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Architecture,application,and prospect of digital twin for highway infrastructure

Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition) 2024年第05期 835-852页

作者： Yue Wang Huimin Wang Weiming Wang shizhao song Xin Fu School of Highway Chang'an University School of Transportation Engineering Chang'an University Jingxiong Planning Office of Hebei Provincial Expressway

The years we are experiencing are often identified as those of the age of digital technologies, where “digital” is commonly associated with intelligence, efficiency, and convenience. The emergence of digital technologies has significantly impacted and transformed various aspects of our society compared to the past. In this panorama, some arising questions regard transportation infrastructure systems and, first of all, highway infrastructure. This research focuses on one central issue: how highways fit into this digital revolution. Actually, the work in this paper can be described as follows. Although there are many different theoretical model systems for the architecture of the digital twin, we have chosen to review the main body of research on the digital twin in highway infrastructure based on a relatively well-established modeling framework, the five-dimensional model of the digital twin. After discussing the components of the digital twin for highway infrastructure's five-dimensional model, the paper reviews some innovative technologies that make these items effective. In addition to this, the digital twin maturity level of highway infrastructure and the MBSE-based(model-based systems engineering) digital twin model for highway are also discussed in this paper. Therefore, the paper provides a bird's eye view of this extremely dynamic technology for a new system of intelligent highways and discusses some of their criticalities and strengths, allowing for the optimization and development of new transportation functions and services, improving the adaptability of highways to the digital revolution.

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Viability of all-solid-state lithium metal battery coupled with oxide solid-state electrolyte and high-capacity cathode

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Journal of Energy Chemistry 2024年第4期91卷 122-131页

作者： Xingxing Jiao Xieyu Xu Yongjing Wang Xuyang Wang Yaqi Chen shizhao Xiong Weiqing Yang Zhongxiao song Yangyang Liu Research Institute of Frontier Science Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031SichuanChina State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049ShaanxiChina Department of Physics Chalmers University of TechnologyGöteborgSE 41296Sweden

Owing to the utilization of lithium metal as anode with the ultrahigh theoretical capacity density of 3860 mA h g^(-1)and oxide-based ceramic solid-state electrolytes(SE),e.g.,garnet-type Li7La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO),all-state-state lithium metal batteries(ASLMBs)have been widely accepted as the promising alternatives for providing the satisfactory energy density and ***,its applications are still challenged by plenty of technical and scientific *** this contribution,the co-sintering temperature at 500℃is proved as a compromise method to fabricate the composite cathode with structural integrity and declined capacity fading of LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM).On the other hand,it tends to form weaker grain boundary(GB)inside polycrystalline LLZO at inadequate sintering temperature for LLZO,which can induce the intergranular failure of SE during the growth of Li filament inside the unavoidable defect on the interface of ***,increasing the strength of GB,refining the grain to 0.4μm,and precluding the interfacial defect are suggested to postpone the electro-chemo-mechanical failure of SE with weak ***,the advanced sintering techniques to lower the co-sintering temperature for both NCM-LLZO composite cathode and LLZO SE can be posted out to realize the viability of state-of-the-art ASLMBs with higher energy density as well as the guaranteed safety.

关键词： All-solid-state lithium metal battery LiNi_(0.5C)o_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)-Li7La_(3)Zr_(2)O_(12)composite cathode Co-sintering Lithium metal anode Electro-chemo-mechanical failure

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泳池式轻水反应堆内电磁线圈可控温辐照装置设计

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原子能科学技术 2020年第2期54卷 313-319页

作者：刘磊张金山赵民富张亚东郭玥宋仕钊郭志家中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部

本文设计了在泳池式轻水反应堆(简称泳池堆)内在线测量电磁线圈电性能的可控温辐照装置。采用MCNP程序进行中子物理计算,对泳池堆、线圈骨架的结构尺寸与物质组分进行了精细全尺寸模拟,得出辐照装置的发热功率和中子注量率。通过初步估... 详细信息

本文设计了在泳池式轻水反应堆(简称泳池堆)内在线测量电磁线圈电性能的可控温辐照装置。采用MCNP程序进行中子物理计算,对泳池堆、线圈骨架的结构尺寸与物质组分进行了精细全尺寸模拟,得出辐照装置的发热功率和中子注量率。通过初步估算,使用ANSYS CFX进行了数值模拟,得出辐照装置内线圈在堆运行时的温度,并提出温度控制的方法。辐照装置采用铝材加工制造,并进行了垂直度测试、气压测试、检漏测试。增加了绝缘设计,将辐照装置与泳池堆之间进行绝缘。在线圈处预埋铠装热电偶,对线圈温度进行实时监测。在泳池堆内对电磁线圈进行辐照试验,结果表明,本文设计的辐照装置能满足电磁线圈在泳池堆孔道内进行辐照试验的要求,并可对电磁线圈进行实时温度控制。

关键词：电磁线圈可控温辐照装置辐照试验

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Stable Li metal anode by crystallographically oriented plating through in-situ surface doping

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Science China Materials 2020年第6期63卷 1036-1045页

作者： Yangyang Liu shizhao Xiong Junkai Deng Xingxing Jiao Baorui song Aleksandar Matic Jiangxuan song State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Department of Physics Chalmers University of TechnologySE 41296GoteborgSweden

Lithium(Li)metal is regarded as the holy grail anode material for high-energy-density batteries owing to its ultrahigh theoretical specific ***,its practical application is severely hindered by the high reactivity of metallic Li against the commonly used electrolytes and uncontrolled growth of mossy/dendritic *** from widely-used approaches of optimization of the electrolyte and/or interfacial engineering,here,we report a strategy of in-situ cerium(Ce)doping of Li metal to promote the preferential plating along the[200]direction and remarkably decreased surface energy of metallic *** in-situ Ce-doped Li shows a significantly reduced reactivity towards a standard electrolyte and,uniform and dendrite-free morphology after plating/stripping,as demonstrated by spectroscopic,morphological and electrochemical *** symmetric half cells,the in-situ Ce-doped Li shows a low corrosion current density against the electrolyte and drastically improved cycling even at a lean electrolyte ***,we show that the stable Li|LiCoO2 full cells with improved coulombic efficiency and cycle life are also achieved using the Ce-doped Li metal *** work provides an inspiring approach to bring Li metal towards practical application in high energy-density batteries.

关键词： Li metal anode crystallographically oriented plating in-situ cerium doping low surface energy

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Nondestructive monitoring of annealing and chemical-mechanical planarization behavior using ellipsometry and deep learning

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Microsystems & Nanoengineering 2023年第2期9卷 345-354页

作者： Qimeng Sun Dekun Yang Tianjian Liu Jianhong Liu shizhao Wang Sizhou Hu Sheng Liu Yi song The Institute of Technological Sciences Wuhan UniversityWuhanChina School of Mechanical Science and Engineering Huazhong University of Science and TechnologyWuhanChina Hongyi Honor College of Wuhan University WuhanChina school of Power and Mechanical Engineering Wuhan UniversityWuhanChina The School of Microelectronics Wuhan UniversityWuhanChina

The Cu-flling process in through-silicon via(TSV-Cu)is a key technology for chip stacking and three-dimensional vertical *** this process,defects resulting from chemical-mechanical planarization(CMP)and annealing severely affect the reliability of the *** methods of defect characterization are destructive and *** this study,a new defect inspection method was developed using Mueller matrix spectroscopic ***-Cu with a 3-μm-diameter and 8-μm-deep Cu filling showed three typical types of characteristics:overdishing(defect-OD),protrusion(defect-P),and *** process dimension for each defect was 13 ***,the three typical defects caused by CMP and annealing were *** single-channel deep learning and a Mueller matrix element(MME),the TSV-Cu defect types could be distinguished with an accuracy rate of 99.94%.Next,seven effective MMEs were used as independent channels in the artificial neural network to quantify the height variation in the Cu flling in the *** accuracy rate was 98.92%after training,and the recognition accuracy reached 1 *** proposed approach rapidly and nondestructively evaluates the annealing bonding performance of CMP processes,which can improve the reliability of high-density integration.

关键词： annealing defect chemical

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通过增强电荷转移激发态构建激发态下稳定的基于氰基二苯乙烯的E/Z构型（英文）

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物理化学学报 2019年第6期35卷 637-643页

作者：董玉杰许晨东王士昭李维军宋庆宝张诚浙江工业大学化学工程学院绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地

在前期工作中,我们报道了一个三苯胺基团键接氰基二苯基乙烯单元的分子TPNCF,并认为从局域激发态到电荷转移(CT)激发态的快速内转换,能够有效抑制E/Z异构化反应。为了进一步证明CT态能够诱导E/Z构型的稳定,本文中我们将三苯胺基团替代... 详细信息

在前期工作中,我们报道了一个三苯胺基团键接氰基二苯基乙烯单元的分子TPNCF,并认为从局域激发态到电荷转移(CT)激发态的快速内转换,能够有效抑制E/Z异构化反应。为了进一步证明CT态能够诱导E/Z构型的稳定,本文中我们将三苯胺基团替代为给电子能力更强的吩噁嗪基团,设计合成了分子PZNCF,并且成功获得其E/Z异构体。通过对原位核磁及紫外光谱数据的分析,我们发现相比于TPNCF,PZNCF在光辐照下的E/Z异构化反应明显变慢。这说明对于氰基二苯基乙烯单元,一个更强给电子能力基团吩噁嗪的引入能够使其在激发态下具有更稳定的E/Z构型。密度泛函理论计算及光物理测试结果表明PZNCF分子具有较强的电荷转移激发态,这也更加证实了我们先前的结论:通过合理构建给受体结构,能够获得激发态下构型稳定的E/Z异构体。

关键词： E/Z构型电荷转移激发态氰基二苯基乙烯给受体结构局域激发态

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基于小波变换的拖拉机PTO载荷加速编辑方法

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振动与冲击 2021年第13期40卷 167-173,200页

作者：李淑艳杨世钊翟友邦赵致远宋正河中国农业大学工学院北京100083

拖拉机动力输出轴(power take-off,PTO)的作业载荷中无损伤或小损伤载荷占据大量比例,在耐久性试验中会导致试验时间过长,经济性变差,将这些载荷剔除可以得到加速载荷谱。以40马力拖拉机为研究对象,采用Daubechies小波对拖拉机PTO实测... 详细信息

拖拉机动力输出轴(power take-off,PTO)的作业载荷中无损伤或小损伤载荷占据大量比例,在耐久性试验中会导致试验时间过长,经济性变差,将这些载荷剔除可以得到加速载荷谱。以40马力拖拉机为研究对象,采用Daubechies小波对拖拉机PTO实测载荷信号分解并重构高频小波系数得高频小波分量,在总伪损伤保持基本一致的前提下,选取合适的阈值并结合包络线损伤判别方法,从原始载荷信号中提取损伤较大的载荷片段并拼接成加速载荷谱,分别得到压缩比为42.0%、49.8%、61.7%、62.4%、81.9%的加速载荷谱。基于频域、幅值域、统计参数和疲劳损伤等理论验证所编制加速载荷谱的正确性,以及与原始载荷谱的相似度。结果表明,加速载荷谱与原始载荷谱在伪损伤基本一致的前提下,频域、幅值域分布曲线保持相似,最值、均方根值、峰度系数等参数误差均在5%以内,对零部件造成的损伤效果也基本一致。证明该加速方法适用于拖拉机零部件加速载荷谱编制,并为农机领域加速载荷谱的编制提供参考依据。

关键词：小波变换(WT) 拖拉机PTO 包络线载荷加速

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多普勒三维激光运动姿态测量技术

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光电工程 2016年第11期43卷 33-37页

作者：张深逢李路可陈士钊宋云峰翁九星宁波舜宇智能科技有限公司浙江余姚315400 郑州科技学院郑州450064

提出一种新型多普勒三维激光运动姿态测量技术。该技术基于多普勒效应干涉原理,由He-Ne激光器发出偏振光,通过载波调制和信号解调,获取被测物体的振动信息,并通过测振单元的并联、自动聚焦系统、五路信号获取三维信息、同步数据采集等... 详细信息

提出一种新型多普勒三维激光运动姿态测量技术。该技术基于多普勒效应干涉原理,由He-Ne激光器发出偏振光,通过载波调制和信号解调,获取被测物体的振动信息,并通过测振单元的并联、自动聚焦系统、五路信号获取三维信息、同步数据采集等子系统的混联,最终实现非接触式、跨尺度、高精度的三维测量。该技术克服了传统接触式传感器频带范围窄、测振精度低、不适合测试轻质、软质物体的缺陷,可实现在狭小空间、电磁干扰、微振动、冲击振动、高温环境下三维振动测量。

关键词：多普勒三维激光振动测量非接触式传感器

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锂金属负极用集流体改性研究及进展

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储能科学与技术 2021年第4期10卷 1261-1272页

作者：刘洋洋王旭阳徐谢宇王永静熊仕昭宋忠孝西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

金属锂具有超高理论比容量密度(3680 mA·h/g)和低还原电位(-3.04 V,相对标准氢电极),被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”。然而,由锂枝晶生长和对电解质高反应性所造成的库仑效率低、循环寿命短、内短路等一系列问题,严重制约... 详细信息

金属锂具有超高理论比容量密度(3680 mA·h/g)和低还原电位(-3.04 V,相对标准氢电极),被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”。然而,由锂枝晶生长和对电解质高反应性所造成的库仑效率低、循环寿命短、内短路等一系列问题,严重制约着金属锂负极的实用化进展。在实际的电化学体系中,集流体作为金属锂沉积/脱出的基底,其表面性质对锂负极的循环稳定性起着至关重要的作用。本文从负极集流体表面成分以及微结构设计两方面系统总结了多种稳定金属锂负极的界面修饰策略,包括构建亲锂表面、纳米级电子/离子混合导电网络修饰、表面微结构设计等。对集流体界面和结构进行针对性修饰,可以有效调控金属锂的电沉积,推进金属锂负极在高能量密度电池体系中的实用化进程。

关键词：集流体金属锂负极亲锂表面锂枝晶表面微结构

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腺苷脱氨酶1在肺腺癌组织的表达及其与预后的关系

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中华实验外科杂志 2016年第8期33卷 1927-1929页

作者：程世钊宋东石珍亮徐美林王菁张逊天津医科大学研究生院 300070 天津市胸科医院胸外科 300222 天津市胸科医院病理科 300222 天津市急救中心 300011

目的探讨腺苷脱氨酶l（ADAR1）在肺腺癌中的表达及其临床意义。方法应用免疫组织化学染色检测48例肺腺癌患者肿瘤组织与癌旁正常组织中ADAR1蛋白表达水平。应用实时定量反转录聚合酶链反应（RT—qPCR）检测肺腺癌患者肿瘤组织与癌旁正... 详细信息

目的探讨腺苷脱氨酶l（ADAR1）在肺腺癌中的表达及其临床意义。方法应用免疫组织化学染色检测48例肺腺癌患者肿瘤组织与癌旁正常组织中ADAR1蛋白表达水平。应用实时定量反转录聚合酶链反应（RT—qPCR）检测肺腺癌患者肿瘤组织与癌旁正常组织中ADAR1基因表达水平。结果肺腺癌组织中ADAR1蛋白阳性表达率显著高于癌旁正常组织（60．4％比20．8％，P〈0．05）。肺腺癌组织中ADAR1基因表达水平显著高于癌旁正常组织（1．58比1．19，P〈0．05）。肺腺癌组织中ADAR1蛋白阳性表达率与肿瘤TNM分期（X2=7．779，P〈0．05）和淋巴结转移（X2=4．516，P〈0．05）密切相关。Kaplan—Meier生存分析显示，ADAR1高表达组患者的总生存期（OS）较低表达组明显缩短，其中ADAR1高表达组（29例）中位生存时间为27个月；低表达组（19例）中位生存时间为56个月，差异有统计学意义（X2=8．916，P〈0．01）。Cox比例风险回归模型分析结果显示，ADAR1蛋白表达水平、TNM分期是影响预后的独立因素（P〈0．05）。结论ADAR1在肺腺癌中高表达与患者预后差密切相关。

关键词：肺腺癌腺苷脱氨酶1 RNA编辑

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