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基于改进U-Net的煤矸图像分割模型与放煤控制技术研究

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煤炭学报 2024年

作者：袁永秦正寒夏永琪武让李立宝李勇中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室中煤天津设计工程有限责任公司

煤矸识别技术是综放工作面实现智能化的关键技术之一，同时也是该领域的面临的一个重要挑战。针对目前煤矸图像数据集整体质量差、数据规模小，煤矸图像分割模型检测速度慢、识别精度低等问题，参考实际综放工作面搭建了大尺寸等比例综... 详细信息

煤矸识别技术是综放工作面实现智能化的关键技术之一，同时也是该领域的面临的一个重要挑战。针对目前煤矸图像数据集整体质量差、数据规模小，煤矸图像分割模型检测速度慢、识别精度低等问题，参考实际综放工作面搭建了大尺寸等比例综放开采相似模拟平台，基于该平台建立了煤矸图像采集系统采集构建了高清仿真综放面煤矸图像数据集；提出一种基于特征金字塔网络（FPN）和空洞空间金字塔池化（ASPP）的改进U-Net煤矸分割模型，提高了煤矸图像的分割精度。通过在U-Net模型的跳跃连接中添加FPN模块，同时在解码器部分引入ASPP模块，建立了FPN-ASPP-U-Net煤矸分割模型。消融实验验证了FPN模块和ASPP模块对U-Net模型性能的提升，实验结果表明：FPN-ASPP-U-Net模型分割效果最好，均准确率（mAcc）为97.29%，均F1得分（mF1-Score）为97.44%，均交并比（mIoU）为95.65%，模型参数量（Param）为29.64 M，浮点运算量（FLOPs）为341.29G，每秒帧数（FPS）为41.1f/s，与U-Net模型相比，mIoU、mF1-score和mAcc分别提升了2.64%、1.06%和1.15%，模型参数量仅仅增加了0.33 M，改进后的模型在图像分割速度上有少量提升。设计了FPN-ASPP-U-Net模型与PSPNet、SegFormer、DeepLabV3+、PSANet语义分割模型的图像分割效果对比实验，结果表明：FPN-ASPP-U-Net模型对煤矸图像分割的性能最好，同时模型整体计算参数量最小，在分割精度和分割速度之间有着较好的平衡。对于粉尘影响下的不清晰图像，采用暗通道与高斯加权相结合的方法对图像数据集进行去雾增强，轻度粉尘、中度粉尘、重度粉尘去雾前后的模型对煤的分割精度提高了14.81%、17.79%、23.62%，对矸的分割精度提高了11.73%、14.50%、14.86%。基于研究结论提出了FPN-ASPP-U-Net模型的煤矸图像混矸率计算方法，开展了煤矸图像分割控制放煤试验，以混矸率20%作为放煤口关闭的阈值，单次放煤口开关期间真实混矸率与模型预测混矸率平均误差率为4.71%，验证了基于煤矸图像混矸率对放煤控制的可行性。最后，封装模型代码研发了煤矸图像智能识别软件，设计了煤矸分割现场应用方案，在榆树田煤矿110501综放面进行了图像控制放煤试验，验证了该方法能够对煤矸图像进行精准分割，对放煤口开关进行合理控制，提高了综放面的智能化水平，为推动煤矿进一步智能化建设提供了有效的技术手段与参考价值。

关键词：放顶煤煤矸识别图像分割混矸率 U-Net模型

公交站区慢行异质群体交通冲突模型构建与分类结果对比分析

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西南交通大学学报 2024年

作者：胡立伟潘江雄付欣杨灿武加宝昆明理工大学交通工程学院昆明市公安局交通警察支队交通秩序管理处

公交站承担着居民出行链中的衔接和接驳作用，其区域内慢行异质群体密度较高，因而增加了彼此间交通冲突的可能性。既有研究多针对公交站区交通冲突问题，未深入研究公交站区慢行异质群体交通冲突致因机理和影响因素间的异质性。以昆明... 详细信息

公交站承担着居民出行链中的衔接和接驳作用，其区域内慢行异质群体密度较高，因而增加了彼此间交通冲突的可能性。既有研究多针对公交站区交通冲突问题，未深入研究公交站区慢行异质群体交通冲突致因机理和影响因素间的异质性。以昆明市四类公交站为研究对象，采集2022年12月至2023年3月20个公交站数据，分析慢行异质群体运动特征，并基于DOCTOR方法对冲突的严重程度进行判别，构建考虑均值和方差异质性的随机参数Logit模型。结果表明：在随机参数分布方面，行人的侧向冲突和非机动车道宽度分别服从均值为0.455和-0.541，方差为0.8722和1.2142的正态分布，以及骑行者的让路和速度高分别服从均值为-0.399和0.745，方差为1.2742和1.0432的正态分布。在均值异质性方面，侧向冲突在行人速度高和非机动车道宽度在岛屿直线型公交站中存在均值异质性，骑行者让路在人行道上骑行和骑行者速度高在骑行者密度中时存在均值异质性。在方差异质性方面，非机动车道宽度的参数在老年人中以及骑行者速度高参数在女性骑行者中存在方差异质性。进一步计算平均边际效应系数，量化了各影响因素对交通冲突严重程度的作用程度。经过分析，行人群体中，下车乘客发生严重交通冲突的概率最大；骑行者群体中，逆向骑行者发生严重交通冲突的概率最大。

关键词：交通工程交通冲突随机参数Logit模型慢行异质群体个体异质性

商贸流通业高质量发展的产业聚集路径--基于技术创新的中介效应检验

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商业经济研究 2024年第1期 9-13页

作者：武淑慧欧璇胥若男中南林业科技大学涉外学院湖南长沙410211

推动商贸流通业高质量发展是深入实施扩大内需战略,推动构建新发展格局的应有之义。本文以长江经济带11省市为样本,实证分析了三大产业聚集对商贸流通业高质量发展的影响,结果表明:第一产业聚集会抑制商贸流通业发展,而工业与服务业的... 详细信息

推动商贸流通业高质量发展是深入实施扩大内需战略,推动构建新发展格局的应有之义。本文以长江经济带11省市为样本,实证分析了三大产业聚集对商贸流通业高质量发展的影响,结果表明:第一产业聚集会抑制商贸流通业发展,而工业与服务业的大规模聚集,会促进商贸流通业高质量发展;第二、三产业聚集对商贸流通业高质量发展水平的影响呈“U”型,在产业聚集低水平区域,表现为抑制效应,而在产业聚集高水平区域,呈现促进效应;产业聚集对商贸流通业高质量发展的影响主要通过技术创新渠道,加速知识、技术的传播与溢出,提升技术创新水平,提高商贸流通业生产效率。最后文章从加强产业政策引导、完善技术创新制度等方面给出相关建议。

关键词：流通业高质量发展产业聚集技术创新

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碳税政策下制造商碳标签选择策略

山东大学学报(理学版) 2024年

作者：刘名武樊宝丹邹梓琛重庆交通大学经济与管理学院重庆口岸物流管理与航运经济研究中心

研究制造商和零售商组成的两级低碳供应链,构建Stackelberg博弈模型并运用逆向归纳法进行求解,在碳税政策下分析消费者环境偏好水平和质疑程度对制造商的均衡决策和碳标签选择的影响。研究结果表明:(1)消费者的环境偏好水平和质疑程度... 详细信息

研究制造商和零售商组成的两级低碳供应链,构建Stackelberg博弈模型并运用逆向归纳法进行求解,在碳税政策下分析消费者环境偏好水平和质疑程度对制造商的均衡决策和碳标签选择的影响。研究结果表明:(1)消费者的环境偏好水平和质疑程度对产品的低碳水平、批发价格、零售价格和促销努力水平均具有正向作用。(2)当消费者的质疑程度较低时,制造商选择自贴标签;当消费者的质疑程度较高时,制造商选择认证标签。在碳税政策下,制造商偏好自贴标签以弥补碳税带来的成本损失,而零售商无需付出额外成本跟随制造商做出碳标签选择。(3)在碳税政策下,只有在消费者的环境意识、碳税税率和减排难度系数均较高时,制造商才会主动选择认证标签,否则自贴标签策略更优。

关键词：低碳供应链自贴标签认证标签碳税政策

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含油污泥基生物炭处理含油废水

化工进展 2024年第6期43卷 3398-3409页

作者：姚雪武淑慧杨阳王晓冯雷冯雪冬马艳飞山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255000 山东中科恒源环境工程有限公司山东淄博255000 山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255000

为使含油污泥达到无害化处理、资源化利用的目的,本实验通过热解炭化的方法,以含油污泥为实验原料,氧化钙、粉煤灰和十六烷基三甲基溴化铵的混合物为调质剂,玉米秸秆为增碳剂,制备含油污泥基生物炭,并研究其对含油废水中石油类污染物的... 详细信息

为使含油污泥达到无害化处理、资源化利用的目的,本实验通过热解炭化的方法,以含油污泥为实验原料,氧化钙、粉煤灰和十六烷基三甲基溴化铵的混合物为调质剂,玉米秸秆为增碳剂,制备含油污泥基生物炭,并研究其对含油废水中石油类污染物的吸附性能。以石油类污染物去除率为指标,对比了ZnCl_(2)、KOH和H_(2)SO_(4)三种活化剂对生物炭吸附性能的影响;通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、BET测试法等手段分析了生物炭的比表面积、孔隙结构和表面官能团等性能;采用批量吸附实验和再生实验,研究生物炭对石油类污染物吸附性能及其再生性。研究结果表明,最佳活化剂为H_(2)SO_(4),H_(2)SO_(4)活化制备的生物炭含有大量孔隙结构且多为介孔,生物炭表面存在—CH、C==O、—OH和C==C等官能团,比表面积为71.8069m2/g。在生物炭投加量为1.8g/L、吸附时间为180min时,对200mg/L含油废水中石油类污染物去除率可达98.21%,对石油类污染物最大吸附量为99.32mg/g。生物炭吸附石油类污染物的过程符合准二级动力学方程和Freundlich模型,主要受化学吸附控制的多分子层吸附。此外,三次再生后的生物炭孔隙结构、表面官能团、比表面积与新炭相比差别不大,吸附不同浓度的含油废水中石油类污染物,生物炭的三次再生效率均达到了90%以上,仍具有良好的吸附性能,能满足循环使用的要求。

关键词：含油污泥生物炭吸附石油再生

半夏间作生姜对产量、土壤酶活性和根际微生物群落结构的影响

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微生物学通报 2024年

作者：刘晖郭清毅寇明红武宝琴何春雨甘肃中医药大学药学院天然药用种质资源挖掘与新品种选育协同创新中心甘肃中医药大学杏林百草园

【背景】半夏的连作障碍已成为制约半夏产量与品质的重要影响因素。轮、间作耕作体系可有效地消减作物的连作障碍。【目的】探究利用半夏间作生姜的种植模式来缓解半夏连作障碍，为消除半夏土壤连作障碍提供参考。【方法】以半夏间作生... 详细信息

【背景】半夏的连作障碍已成为制约半夏产量与品质的重要影响因素。轮、间作耕作体系可有效地消减作物的连作障碍。【目的】探究利用半夏间作生姜的种植模式来缓解半夏连作障碍，为消除半夏土壤连作障碍提供参考。【方法】以半夏间作生姜种植模式中的半夏和生姜根际土壤，以及单作半夏和生姜的根际土壤为研究对象，对不同种植方式下产量、土壤酶活性、土壤微生物群落特征及其之间的相互关系进行研究。【结果】(1)当LER>1时，表明间作体系相对于两种作物单作有优势，半夏间作生姜土地当量比为1.85，说明半夏和生姜间作优势明显。(2)BSB较BX处理的土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶酶活性分别显著增加了11.01%、25.05%、4.96%。BSS较SJ处理则增加了5.02%、72.68%、19.75%。(3)半夏间作生姜种植模式提高了半夏的根际微生物种类、物种丰富度、物种多样性。(4)在真菌门水平，与单作相比，间作下子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度降低，被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度提高；在细菌门水平，与单作相比，间作下放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)的相对丰度提高，绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度降低；在真菌属水平，间作处理减少了镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度；在细菌属水平，节杆菌属(Arthrobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度均增加。(5)Spearman相关性分析表明：被孢霉门相对丰度与产量、土壤蔗糖酶呈显著正相关关系，子囊菌门相对丰度与产量呈显著负相关关系；放线菌门、硬壁菌门(Firmicutes)相对丰度与土壤过氧化氢酶、脲酶呈正相关关系；绿弯菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门(Planctomycetota)、蓝藻(Cyanobacteria)相对丰度与脲酶、蔗糖酶呈负相关关系。【结论】半夏间作生姜改变了土壤细菌群落结构，提高土壤酶活性和有益菌物种丰度，实现了半夏增产，可作为改善半夏连作障碍、提高产量的有效措施。

关键词：半夏细菌和真菌群落高通量测序酶活性

锡磷青铜水平连铸坯反偏析及其对轧制边裂的影响

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材料工程 2024年

作者：王松伟郑莲宝宋鸿武孔凡亚徐勇中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心华北理工大学现代冶金技术教育部重点实验室

在水平连铸过程中锡磷青铜铸坯边部由于反偏析作用形成网状分布的硬脆富Sn相，并在轧制过程中成为裂纹源，进而不断扩展诱发带材大幅度边裂。为改善此问题，通过改进石墨模具结构，调整铸坯冷却强度分布规律，减缓铸坯边部冷却过快而引... 详细信息

在水平连铸过程中锡磷青铜铸坯边部由于反偏析作用形成网状分布的硬脆富Sn相，并在轧制过程中成为裂纹源，进而不断扩展诱发带材大幅度边裂。为改善此问题，通过改进石墨模具结构，调整铸坯冷却强度分布规律，减缓铸坯边部冷却过快而引起的严重反偏析现象。数值模拟和实验验证表明：模具结构优化后，铸坯侧面与模具间的气隙厚度梯度减小，糊状区的凝固收缩过程更平缓；液相面更加平直，液相与糊状区夹角减小了18.3°，铸坯中部与边部的凝固位置差减小了18.62 mm。此外，铸坯晶粒趋于等轴化，富Sn相由晶间条状转变为点状分布，反偏析程度减轻，偏析层内富Sn相含量减少了2.3%，偏析层厚度减小了214 μm。粗轧后带材边部裂纹数量由结构优化前的21个减小至4个。

关键词：锡磷青铜反偏析边裂模具结构凝固收缩

船用发动机重载工况下凸轮-滚轮-滚轮销耦合混合热弹流润滑分析

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机械工程学报 2024年

作者：吕步高孟祥慧汤义虎陈康尹家宝谢友柏上海交通大学机械与动力工程学院重庆红江机械有限责任公司

凸轮-滚轮-滚轮销是大功率船用发动机燃油喷射装置的核心部件，工作期间承受来自喷油器的瞬时燃油压力，工作条件极为苛刻，极易发生滚轮打滑和磨损失效现象。为了分析该摩擦副的性能，建立了船用发动机重载工况下凸轮-滚轮-滚轮销相互... 详细信息

凸轮-滚轮-滚轮销是大功率船用发动机燃油喷射装置的核心部件，工作期间承受来自喷油器的瞬时燃油压力，工作条件极为苛刻，极易发生滚轮打滑和磨损失效现象。为了分析该摩擦副的性能，建立了船用发动机重载工况下凸轮-滚轮-滚轮销相互耦合的混合热弹流润滑模型，获得了该摩擦副在一个工作循环(即凸轮旋转一周，360°转角)的摩擦学结果。分析表明，来自喷油器的燃油压力会显著降低凸轮-滚轮-滚轮销摩擦副之间的油膜厚度，同时产生较为严重的微凸体接触，并且凸轮-滚轮-滚轮销之间的耦合效应是造成滚轮打滑的主要原因。凸轮-滚轮从动件单元中的摩擦损失以滚轮-滚轮销副为主，其在工作过程中会产生显著的摩擦温升。基于该模型，还研究了滚轮销修型对减摩和降磨的影响，发现型线改进后可以降低约7.2%的摩擦损失以及12.8%的磨损负载。此外，实验与仿真结果的对比表明模型是有效的并且预测结果也是合理的。

关键词：船用发动机凸轮-滚轮-滚轮销重载工况混合热弹流润滑

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乡村振兴视域下村干部队伍建设的问题与进路

活力 2024年第9期 187-189页

作者：武宝安徽小岗干部学院(中共凤阳县委党校) 滁州233100

乡村振兴是新时代中国的重要战略之一,其核心内容是全面推进农业现代化、加快农村产业发展、优化乡村生态环境、健全乡村基础设施、提高农民收入水平。全面推进乡村振兴,必须加强农村基层党组织的建设,而村干部是抓好乡村振兴的先锋队... 详细信息

乡村振兴是新时代中国的重要战略之一,其核心内容是全面推进农业现代化、加快农村产业发展、优化乡村生态环境、健全乡村基础设施、提高农民收入水平。全面推进乡村振兴,必须加强农村基层党组织的建设,而村干部是抓好乡村振兴的先锋队和主力军。

关键词：乡村振兴村干部队伍建设

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