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一种列车制动信号无线传输通讯系统设计

铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1579-1590页

作者：梁轩鸣陈昊苓张兵西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

在铁路运输趋于高速和重载的背景下,重载列车传统空气制动系统仅能适用于单元式重载列车,并且后期维护相对不便,且在制动时会带来过大的车钩纵向力,影响行车安全,因此具有高带宽、低延迟、维护便捷等优点的无线制动系统应运而生。为了... 详细信息

在铁路运输趋于高速和重载的背景下,重载列车传统空气制动系统仅能适用于单元式重载列车,并且后期维护相对不便,且在制动时会带来过大的车钩纵向力,影响行车安全,因此具有高带宽、低延迟、维护便捷等优点的无线制动系统应运而生。为了解决上述问题,立足于制动系统制动信号的无线传输,基于嵌入式技术设计了一套制动信号无线传输通讯系统。硬件方面,以STC8H8K64U作为主控芯片完成通讯系统的原理图设计,主要包括电源模块、CAN(Controller Area Network,控制器局域网)网络模块、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务技术)模块、无线网络LoRa(Long Range Radio,远距离无线电)模块等,并且对硬件进行抗干扰处理。软件方面,完成STC8的外设驱动程序设计、LoRa无线网络模块的程序设计以及装置与系统之间通讯协议的自定义。基于以上设计,完成通讯系统的调试与测试工作,对无线网络模块LoRa的通讯距离进行测试,通过建立动力学模型和线路试验来对比使用传统空气制动方案制动与使用制动信号无线传输通讯系统制动方案下的制动波速以及车钩纵向力。测试和试验结果表明:系统各模块功能正常,能有效完成与车辆控制装置和远程控制平台之间的数据交互;有行人、树木、建筑等遮挡物时,无线网络模块LoRa的通讯距离为400 m;使用制动信号无线传输通讯系统在列车制动时可有效提升制动波速,减小车钩纵向力。研究结果可为重载列车的制动系统设计提供参考。

关键词：重载列车无线制动 LoRa 嵌入式制动波速车钩纵向力

南水北调工程受水影响区城市水资源利用效率测算与影响因素分析

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环境科学学报 2024年第1期44卷 438-450页

作者：王语苓何伟中国人民大学环境学院北京100872 中国发展研究基金会北京100009

水资源利用效率提升是城市践行绿色高质量发展模式的基本要义.提升受水影响区城市水资源利用效率是推进南水北调后续工程高质量发展的重要着力点.采用非期望产出DEA超效率SBM模型、Theil指数、变异系数、Malmquist指数和Tobit模型等方法... 详细信息

水资源利用效率提升是城市践行绿色高质量发展模式的基本要义.提升受水影响区城市水资源利用效率是推进南水北调后续工程高质量发展的重要着力点.采用非期望产出DEA超效率SBM模型、Theil指数、变异系数、Malmquist指数和Tobit模型等方法对2010—2020年南水北调工程受水影响区53个地级以上城市水资源利用效率及影响因素进行测算和分析,结果表明:南水北调受水影响区81.13%的城市水资源利用存在资源浪费、冗余的现象,水资源利用效率整体水平呈波动上升趋势,由2010年的0.6150提升到2020年的0.7193;自2014年12月12日实现全面供水之后,受水影响区城市水资源利用效率显著提升;城市水资源利用效率区域差异显著缩小,中线城市水资源利用效率相对较高,内部差异缩小速度也相对较快.纯技术效率和规模效率是影响该区域水资源利用全要素生产率的主要驱动力.城市水资源利用效率与经济发展水平、水资源禀赋、节水管理绩效、环境规制、技术创新存在不显著的正相关性,与外商投资(FDI)呈显著的正相关性,与产业结构、市场化程度存在不显著的负相关性.

关键词：水资源利用效率南水北调工程全要素生产率 Tobit模型

长江经济带碳排放效率的时空演变、区域差异及影响因素研究

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长江流域资源与环境 2024年第6期 1325-1339页

作者：张娜孙芳城胡钰苓重庆工商大学长江上游经济研究中心兰州大学经济学院

在新的历史发展阶段，经济发展迫切需要低碳转型，节能减排和绿色低碳已成为我国经济发展的重中之重，提高碳排放效率是实现“双碳”目标的同时保持经济高质量发展的关键。以长江经济带108个城市为研究对象，采用考虑非期望产出的超效率... 详细信息

在新的历史发展阶段，经济发展迫切需要低碳转型，节能减排和绿色低碳已成为我国经济发展的重中之重，提高碳排放效率是实现“双碳”目标的同时保持经济高质量发展的关键。以长江经济带108个城市为研究对象，采用考虑非期望产出的超效率SBM模型及Malmquist指数法测算碳排放效率，利用ArcGIS10.7的自然分断法和泰尔指数分析其时空演变特征和区域差异，然后构建空间杜宾模型，进一步探讨碳排放效率的影响因素。结果表明：(1)2005～2020年碳排放效率呈波动趋势，长江经济带碳排放效率整体不足，效率水平受技术和规模的影响大。(2)Malmquist指数显示，各区域全要素碳排放效率差距较大的关键原因在于各项效率指数相辅相成、相互推动以及减排技术发展的不平衡。(3)高碳排放效率区和较高碳排放效率区的城市数量增加，长江经济带集聚状态逐渐明显。(4)除经济发展水平外，其他各影响因素对碳排放效率都有显著正向或负向直接效应，并且经济发展水平、产业结构、绿色技术创新以及政府干预对效率的空间溢出效应明显。

关键词：长江经济带碳排放效率时空演变区域差异

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类器官技术与合成生物学协同研究进展

合成生物学 2024年

作者：陈子苓向阳飞上海科技大学生命科学与技术学院

类器官由成体干细胞或多能干细胞在体外分化而来，可以在细胞类型、空间结构及生理功能上实现对体内组织器官的模拟。类器官的构建及技术完善，推动了发育生物学、遗传学、病理毒理学等发展。合成生物学是一门多学科交叉的新兴学科，以... 详细信息

类器官由成体干细胞或多能干细胞在体外分化而来，可以在细胞类型、空间结构及生理功能上实现对体内组织器官的模拟。类器官的构建及技术完善，推动了发育生物学、遗传学、病理毒理学等发展。合成生物学是一门多学科交叉的新兴学科，以工程学思想为指导，旨在通过工程化、模块化的方法设计、改造、构建生物元件、系统、功能等。近年来类器官构建的优化方案体现了与合成生物学契合的研究理念，而合成生物学的发展及相关方法的产生也为类器官技术的发展起到了推动作用。本文将概述类器官和合成生物学的发展历程与面对的挑战，探讨类器官优化过程中合成生物学策略的体现与新兴的合成生物学工具对于类器官在时空命运调控、结构自组织及功能形成等方面的优化作用，简述基于类器官模型的研究对于合成生物学发展的促进作用。总的来说，本文旨在阐述合成生物学与类器官构建及优化之间相辅相成、互相促进的关系，并进一步探讨合成生物学与类器官在未来结合应用的潜力。

关键词：类器官合成生物学细胞命运决定器官芯片 CRISPR

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中国科幻文学的发展——基于《三体》的思考

出版广角 2024年第7期 75-79页

作者：邹蔚苓郭晶晶广东财经大学人文与传播学院广东财经大学网络传播学院

《三体》的成功带动了中国科幻文学的发展,中国科幻文学受众持续增多、影响持续扩大,但中国科幻文学的受众接受度仍较低,产业化运营需加强,跨文化传播需注重策略。未来需借力科普推广,提升民众对科幻文学的阅读率与接受度;加强“科幻出... 详细信息

《三体》的成功带动了中国科幻文学的发展,中国科幻文学受众持续增多、影响持续扩大,但中国科幻文学的受众接受度仍较低,产业化运营需加强,跨文化传播需注重策略。未来需借力科普推广,提升民众对科幻文学的阅读率与接受度;加强“科幻出版+”,推动科幻产业做大做强;改进传播方法,推动中国科幻文学更好走出去。

关键词：《三体》中国科幻文学科普推广文化传播

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岩体声发射与地震活动相关性和地震预报

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 697-706页

作者：祝志文姜子涵汕头大学工学院汕头515063

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结... 详细信息

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结果表明:包含爆发的AE特性变化预示着主震的临近,其密集爆发与临近的3.2级及2.4级主震密切相关;主震发震前,b值出现连续下降的趋势并降至1以下的最小b值,自然时间方差从0.07迅速减小到接近零的最小值;多模态统计方法得到的AE时间分布的变化趋势比地震活动早,能提前约17 h预测主震事件.因此,AE与地震活动有很强的相关性,可作为地震前兆.实测结果为AE用于地震预报提供了可能性和观测证据.

关键词：声发射地震预报岩体 b值自然时间分析多模态统计

循环肿瘤DNA在结直肠癌临床管理中的研究进展

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中华胃肠外科杂志 2024年第3期27卷 287-294页

作者：姜照宇付卫北京大学第三医院普通外科北京大学第三医院肿瘤中心北京100191

近年来,结直肠癌(CRC)在诊疗方面取得长足进步,但目前标准治疗方案仍存在诸多不足,因此亟需更有效的生物标志物,用于患者的个性化治疗。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种动态、非侵入性的液体活检方法,克服了组织活检在检测肿瘤异质性和... 详细信息

近年来,结直肠癌(CRC)在诊疗方面取得长足进步,但目前标准治疗方案仍存在诸多不足,因此亟需更有效的生物标志物,用于患者的个性化治疗。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种动态、非侵入性的液体活检方法,克服了组织活检在检测肿瘤异质性和分子演变中的不足。多项研究证据表明,ctDNA在复发风险分层、指导治疗决策和早期复发监测等方面展现出巨大前景。此外,ctDNA的应用还可提高临床研究的效率和药物开发。然而,ctDNA检测前变量和分析过程的标准化尚未统一,其技术成本也较高昂,这些均限制了其推广应用。本文总结了关于ctDNA在CRC临床管理中的现有证据,并提出了其局限性和改进策略。

关键词：结直肠肿瘤循环肿瘤DNA 风险分层复发监测

网络物理融合下基于随机博弈的车联网网络安全可靠性分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 685-701页

作者：陈欣程吉祥姜孪娟南京财经大学管理科学与工程学院南京理工大学计算机科学与工程学院

交通事故已经成为威胁人民生命和财产安全的社会公害之一，车联网(Internet of Vehicles, IoV)作为能够有效增加道路安全的新兴技术，在道路交通安全防控方面扮演着至关重要的角色，在广泛应用的同时也面临着严峻的网络攻击挑战.为分析... 详细信息

交通事故已经成为威胁人民生命和财产安全的社会公害之一，车联网(Internet of Vehicles, IoV)作为能够有效增加道路安全的新兴技术，在道路交通安全防控方面扮演着至关重要的角色，在广泛应用的同时也面临着严峻的网络攻击挑战.为分析IoV系统可靠性对道路安全水平的影响，设计了基于马尔可夫过程的双人随机博弈模型，将受到攻击的IoV系统分为渗透阶段、破坏阶段与主动恢复阶段，基于IoV系统受攻击后的状态转移过程，研究了攻击者和防御者之间动态交互的影响及状态之间的级联关系.将IoV系统的安全部署成本划分为相互依赖的网络层和物理层两部分，在无法完全了解模型参数的情况下通过Minimax-Q算法预测攻击者行为，探究防御成功率与网络安全部署成本对攻击者策略的影响，评价了不同攻击策略下的系统可靠性(车辆系统平均失败时间、车辆系统稳态可用性和道路信息稳态机密性),并构建了车联网环境下的道路交通安全综合指标，探析了IoV系统网络安全对道路交通安全水平的影响.研究结果表明：(1)在渗透阶段，相比于网络层，物理层安全部署成本的变化对攻击策略的影响更为显著，在破坏阶段则呈相反趋势.(2)在应用受损状态下，车辆系统稳态可用性，道路信息稳态机密性和道路交通安全综合水平分别上升了3.9%、3.9%和1.34%.(3)渗透阶段(N,V,P)为IoV系统可靠性对道路交通安全水平影响方面的关键阶段，极大程度上威胁着道路交通安全.以期该研究成果有助于确定IoV系统网络安全的关键阶段，并增强道路交通安全水平.

关键词：车联网网络安全随机博弈模型层级依赖 Minimax-Q 道路交通安全可靠性分析

基于长短期记忆网络的FRP约束混凝土圆柱循环轴压应力-应变预测模型

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工程力学 2024年第2期41卷 98-111页

作者：姜克杰胡松韩强北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京工业大学北京100124

纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)已被广泛应用于既有混凝土结构的加固改造和新建结构中。FRP约束混凝土柱在地震作用下通常会受到轴压的往复循环作用,研究FRP约束混凝土在循环轴压作用下的应力-应变特性对于FRP在实际... 详细信息

纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)已被广泛应用于既有混凝土结构的加固改造和新建结构中。FRP约束混凝土柱在地震作用下通常会受到轴压的往复循环作用,研究FRP约束混凝土在循环轴压作用下的应力-应变特性对于FRP在实际工程中的应用具有重要意义。该文提出了一种用于建模循环轴压下FRP约束混凝土柱应力-应变特性的神经网络预测模型,该模型采用长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)单元对循环应力-应变曲线中的滞回特性进行建模,构件的物理参数被有效地集成在网络的输入中。该模型能以端到端的方式进行高效的训练且不依赖任何专家经验。制作了一个包含166个FRP约束普通混凝土柱的循环轴压数据库,在该数据库上对模型的准确性和鲁棒性进行了充分的评估,结果表明测试集平均预测误差仅为0.32 MPa。此外,对网络结构和超参数的影响进行了详细的讨论,结果表明该模型具有出色的预测性能。

关键词： FRP约束混凝土循环轴压应力-应变曲线 LSTM 机器学习