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城市窗景视觉要素构成及人体健康效益研究

城市窗景视觉要素构成及人体健康效益研究

作者：姚天祎浙江农林大学

学位级别：硕士

在城市化进程中,居民不断面临精神压力、负面情绪、身体亚健康等多重健康挑战。快节奏的生活方式使人久居室内空间,无法直接享受外部自然空间带来的健康福祉。窗景作为沟通室内外空间的重要载体,具有潜在的健康价值。然而,目前城市窗景... 详细信息

在城市化进程中,居民不断面临精神压力、负面情绪、身体亚健康等多重健康挑战。快节奏的生活方式使人久居室内空间,无法直接享受外部自然空间带来的健康福祉。窗景作为沟通室内外空间的重要载体,具有潜在的健康价值。然而,目前城市窗景视觉要素构成尚未明晰,窗景领域对人体健康效益的研究并未获得充分探索。首先,本研究在查阅109篇与人体健康强相关的窗景领域文献后开展各项研究,并从研究数量、主题、地域、内容等方面分析窗景与人体健康领域的研究进展并对相关研究进行评述。其次,本研究采用德尔菲专家咨询法,对城市窗景视觉要素构成开展三轮次的主观问卷调查,对各项视觉要素进行归纳,提出城市窗景构成要素的三元分类模式。并利用轻量级语义分割算法对实地调研获取的城市窗景进行信息处理,将其产生的客观结果与新分类模式进行对比,从而验证其合理性与可靠性。最后,在窗景健康效益的实证研究中,采用实验研究法设置七组实验组与一组对照组,对不同窗景影响下的27项生理健康与心理健康指标进行监测,探索不同类型窗景对于人体健康的综合效益,并利用箱线图、三元相图与赋值矩阵图对其结果进行可视化展示。从窗景视觉内容与人群所处环境两个角度,对影响居民窗景偏好的因素展开问卷调查,以利于窗景健康效益的实践应用。研究结果表明:(1)窗景要素众多,可分别归类为天空要素、建筑要素、绿地要素,可以在此基础上以上述三种要素形成更符合当前研究现状的三元分类模式。在城市窗景的实景调研结果中亦验证了该分类方法的可靠性,天空要素、建筑要素、绿地要素的视图面积占比远高于其他窗景要素的总和,分别为34.79%、36.15%与23.75%。(2)城市窗景对27项生理与心理健康指标中的23项产生了不同显著性程度的影响,其中大部分呈现出不同显著性程度的积极影响。并且不同要素占比的窗景对注意力测试、压力、专注度、Theta脑电波、Alpha脑电波、Beta脑电波指标影响程度具有差异。(3)窗景对人体的健康效益体现在恢复注意力、降低压力、改善情绪等方面。均衡型、较均衡型和单一型三类窗景健康效益的综合影响均对人体呈现积极导向。其中天空、绿地、建筑三种要素构成的均衡型窗景视图有助于恢复注意力,且综合效益较好。天空或绿地要素占比较大的单一型窗景,同样具有更佳的健康效益。(4)城市窗景中所体现的的天空、绿地要素更受偏好。在居住环境与游憩环境中,人群对于窗景景色的要求更为严格,两者的平均Z得分分值为0.074与0.162。在工作环境中,人群对各类型窗景的偏好差距相对较小,分值为0.119,但建筑要素仍未受到明显偏好。本研究明确了城市窗景视觉要素构成,对城市窗景的人体健康效益进行探索。为城市景观规划、绿地空间规划设计、建筑规划设计等领域提供窗景与人体健康考量下的参考。

关键词：窗景视觉要素健康效益身心健康

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时变路网下纯电动物流车路径规划问题研究

时变路网下纯电动物流车路径规划问题研究

作者：姚天姿吉林大学

学位级别：硕士

纯电动物流车以其良好的环保经济性成为低碳物流、绿色出行的重要交通工具之一。纯电动物流车在城市配送领域的推广应用过程中,其续航里程限制、充电设施布局以及时变路网下能源消耗的不确定性等方面的深入影响,为纯电动物流车路径规划... 详细信息

纯电动物流车以其良好的环保经济性成为低碳物流、绿色出行的重要交通工具之一。纯电动物流车在城市配送领域的推广应用过程中,其续航里程限制、充电设施布局以及时变路网下能源消耗的不确定性等方面的深入影响,为纯电动物流车路径规划带来了新的挑战。因此,研究时变路网下纯电动物流车配送路径规划问题,亦称之为具有时间依赖的纯电动物流车配送路径规划问题(TD-EVRP),对于合理平衡充电需求和配送需求,最大限度减少在交通拥堵时段车辆的能源消耗,缓解配送人员的电动车辆里程焦虑,具有重要研究意义和价值。本研究重点揭示时变路网条件对路径规划的影响机制,探索有无交通拥堵规避策略指导时的时变路网下纯电动物流车路径规划方法和求解算法,为实现纯电动物流车在时变路网条件下的高效配送提供模型和算法参考。现有纯电动物流车路径规划多假设配送车辆途经各路段的平均行驶速度为定值,并未体现道路交通网络运行状态随时间变化而变化的特点。为弥补这一不足,论文刻画并考虑了时变路网条件对路径规划的影响机制,分析了时变交通状况对路径规划目标函数、在途行驶时间、在途能源消耗的影响,并据此提出了一种有交通拥堵规避策略指导的时变路网下纯电动物流车路径规划模型(TD-EVRP-with S),即允许纯电动物流车辆在服务过程中适时停靠在商家点进行充电,从而规避当前交通拥堵状态导致的非必要能源消耗。该模型为混合整数规划模型,以总能源消耗最小化为目标,细化了车辆载重、车辆剩余电量、服务时间窗、拥堵规避策略等约束条件。针对NP难问题的求解挑战,设计了改进的蚁群算法求解模型,获得了交通拥堵规避策略指导下的总能源消耗最小化的配送方案。引用已报道算例,验证了所提出模型和算法的有效性;并对比分析了以能源消耗最小化为目标和以总距离最小化为目标的纯电动物流车配送方案,证实了时变路网条件对纯电动物流车能源消耗的影响更敏感,为此,时变路网下采用能源消耗最小化目标比总距离最小化目标更有助于电量在途管控。同时,为了探索新兴的机器学习方法是否可以在复杂车辆配送路径规划问题中快速获得最优路径规划方案,本研究尝试运用深度强化学习方法求解时变路网下的纯电动物流车路径规划问题(TD-EVRP)。首先将TD-EVRP问题转化为马尔可夫决策过程,建立体现时变交通状况和在途电量约束的深度强化学习模型,该模型状态特征包括车辆剩余电量、路网各时段内预期能耗等多个核心变量;应用Reinforce方法训练策略网络,将算例测试结果与Gurobi求解器和改进蚁群算法的求解结果进行对比分析,结果有力证明了本文提出的深度强化学习方法在解决时变路网下纯电动物流车路径规划问题方面的可行性和卓越性能。综上,探索有无交通拥堵规避策略指导时的时变路网下纯电动物流车路径规划方法和求解算法,为缓解双碳目标下的行动压力、追踪和管控纯电动物流车在途电量以及助力纯电动物流车在城市配送领域的推广应用,提供了理论模型参照和实际案例启示。

关键词：时变路网条件时间依赖的路径规划问题纯电动物流车能源消耗交通拥堵规避策略

城乡融合发展的动力与机制——基于新型城镇化试点的证据

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统计与决策 2024年第1期40卷 75-80页

作者：甘天琦姚天航胡斯凯中南民族大学经济学院武汉430074 中南民族大学湖北全面小康建设研究院武汉430074

新型城镇化是重塑城乡关系的动力引擎,对推动城乡融合发展意义重大。文章选取2011—2020年我国205个地级市的面板数据,从空间融合、经济融合、社会融合、生态融合四个维度度量了城乡融合发展水平,分析了新型城镇化试点政策对城乡融合发... 详细信息

新型城镇化是重塑城乡关系的动力引擎,对推动城乡融合发展意义重大。文章选取2011—2020年我国205个地级市的面板数据,从空间融合、经济融合、社会融合、生态融合四个维度度量了城乡融合发展水平,分析了新型城镇化试点政策对城乡融合发展的影响和内在机制。研究结果表明:(1)新型城镇化试点政策显著促进了城乡融合发展,且政策效应逐年增大;(2)异质性分析结果表明,新型城镇化试点政策对中西部地区、经济基础较差和低海拔地区城市的城乡融合发展水平提升作用更大;(3)新型城镇化试点政策可以通过促进数字经济发展、改善社会就业水平来促进城乡融合。

关键词：新型城镇化城乡融合双重差分法

海平面上升对国家地位的影响及应对路径 ——以领土丧失为视角

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海平面上升对国家地位的影响及应对路径 ——以领土丧失为视角

作者：姚天新吉林大学

学位级别：硕士

国际法委员会将海平面上升对于国家地位的影响纳入第七十五届国际法委员会会议讨论议题,并且针对这一议题向各国征求国家实践和立场,由此引发了对于海平面上升与国家地位之间的新一轮讨论热潮。2020年,国际法委员会第七十二届会议发表... 详细信息

国际法委员会将海平面上升对于国家地位的影响纳入第七十五届国际法委员会会议讨论议题,并且针对这一议题向各国征求国家实践和立场,由此引发了对于海平面上升与国家地位之间的新一轮讨论热潮。2020年,国际法委员会第七十二届会议发表了与国际法有关的海平面上升问题的第一次问题文件;2022年,第七十三届会议又发表了与国际法有关的海平面上升问题的第二次问题文件。两份问题文件的发表,推动着海平面上升的法律探索逐步加深,使国家地位问题越来越受到重视。通过文献研究、比较研究以及实证分析探究海平面上升对领土产生的影响以及领土丧失与国家地位之间的关系,能够揭示领土丧失视角下海平面上升对于国家地位的影响,再结合各国对这一问题所持的立场以及已有的国家实践,最终总结出在领土丧失视角下应对海平面上升影响国家地位的举措。首先海平面上升会使岛屿、岩礁以及低潮高地这三种类型的土地在国际法意义上发生降格,在变为低潮高地、水下地物或者彻底成为海洋时,产生领土丧失。领土是国家构成要素之一这一观点得到国际社会的普遍认同,但是基于领土的功能性减弱以及国家地位存续不受领土丧失的影响,因此领土并不是国家延续的必要条件。根据现有的条约规定和国家实践,也均不存在领土丧失就会导致国家地位丧失的规定及先例,由此得出领土丧失并不会导致国家地位丧失,也就是说海平面上升引起的领土丧失不会导致国家地位丧失。而目前对于海平面上升是否导致国家地位丧失并没有形成习惯国际法,各国对于这一问题的看法不一,基于不同的立场持不同的观点。小岛屿国家希望能够在保证国际法现有的稳定性、安全性的前提下,延续国家地位的强有力推定,并通过在国家之间开展国际合作以应对风险。而碳排放大国则持较为审慎的态度,但是愿意在考虑小岛屿国家合理关切和面临现实紧迫危险的情况下,同小岛屿国家开展国际合作。其他合理关切国也都认同小岛屿国家的紧迫现实地位,同意为小岛屿国家应对这一问题采取相关措施。而中国在这一问题上也发表了意见,但意见较为概括性和原则性,因此中国应当向国际法委员会积极提交具体国家实践,发出中国声音。为了应对海平面上升引起领土丧失导致国家地位可能丧失这一风险,各国纷纷采取相关措施,主要包括建造防护设施以及生态屏障,从国家层面对相应的政策和法律给予高度的重视,加强同小岛屿国家的合作以及为其提供相应资金。借鉴各国已有实践,考虑到小岛屿国家面临的现实紧迫威胁,领土丧失情况下的海平面上升影响国家地位的问题的最终路径选择可以从国家地位存续推定、避免领土丧失和损失与损害三个方面加以解决。首先可以响应小岛屿国家的迫切要求,对国家地位延续进行强有力推定。其次可以通过新增土地、购买他国土地和维护现有土地三个方面来避免领土丧失。最后通过加强国际合作和提供资金支持的举措,体现公平责任原则,解决小岛屿国家因海平面上升产生的损失与损害。

关键词：海平面上升国家地位领土丧失存续推定

玄武岩纤维混凝土力学性能试验及机器学习预测模型研究

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玄武岩纤维混凝土力学性能试验及机器学习预测模型研究

作者：姚天晨重庆交通大学

学位级别：硕士

随着中国基建的快速发展,混凝土材料得到广泛应用。然而,传统混凝土存在脆性和易开裂等缺陷,不符合现代工程结构对高性能材料的要求。玄武岩纤维混凝土相较于传统混凝土具有更优异的力学性能和耐久性,同时原材料获取便利,具备广阔的工... 详细信息

随着中国基建的快速发展,混凝土材料得到广泛应用。然而,传统混凝土存在脆性和易开裂等缺陷,不符合现代工程结构对高性能材料的要求。玄武岩纤维混凝土相较于传统混凝土具有更优异的力学性能和耐久性,同时原材料获取便利,具备广阔的工程应用前景,有望支持中国的"碳达峰"战略目标。随着计算机运算能力和人工智能技术的进步,机器学习等方法在土木工程领域引起了广泛兴趣。机器学习在解决混凝土性能预测中展现出卓越的性能,尤其在高复杂性和多因素不明确的背景下取得显著成果。为降低工程试验的材料和时间成本,本文充分利用机器学习方法,探寻纤维混凝土性能与其组分间的内在联系,更好地优化玄武岩纤维混凝土的力学性能,为其产业化应用和力学性能预测提供新的途径。一方面,本文针对玄武岩纤维混凝土静动态力学性能进行试验研究;另一方面,本文利用机器学习模型和参数优化算法对玄武岩纤维混凝土静态力学性能进行预测,并对比分析机器学习性能预测模型的精度。本文主要研究内容及结论如下:(1)为研究玄武岩纤维长度(12 mm、18 mm)掺杂方式和不同纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%)等因素对混凝土静动态力学性能的影响规律,进行了抗压强度试验、弯曲抗折强度试验、静力受压弹性模量试验和抗冲击性能试验。试验结果表明,长度为12mm和18mm的纤维混掺且体积掺量为0.1%时,抗压强度提高最大,提高了14.98%;在纤维掺量均为0.2%时,混合掺入不同纤维长度的混凝土抗折强度提升效果最显著,提高了20.45%;相对于素混凝土,体积掺量为0.1%时,混掺不同长度纤维的混凝土轴心抗压强度提高了15.25%;混掺不同长度的玄武岩纤维会较大提高混凝土的静力受压弹性模量,最大提高了25.53%,掺入单一长度纤维的混凝土试件则不明显。在玄武岩纤维混凝土力学性能中,混掺不同长度的玄武岩纤维比掺入单一长度对其增强效果更好。(2)玄武岩纤维可改善混凝土的抗冲击性能,与素混凝土相比,单掺纤维长度为12mm、体积掺量为0.1%的混凝土抗冲击耗能提升最大,为263.60%。(3)利用粒子群优化算法和遗传算法优化机器学习模型的超参数,并对比分析模型优化后的预测性能。研究结果表明,对于同一数据集,两种算法对提高模型预测性能和泛化能力均有不错的效果,相差无几,但结合粒子群优化算法的机器学习模型的预测用时远远少于遗传算法。(4)采用SHAP方法对玄武岩纤维混凝土的抗压强度、弯曲抗折强度及劈裂抗拉强度进行特征重要性分析。结果表明,对于抗压强度,重要性大小排序依次为:水灰比、砂石比、纤维直径、纤维长度、减水剂、纤维掺量和粉煤灰;对于弯曲抗折强度,重要性大小排序为:水灰比、纤维直径、纤维掺量、纤维长度、减水剂、砂石比和粉煤灰;影响劈裂抗拉强度的因素按重要性大小排序依次为:纤维直径、减水剂、砂石比、水灰比、粉煤灰、纤维掺量和纤维长度。

关键词：玄武岩纤维混凝土机器学习模型粒子群优化算法遗传算法静动态力学性能

催化床结构对HAN基单组元发动机性能的影响

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航空学报 2024年第16期45卷 97-108页

作者：孙得川张国强姚天亮关亮大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 大连理工大学力学与航空航天学院大连116024 上海空间推进研究所上海201112

针对硝酸羟胺(HAN)基推进剂单组元发动机,研究催化床长度和空腔缺陷对发动机工作过程的影响。采用多孔介质假设、Volume of Fluid(VOF)模型以及推进剂分解模型对300 N发动机稳态工作状态和起动过程进行数值仿真。研究结果表明:增加前床... 详细信息

针对硝酸羟胺(HAN)基推进剂单组元发动机,研究催化床长度和空腔缺陷对发动机工作过程的影响。采用多孔介质假设、Volume of Fluid(VOF)模型以及推进剂分解模型对300 N发动机稳态工作状态和起动过程进行数值仿真。研究结果表明:增加前床长度有利于提高性能,将前床长度由30 mm增加到40 mm,真空比冲提高2.7%。但是,增大前床长度会使响应变慢,不仅使燃气充填阶段末的压强值和温度值分别减小6.7%和12.5%,而且使催化床升温引起的升压时间增加。空腔缺陷会显著降低发动机的性能,前床长度为40 mm时,5 mm的空腔就会使真空比冲降低15%。

关键词：硝酸羟胺催化床结构单组元液体火箭发动机稳态工作过程起动过程

主流观测数据对相互作用暗能量模型限制的研究

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主流观测数据对相互作用暗能量模型限制的研究

作者：姚天莹西安工业大学

学位级别：硕士

暗能量和暗物质是当前宇宙中的两大组分,它们约占宇宙总成分的96%,主导着宇宙的演化。早在上世纪30年代人们在测量星系的旋转速度曲线时,发现河外星系外侧的旋转速度远大于理论预期的旋转速度,为解释这一反常现象,人们推断出宇宙中普遍... 详细信息

暗能量和暗物质是当前宇宙中的两大组分,它们约占宇宙总成分的96%,主导着宇宙的演化。早在上世纪30年代人们在测量星系的旋转速度曲线时,发现河外星系外侧的旋转速度远大于理论预期的旋转速度,为解释这一反常现象,人们推断出宇宙中普遍存在着不发光的暗物质。1998年,两个宇宙学观测小组通过对Ia型超新星的观测发现,宇宙是加速膨胀的。人们推断宇宙中还存在另一特殊的成分,可以提供一种斥力推动宇宙加速膨胀,这种宇宙组分被称为“暗能量”。暗能量和暗物质都是通过其引力效应被间接观测到的。宇宙中暗物质和暗能量这两大组分间很可能存在耦合的情况,即宇宙中存在相互作用暗能量。本文探讨两类相互作用暗能量模型,一类是相互作用暗能量耦合项中包含暗能量状态方程参数的参数化形式,一类是非线性形式的相互作用暗能量耦合项。首先,本文对相互作用耦合项不包含暗能量状态方程参数的相互作用暗能量模型和相互作用耦合项正比于暗能量状态方程参数的相互作用暗能量模型进行探讨。相较于相互作用暗能量耦合项中不包含暗能量状态方程参数的情况,当前的主流观测更支持相互作用暗能量耦合项中包含暗能量状态方程参数的情况。相互作用暗能量耦合常数与中微子质量、哈勃常数等宇宙学参数都有很强的相关性,考虑相互作用暗能量一定程度上可以解决宇宙学中的测量不一致等其他问题。其次,本文对广义的Chaplygin气体模型和新的广义的Chaplygin气体模型的参数进行限制,发现无法确定广义的Chaplygin气体模型中暗能量与暗物质相互作用的转移方向。新的广义的Chaplygin气体模型中,暗能量向暗物质转移。考虑中微子质量和三种中微子质量排序,结果表明,与宇宙学常数中的中微子质量的值相比,广义的Chaplygin气体模型和新的广义的Chaplygin气体模型支持更大的中微子质量。在相同数据组合下,相较于中微子质量的逆排序,中微子质量的正排序更被当前观测所支持,当中微子质量的简并排序也被考虑时,简并排序比其他两种质量排序更被当前观测所支持。最后,本文在广义的Chaplygin气体模型和新的广义的Chaplygin气体模型中考虑中微子有效代数和惰性中微子等额外参数,分析当前主流观测数据对这些额外参数的拟合结果,评估Chaplygin气体模型缓解哈勃常数危机和物质密度涨落幅度参数不一致问题的能力。我们发现,这些额外参数可以增大哈勃常数的拟合值,一定程度上有效缓解哈勃常数在不同观测间的不一致性。同时,这些额外参数可以降低物质密度涨落幅度参数的拟合值,减少物质密度涨落幅度参数与实验观测值的差异。

关键词：主流观测数据相互作用暗能量宇宙学参数 Chaplygin气体模型观测限制