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基于LASSO回归和QRLSTM的来水预测方法研究

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人民长江 2024年

作者：何常新彭旭方福东杜灿阳曾庚运胡千帝合肥工业大学广东省水利电力勘测设计研究院有限公司广东粤海珠三角供水有限公司

精准的河流断面来水流量预测对于水资源配置管理、洪水预警和防灾减灾、生态保护和水力发电工程规划具有着重要意义。为了提高单一来水流量预测模型的预测精度，本文采用LASSO回归结合分位数回归长短期记忆神经网络（QRLSTM）以及核密... 详细信息

精准的河流断面来水流量预测对于水资源配置管理、洪水预警和防灾减灾、生态保护和水力发电工程规划具有着重要意义。为了提高单一来水流量预测模型的预测精度，本文采用LASSO回归结合分位数回归长短期记忆神经网络（QRLSTM）以及核密度估计（KDE）算法，提出了一种来水流量概率预测方法（LASSO-QRLSTM）。首先采用LASSO回归从高维来水特征向量中提取关键的解释变量，以降低了解释变量与被解释变量之间非线性关系的复杂程度；接着，建立QRLSTM来水流量预测模型，以获得不同分位点下的分位数预测值；进而利用KDE拟合概率密度函数，获得未来的来水流量可能值以及相应的概率，得出最终预测结果。提出的模型应用于广东省西江关键断面和高要来水流量预测，并与LASSO-QRNN、LASSO-GBDT、QRLSTM、QRNN、GBDT模型进行对比。结果表明：结合LASSO回归的混合预测模型预测效果均好于单一的QRLSTM、QRNN、GBDT模型。本文提出的LASSO-QRLSTM模型在对思贤滘断面流量预测中的RMSE为1804.270，NSE值更是高达0.973；在概率性指标方面，CRPS和PL值分别为842.618和465.964，各项评价指标均为最佳，在对比模型中表现出最好的预测效果。特别是极值处更好的拟合效果和更窄的概率预测区间，表现出该模型在河流来水流量预测中的独特优势。在后续对高要水文站的预测中，其预测性能得到进一步验证，展现出良好的适应性和稳定性，可为水文预测及相关预测研究提供参考。

关键词：来水流量预测 LASSO回归分位数回归长短期记忆神经网络核密度估计

韩国补课如何影响数学成绩?——基于TIMSS 2019数据的双层线性模型分析

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复旦教育论坛 2024年第3期22卷 68-81页

作者：冷帝豪波士顿学院林奇教育与人类发展学院波士顿02467

韩国中小学生普遍补课,背后的关键假设是补课有利于提高学习成绩,但是补课和成绩的关系究竟如何,目前尚无定论。此外,补课的作用可能因条件而异,有必要更加细致地考察补课对不同群体的作用。本研究基于“国际大型数学与科学趋势研究”(T... 详细信息

韩国中小学生普遍补课,背后的关键假设是补课有利于提高学习成绩,但是补课和成绩的关系究竟如何,目前尚无定论。此外,补课的作用可能因条件而异,有必要更加细致地考察补课对不同群体的作用。本研究基于“国际大型数学与科学趋势研究”(TIMSS)2019八年级测评数据,采用双层次线性模型进行分析,发现韩国八年级学生补课时间越长,数学成绩就越好。在此基础上,如果学生所在学校平均补课时间长,学生成绩将额外增加;这种作用可被该校学生的整体家境组成所部分解释。学生补课时长与成绩的关系既不因学校而异,也不因其学业水平的高低而异;但是学生家庭经济与文化资本越薄弱,补课久与成绩提升的关系越大。本研究还发现,校内数学教师的教学水平能够在一定程度上中和补课与成绩的关系,但是这种作用比较有限。韩国已然形成补课主导的教育生态,补课对成绩有顽强的预测力,其背后反映的是学生与家长在学业竞争中胜出的需求无法在公办教育中得到满足;反过来,韩国的补课市场提供了更加多元化、个性化的教育。

关键词：补课影子教育 TIMSS 多层线性模型数学成绩

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超大城市青年保租房住区设计策略研究 ——以北京为例

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超大城市青年保租房住区设计策略研究 ——以北京为例

作者：程帝北方工业大学

学位级别：硕士

随着北京、上海、深圳等超大城市青年群体在居住层面的贵、难、远的问题逐渐突出,如何解决青年的居住问题是超大城市未来发展的重要问题。在此背景下,中共中央在2021年提出了增加保障性租赁用房的政策方针,北京市也结合自身特点于2022... 详细信息

随着北京、上海、深圳等超大城市青年群体在居住层面的贵、难、远的问题逐渐突出,如何解决青年的居住问题是超大城市未来发展的重要问题。在此背景下,中共中央在2021年提出了增加保障性租赁用房的政策方针,北京市也结合自身特点于2022年开始启动青年公寓形式的保障性租赁住房(下称青年保租房)试点项目,旨在缓解北京市青年群体在居住层面的难题。本文通过对2024年现有的北京市青年保租房住区进行实地调研与住户访谈,了解当前北京市青年保租房住区在住宅建筑设计、景观绿地空间、公共服务配套设施、交通及其他四大方面的问题,如室内居住面积与住区景观绿地空间面积受限、室内缺乏情绪化空间、户型在通风采光保温等方面的设计缺陷、缺乏年轻化的公共服务配套、非机动车停车位的供给不足等多方面核心问题,并总结归纳了各住区的共性优缺点与个性优缺点;继而通过对当前北京市青年群体的访谈与问卷调研,探究北京市青年群体的行为及需求特点,发现其更青睐一居室户型、环形步道需求大、置物空间需求大、健身房咖啡厅配套需求旺盛等核心需求。继而,本文在上述研究基础上,积极匹配青年居住需求,对当前保租房存在的问题进行规避及调整,提出面向超大城市的青年保租房住区设计策略。最后通过位于北京市石景山区的青年保租房住区设计实践及探索,从住宅建筑设计、景观绿地空间、公共服务配套设施、交通及其他四大方面进行详细设计实践,如以内廊型平面提升居住单元供给能力、以紧凑型一居室户型为居住单元、以功能集成化提供情绪化空间、科学通风提升通风能力、自由储物空间提升储物能力、多层复合平台提升景观绿地景观供给能力、年轻化公共服务配套设施等。通过多方面对研究结论与实际设计的结合探究,为提出的青年保租房住区设计策略提供实践支撑,以期为今后北京市及其他超大城市青年保租房住区的设计提供一些可能的借鉴与参考。

关键词：保障性租赁住房青年群体青年保租房住区设计建筑设计

典型芳香族化合物在大气中的氧化及参与成核的机制

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典型芳香族化合物在大气中的氧化及参与成核的机制

作者：张慧帝山东师范大学

学位级别：硕士

大气气溶胶直接影响气候动力学、云凝结核和人类健康。新粒子形成（New particle formation,NPF）是对流层气溶胶的重要来源。芳香族化合物在大气中氧化形成的含氧有机分子（Oxygenated organic molecules,OOMs）被认为是城市大气NPF的... 详细信息

大气气溶胶直接影响气候动力学、云凝结核和人类健康。新粒子形成（New particle formation,NPF）是对流层气溶胶的重要来源。芳香族化合物在大气中氧化形成的含氧有机分子（Oxygenated organic molecules,OOMs）被认为是城市大气NPF的重要前体物质。但是由芳香族化合物氧化并参与成核过程所形成的新粒子具有结构的复杂性、相互作用的多重性、成分比例的多样性、纳米尺寸检测的不易性等挑战,目前基于芳香族化合物的NPF机理仍存在许多未知。明确大气中典型芳香族化合物氧化形成OOMs的机理和进而了解其成核机理,对评估富含芳香族化合物的城市和工业区环境中二次有机气溶胶（Secondary Organic Aerosols,SOA）形成和寻求相应治理措施尤为重要。苯乙烯在大气中的浓度范围通常为0.06-45ppb,被认为是SOA和臭氧形成的重要贡献者,且苯乙烯本身具有致突变和致癌特性,早在1990年《清洁空气法》将苯乙烯被列为危险空气污染物。本文采用量子化学计算方法,研究了以苯乙烯由OH自由基氧化生成OOMs的机理并着重探讨了OOMs的成核机理;除苯乙烯外,还选取了其他典型芳香族化合物（或其氧化产物）,研究不同类型芳香族化合物参与成核的过程,详细阐述了典型芳香族化合物与硫酸（sulfuric acid,SA）的微观成核机理,评估了氧化度、官能团、NO、温度等对OOM成核机理的影响。主要研究内容和结论如下:1.苯乙烯经OH自由基氧化形成OOMs的机理。本文使用量子化学计算方法对OH自由基引发苯乙烯氧化生成不同氧化度OOMs进行了研究。所有反应物、过渡态和产物的几何优化和振动频率均在M06-2X/6-311+G（d,p）水平下计算完成,单点能在更高精度的DLPNO–CCSD（T）/aug–cc–p VTZ下完成;关键基元反应的速率常数由正则变分过渡态理论（CVT）方法计算得出。研究表明苯乙烯在大气中主要由OH自由基引发,反应形成大量的加成产物（～99%）和极少量的H抽提产物（～1%）。苯乙烯在大气中的氧化产物除高氧化度有机物（Oxygenated organic molecules,HOMs）之外,还会产生一类含苯环的低氧有机分子（Lowly oxygenated organic molecules containing benzene rings,LOMBs）。这类LOMBs分子在苯乙烯氧化阶段的前期生成,经历了更少的自氧化和速控步骤,较HOMs更容易生成。在高浓度NO环境下,NO会通过与RO自由基反应形成含氮有机物和RO自由基,从而抑制LOMBs和HOMs的形成,且LOMBs在有无NO条件下均比HOMs更容易产生。2.苯乙烯氧化产物参与成核的机理。本文利用量子化学计算研究了SA存在下,苯乙烯氧化产生的OOMs形成团簇的相互作用和吉布斯自由能变。所有团簇的几何优化和振动频率均在M06-2X/6-311+G（d,p）水平下计算完成,单点能在更高精度的DLPNO–CCSD（T）/aug–cc–p VTZ下完成。结果表明,HOMs的确可以通过成核阶段参与NPF。除了HOMs之外,LOMBs分子在SA存在下形成的团簇也可以生长到临界核的尺寸,LOMBs分子由于其低氧化度,形成的O-H氢键数量较少,除O-H氢键外,团簇内苯环之间的pi-pi作用同样起到稳定团簇的作用。由于LOMBs在有无NO条件下均比HOMs更容易产生,因此我们推测在硫酸存在下,苯乙烯氧化产生的LOMBs可能比HOMs更易促进新粒子形成。此外,NO条件下产生的硝酸盐产物参与成核的能力较弱,很难突破临界核尺寸形成更大规模的团簇。3.典型芳香族化合物参与成核的机理。本文采用量子化学计算方法研究了其他典型芳香族化合物或其氧化产物与SA（或其他成核前体物）在大气中相互作用的过程。相应的团簇最低能量构型是基于M06-2X/6-31+G（d,p）水平下计算完成,单点能在更高精度的DLPNO–CCSD（T）/aug–cc–p VTZ下完成。计算结果表明,苯环的完整性对芳香族化合物参与成核过程有重要的作用;同时,官能团的类型也会影响成核过程,例如:苯环上的-Cl官能团会抑制成核过程的发生;LOMBs支链上的醛基（-CHO）官能团同样对成核起到抑制作用;支链上的-COOH和-OOH官能团对成核过程起到一定的促进作用;多酚化合物也可参与纳米临界核的形成。硝酸（NA）对LOMBs成核的影响也被考虑,NA在形成临界核阶段的作用却不如SA,甚至无法稳定团簇生长到临界核规模。此外,从248K-298K,团簇的ΔG逐渐升高,意味着低温条件下的团簇较高温条件下更容易生成,且更加稳定。本研究针对芳香族化合物参与成核过程展开了深入的研究,弥补了芳香族化合物氧化和成核的机

关键词：新粒子形成(NPF) 芳香族化合物含氧有机分子(OOMs) 氧化机理成核机理

基于PCA-BOA-KNN模型的水下爆炸舰船结构破损评估

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中国舰船研究 2024年第3期19卷 150-157页

作者：梁潇帝刘寅东大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

[目的]为解决水下爆炸作用下舰船结构破口损伤评估问题,建立一种基于PCA-BOA-KNN模型的破口预报方法。[方法]首先,分别建立五舱段和七舱段有限元模型,对21组水下爆炸工况进行爆炸仿真分析;然后,基于主成分分析(PCA)法,对加速度峰值、速... 详细信息

[目的]为解决水下爆炸作用下舰船结构破口损伤评估问题,建立一种基于PCA-BOA-KNN模型的破口预报方法。[方法]首先,分别建立五舱段和七舱段有限元模型,对21组水下爆炸工况进行爆炸仿真分析;然后,基于主成分分析(PCA)法,对加速度峰值、速度峰值、位移峰值、应力峰值和超压峰值进行降维处理,得到2个本征特征量;最后,将由主成分分析法得到的结果代入贝叶斯网络优化(BOA)的KNN模型,通过建立的破口预报模型,预测一组工况下舰船不同剖面处的破口情况。[结果]结果显示,通过主成分分析法提取的前2个因子的累计贡献率为85.165%,这2个因子可代表5个特征量的主要信息;基于PCA-BOAKNN模型的破口预报结果与仿真结果基本一致。[结论]所提的预报模型方法对舰船结构破口预报有效,对于不同主尺度船体结构破口预报有一定的参考价值。

关键词：结构分析主成分分析 KNN算法水下爆炸

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无黏性非均匀沙的参数自适配起动切应力计算方法

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泥沙研究 2024年

作者：袁强王成帝罗永钦彭浩昆明理工大学电力工程学院中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

非均匀沙起动条件的确定是研究非均匀沙输移的关键。工程实际应用中有修正法和等效粒径法两种，两种方法中含有的参数率定需要已知分组沙起动切应力测定值，且取值依赖率定数据集。基于两种方法在理论上计算的分组沙起动切应力相等思想... 详细信息

非均匀沙起动条件的确定是研究非均匀沙输移的关键。工程实际应用中有修正法和等效粒径法两种，两种方法中含有的参数率定需要已知分组沙起动切应力测定值，且取值依赖率定数据集。基于两种方法在理论上计算的分组沙起动切应力相等思想，结合吴伟明提出的修正法与王涛提出的等效粒径方法，将两种方法中含有的率定参数作为自适配参数，通过函数拟合确定，拟合适配过程不依赖分组沙起动切应力数值。实践检验表明，通过自适配确定参数可以提高泥沙起动切应力计算方法的适用范围，精度更高。成果可以为非均匀沙起动条件计算提供新思路。

关键词：非均匀沙起动条件修正法等效粒径法参数自适配

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社会阶层信号对面孔情绪知觉的影响

社会阶层信号对面孔情绪知觉的影响

作者：陈帝伦天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

面孔情绪知觉是人们获取情绪信息的主要途径,对后续的情绪处理和表达产生重要影响。面孔情绪知觉首先取决于面孔表情,但同时也受面孔表情所处情境的影响。影响面孔情绪知觉的情境包括自然情境和社会情境,其中社会阶层信号是一种会对面... 详细信息

面孔情绪知觉是人们获取情绪信息的主要途径,对后续的情绪处理和表达产生重要影响。面孔情绪知觉首先取决于面孔表情,但同时也受面孔表情所处情境的影响。影响面孔情绪知觉的情境包括自然情境和社会情境,其中社会阶层信号是一种会对面孔情绪知觉产生影响的社会情境。本研究基于社会阶层理论和情绪社会建构理论,从个体情绪信息加工和语义关联的角度,探究了社会阶层信号对面孔情绪知觉的影响。目前,面孔情绪知觉的主要研究方向是情绪识别和情绪强度评价,其中情绪识别以反应时和正确率为指标,情绪强度评价以效价评分和唤醒度评分为指标。本研究包含三个部分,研究一以社会阶层信号和面孔性别为自变量,以效价和唤醒度为因变量,探究社会阶层信号对中性情绪面孔情绪强度评价的影响;研究二分为三种实验情境(双效价“愉快和悲伤”、双效价“愉快和愤怒”和单效价“悲伤和愤怒”),以社会阶层信号、面孔性别和情绪效价/情绪类型为自变量,反应时为因变量,探究社会阶层信号对面孔情绪识别的影响;研究三以社会阶层信号、面孔性别和情绪类型为自变量,效价和唤醒度为因变量,结合脑电技术探究社会阶层信号对三种基本情绪强度评价的影响。在本研究实验条件下,得出以下研究结论:(1)社会阶层信号影响中性情绪面孔的情绪知觉,高、低社会阶层信号使中性情绪具有不同的情绪色彩。(2)社会阶层信号影响面孔情绪识别符合二阶段模型,即先通过阶层与情绪的一般效价关联(正性、负性)影响情绪识别,再通过阶层与特定情绪(悲伤、愤怒)的关联影响情绪识别。(3)社会阶层信号对三种常见情绪(愉快、悲伤和愤怒)的强度评价均有影响;社会阶层信号对情绪知觉的早期、中期和晚期神经加工阶段均有影响,即社会阶层信号影响情绪知觉神经加工的全过程。

关键词：社会阶层信号情绪知觉情绪社会建构理论

基于“中国健康体育课程模式”初中篮球教学设计与应用的研究

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基于“中国健康体育课程模式”初中篮球教学设计与应用的研究

作者：刘帝辰武汉体育学院

学位级别：硕士

初中时期是学生智力和体力成长的关键阶段,提高中学生身体素质并促进学生身心全面发展,是学校教学的首要目标,更对国家发展起到至关重要的作用。篮球运动作为深受我国青少年喜爱的运动项目,在中学体育教学中占据着不可替代的地位。篮球... 详细信息

初中时期是学生智力和体力成长的关键阶段,提高中学生身体素质并促进学生身心全面发展,是学校教学的首要目标,更对国家发展起到至关重要的作用。篮球运动作为深受我国青少年喜爱的运动项目,在中学体育教学中占据着不可替代的地位。篮球运动的重要特征包括竞技性、集体性和趣味性等,可以有效地促进学生参与体育锻炼并提高运动兴趣。而当前我国许多地区的中学体育课程呈现出的状况是无运动量、无战术、无比赛的“三无体育课”,因此改善当前中学体育教学中存在的缺陷和不足是十分有必要的。本文将在前人研究的基础上,进一步探讨“中国健康体育课程模式”对初中篮球教学效果的的深远影响,并结合初中生的年龄和发展特点改善篮球课程的教学设计,旨在为我国体育教学发展提供一定理论参考。季浏教授提出的“中国健康体育课程模式”是根据《体育与健康课程标准》的要求所构建出的一种新型课程模式,与传统体育课程模式的教学设计有所不同,在教学原则上注重遵循学生综合发展的原则、提倡采用实践性教学和多样性教学,培养学生综合素养和终身锻炼意识,在教学方法的选择上更多地采用游戏法和比赛法等有利于调动学生学习积极性的方法,在运动负荷上对学生的运动密度和运动强度提出了特定要求,在教学步骤和时间分配上强调将一堂课一半以上的时间运用于对学生体能的提高和运动技能的培养,在教学评价方面则强调学生自我评价及形成性评价与结果性评价相结合的综合评价方式,以达到提高学生身体素质、运动技能水平和运动兴趣的目的。笔者将通过对比此课程模式和传统课程模式在实际体育教学对中学生身体素质、篮球技能、运动兴趣三个方面的影响的差异,以验证中国健康体育课程模式在初中体育课程中应用的教学效果和可行性,并对如何提高初中学生身体素质水平等问题提出有效建议。本研究综合运用文献资料法、专家访谈法、问卷调查法、数理统计法及实验法等多种研究方法,全面系统地调查统计了学生的身体素质水平、篮球技能掌握情况以及运动兴趣等关键指标。通过教学实践中的实验验证,探讨“中国健康体育课程模式”对初中篮球教学效果的实际影响。最终得出具有针对性的结论,并据此提出切实可行的建议,以期为我国初中篮球教学的改进与发展提供有力支持。经研究得出:1.中国健康体育课程模式在促进学生身体素质提升方面展现出了积极的成效,并在速度和耐力素质方面的提升最为突出,总体上该模式相对于传统体育课程模式对改善学生健康水平的效果更明显。2.中国健康体育课程模式也更有利于学生对篮球技能的学习,虽然学生的篮球技能在传统体育课程模式的影响下也有所增进,但中国健康体育课程模式在提升学生篮球技能水平方面的成效显然更胜一筹,其效果更为显著,更有利于促进学生的对篮球技能的掌握。3.中国健康体育课程模式在激发学生运动兴趣方面的积极作用尤为显著,有效提升了学生参与体育活动的热情与积极性。由于采用该模式的体育课堂相较于传统课程模式包含更多的体育游戏和比赛等趣味性内容,因此中国健康体育课程模式在激发中小学生运动兴趣方面发挥了显著作用,能够促进了学生们对体育活动的热爱与投入。

关键词：中国健康体育课程模式体育教学模式篮球教学教学设计

在质子交换膜体系中实现长效高选择性电催化CO_(2)甲酸转化

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科学通报 2024年第14期69卷 1818-1820页

作者：姚颖方南京大学环境材料与再生能源研究中心南京210093

化石能源的过度消耗向大气中排放了大量CO_(2),引发严重的全球气候变暖等环境问题^([1]).随着国际上对这一全球性问题的日益关注,碳捕集和利用是实现碳中和目标的巨大挑战和机遇.随着全球范围内大规模太阳电池和风能发电设施的普及,利... 详细信息

化石能源的过度消耗向大气中排放了大量CO_(2),引发严重的全球气候变暖等环境问题^([1]).随着国际上对这一全球性问题的日益关注,碳捕集和利用是实现碳中和目标的巨大挑战和机遇.随着全球范围内大规模太阳电池和风能发电设施的普及,利用可再生能源电力将CO_(2)电化学转化为有机化学品受到广泛关注,CO_(2)电解技术为推进“双碳”(碳达峰、碳中和)战略的实施以及人类社会的可持续发展提供了一种可靠的途径。

关键词：有机化学品风能发电碳中和电解技术全球性问题质子交换膜高选择性可再生能源电力

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