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煤热解中甲烷和乙烯激光光谱在线检测

中国激光 2025年

作者：李凯亮孟星星王庚乾宫廷田亚莉和小虎郭古青邱选兵李传亮太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心

甲烷和乙烯是煤化工中煤热解重要产物，其热解演化机理对于理解煤炭的热分解过程、优化燃料利用效率以及减少有害气体排放具有重要意义。本文结合可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制和时分复用技术研制了一款能够同时检测甲烷和乙... 详细信息

甲烷和乙烯是煤化工中煤热解重要产物，其热解演化机理对于理解煤炭的热分解过程、优化燃料利用效率以及减少有害气体排放具有重要意义。本文结合可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制和时分复用技术研制了一款能够同时检测甲烷和乙烯浓度的在线监测装置，并成功应用于煤热解过程的气体分析。激光光源采用中心波长分别为1653 nm和1620nm的分布反馈式激光器（DFB），激光通入光程为15m的Herriott型高温多光程池，结合硬件电路和相应的软件程序，实现了对甲烷和乙烯光谱信号的调制、解调及浓度反演。通过不同浓度的标准气体对系统标定得到了0.999和0.998的线性拟合度。对200×10-6mol/mol和100×10-6mol/mol的CH4和C2H4标准气体进行1000 s持续测量，得到CH4和C2H4的最大浓度波动分别为2×10-6mol/mol和6×10-6mol/mol,标准差分别为0.7和2.1，对测量结果进行Allan方差分析得到0.025×10-6mol/mol（甲烷）和0.133×10-6mol/mol（乙烯）的最低检测极限。通过对氮气和浓度为200×10-6mol/mol的甲烷标准气体切换测量，得到了装置的动态响应时间为17.8 s。最后对山东烟煤进行煤热解气体检测，得到了甲烷和乙烯气体浓度的释放曲线，并且通过改变实验的升温速率、煤样粒径以及氧气浓度探究了浓度释放曲线与实验条件的关系，得到了两种气体在煤热解时的释放规律，为煤热解工艺的优化和气体排放控制提供了重要的数据支持和技术参考。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术煤热解波长调制时分复用在线检测

区块链环境下基于商业信用融资模式的供应链运营决策研究

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管理工程学报 2025年第1期39卷 243-255页

作者：王道平朱梦影董汉玺北京科技大学经济管理学院

应用区块链可以解决现有商业信用融资模式中存在的交货期过长、产品真实性难以保证和零售商不按时还款等问题。本文构建了应用区块链与未应用区块链的两种商业信用融资模式,运用Stackelberg博弈求解两种模式下供应链的最优批发价和零售... 详细信息

应用区块链可以解决现有商业信用融资模式中存在的交货期过长、产品真实性难以保证和零售商不按时还款等问题。本文构建了应用区块链与未应用区块链的两种商业信用融资模式,运用Stackelberg博弈求解两种模式下供应链的最优批发价和零售价决策,研究未应用区块链时产品为真的概率、零售商期末按时支付剩余款项的概率、零售商违约对供应商造成的损失比例、应用区块链的单位运营成本和应用区块链后的交货期等因素对供应链运营决策和成员期望利润的影响,分析应用区块链后商业信用融资的价值。研究表明:当引入区块链缩短交货期、确保产品为真等功能带来的益处大于一定程度时,零售价和批发价高于传统模式;若零售商违约的可能性非常低,或者即使零售商违约,供应商的损失也不大,则传统模式下的批发价和零售价更高。若区块链运营成本小于零售商愿意支付的阈值,选择应用区块链对供应链所有企业而言均有利;而若区块链运营成本大于供应商愿意支付的阈值,供应链中任何企业均不会因应用区块链而受益。

关键词：区块链商业信用融资运营成本定价

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磷石膏充填技术研究进展

工程科学学报 2025年第2期47卷 195-214页

作者：陈秋松吴爱祥北京科技大学土木与资源安全学院北京100083

磷石膏充填是大宗固废处置和磷矿安全高效开采的重要途径,响应国家生态文明建设发展战略、符合绿色矿山可持续发展要求,应用前景广阔.本文系统分析了磷石膏材料性能与充填制备工艺、充填性能、充填污染风险与控制的研究成果,主要包括:(1... 详细信息

磷石膏充填是大宗固废处置和磷矿安全高效开采的重要途径,响应国家生态文明建设发展战略、符合绿色矿山可持续发展要求,应用前景广阔.本文系统分析了磷石膏材料性能与充填制备工艺、充填性能、充填污染风险与控制的研究成果,主要包括:(1)概述了磷石膏充填研究现状,介绍了相关研究成果产出及政策动态;(2)整理了国内外不同地区磷石膏化学成分、物理性能,分析了胶凝材料类型以及理论最佳化学计量组成范围,汇总了磷石膏充填料浆流变性能、力学性能影响因素及演化机理;(3)评价了磷石膏充填的潜在环境污染风险,总结了现有磷石膏预处理技术与有毒元素固定机理;(4)从预处理技术、靶向材料、原位监测三个方面对未来研究进行了展望.

关键词：磷石膏充填膏体充填胶结充填绿色矿山磷石膏

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基于贝叶斯图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测

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工程科学学报 2025年第2期47卷 374-388页

作者：胡艳艳白雅婷北京科技大学智能科学与技术学院北京100083

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多... 详细信息

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多个传感器监测数据之间复杂的非欧氏空间关系.此外,少有研究考虑数据或者预测过程本身具有的不确定性,缺乏对预测结果可靠性的评估.为解决上述问题,本文提出了一种基于贝叶斯网络和图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测方法.将图注意力机制融入Transformer的时间多头注意力模块,结合图注意力网络在空间特征提取上的优势和Transformer模型在时间特征提取的优势,实现数据特征时空关系的联合提取.同时,利用改进的贝叶斯网络度量预测不确定性,在得到剩余使用寿命预测点值的同时给出相应的置信区间.最后,通过在公开航空发动机数据集上的实验,证明了所提模型的有效性和先进性.

关键词：航空发动机剩余使用寿命图注意力Transformer 贝叶斯网络概率预测

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数字化赋能乡村公共文化空间的机理与路径

西北农林科技大学学报（社会科学版） 2025年第1期25卷 17-27页

作者：高春凤北京建筑大学人文与社会科学学院北京100044

数字化是破解乡村公共文化空间发展困境的重要抓手,对于推进城乡公共文化服务均等化具有重要作用。数字化有助于打破“空间即建筑,形态即实体”的观念,推动乡村公共文化空间从线下向线上、实体向虚拟、传统业态向新兴业态转变,促进文化... 详细信息

数字化是破解乡村公共文化空间发展困境的重要抓手,对于推进城乡公共文化服务均等化具有重要作用。数字化有助于打破“空间即建筑,形态即实体”的观念,推动乡村公共文化空间从线下向线上、实体向虚拟、传统业态向新兴业态转变,促进文化基础设施升级、服务机构互联和文化资源整合。鉴于实践中存在的数字化设施不足、文化资源互联共享不足、网络文化治理滞后等问题,乡村公共文化空间的建设和发展要以数字化赋能为主线,按照理论赋能推动思想理念转变、技术赋能提升乡村公共文化空间建设品质、服务赋能增强乡村公共文化空间发展活力、治理赋能提高乡村公共文化空间管理效度的逻辑机理,依据“新空间、新基建、新机制、新场景”路径,以“数字化+”“互联网+”“人工智能+”为驱动,打造多元场景融合、线下线上协同、供给需求匹配、数量质量并重、标准特色兼容的新型乡村公共文化空间。

关键词：数字化赋能乡村公共文化空间逻辑机理空间重塑

武汉东湖底栖动物多样性分布的影响因素及历史变化

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湖泊科学 2025年第1期37卷 204-214页

作者：喻曾曾和雅静吴俊燕赵永晶崔永德中国科学院水生生物研究所武汉430072 中国科学院大学现代农业科学学院北京100049

探究城市湖泊物种和功能多样性分布及其历史变化有助于了解人类干扰对生态系统的影响。本研究于20202021年对武汉东湖不同湖区的底栖动物进行3次季节性调查,并搜集了19702020年文献中的历史数据,就底栖动物物种、功能和系统发育多样性... 详细信息

探究城市湖泊物种和功能多样性分布及其历史变化有助于了解人类干扰对生态系统的影响。本研究于20202021年对武汉东湖不同湖区的底栖动物进行3次季节性调查,并搜集了19702020年文献中的历史数据,就底栖动物物种、功能和系统发育多样性的空间分布和历史变化进行了比较,通过获取2000、2010及2020年东湖湖滨带1 km缓冲区的不同土地利用方式占比变化,分析了底栖动物多样性与环境因子之间的相关性。结果表明:调查共记录底栖动物97属种,团湖总种类数最高,后湖功能丰富度最高,功能均匀度在庙湖最高,在菱角湖最低,系统发育的分类多样性指数在团湖最高,分类差异指数在庙湖最高。总物种数与总氮、总磷呈负相关,耐污种种类数与总磷呈负相关,功能均匀度与耕地占比呈正相关,功能丰富度与总氮、总磷呈负相关,分类多样性指数与总氮、总磷呈负相关。结合历史数据,1970s 2020s水生昆虫占比呈现先下降后上升的趋势,到2010s底栖动物有个体小型化的趋势,后有所恢复。

关键词：底栖动物功能多样性土地利用历史变化东湖

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肿瘤神经生物学的现状和展望

中国科学:生命科学 2025年

作者：黄莹莹周鑫付卫杨竞北京大学生命科学学院北京大学第三医院

肿瘤神经生物学近年来迅速发展,已经成为生物医学研究的前沿热点方向.肿瘤神经生物学的研究旨在揭示肿瘤与神经系统的复杂相互作用及其分子信号机制.本文综述旨在汇总这一领域的最新进展,包括发生于中枢神经系统内的脑胶质瘤相关研究.... 详细信息

肿瘤神经生物学近年来迅速发展,已经成为生物医学研究的前沿热点方向.肿瘤神经生物学的研究旨在揭示肿瘤与神经系统的复杂相互作用及其分子信号机制.本文综述旨在汇总这一领域的最新进展,包括发生于中枢神经系统内的脑胶质瘤相关研究.大量证据表明,神经系统信号在脑胶质瘤的发生、发展及免疫逃逸过程中发挥关键调控作用.同时,对于外周肿瘤与神经系统互作的研究也揭示了神经信号对肿瘤微环境的重要影响.最后,本文展望肿瘤神经生物学的未来发展方向,特别是靶向神经信号在肿瘤治疗中的应用前景,以及在改善肿瘤治疗相关的神经损伤或癌性疼痛等方面的转化潜力.

关键词：肿瘤神经生物学脑胶质瘤外周肿瘤免疫微环境神经免疫互作

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量化压缩感知中最优阈值算法的数据时间权衡

中国科学:数学 2025年

作者：徐加樑赵云彬北京科技大学数理学院深圳市大数据研究院深圳国际工业与应用数学中心

松弛最优阈值算法是压缩感知中的一种新的阈值技术,用于从少量带噪线性测量中高效恢复稀疏信号,克服了传统硬阈值算法由于残差函数振荡导致的缺点.本文考虑一种新颖的数据时间权衡分析,以说明在任何固定恢复精度下,松弛最优阈值算法在... 详细信息

松弛最优阈值算法是压缩感知中的一种新的阈值技术,用于从少量带噪线性测量中高效恢复稀疏信号,克服了传统硬阈值算法由于残差函数振荡导致的缺点.本文考虑一种新颖的数据时间权衡分析,以说明在任何固定恢复精度下,松弛最优阈值算法在压缩感知、量化压缩感知还原信号过程中测量数量和迭代次数之间的权衡.理论结果还给出在压缩感知、量化压缩感知中实现信号恢复所需要的有效测量阶数.最后,通过数字实验也展示了松弛最优阈值算法在稀疏重建问题中的数据时间权衡.

关键词：压缩感知量化压缩感知稀疏重建问题松弛最优阈值算法数据时间权衡

基于前馈非线性模型预测控制的类车机器人路径跟踪

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工程科学学报 2025年第1期47卷 101-112页

作者：伊力夏提·伊力哈木江孟宇白国星顾青王国栋常鑫睿黄建秀郑燕北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院顺德528399 中国移动通信集团内蒙古有限公司呼和浩特010020

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误... 详细信息

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误差、类车机器人的前轮转角和前轮转角速度出现剧烈振荡现象.针对前述问题,本文基于非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)的滚动优化原理,引入基于逆运动学模型的前馈转角信息,将前轮转向角作为预测模型的第四维,提出了一种基于前馈非线性模型预测控制(Feedforward NMPC,FNMPC)的类车机器人路径跟踪控制算法.并通过Simulink和CarSim进行了联合仿真,结果表明FNMPC有效减小了模型失配导致的振荡现象,同时具有较高的跟踪精度.其中前馈非线性模型预测控制器的位移误差幅值不超过0.1106 m,航向误差幅值不超过0.1253 rad.在相同工况下,线性模型预测控制、前馈线性模型预测控制、纯跟踪控制和Stanley控制误差发散,而本文提出的FNMPC相比已有NMPC跟踪精度更高,且控制增量绝对累计值相比NMPC控制器减小67.53%.通过线控类车机器人底盘作为实验平台完成的测试结果表明,NMPC系统在进入弯道时出现控制失控现象,在相同工况下,FNMPC系统能够有效完成对参考路径的跟踪,同时将位移误差幅值控制在0.1624 m以内,航向误差幅值控制在0.1138 rad以内.

关键词：类车机器人路径跟踪前馈信息模型预测控制平顺性