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基于多级注意力机制融合的电能质量扰动点分类及时间定位方法研究

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4298-4310,I0010页

作者：刘宇龙崔宪阳袁丁金涛福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福建省福州市350108

随着新能源渗透率的不断提高,电网所受电能质量扰动(power quality disturbances,PQD)变得更加复杂,传统方法难以准确识别扰动类型并定位扰动时间。因此,该文提出一种基于多级注意力机制融合的PQD点分类及时间定位方法。该方法以卷积神... 详细信息

随着新能源渗透率的不断提高,电网所受电能质量扰动(power quality disturbances,PQD)变得更加复杂,传统方法难以准确识别扰动类型并定位扰动时间。因此,该文提出一种基于多级注意力机制融合的PQD点分类及时间定位方法。该方法以卷积神经网络为基础建立分类模型,在预处理和模型内部分别嵌入局部特征注意力机制(local feature attention mechanism,LFAM)和双尺度注意力机制(dual-scale attention mechanism,DSAM)。其中,LFAM根据幅值包络线追踪信号的幅值变化,以加权方式增强信号波形的局部特征;DSAM则从通道和神经元两个尺度协助模型学习各维度特征的重要性。最后,模型以多类别-多输出的形式对每个采样点进行分类,并完成扰动时间定位。为了验证所提方法的有效性,该文建立含63种PQD类型的仿真数据库对模型进行测试。在30 dB白噪声环境下,该模型平均分类准确率为99.10%,时间定位误差均为毫秒级,具有更强的泛化性能和鲁棒性。同时,基于交流电源搭建硬件平台来测试模型,其平均准确率为99.03%,进一步验证了所提方法的可靠性。

关键词：电能质量扰动点分类时间定位深度学习注意力机制融合模型

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呼包鄂榆城市群生态风险评价及预测模拟研究

呼包鄂榆城市群生态风险评价及预测模拟研究

作者：刘宇内蒙古财经大学

学位级别：硕士

习近平总书记在党的十九大报告中指出:“以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局”,这为新时代我国推进新型城镇化指明了方向和路径。但由于西部城市群地处生态脆弱区,在城镇化快速推进中,往往易产生资源短缺、耕地大... 详细信息

习近平总书记在党的十九大报告中指出:“以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局”,这为新时代我国推进新型城镇化指明了方向和路径。但由于西部城市群地处生态脆弱区,在城镇化快速推进中,往往易产生资源短缺、耕地大量流失、土地利用不合理以及环境污染等生态环境问题,从而引发较高的区域生态风险。2019年5月,《中共中央、国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》确立了国土及土地利用规划纲要和生态及环境保护规划要求。2022年7月,国家发展改革委印发《“十四五”新型城镇化实施方案》,为我国西部城市群实现新型城镇化高质量发展指明了方向。在城镇化快速发展的背景下,呼包鄂榆城市群土地利用类型的改变和经营管理方式的转变或土地所承载的人类活动,是影响该区域生态安全格局的重要原因。因此,本文以呼包鄂榆城市群为研究区域,以土地利用类型作为生态风险受体,同时考虑社会、经济因素对其的叠加影响,进行呼包鄂榆城市群生态风险多维度评价。而景观适宜性关联地域功能属性与特定开发方式需求之间的匹配度,是开展区域国土空间生态安全格局优化的先决条件之一。为把握新型城镇化的生态宜居理念,围绕自然地理禀赋、社会经济发展态势和区位可达性特征三维视角,利用人工神经网络探究各地类空间适宜性分布规律,并基于FLUS模型预测3种发展情景下的呼包鄂榆城市群2030年土地利用空间分布格局及生态风险演变特征,旨在为呼包鄂榆城市群社会经济高质量发展以及国土空间科学合理规划提供理论依据和决策支持。研究结果表明:(1)随着城镇化进程快速发展,呼包鄂榆城市群建设用地面积持续扩张,主要由耕地、草地和少部分未利用转化而来。而草地面积略有缩减,主要转化为未利用地、耕地和建设用地。其次,耕地和草地与未利用地之间互相转化。呼包鄂榆城市群建设用地空间分布较分散,破碎化程度高;而未利用地景观干扰度指数较低,土地开发利用难度较大。水域和未利用地的损失度指数最大,尤其是未利用地面积占比较多,分布较为广泛,是引发区域生态风险的主要因素。(2)呼包鄂榆城市群各维度生态风险低值区主要分布在林草等生态用地占比较高且远离城市中心的地区,而生态风险高值区主要分布在未利用地密集的鄂尔多斯市和榆林市,以及各个城市的市辖区周围,说明城镇化快速发展带来区域经济水平提升一定程度导致周边生态环境质量下降。整体来看,呼包鄂榆城市群综合生态风险总体偏低,主要以低生态风险区和较低生态风险区为主,此类区域远离市中心经济中心,人类活动较少,土地利用类型以林地、草地为主,景观自身稳定性较强;中等生态风险区面积占研究区总面积的33.58%,该区域主要分布在各个城市中心外围;而较高生态风险区和高生态风险区面积较少,仅占研究区总面积的12.97%和5.16%,此类区域未利用地面积占比上升,景观脆弱性较大且自身稳定性较低,易诱发较高等级生态风险。(3)呼包鄂榆城市群耕地分布的适宜度与地势特征对应,整体从东南向西北方向递减;林地的适宜度高值区主要分布于包头市东南部与呼和浩特市北部的大青山所在地;草地的适宜度高值区呈片状分布在包头市达尔罕茂明安联合旗北部与鄂尔多斯市西部的杭锦旗、鄂托克旗以及鄂托克前旗;水域的适宜度高值区呈条带状分布于黄河流域沿岸;建设用地的适宜度高值区呈点状分布集中于人口密集、交通发达的各市辖区以及位于包头市北部的白云鄂博矿区;未利用地的适宜度高值区主要位于鄂尔多斯高原地区,具体为西北部的库布齐沙漠与南部的毛乌素沙地,自然条件恶劣,开发难度较大。(4)自然发展情景下,2030年呼包鄂榆城市群土地利用主要是耕地和草地转化为林地、建设用地和未利用地。建设用地扩张主要集中在市辖区外围,其余散落的建设用地也在原有基础上向外扩张,整体呈现聚集式空间分布特征;林地面积的增长主要体现在对周边草地的占用。经济增长情景下,2030年建设用地面积进一步增长,而草地和未利用地面积均有不同程度缩减,此外,经济增长情景下鄂尔多斯市东部和榆林市西北部建设用地周边未利用地得到合理开发利用,使其转化为城镇建设用地。生态保护情景下,2030耕地和未利用地面积相较于2020年有所减少,而林地、草地、水域和建设用地面积略有增加。而生态保护情景下建设用地面积增长量明显降低;此外,林地、草地生态系统在生态保护情景下得到进一步改善,主要由耕地和未利用地转化而来。(5)自然发展情景下,呼包鄂榆城市群2030年景观生态风险较高生态风险区和高生态风险区面积均增加;而经济增长情景和生态保护情景下,呼包鄂榆城市群景观生态风险趋于缓和。此外,呼包鄂榆城市群2030年经济生态风险和社会生态风险演变趋势较为接近,自然发展情景和经济增长情景下,经济生态风险和社会生态风险较为严峻,仅在生态保护情景下,二者较高生态风险区和高生态风险区面积减少。

关键词：土地利用新型城镇化城市群生态风险适宜性预测模拟

融合色差梯度和颜色相关性的Bayer成像插值方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 888-898,F0002页

作者：潘俊刘宇晗郭羽萱王密武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

为减轻卫星影像数据星地传输压力,Bayer成像模式被越来越广泛地应用于遥感卫星的成像系统,由于Bayer影像中每个像素只存储一个颜色通道的信息,存在信息缺失,因此必须经过Bayer成像插值重建为全彩色影像才能用于后续应用。现有多数Bayer... 详细信息

为减轻卫星影像数据星地传输压力,Bayer成像模式被越来越广泛地应用于遥感卫星的成像系统,由于Bayer影像中每个像素只存储一个颜色通道的信息,存在信息缺失,因此必须经过Bayer成像插值重建为全彩色影像才能用于后续应用。现有多数Bayer成像插值方法存在地物边缘处细节缺失和色调偏移问题。针对上述问题,提出了一种融合色差梯度和颜色相关性的Bayer成像插值方法。首先提取原始Bayer影像的各通道间色差梯度信息,使用归一化的色差梯度函数赋予各方向色差估计值的相应权重,使插值沿着边缘方向进行,以保护地物边缘处细节信息,然后利用不同颜色通道间的相关性设置色比约束,调整局部滑动窗口内3个通道的相对比例,以改善插值结果中的色调偏移现象,使重建的全彩色影像色调真实、细节完整。通过在模拟影像和珞珈三号01星获取的真实Bayer影像上的实验对比,所提方法与对比方法相比,重建影像在地物边缘处的伪色问题有明显改善,具有最高的峰值信噪比、结构相似性指数和最低的均方误差、自然图像质量评价分数,且与参考影像相比没有空间分辨率损失。所提方法已成功应用于珞珈三号01星数据处理系统中,进行在轨和地面的Bayer成像插值处理,为珞珈三号01星数据的各项应用提供了有效保障。

关键词： Bayer影像颜色相关性色差梯度局部色比珞珈三号01星

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生态之道与审美逻辑

郑州大学学报（哲学社会科学版） 2024年第1期57卷 90-97,143,144页

作者：陈望衡武汉大学哲学学院湖北武汉430072

生态文明审美中,审美逻辑在原则上应服从、遵循生态活动规律。具体来说,一是审美感觉与生命之态具有一定的认同性,在人的审美逻辑中,美之态无一例外均为生命之态,而生命之态是自然生态的基本状态。二是从审美情感与生命之情上看,动植物... 详细信息

生态文明审美中,审美逻辑在原则上应服从、遵循生态活动规律。具体来说,一是审美感觉与生命之态具有一定的认同性,在人的审美逻辑中,美之态无一例外均为生命之态,而生命之态是自然生态的基本状态。二是从审美情感与生命之情上看,动植物的情感与人的情感有异,也有同。同主要表现在同为生命上,我们称之为“同情感”。三是生命物的生存充满智慧,它们的智慧为审美启迪提供了源泉。四是凭藉着人道主义与生态主义的统一,人类可以在一定程度与动物拟审美相通,但因为生态主义的限制,物物有别,这种相通具有一定的限制。展现在生态文明视域下的动植物审美有三种形态:美美相通,各美其美,美美与共。生态是生命之基,而审美是生态之乐。文明的人借审美实现了与生态的愉悦邂逅,创造了生态与文明和谐,此种和谐之乐,可以称之为天乐。

关键词：生态之道审美逻辑审美感觉生命之态同主体

具有多种性质的新型二维Janus家族:拉胀行为、应变可调的光催化剂、高居里温度铁磁体和压电量子反常霍尔绝缘体

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Science China Materials 2024年第4期67卷 1160-1172页

作者：刘宇王帅宇李锋钰 School of Physical Science and Technology Inner Mongolia UniversityHohhot 010021China

发现新的二维材料并探索其独特性质与潜在应用是凝聚态物理与材料科学的重要课题.在此,我们基于在实验和计算中报道的具有多种性质的新型方晶格S-XS2二维材料,通过密度泛函理论计算,确定了7种具有近似方晶格的新型二维Janus S-XSSe (X=S... 详细信息

发现新的二维材料并探索其独特性质与潜在应用是凝聚态物理与材料科学的重要课题.在此,我们基于在实验和计算中报道的具有多种性质的新型方晶格S-XS2二维材料,通过密度泛函理论计算,确定了7种具有近似方晶格的新型二维Janus S-XSSe (X=Si,Sn,V,Cr,Mo,Re和Os)单层材料.值得注意的是,S-SiSSe和S-SnSSe单层都具有拉胀行为,此外,由于具有合适的带边位置、可见光区的高效吸收系数和较大的载流子迁移率差,它们是潜在的光催化剂,而且光催化性能还可以通过改变pH值和施加双轴应变来提高.在不考虑自旋轨道耦合(SOC)时,S-VSSe,S-CrSSe和S-MoSSe是铁磁半金属,并具有较高的居里温度TC(分别为210,810和390 K).加入SOC后,S-VSSe成为量子反常霍尔(QAH)绝缘体,具有较大的带隙(45.4 meV)和一个手性边缘态(陈数C=-1).通过对半导体S-XSSe (X=Si,Sn,V)单层的对称性分析,基底面上的单轴应变只能诱发面外压电响应.其中,S-VSSe的面外压电系数d31和d32最大,分别为-0.013和0.025 pm V-1.压电性、拓扑性和铁磁性的共存使单层S-VSSe成为具有大带隙和高TC的多功能自旋电子学应用的潜在平台.我们的理论工作将给二维材料增添新家族,并有望带来更广阔的应用.

关键词：凝聚态物理高居里温度密度泛函理论计算铁磁体压电系数自旋电子学载流子迁移率基底面

东道国国内政治与“一带一路”基建项目推进——以柬埔寨和缅甸为例

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东南亚研究 2024年第1期 88-112,157页

作者：刘宇祥对外经济贸易大学国际关系学院对外经济贸易大学国家安全与治理研究院

在东南亚地区,中国“一带一路”倡议下的基建项目遭遇了民众抗议、重新谈判等波折。大部分项目在东道国成功协调反对声音后依旧保持进度,但部分项目却因无法统筹各方意见而进展缓慢。为什么同样在面临实施阻力的情况下,有些项目能顺利完... 详细信息

在东南亚地区,中国“一带一路”倡议下的基建项目遭遇了民众抗议、重新谈判等波折。大部分项目在东道国成功协调反对声音后依旧保持进度,但部分项目却因无法统筹各方意见而进展缓慢。为什么同样在面临实施阻力的情况下,有些项目能顺利完工,不少项目却难有进展?本文认为“一带一路”基建项目的顺利实施取决于东道国的精英凝聚程度与社会动员能力。只有当东道国国内政商精英就基建项目的主导权达成一致,且政府能动员当地民众支持基建项目并化解其反对声音时,基建项目才能顺利实施;当精英意见一致但政府缺乏有效的基层动员手段时,政府可以安排临时性机构作为社会动员手段,保证基建项目受挫后依然能够重新启动;当精英意见难以统合时,不论政府能否动员民众支持基建项目,项目都可能停留在谈判阶段而无法推进。文章选择柬埔寨与缅甸作为案例,探究在基建项目建设进程中,东道国国内政商精英与基层民众的不同反应,分别验证文章提出的三种理论机制。

关键词：一带一路基建项目东南亚国内政治精英凝聚社会动员

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基于阻塞流的配电网安全边界快速算法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 244-253页

作者：屈玉清肖峻焦衡孙纲智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 山东理工大学电气与电子工程学院淄博255000

安全边界描述了配电网的安全运行范围,在配电网规划和运行中具有重要价值,能帮助获得配电网的安全裕度和提高安全性,但现有算法求解配电网安全边界点效率不高.针对这一问题,文中引入网络流理论,提出了一种基于阻塞流的配电网安全边界新... 详细信息

安全边界描述了配电网的安全运行范围,在配电网规划和运行中具有重要价值,能帮助获得配电网的安全裕度和提高安全性,但现有算法求解配电网安全边界点效率不高.针对这一问题,文中引入网络流理论,提出了一种基于阻塞流的配电网安全边界新算法,简化了计算过程,显著提高了求解效率.首先,从概念和模型角度对比了配电网安全边界理论和网络流理论的相关概念,分析发现正常运行安全约束下的配电网严格安全边界与网络阻塞流存在对应关系.其次,提出了基于阻塞流的安全边界计算方法,主要步骤包括:将配电网等效为流量网络;列写等效网络阻塞流解析式,得到对应的配电网安全边界解析式;利用降维采样算法求解等效网络阻塞流,得到对应的配电网安全边界点.最后,通过扩展的IEEE RBTS BUS4柔性配电网算例验证了所提方法.与现有算法对比验证了所提方法的正确性和快速性,所提方法高效的原因是根据网络流理论求解阻塞流,避免了现有算法中耗时的线性规划.文中将网络流理论引入配电网安全边界计算,对简化安全分析方法、提高计算速度提供了新途径.

关键词：阻塞流配电网安全边界网络流理论快速算法

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车辆撞击下锈蚀钢筋混凝土桥墩动力响应分析

工程力学 2024年

作者：刘宇郝逸飞周云广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广州大学土木工程学院河北工业大学土木与交通学院

针对锈蚀劣化的公路钢筋混凝土（RC）桥梁面临的车辆撞击桥墩的威胁，利用LS-DYNA软件开展了锈蚀RC桥墩抗车撞动力响应的高保真有限元仿真分析。根据文献中锈蚀RC梁的落锤冲击试验，对锈蚀RC梁的冲击响应进行了模型验证，确保了材料本... 详细信息

针对锈蚀劣化的公路钢筋混凝土（RC）桥梁面临的车辆撞击桥墩的威胁，利用LS-DYNA软件开展了锈蚀RC桥墩抗车撞动力响应的高保真有限元仿真分析。根据文献中锈蚀RC梁的落锤冲击试验，对锈蚀RC梁的冲击响应进行了模型验证，确保了材料本构、锈蚀算法和接触算法的可靠性。建立了锈蚀RC桥墩有限元模型与车辆模型，分析了锈蚀RC桥墩的抗车撞损伤模式与动力响应。建立了锈蚀RC桥墩车撞等效单自由度模型，并与有限元模型结果进行了比较。讨论了车辆速度、发动机质量和货物质量对锈蚀RC桥墩抗车撞响应的影响。量化了全寿命周期内锈蚀RC桥墩车撞性能退化的程度。结果表明：锈蚀RC桥墩的损伤包括弯曲损伤、剪切损伤、由车辆撞击造成的混凝土脱落，以及由锈蚀导致的混凝土脱落。在这些损伤中，局部混凝土脱落是主要的损伤类型。RC桥墩的锈蚀会导致车撞响应中第三峰值冲击力降低，桥墩侧向位移增大。相较于有限元模型，等效单自由度模型计算得到的锈蚀桥墩位移响应偏高。在车辆撞击速度较高时，锈蚀RC桥墩的动态响应更为显著。另外，增大发动机和货物的重量会加重锈蚀RC桥墩的整体损伤，货物撞击后锈蚀引起的车撞响应退化更显著。当桥墩服役时间达到95年时，120 km/h车速下的锈蚀桥墩比未锈蚀桥墩柱中位移增加了约1.72倍。

关键词：桥梁工程车辆撞击数值仿真锈蚀钢筋混凝土桥墩动态响应全寿命周期

张广才岭南部歪鼻子组火山岩形成时代及其古洋盆俯冲地质记录

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地质通报 2024年

作者：刘宇崴杜兵盈黑龙江省地质科学研究所中国地质大学(北京)地球科学与资源学院

张广才岭地区早古生代火山—沉积地层出露零星，是佳木斯地块与松嫩地块间古洋盆演化的重要物质记录。选取张广才岭南部小北湖地区1∶20万区域地质调查工作划分的上泥盆统歪鼻子组流纹质凝灰熔岩开展了岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代... 详细信息

张广才岭地区早古生代火山—沉积地层出露零星，是佳木斯地块与松嫩地块间古洋盆演化的重要物质记录。选取张广才岭南部小北湖地区1∶20万区域地质调查工作划分的上泥盆统歪鼻子组流纹质凝灰熔岩开展了岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明：锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄加权平均值为(452±5)Ma；地球化学特征显示SiO2、Al2O3和全碱含量较高，属于高钾钙碱性过铝质系列；富集轻稀土元素，轻重稀土元素分馏明显，具Eu负异常；富集Rb、Th、U等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素。锆石εHf(t)值介于+0.35 ～ +3.52之间，二阶段Hf模式年龄tDM2为1419 ～ 1222Ma。歪鼻子组流纹质凝灰熔岩形成时代为晚奥陶世，具有弧岩浆岩的地球化学特征，其岩浆源区为中元古代增生的地壳物质，结合前人研究成果，认为歪鼻子组形成时代为晚奥陶世，为一套弧火山岩岩石组合，形成于佳木斯地块与松嫩地块间古洋盆西向俯冲的构造背景。

关键词：张广才岭歪鼻子组火山岩锆石U-Pb年龄地球化学晚奥陶世