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作者：李泽钧大连交通大学

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MXene膜的层间调控策略及对水中有机污染物的分离研究进展

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精细化工 2024年

作者：刘亚利韩乐康晓荣刘亚君荆肇乾南京林业大学土木工程学院南京工程学院环境学院中国航天建设集团有限公司

水中有机污染物对生态环境和人类健康造成危害，膜分离是最简单有效的去除水中有机污染物的技术之一。近年来，二维过渡金属碳/氮化物（MXene）因其独特的“手风琴”结构及灵活的层间可控性，已被用于构建高性能MXene膜。通过理化手段... 详细信息

水中有机污染物对生态环境和人类健康造成危害，膜分离是最简单有效的去除水中有机污染物的技术之一。近年来，二维过渡金属碳/氮化物（MXene）因其独特的“手风琴”结构及灵活的层间可控性，已被用于构建高性能MXene膜。通过理化手段精确调控和优化设计层间通道，可进一步提升MXene膜的渗透性、选择性和稳定性。该文首先概括了MXene膜的结构特性及其演替历程；然后，重点阐述了插层、交联、自组装和表面修饰等层间调控策略，总结了MXene膜对染料和抗生素等典型有机污染物的分离效果和去除机制；最后，在归纳当前研究成果的基础上，指出了MXene膜在水处理领域面临的挑战，并提出未来应从高性能膜开发、实际工程应用、规模化制造和计算机模拟等方面开展深入研究，为MXene膜的研发和应用提供理论和技术支持。

关键词： MXene膜调控策略染料抗生素分离机理

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基于数据驱动模型的城市形态生成与多目标优化

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作者：袁浩钧广州大学

学位级别：硕士

城市雨洪管控系统的可持续性规划和建设是当今人居环境建设领域的前沿课题,也是当代中国在追求高质量城镇化背景下亟需解决的重大问题。气候变化导致极端降雨事件频发,城市建设形态的不当建设增大了地表径流的排放压力,这些都给城市雨... 详细信息

城市雨洪管控系统的可持续性规划和建设是当今人居环境建设领域的前沿课题,也是当代中国在追求高质量城镇化背景下亟需解决的重大问题。气候变化导致极端降雨事件频发,城市建设形态的不当建设增大了地表径流的排放压力,这些都给城市雨洪管理系统带来了严峻挑战。与传统的排水系统重建策略相比,防洪城市规划,即合理的水管理单元规划和城市三维形态建设,被证明是在解决治理城市洪水问题上更为稳健的方案,也是实现城市可持续发展的重要途径。然而,当前防洪城市规划策略研究仍处于初步阶段,异质的三维城市形态对内涝灾害的致灾机理尚待深入研究。此外,目前城市形态的优化研究往往仅注重抑制灾害,缺乏对经济要素的考虑,与可持续发展目标不符。因此,本文旨在构建一个防洪城市三维形态优化框架,权衡城市建设的多方效益,并提供从城市到次街区尺度的建设指导,为未来的城市雨洪管理提供更系统、科学和前瞻的理论与技术支持。本文以高速发展的高密度典型城市——深圳为研究对象。首先,本文构建了全面的三维城市形态指标体系,并建立这些指标与当地内涝易感性以及经济产出之间的关联模型。在此基础上,本文创新性地搭建XGBoost和SHAP算法构成的级联建模链,旨在提高建模准确性,并深入分析城市形态指标在内涝易感性和经济产出关系中的作用机制。研究结果表明,三维城市形态要素对城市水文和经济均产生重要影响。具体而言,建筑物的三维空间拥塞度对城市内涝的易发性有显著影响,在低拥塞度的情况下尤为突出。而建筑物三维形态的复杂程度与城市经济增长密切相关。尽管城市内涝和经济产出的关键推动因素各异,但城市二维和三维形态的扩张在雨洪管理和经济效益方面仍然呈现明显的权衡。为最大化城市形态建设的综合效益,本文提出了一套先进的城市形态优化框架,整合机器学习算法和遗传算法,巧妙平衡了缓解城市洪涝灾害和促进经济增长的双重目标。该算法可以根据特定规划单元的地形和用地功能条件,优化三维城市建设方案,并优先考虑对现有城市布局改动最小的方案。以深圳为例,本文对城市子集水分区的城市形态进行优化计算,并通过多准则决策工具对优化解集中的代表解进行打分排序,提出综合效益最佳的城市形态规划设计策略。模拟研究发现:(1)多目标优化的帕累托解方案揭示了理想的城市形态配置区间;(2)在不同的地形现状和土地功能模式下,最佳城市形态配置区间存在差异。以商业用地、住宅用地和公共管理用地为主的地区,为了获得更高综合效益,可在改造中优先考虑经济效益,并在提出的阈值范围内增加城市建设强度。而在工业用地为主或平均坡度较大的区域,则应优先减轻洪水易感性,这可能需要牺牲部分经济利益;(3)优化城市形态可在有效缓解城市内涝压力的同时,大幅提高经济产出。基于生成式深度学习算法,本文创新性地开发了城市环境生成模型,将抽象的最优城市形态配置数值转译为可视化的城市形态三维模型,以更好地支持从业者,尤其是先验知识缺乏的从业者的规划和设计工作。首先,建立连续方程组件,将最优解集求解为二维城市密度数组集。随后,采用改进的生成对抗卷积网络模型将二维城市密度信息转化为包括建筑体积、绿地类型、道路和水体形态信息的三维城市模型。本文提出了创新且通用的城市形态多目标优化框架,可以快速权衡任意特定地区的雨洪管理和经济产出效益,并导出可行的三维城市形态建设方案。该框架为可持续的雨洪韧性城市形态规划和建设提供方法参照,确保城市形态规划在城市水文管理中的前瞻性、系统性和科学性。

关键词：三维城市形态多目标优化机器学习雨洪管理城市环境生成

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化学实验室人员不安全行为识别及分级预警方法研究

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作者：徐浩钧中国人民公安大学

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基于分布鲁棒优化的分布式配-微协同日前调度方法

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电力系统自动化 2024年第20期48卷 48-58页

作者：巨云涛康晓帆刘文武张晋奇北方工业大学电气与控制工程学院北京市100144 国网浙江省电力有限公司杭州市富阳区供电公司浙江省杭州市311400 山西省能源互联网研究院山西省太原市030000

微网是消纳新能源和提高配电网可靠性的重要形态,通常有独立的能量管理系统。含多微网的配电网需要协同各个微网,满足安全经济运行的约束。在进行配-微协同调度的过程中,需要采用考虑新能源不确定性、离散调节设备特性的分布式协同方法... 详细信息

微网是消纳新能源和提高配电网可靠性的重要形态,通常有独立的能量管理系统。含多微网的配电网需要协同各个微网,满足安全经济运行的约束。在进行配-微协同调度的过程中,需要采用考虑新能源不确定性、离散调节设备特性的分布式协同方法。针对以上需求,采用分布鲁棒优化建模的思想对新能源的不确定性进行建模,并基于单纯分解方法-非线性分块高斯-赛德尔方法-增广拉格朗日方法(SDM-GS-ALM)对离散调节设备进行处理。该算法通过凸包对整数变量进行逼近,理论上保证了每次计算问题都是凸问题。在凸问题的基础上,将列与约束生成(C&CG)作为外层算法、SDM-GS-ALM作为内层算法内嵌在C&CG的各阶段,实现配-微协同分布式计算框架的构建。最后,基于北美240节点实际工程系统,采用线路运行状态的聚合等值方法验证所提方法的有效性。

关键词：配电网微网分布式优化调度分布鲁棒优化单纯分解方法高斯-赛德尔方法增广拉格朗日方法

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