及需求分析

坚强智能电网是国家电网有限公司实现电网高质量发展的物质基础。随着内外部形势的变化,原有的智能电网技术标准体系已经无法适应新时期标准化工作的要求,需要进行优化和完善。文中梳理了国内企业及联盟、国际标准组织和国外主要国家的标准体系研究现状,秉承继承性、创新性与实用性的原则,设计了新的智能电网标准体系分层架构和概念模型,构建了智能电网标准体系的总体框架,进行了综合与规划、智能发电、特高压输变电、智能配电、智能用电、调度控制与交易、信息通信及共性支撑技术8个专业方向的标准需求分析。最后,按照“重要性、迫切性、关联性”的原则,提出了各专业方向标准工作的重点行动计划。
若尔盖退化高寒湿地土壤理化性质、酶活性及微生物群落的季节动态

以若尔盖退化高寒湿地为研究对象,连续3年(2015—2017年)于植被返青期(4—5月)、草盛期(7—8月)和枯黄期(10—11月)监测高原鼢鼠鼠丘密度、3个土层(0—10、10—20、20—30 cm)土壤理化性质、酶活性及微生物数量的季节动态,并分析土壤生物学特征与土壤环境间的季节相关性。结果表明:(1)各植被物候期,土壤pH值、容重指标均随土层加深而显著升高(P<0.05),土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、酶活性及微生物数量指标均随土层加深而显著降低(P< 0.05);(2)植被物候期对高寒鼠荒地非土丘土壤养分在不同土层的垂直分配有显著影响,对0—10 cm土层土壤生物学特征含量的影响程度显著大于10—20 cm和20—30 cm土层。(3)冗余分析(RDA)表明3个植被物候期,土壤生物学特征指标与土壤理化性质指标间显著相关(P<0.05),主成分分析(PCA)表明各指标在不同土层均呈现明显的季节性分布,数量特征表现为:枯黄期>返青期>草盛期。揭示了高寒鼠荒地高原鼢鼠季节性活动对土壤理化性质、酶活性及微生物数量的影响,为今后青藏高原鼠荒地的分级恢复治理提供理论依据。
基于DNA条形码的白斑切叶蜂粉源植物种类及多样性分析

利用人工蜂巢收集白斑切叶蜂(Megachile strupigera)蜂粮样本,并通过克隆测序方法,比较分析了新余市水北镇(XYSB)、吉安市戈坪乡(JAGP)、赣州市沙地镇(GZSD)和赣州市齐云山自然保护区(GZQYS)的4种不同林地类型的白斑切叶蜂粉源植物组成及多样性。共鉴定出粉源植物9科10属15种。其中黄荆Vitex negundo和山牡荆Vitex quinata为优势种。Chao1指数、 Shannon-wiener指数和Simpson指数分析结果表明,4个样地粉源植物的丰富度和多样性依次为GZQYS>GZSD>XYSB>JAGP。并且,4个样地七月上旬的物种丰富度均明显高于八月中旬。同一时期的粉源植物种类及多样性存在显著差异,表明不同林地利用方式对白斑切叶蜂粉源植物多样性的影响非常明显,并随人为干扰程度的增高而降低。相同样地中2个不同时期均呈现出粉源植物多样性随花期变化而降低的趋势,但其主要粉源植物种类没有发生改变,表明该蜂主要粉源植物没有受到花期变化的影响。因此,黄荆和山牡荆是白斑切叶蜂的主要粉源植物,对维持白斑切叶蜂种群的稳定具有重要作用。
桂林岩溶石山青冈群落灌木层主要物种生态位与种间联结

基于样方调查,采用生态位测定、方差比率法、χ~2检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验等方法对桂林岩溶石山青冈群落灌木层主要物种的生态位与种间联结进行研究。结果表明:(1)青冈的生态位宽度最大,占绝对竞争优势;重要值较大(小)的物种,其生态位宽度一般较大(小),但两者顺序并非完全一致。(2)主要物种间的生态位相似性较小,各物种对资源利用的相似程度不高;一般生态位宽度较大的物种,其生态位相似性也越大。(3)生态位宽度较大的物种间产生生态位重叠的概率较大,但生态位重叠程度并不一定大;生态位宽度与生态位重叠有一定的联系,但并不存在绝对的正相关关系;生态位相似性和生态位重叠程度的变化趋势基本吻合。(4)灌木层主要物种的总体联结性表现为显著正联结,表明该群落处于相对稳定的演替阶段。(5) χ~2检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验结果的显著率均较低,种间联结性不强。(6)物种间的Pearson相关系数、Spearman秩相关系数与相应的生态位相似性和生态位重叠程度之间均呈显著正相关,表现为种间正(负)联结越强,生态位相似性和生态位重叠程度越大(小)。
国家重点生态功能区2010—2015年生态系统服务价值变化评估

国家重点生态功能区是国家重要的生态安全屏障,其生态保护价值对维护国家生态安全具有重要意义。基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法,采用模型运算和地理信息空间分析,定量分析了25个国家重点生态功能区在实施转移支付后(2010—2015年)生态系统服务价值的时空分布格局及其变化特征。研究结果表明:(1) 2015年,全国重点生态功能区生态系统服务价值呈现明显的“西北低,东南高”的分布格局。从25个重点生态功能区来看,中高值区的面积占比31.60%,个数占比60%。4类自然生态功能区的生态系统服务价值大小排序为水土保持型功能区>生物多样性维护型功能区>水源涵养型功能区>防风固沙型功能区。(2) 2010—2015年,全国重点生态功能区的生态系统服务价值整体呈明显增加趋势,增幅为16.46%。从空间分布来看, 80.14%面积的生态系统服务价值基本持衡;从分级变化特征来看,高值区、较高值区的面积增加,中值区面积减少,较低值区面积增加,低值区面积减少。(3)近5年来, 25个重点生态功能区的生态系统服务价值呈增加的有21个,占比84%,而生态系统服务价值出现减少区域的变化幅度均小于1%; 4类自然生态功能区生态系统服务价值均呈增加趋势,其变化幅度从高到低依次为水土保持生态功能区(1.44%) >水源涵养生态功能区(0.22%) >防风固沙生态功能区(0.21%) >生物多样性生态功能区(0.08%)。生态系统服务价值整体呈上升趋势,反映出生态保护与工程建设成效明显。本文研究成果可为分类分区开展生态系统保护、改善及其效果的定量综合评估提供科学依据,为重点生态功能区管理和国家生态安全格局的构建提供有效参考依据。
区域生态系统服务供需风险时空演变特征———以陕西省产水服务为例

生态系统服务评估是地理学与生态学研究的重要议题。目前的生态系统服务评估研究主要着眼于服务供给能力的退化风险评估,缺乏将服务的供需匹配特征、供需动态变化趋势以及服务之间的权衡协同关系综合考虑的生态系统服务风险评价框架及案例研究。首先通过系统地梳理生态系统服务供需风险评估研究进展,提出了区域尺度的生态系统服务供需风险研究框架,并以陕西省产水服务为例进行案例分析,揭示其供需风险时空格局变化特征。讨论了生态系统服务供需风险评估的影响因素、研究意义和未来研究方向。结果显示: ①在产水服务供需时空格局方面,2000—2010年陕西省产水服务供给与需求总量均有所增加。陕南地区是主要的产水服务供给区,而产水服务需求量较大的地区主要分布在关中地区和汉中盆地。②在产水服务供需匹配方面, 2010年陕西省产水服务供给不能满足需求的区域相对于2000年减少3.93%,供需空间匹配状况整体有所改善。③在产水服务供需风险方面, 2000—2010年陕西省产水服务供需高风险区域占全省的13.37%,主要分布在关中地区和榆林市;低风险区域占全省的86.63%,主要分布在陕南地区以及延安市和宝鸡市。与2000—2005年相比,2005—2010年陕西省产水服务供需风险水平明显降低,高风险区域比重减少1.63%。研究结果以期为生态系统服务风险评估研究与管理应用提供理论支撑。
老铁山自然保护区景观格局与生境质量时空变化

由于人口数量的增长和日益频繁的人类活动促进了城市扩张,自然生态系统面积逐渐缩小,一些自然保护区内部生态环境和物种栖息地随之受到影响。因此以辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区中的老铁山自然保护区为研究区,以1997年、2007年和2017年该地区的遥感影像为数据源,解译出15种景观类型,分析景观格局变化趋势。再选取3个景观指数作为衡量人类干扰强度的指标,生成人类干扰强度空间分布图。InVEST模型由美国自然资本项目组开发,能够定量分析生态系统服务功能,因此采用InVEST模型计算生境质量,并探讨该地区20年来人类干扰强度与生境质量的时空变化,并分析二者的相关性。结果表明:(1) 1997—2017年,老铁山自然保护区建筑用地、园地面积增加最多,林地、草地略有减少;耕地向园地的转移面积最大。(2) 1997—2017年,研究区内试验区和缓冲区人类干扰强度逐年增强,而核心区部分呈现先减弱再增强的趋势,保护区整体呈现出干扰逐渐增强的趋势。(3) 1997—2017年该地区的生境质量整体呈现逐渐下降的趋势,生境质量时空变化的热点集中在研究区核心区的周边地带。(4)生境质量与代表人类干扰强度的景观指数呈现出较强的负相关。
瑞典高放废物处置水化学研究现状及对我国借鉴意义

文章主要阐述了瑞典Forsmark和Laxemar两处高放废物处置库候选场址地下水化学的垂向分布特点、地下水化学形成过程,以及用于场址安全评价的水文地球化学指标。混合作用是Forsmark和Laxemar场址地下水形成演化最主要的作用,主要由深部古盐水、冰川融水、古海水和现代大气降水入渗水混合而成。用于安全评价的部分地下水水文地球化学指标主要包括: TDS值、Eh值、pH值、Ca+Mg、DOC及胶体等。上述研究为我国高放废物处置水文地球化学的研究提供参考和借鉴作用。
林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响研究进展

林火干扰是森林生态系统特殊而重要的生态因子,可改变生态系统的养分循环与能量传递。研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响,有助于理解森林生态系统中土壤碳固持和碳循环过程,为制定科学合理的旨在减缓全球变化的林火管理策略具有重要意义。从4个方面阐述了林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响及内在机制:分别从大尺度和小尺度两个方面阐述了林火干扰对土壤有机碳的影响及对森林生态系统碳循环与碳平衡的作用机制;探讨了不同林火干扰类型和林火干扰强度下,土壤活性有机碳对林火干扰的响应机制;阐明了林火干扰对土壤惰性有机碳的影响及作用机制;论述了林火干扰主要通过改变土壤有机碳的输入和输出过程进而影响土壤有机碳的稳定性及内在机制。最后提出了提高林火干扰对森林生态系统土壤有机碳影响定量化研究的4种路径选择:(1)全面比较研究不同林火干扰类型对土壤有机碳循环及其碳素再分配过程的功能特征;(2)进一步阐明林火干扰通过改变植被结构进而影响土壤生物群落结构,剖析土壤碳库循环的内在机制;(3)完善不同时空尺度下林火干扰对森林生态系统土壤碳库周转过程的定量化研究;(4)加强不同林火干扰类型土壤碳库稳定性差异的研究。
基于荧光发射光谱的水质化学需氧量的检测

采用光谱技术检测水质参数是当前的一个研究热点,提出了一种基于荧光发射光谱的水质化学需氧量(COD)的检测方法。实验样本分为两组,第一组为20份COD标准溶液,第二组为63份实际水样。实验样本的化学需氧量检测采用快速消解分光光度法,利用三维荧光分光光度计采集水样在EX=275nm激发波长下的荧光发射光谱(荧光发射光谱范围为EM=325~450nm),并对两类水样的荧光发射光谱数据进行了处理和建模。分别采用主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)对两类水样的荧光发射光谱数据进行了预测模型的建立,并对模型效果进行了对比。为验证该方法的可行性和模型的预测能力,将所建PLSR模型预测结果与标准方法的检测结果进行了对比。结果表明,对于COD标准液来说,PLSR和PCR的主成分数分别取5和8时所得的模型的交叉检验效果最优,校正模型的决定系数分别为R_(PLS)~2=0.999 9和R~2_(PCR)= 0.989 7,校正模型对检验集数据的预测误差不超过10%,且PLSR所建模型优于PCR模型。对于实际水样而言,PLSR和PCR的主成分数分别为6和7时,校正模型的交叉验证效果最优。PLSR法和PCR法的校正集的交叉检验均方差RMSECVPLS和RMSECVPCR分别为0.932 2和0.976 4mg·L~(-1)。对于实际水样的检验集来说,PLSR法和PCR法的预测决定系数R_(PLS)~2和R~2_(PCR)分别为0.940 2和0.919 0,说明PLSR法的预测效果更优,基于荧光发射光谱数据的PLSR模型具有较高的预测能力和较强的适应性,可以快速、准确的检测出水质COD。通过和传统检测方法的效果对比可知,该方法可用于检测有机污染物浓度较低的水体,有机物浓度较高时采用该方法时检测误差会变大。该研究为水质检测光学传感器的研发提供了一种新的设计思路。
基于模型集群的东北/非东北大米产地高光谱鉴别方法研究

采集东北和非东北产地大米样本高光谱图像,筛选多个特征波长图像并提取图像特征,结合模式识别方法建立判别模型,并联合多个模型构成模型集群快速、准确判别东北/非东北大米产地。东北大米以粳米为主,主要涵盖长粒香,圆粒香,稻花香和小町米4个品种。为建立实用性强、适用范围广的东北/非东北大米产地判别模型,实验主要收集了国内粳米代表性产区且以上述4个品种为主的样本,构成原始样本集:其中东北产地5份,包括黑龙江(1)、吉林(2)、辽宁(2),非东北产地5份,包括河北(1)、浙江(1)、江苏(2)、安徽(1)。每个产地样本随机选取100粒,共计100×10粒大米样本。采用芬兰Specim公司的SisuCHEMA高光谱成像系统采集样本900~1 700nm高光谱图像。按照大米轮廓选取感兴趣区域提取出单粒大米样本的平均光谱,采用Kennard-Stone法按照4∶1划分训练集和测试集。应用连续投影算法筛选得到原始样本集光谱的8个特征波长:1 460.30,1 400.20,1 424.92,945.98,1 315.62,1 220.87,1 705.91和942.53nm;采用方向梯度直方图分别提取8个波长下的图像特征,结合支持向量机建立基于单特征波长图像的东北/非东北大米产地鉴别模型,识别准确率分别为85.5%,77.5%,76.5%,73.5%,71%, 68.5%,67%和65.5%;鉴于单模型识别率不高的现状,提出建立基于特征波长图像模型集群综合判别大米产地的策略,即按照单模型识别率从高到低排序后分别联合3个、5个和7个特征波长图像模型的预测结果,当预测样本判定为真的比率>50%,则判定样本为真,反之则为假。联合1 460.30,1 400.20, 1 424.92,945.98,1 315.62,1 220.87和1 705.91nm七个波段的模型集合对测试集样本的识别率可达90.5%。实验结果表明高光谱结合模型集群策略可为建立性能稳健、适用范围广的东北/非东北大米产地快速检测模型提供切实可行的思路和方法参考。
基于胆红素荧光增强效应的锌离子探针特性研究

锌离子Zn~(2+)对胆红素BR有着显著的荧光增强效应,基于该荧光特性,利用紫外可见光吸收和稳态荧光光谱技术提出了一种BR作为荧光探针用于Zn~(2+)浓度检测的新方法,特别是首次采用在波长663和600nm处的稳态荧光强度比值方法系统地研究了其与锌离子浓度在0~90μmol·L~(-1)范围内变化的关系,与常用的单波长荧光强度探测方法比较,有效地避免了探针浓度变化及激发光强度变化等非目标因素的影响。实验研究结果发现BR荧光探针对Zn~(2+)的识别行为在0~20μmol·L~(-1)范围内,探针BR的荧光强度比值I_(663nm)/I_(600nm)与Zn~(2+)的浓度之间具备线性增长关系,尤其是0~10μmol·L~(-1)有非常好的线性关系,线性相关系数r=0.999 87,同时Zn~(2+)检测限为0.1μmol·L~(-1)。在20~90μmol·L~(-1)范围内,荧光强度比值I_(663nm)/I_(600nm)趋于饱和。研究发现对实时检测人体内的Zn~(2+)具有很好的应用前景。
基于多轴差分吸收光谱技术的合肥地区气溶胶观测研究

大气气溶胶的直径从几纳米到几十微米不等,对大气辐射评估、全球气候变化、当地空气质量和能见度以及人类健康都有着直接或间接影响,尤其秋冬季节是雾霾高发期,更有利于大气气溶胶的生成、转化和积累。目前,用于气溶胶信息观测的技术有很多,包括激光雷达、太阳光度计、华盖计、卫星遥感等。多轴差分光学吸收光谱(MAX-DOAS)技术是一种被动遥测式光谱设备,具有稳定、可实时连续监测等特点,可同时获取多种痕量气体的浓度信息,且能反演气溶胶光学厚度(AOD)和气溶胶廓线。介绍了MAX-DOAS反演气溶胶信息的算法,并于2017年12月至2018年1月,在合肥市科学岛开展了MAX-DOAS观测,观测方位角为0度(正北),垂直方向上从低到高扫描10个仰角;反演时取中午时段的天顶方向测量光谱作为参考光谱。在337~370nm波段,利用QDOAS软件计算出O4斜柱浓度(DSCD),然后再利用气溶胶廓线反演算法(PriAM)反演出AOD和气溶胶消光系数(AE)。将结果与太阳光度计CE318测得的AOD做对比,小时均值和日均值的相关性系数均为0.91,结果表明MAX-DOAS在获取气溶胶信息方面具有较高的可靠性。同时,将MAX-DOAS获得的近地面气溶胶消光系数与地面站点的点式仪器测得的PM_(2.5)浓度进行了相关性对比,日均值和小时均值线性拟合相关系数r分别为0.83和0.62,进一步验证了MAX-DOAS获取气溶胶信息的可靠性。由于冬季是雾霾的高发期,AOD值较高,选取2017年12月3日至6日的一次雾霾过程,廓线结果表明气溶胶主要分布在1.5km以下,结合当时的风场信息及雾霾期间的气流后向轨迹图,可知此次污染是西北方向污染气团输送导致的。
基于深度架构网络的矮新星自动分类研究

矮新星是一类特殊而稀少的半相接双星。发现更多的矮新星对于深入研究物质转移理论、理解密近双星演化过程意义深远。利用深度学习技术提取天体光谱特征并进而分类是天文数据处理领域的研究热点。传统的自编码器是仅包含一个隐层的经典神经网络模型,编码能力有限,数据表征学习能力不足。模块化拓宽神经网络的深度能够驱使网络继承地学习到天体光谱的特征,通过对底层特征的逐渐抽象学习获得高层特征,进而提高光谱的分类准确率。以自编码器为基础构建了由输入层、若干隐藏层和输出层组成的基于多层感知器架构的深度前馈堆栈式自编码器网络,用于处理海量的光谱数据集,挖掘隐藏在光谱内部具有区分度的深度结构特征,实现对矮新星光谱的准确分类。鉴于深度架构网络的参数设置会严重影响所构建网络的性能,将网络参数的优化分为逐层训练和反向传播两个过程。预处理后的光谱数据先由输入层进入网络,再经自编码器算法和权值共享实现对网络参数的逐层训练。反向传播阶段将初始样本数据再次输入网络,以逐层训练所得的权值对网络初始化,再把网络各层的局部优化训练结果融合起来,根据所设置的输出误差代价函数调整网络参数。反复地逐层训练和反向传播,直到获得全局最优的网络参数。最后由末隐层作为重构层搭建支持向量机分类器,实现对矮新星的特征提取与分类。网络参数优化过程中利用均值网络思想使网络隐层单元输出按照dropout系数衰减,并由反向传播算法微调整个网络,从而防止发生深度过拟合现象,减少因隐层神经元间的相互节制而学习到重复的数据表征,提高网络的泛化能力。该网络分布式的多层次架构能够提供有效的数据抽象和表征学习能力,其特征检测层可从无标注数据中隐式地学习到深度结构特征,有效刻画光谱数据的非线性和随机波动性,避免了光谱特征的显式提取,体现出较强的数据拟合和泛化能力。不同层之间的权值共享能够减少冗余信息的干扰,有效化解传统多层次架构网络易陷入权值局部最小化的风险。实验表明,该深度架构网络在矮新星分类任务中能达到95.81%的准确率,超过了经典的LM-BP网络。
基于RMAPS-CHEM模式产品的北京地区能见度预报订正

基于RMAPS-CHEM空间分辨率为3 km的逐小时能见度预报产品,考虑到不同区域、不同时效及不同级别的预报误差不同,对北京区域各站点能见度观测值与模式预报结果进行比较和分时段逐级偏差订正,以2016年数据为样本,并对2017年数据检验。订正结果表明该统计订正方案对2017年能见度预报有较好的订正效果,不仅可以较好地改善其对高海拔地区的高估现象,也能更好地预报出低能见度现象。以2017年1月为例,北京观象台站能见度平均偏差及均方根误差都有所降低,0~24 h分级预报准确率均有所提高。同时,对优化后结果进行合理插值,并应用于北京iGrAPS无缝隙智能网格预报分析系统,得到北京地区1 km空间分辨率的0~96 h时效能见度预报产品,从而为雾、霾等低能见度天气现象的预报提供支撑。
延伸期温度预报误差订正技术初探

应用滑动平均误差订正方法和历史偏差订正方法,对欧洲中期天气预报中心的数值模式延伸期2 m温度预报进行误差订正。研究发现,应用滑动平均误差订正方法进行11~15 d逐日温度预报订正时,25~30 d是最优的训练期长度。对2018年订正预报的检验分析显示,应用上述两种误差订正方法均可减小模式预报的系统偏差,有效修正模式温度预报较实况明显偏低的问题,并将预报准确率提高30%以上。在6-10月,订正后的温度预报平均绝对误差基本在2℃以内,具有一定的参考性,其业务化产品可支撑预报员的业务预报需求。在15 d内的延伸期预报时效上,两种订正方法对温度预报的订正效果差异并不明显。随着时效的延长,历史偏差订正方法的优势逐渐显现。
OTS、MOS和OMOS方法及其优化组合应用于72 h内逐3 h降水预报的试验分析研究

开展了夏半年72 h内逐3 h降水预报试验,针对ECMWF模式预报、基于ECMWF的模式输出统计(MOS)预报、纳入超前空间实况信息的OMOS预报,以及三种预报的最优TS评分订正(OTS)预报,对比分析预报效果,探讨一种多方法结合能够提供良好预报性能的3 h定量降水预报技术方案。结果表明:在短期预报中,MOS预报与OTS订正相结合的MOS-OTS综合预报方法的预报性能最好,而且MOS-OTS方法的3 h强降水预报与业务运行的城镇指导预报中融合主客观预报的降水预报相比,也具有一定优势;而在临近3 h预报中,则OMOS预报与OTS订正相结合的OMOS-OTS综合预报方法最优,3 h内0.1、3和10 mm以上降水的TS评分最高,比原始模式预报分别提高73%、198%和483%,Bias评分接近于1,在夏半年的逐日晴雨预报中,OMOS-OTS方法在大部分日期都稳定优于MOS-OTS预报和城镇指导预报。
气候变化对水文循环的影响

水文循环是地球上海洋、陆地和大气之间相互作用中最活跃且最重要的枢纽,受气候变化影响最为显著。本文回顾了气候变化对全球水文循环的影响,并对20世纪60年代以来中国降水、蒸散发、地表径流及大气水汽含量等陆地水文循环要素变化进行了评估。气候变暖使得全球水文循环加强,观测数据表明自1970年以来,全球对流层和地表水汽含量呈现增加趋势,但由于监测网络在空间覆盖和时间响应的限制,热带水汽增加与环流减弱之间相互影响,使得气候变化对区域水文循环的影响不确定性较大。在全球气候变化背景下,中国水文循环符合全球水循环变化的特征,又表现出更为复杂的区域特征,各个流域间空间差异增大。大气水汽含量在80年代后呈现上升的趋势;60年代以来,中国降水平均态虽然无明显变化但空间差异显著增加,实际蒸散发平均值微弱增加,空间差异增大,地表径流空间差异增大,某些流域呈现减少趋势。21世纪以来,由蒸散发再凝结形成的降水量增加,大气内循环活跃程度加大。
GRAPES区域集合预报条件性台风涡旋重定位方法研究

为了在集合预报中更合理描述台风涡旋中心定位的不确定性,采用2009—2018年中国气象局和日本气象厅台风最佳路径数据,分析台风最佳路径涡旋中心定位的不确定性特征,在此基础上设计条件性台风涡旋重定位方法(Conditional Typhoon Vortex Relocation,CTVR),构建集合成员台风涡旋中心重定位阈值条件、台风涡旋分离数学处理及涡旋重定位等数学处理过程,利用中国气象局数值预报中心区域集合预报系统(Global/Regional Assimilation and Prediciton System-Regional Ensemble System, GRAPES-REPS)对2018年西北太平洋上的3个台风(1808号“玛莉亚”、1824号“谭美”和1825号“康妮”)进行轴对称结构和轴对称+非对称结构条件性台风涡旋重定位两种方案的集合预报试验和检验评估。结果表明: (1)中国气象局和日本气象厅台风最佳路径误差平均值为13.72 km,可视为台风涡旋中心定位不确定性的合理估计值;(2)统计检验结果和典型个例分析表明,采用轴对称结构和轴对称+非对称结构条件性台风涡旋重定位方法的台风集合预报路径误差及集合预报一致性结果比较接近; (3)条件性台风涡旋重定位方法可以有效改进GRAPES-REPS区域集合预报台风路径概率预报效果,如台风路径集合预报平均误差有所减小,集合预报一致性(路径离散度与路径均方根误差比值)增大,特别是预报初期概率预报效果改进更为显著,而预报中后期改进有限;(4)通过对“玛莉亚”台风集合预报诊断分析发现,经过条件性台风涡旋重定位后,各集合成员的台风路径误差在预报初期明显减小且路径收敛,但随着预报时效的延长台风路径逐渐发散。应用条件性台风涡旋重定位方法后,台风涡旋环流与大尺度环境场仍然比较连续协调,且台风涡旋环流外的大尺度环境场具有一致性特点,最低气压误差、最大风速误差和降水预报技巧基本不变。可见,条件性台风涡旋重定位方法的应用可以提供更准确的台风路径预报不确定性信息,帮助预报员做出更准确的预报决策。
全球大尺度信息在3 km GRAPES-RAFS系统中的应用

为了缓解快速分析预报循环过程中固定边界条件造成的预报锁定,缩短动力、热力调整时间,提高模式预报能力,全球模式产品的大尺度部分的信息被引入GRAPES-RAFS系统中,通过二维离散余弦变换方法对全球模式产品和区域分析进行谱分解,获得综合全球大尺度和区域中小尺度信息的混合尺度分析。通过2018年5月9日—6月9日1个月间歇分析预报循环,比较对照试验和混合尺度分析试验的冷启动和暖启动预报结果表明,在快速分析预报循环中,全球大尺度信息的加入不仅增加分析的大尺度部分信息和降低地面气压倾向,缩短模式预报的动力、热力调整时间,且地面要素场、分析场和降水的暖启动预报质量有显著提高;台风艾云尼路径预报也更加接近观测。另外, GRAPES-RAFS循环的暖启动与冷启动预报相比,初始场更加协调,但地面2 m气温和10 m风场的预报质量比冷启动预报差,且其ETS降水评分也明显低于冷启动预报。混合尺度方案在RAFS系统中的应用能有效提高初始场的协调性,地面、高空要素和降水预报质量得到提升。
2018年北京“7.16”暖区特大暴雨特征及形成机制研究

利用京津冀区域加密自动气象站、SA多普勒天气雷达、L波段风廓线雷达、NCEP 0.25°再分析资料及0.03°高分辨率地形资料研究了北京2018年7月15—16日暖区特大暴雨特征和形成机制。结果表明:(1)这次暖区特大暴雨发生在副热带高压边缘的暖气团(θse高能区)中,无明显冷空气强迫,斜压性弱,有丰沛的水汽,850 hPa以下出现强水汽辐合。(2)暴雨的中尺度对流系统发展有3个过程:带状对流建立和局地强雨团影响、北京北部“列车效应”南部雷暴冷池出流造成对流加强和移动、平原地区线状对流重建。(3)暴雨发生前,低层西南风出现风速脉动,低空急流建立。首先在2500—3500 m高度形成低空急流, 2 h后2500 m以下风速显著增大,5 h后急流厚度由边界层伸展到700 hPa。急流出口区降压,低层出现气旋性风场或切变,有利于垂直上升运动发展,触发和加强对流。(4)西南低空急流暖湿输送导致高温、高湿、高能的对流不稳定层结反复重建,这是对流发展加强的重要原因。(5)地面辐合线是对流触发并逐渐组织成带状对流系统的关键影响因素。地面辐合线方向、低空急流轴、回波移动方向三者几乎重叠是造成对流后向传播和“列车效应”的有利条件。(6)太行山和燕山地形对对流触发和暴雨增幅有重要影响。北京最大雨强≥40 mm/h站点中的77.4%位于西南部和东北部200—600 m海拔高度处。偏东风在华北西部太行山局地迎风坡触发对流,西南低空急流在北京北部迎风坡和喇叭口地形处辐合和抬升更为显著,造成局地特大暴雨。
动态氢气泡/牺牲铜模板法制备蜂窝AuPt_(Cu)电催化剂用于甲酸氧化

微/纳多孔金属材料具有高比表面积等优点,在电化学等领域广受关注.本工作通过动态氢气泡模板法,在镀金玻璃碳电极(Au_(pla)/GCE)上电沉积三维蜂窝状多孔纳米AuPt_(Cu)(3DHPN-AuPt_(Cu))复合材料,再阳极溶出Cu,制备了3DHPN-AuPt_(Cu)/Au_(pla)/GCE.采用循环伏安法(CV)、金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色散谱和电感耦合等离子体-原子发射光谱等手段表征了相关修饰电极.所制3DHPN-AuPt_(Cu)/Au_(pla)/GCE在含0.2 mol/L HCOOH的0.5 mol/L H_2SO_4水溶液中,电催化氧化甲酸的峰电流密度为12.5 mA·cm_(Pt)~(-2)(CV, -0.3~1.0 V, 50 mV/s),优于有关对照电极和很多已报道的Pt复合物修饰电极,表明通过这种动态氢气泡/牺牲铜双模板法可制备出电催化性能优异的金属蜂窝结构.
纳米α-Fe_2O_3/(IPDI-HTPB)复合粒子的制备及其催化性能研究

为改善纳米α-Fe_2O_3在复合推进剂中的分散性,提高其催化性能,选择推进剂的配方组分固化剂异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为嫁接桥梁,将端羟基聚丁二烯(HTPB)接枝在纳米α-Fe_2O_3粒子的表面,制得纳米α-Fe_2O_3/(IPDI-HTPB)复合粒子.首先研究了IPDI与HTPB反应动力学,优化制备条件;然后采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和热重分析(TGA)等手段对复合粒子的结构进行表征,采用DTA对比了复合前后纳米α-Fe_2O_3粒子对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能的影响.结果表明,依靠IPDI的偶联作用,可将HTPB接枝在纳米α-Fe_2O_3的表面,包覆层厚度约为5 nm,改性后的纳米α-Fe_2O_3/(IPDI-HTPB)复合粒子的分散性大幅提高,纳米α-Fe_2O_3/(IPDI-HTPB)复合粒子对AP的热分解的催化性能也明显优于纯纳米α-Fe_2O_3粒子.
基于圆心真实图像坐标计算的高精度相机标定方法

在基于圆点阵二维平面靶标的相机标定方法中,直接在拍摄的标靶图像中提取的椭圆中心并非真实的圆心投影像点,该圆心成像投影偏差必然会降低相机参数标定精度。基于此,提出将标靶图像逆向投影至空间虚拟矩阵以获得真实圆心像点的迭代标定算法。首先,使用椭圆中心提取方法进行平面相机标定;其次,由标定参数和拍摄图像进行逆向投影获得虚拟物理标靶图像,在近似圆虚拟图像上完成圆心坐标提取;再次,将虚拟圆心坐标转化为物理坐标值并投影到图像上,将其作为圆心真实像点坐标值来进行相机标定;最后,经多次迭代投影和标定完成高精度相机标定。模拟和实验结果表明,所提方法将相机标定精度提高约一倍,可为三维重建和视觉测量提供高精度的相机参数。
基于阵列透镜和光纤集束的调频脉冲波形测试技术

提出了一种基于阵列透镜和渐变多模光纤集束的调频脉冲测试方法,该方法通过渐变折射率多模光纤提供较大的接收孔径,通过子孔径拼接方式取样降低取样光斑在光纤端面的漂移,两者相结合可实现光束近场能量到光纤集束的高效稳定耦合。该方法中的渐变多模光纤集束可携带更多的取样光能量,有利于脉冲的高对比度测量。实验结果表明,本技术方案能够实现调频脉冲光束整体时间特性的保真测量,测量对比度可达630:1。
数字PCR技术及其在检测领域的应用

随着分子生物学技术的不断发展和需求的多样化,用于核酸检测的各种PCR衍生技术应运而生。数字PCR是一种单分子水平的大规模分区扩增定量核酸检测技术。该技术以微腔室/微孔或微滴作为PCR反应器,无需校准物和绘制标准曲线即可实现对样品初始浓度的绝对定量,具有高灵敏度、高特异性和高精确度的特点。本文详细介绍了数字PCR的技术发展史、作用原理以及仪器平台类型,系统阐述了数字PCR在转基因检测、疾病诊断、环境及食品监管等方面的应用概况,并对该技术的应用前景进行了展望,以期对未来数字PCR的开发利用提供参考。
中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记研究

为系统性研究中国人群中抗结核药物引发肝损伤的易感基因标记,本研究以41例抗结核药物引发肝损伤的病人和39例健康对照为研究对象,采用Haloplex捕获测序的方法对其基因组中药物代谢、转运和免疫相关通路的109个基因进行靶向测序。用Plink软件对DNA突变位点与肝损伤的发生进行关联分析,以千人基因组计划东亚人群作为对照组,对显著性位点进行验证,并用SIFT和Polyphen2软件对预测显著关联的位点进行功能预测。结果发现UGT1A4 rs2011404 (χ~2= 4.6809,P =0.0305)是抗结核药物引发的肝损伤的易感基因标记,且rs2011404突变可能引起UGT1A4蛋白的功能障碍。本研究为临床上对抗结核药物的合理用药提供了有益的参考。
基于机器视觉的汽车线束压接缺陷检测系统

汽车线束是汽车电路中信号传输的载体,线束的压接是线束整装工艺中至关重要的一环。接触件端子与导线压接的过程中会出现芯线外露、端子变形等质量问题,传统的检测方法是依靠人工肉眼检测,检测效率不高且准确率较低。针对上述问题,设计了基于机器视觉的线束压接缺陷检测系统,利用OpenCV计算机视觉库对图像中线束的特征进行分析,完成线束压接质量的在线检测。实际应用结果表明该视觉检测系统精度达到±0.03 mm,误报率小于3%,漏报率为0,检测时间小于500 ms,满足生产现场实际的应用需求。
神经网络结合直接数字合成技术的电力系统谐波测量方法

基于神经网络的电力谐波测量方法具有较高的测量精度和较强的抗噪声能力,但过高的计算复杂度限制了在电力仪表中的应用。分析了影响神经网络方法实时性的主要因素,提出了神经网络结合直接数字合成技术的谐波测量方法。使用软件模拟直接数字频率合成替代神经网络方法中三角函数的计算以降低计算复杂度,并利用电网频率的测量结果进一步提高神经网络训练的收敛速度。实验结果表明,该方法在确保测量精度的同时,显著提升了神经网络方法测量电力谐波的实时性。
声学CT温度场重建系统的收发器位置优化与实现

为了使声学CT温度场重建系统对被测区域内可能出现的各种温度分布具有更好的重建能力,提出一种收发器位置优化新方法:以均匀温度场模型的重建误差最小为目标函数,用粒子群优化算法优化收发器位置坐标。单峰偏置等5种典型温度场模型的仿真重建结果表明:与传统的均匀布置相比,文中方法确定的优化布局可明显降低重建误差。文中对用电热器形成的单峰偏置温度场进行了重建实验,实验结果进一步验证了所提方法的有效性和实用性。由于被测区域的温度分布通常会呈现出多种多样的分布特征,因此所提方法具有实用价值。
同面多叉指电极结构的电容式三维力触觉传感器设计

为了解决普通同面电极结构触觉传感器灵敏度低和初始电容小的问题,提出了同面多叉指电极结构的柔性电容式触觉传感器设计方案。该传感器利用电场的边缘效应,通过改变介质层的相对介电常数实现电容的变化。对叉指电极和普通同面电极的电场分布进行了COMSOL仿真分析,对所提出的传感器分别进行了仿真分析和实验验证。结果表明,该传感器不仅提高了同面电极结构触觉传感器的灵敏度和初始电容,还可实现0~10N量程的三维力检测,且法向和切向的平均灵敏度分别为0.0186N~(-1)和0.0103N~(-1)。
Halbach阵列核磁共振多相流传感器参数优化与仿真

基于核磁共振的多相流测量,能有效克服传统多相流测量方法的局限性,是目前多相流研究领域的新方向。文中基于永磁阵列磁场理论,以磁通密度和均匀性为参数优化目标,采用COMSOL有限元软件进行Halbach磁体传感器的设计与仿真。仿真和理论分析表明,永磁源内外径比、组装块数、磁性材料是影响Halbach磁体性能的主要因素。本文针对2"油管的核磁共振多相流测量,优化和设计Halbach阵列参数,最终形成了性能优越、适用于2"油管的Halbach阵列传感器,解决了核磁共振多相流动态在线测量的重要技术问题。
基于自然间断点分级法的土地利用数据网格化分析

土地利用在自然资源统一管理中扮演着重要角色,面对不同区域和年份的数据,统一分析比对口径尤为重要,同时也应反映出相互之间的差异。本文以宜兴市2009年和2017年土地利用现状数据为数据源,首先使用统一的分类标准提取用地类型中的3大类,通过不同大小的单元划分尝试和结果分析,发现适用于该数据的网格尺度大小;然后基于自然间断点分级法进行分级范围划定,对宜兴市三类用地类型的分布和变化趋势进行综合分析,较为真实地反映了宜兴市用地情况;最后通过选用合适的空间尺度和分级范围划定方法,进而构建一个兼具操作性和科学性的土地利用数据网格化方法,为自然资源部门统筹管理和综合治理提供依据。
土地利用时空变化与城市化发展分析

城市化发展与科学合理利用土地已经成为社会发展最为关注的问题。土地利用结构发生变化后,不合理的土地利用规划等问题将会导致一系列的生态环境问题,因此,监测土地利用的时空变化,为土地利用规划及城市发展规划提供有效的数据支持很有必要。本文通过年度区间土地利用变化数据,利用转移矩阵、动态度、土地利用重心及土地利用结构信息熵分析土地利用变化情况,经过试验表明能够真实、全面反映土地利用变化状态,充分反映城市发展与土地利用关系,有利于提高分析的准确性和可靠性。
锚固站对BDS自主导航精度的影响分析

介绍了自主导航的轨道确定及时间同步观测方程。以北斗仿真全星座为对象,通过采用仿真星间及卫星与地面锚固站间观测值,进行了60 d自主导航解算,分别探讨了锚固站数量及锚固站观测连续性对北斗卫星导航系统(BDS) 3类卫星自主导航精度的影响。结果表明:锚固站数量及观测连续性对RERR及CERR无影响;加入1个锚固站即可显著改进URE结果精度,继续增加锚固站数量虽然可进一步提高URE精度但其改进效果有限;锚固站观测中断时间越长,其对应自主导航精度越低。因此,在BDS自主导航运行模式下应保持较高的锚固站观测频次以保证自主导航精度;另外,锚固站数量及观测连续性对北斗系统3类卫星自主导航精度的影响无显著差异。
地面与车载激光点云在地下车库测图中的融合应用

地下空间利用日益受到人们关注,地下空间测量受诸多因素的影响,如地下空间无GPS信号、遮挡物较多、传统手段效率低等问题。针对这一问题,本文提出了一种融合车载激光扫描系统和地面三维激光扫描的数据获取方案。该方案首先利用地面三维激光扫描和车载移动激光扫描的优势,采用一种多源点云数据融合技术,高效地获取了地下空间的完整点云数据;然后通过地下车库数据采集试验,验证了该方案的有效性和可靠性,为今后大范围开展地下空间测图提供技术支持。
多种农药与次氯酸钠、高锰酸钾和高铁酸钾的反应活性

为探究4类,10种广泛使用的农药(苯氧羧酸类,芳香酸类,取代脲类和烟碱类)与3种氧化剂(次氯酸钠,高锰酸钾和高铁酸钾)的反应活性,本研究在温度(25±2)℃、pH值为8的条件下,分析10种农药分别与3种氧化剂NaClO、KMnO_4、K_2FeO_4在不同浓度下的反应活性,采用HPLC检测法,对比降解效能,探究氧化剂性质与有机物结构导致的反应活性的差异。实验结果表明,不同种类农药的结构性质对反应活性有重要影响,3种氧化剂的氧化降解能力有明显差异。苯氧羧酸类和芳香酸类农药结构较简单,并含有稳定的苯环或吡啶环结构,氧化降解较困难。取代脲类和烟碱类农药结构较复杂,氧化剂可攻击其不饱和官能团,反应活性较高。NaClO对取代脲类农药的降解率明显优于其他2种氧化剂,3种氧化剂对烟碱类农药的氧化降解效果依次为NaClO>KMnO_4>K_2FeO_4。研究多种农药与次氯酸钠、高锰酸钾和高铁酸钾的反应活性对降解去除水体中的农药残留对水环境的治理具有重要意义。
牙列缺损种植修复患者焦虑状况的影响因素分析

探讨牙列缺损种植修复患者发生焦虑状况的可能影响因素。2016年3月至2017年12月期间,选择我院收治的牙列缺损行种植义齿修复患者150例作为研究对象。评价患者的状态和特质焦虑量表(STAI)、修正版牙科焦虑量表(MDAS)和VAS疼痛评分之间的相关性,Logistic回归分析确定患者焦虑的影响因素。根据术前的SAI和TAI评分将牙列缺损患者分为低焦虑组、中焦虑组和高焦虑组,高焦虑组的VAS评分和MDAS评分均显著高于其他两组(p<0.05)。SAI、TAI和MDAS评分分别与VAS评分显著正相关(r=0.664, r=0.758, r=0.437, p<0.05)。性别(女)、年龄(<25岁)、付费方式(自费)、居住地(农村)和收入(<4 000元)为牙列缺损患者产生焦虑情绪的独立危险因素。牙列缺损患者行种植修复手术前的焦虑水平与术后的疼痛正相关。性别、年龄、付费方式、居住地和收入是牙列缺损患者焦虑水平升高的独立危险因素。
绵羊ESR2基因组织表达及其多态性与产羔数关联分析

为了探究雌激素受体2 (Estrogen receptor 2, ESR2)基因在绵羊各组织的表达及其多态性与产羔数之间的关系,本研究利用半定量PCR和实时荧光定量PCR技术检测ESR2基因在不同繁殖力小尾寒羊群体组织中的相对表达量,同时采用Sequenom MassARRAY®SNP技术对多羔品种绵羊(小尾寒羊,湖羊,策勒黑羊)和单羔品种绵羊(苏尼特羊,草原型藏羊,滩羊) ESR2基因g.73324006C>T位点进行检测,并与小尾寒羊产羔数进行关联分析。半定量PCR表明,ESR2基因在单、多羔小尾寒羊子宫中高表达,在其它组织中等或低丰度表达;单羔群体、多羔群体间荧光定量PCR表明,ESR2基因在单羔小尾寒羊垂体表达量显著高于多羔小尾寒羊(p<0.05);群体遗传学分析表明,g.73324006C>T在小尾寒羊群体中表现为低度多态(PIC<0.25),在滩羊群体中处于中度多态(0.25
p53对TGEV感染PK-15细胞4种免疫调节因子mRNA转录水平的影响

为探究p53对IFN-α、MIP-1α、PGK-1、TGF-β1四种免疫调节因子在TGEV感染PK-15细胞中的影响,本研究首先采用CRISPR-Cas9慢病毒系统靶向于PK-15细胞的p53基因构建p53基因敲除(p53-/-)的细胞;再以感染复数为0.1 MOI的TGEV感染p53野生型(p53+/+)和p53-/-PK-15细胞,于不同的感染时间收集细胞并提取细胞总RNA,应用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测四种细胞因子的转录水平。结果表明,构建的靶向于p53基因敲除的PK-15细胞中,p53基因的454碱基位点缺失一个碱基T,细胞的p53蛋白已检测不到;TGEV感染后IFN-α mRNA的相对表达量在两种细胞中均表现为先上升后下降的趋势,但在病毒感染的36 h之前,p53-/-PK-15细胞中的表达量显著低于p53+/+PK-15细胞(p<0.05); MIP-1α mRNA相对表达量随着病毒感染时间的推移而递增,且在p53 +/+PK-15细胞中显著高于p53-/-PK-15细胞(p<0.05);TGF-β1 mRNA的相对表达量在p53+/+PK-15细胞中随时间推移总体呈递减趋势,并在病毒感染(post infection, p.i.) 12 h之后显著低于p53-/-PK-15细胞(p<0.05);PGK-1 mRNA相对表达量在病毒感染的12 h p53+/+PK-15细胞中虽略有上升,但差异不显著,而在p53-/-PK-15细胞中呈现时间依赖性递增,并显著高于p53+/+PK-15细胞(p<0.05)。以上结果表明:p53对TGEV感染PK-15细胞后的细胞免疫因子起到了关键的调节作用,推测其可能在宿主抗TGEV感染中发挥着重要作用。