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中空结构介孔有机硅球的制备及吸附性能研究

化学研究与应用 2024年第1期36卷 103-110页

作者：孟祥艳侯月强南方林枫菏泽学院化学化工学院山东菏泽274015

采用Stober法制备出分散性比较单一的二氧化硅纳米球,再以得到的二氧化硅纳米球为硬模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,有机硅烷(BTEE)为前驱体,一步水热直接合成出中空介孔有机硅球,避免了传统制备中空微球方法中的刻蚀步骤,并... 详细信息

采用Stober法制备出分散性比较单一的二氧化硅纳米球,再以得到的二氧化硅纳米球为硬模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,有机硅烷(BTEE)为前驱体,一步水热直接合成出中空介孔有机硅球,避免了传统制备中空微球方法中的刻蚀步骤,并探索了反应条件对产品结构形貌的影响规律。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附等对所制备材料的结构形貌进行表征。研究结果表明,改变合成体系中乙醇和去离子水的比例可以调节有机硅源在硅球表面发生缩聚的位置,从而调节中空有机硅球的分散性,而改变氨水的量可以调节中空介孔有机硅球的壳层厚度。最后以亚甲基蓝为模型化合物考察了中空介孔有机硅球的壳层厚度对其吸附性能的影响。

关键词：有机硅球中空结构介孔吸附性能

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船用MXene基锂硫电池的设计与性能研究

船用MXene基锂硫电池的设计与性能研究

作者：高哲山东交通学院

学位级别：硕士

当前,船舶的电动化是社会发展的趋势,锂硫电池以其突出的理论能量密度和较大的比表面积,加之成本效益高和对环境较小的影响,已被视为新一代船舶电动化领域中极具潜力的储能技术之一。但目前仍存在着许多问题,如硫单质导电性差,体积变化... 详细信息

当前,船舶的电动化是社会发展的趋势,锂硫电池以其突出的理论能量密度和较大的比表面积,加之成本效益高和对环境较小的影响,已被视为新一代船舶电动化领域中极具潜力的储能技术之一。但目前仍存在着许多问题,如硫单质导电性差,体积变化大,产生的多硫化物具有穿梭效应这些挑战严重影响了锂硫电池的商业化进程。针对上述问题,本文制备了一种新型的CNTs/TiCT@MoS?PP隔膜电池,以及CNTs/TiCT@MoS-KB/S隔膜与正极一体式的锂硫电池。在此基础上,对电池进行建模并验证是保证电池可靠运行的保证。本文通过利用MATLAB/Simulink软件,利用模拟平台设定端电压,与实验中数据进行比较来验证构建的仿真平台的准确性。本文的研究内容如下:（1）首先制备材料所需的MXene,利用刻蚀法对前驱体TiCT进行处理,得到MXene-TiCT片溶液,随后将碳纳米管（CNTs）、二亚乙基三胺（DETA）、钼酸钠（NaMoO 2HO）、硫脲(SC（NH）)和葡萄糖（CHO）依次加入上述溶液中于高压反应釜中进行水热反应,得到反应物,利用真空抽滤的方法将混有CNTs的TiCT@MoS与PP隔膜结合,获得一种新型材料隔膜,并将其组装成锂硫电池。改性隔膜提高了锂硫电池比表面积、对多硫化锂的吸附,增强了材料的机械稳定性。通过对电池的电化学性能测试可以看出,该CNTs/TiCT@MoS?PP改隔膜在CNTs含量为10%时电化学性能最好,试验数据表明,该电池在0.1 C的电流密度下放电比容量为1140 mAh·g,在经历100次循环之后可逆放电比容量为798.6mAh·g,平均每圈循环的容量衰减率为0.29%。当在2 C的高电流密度下,比容量有668.5mAh·g。当在2 C的高电流密度下保持着668.5mAh·g的高倍率比容量,将电流密度切换回0.1 C后,还可以恢复到947.5 mAh·g的高可逆比容量。（2）利用熔融法制备CNTs/TiCT@MoS-KB/S一体式电极的锂硫电池,首先制备CNTs/TiCT@MoS-KB/S正极材料,随后将此涂敷在PP隔膜的一侧,制备出CNTs/TiCT@MoS-KB/S一体式电极的锂硫电池。此一体式电极有良好的浸润性和结构稳定性,且经电化学测试分析,CNTs/TiCT@MoS-KB/S一体式电极的锂硫电池在0.1 C的电流密度下拥有1120.3 mAh·g初始放电比容量,在循环100次后放电比容量仍表现出814.6 mAh·g,循环保持率为74.9%。当在2 C的电流密度条件下仍然有543.9 mAh·g的高倍率比容量。当电流密度从2 C切换回0.1C后CNTs/TiCT@MoS-KB/S一体式电极依旧展现出990.5 mAh·g的高比容量。（3）为保证电池在运行过程中的稳定性与剩余容量,对电池进行建模。本文根据试验数据,分别在不同SOC状态下测其阻抗谱特性,由此建立了其一阶RC、二阶RC等效电路模型。同时利用MATLAB/Simulink软件对电池建立的模型进行仿真验证,根据仿真验证的结果看出,相比于数据简单的一阶RC模型,二阶RC模型更能符合锂硫电池工作状态,同时它的最大误差在1%以下,看出二阶RC等效电路模型的拟合数据更加精确,本文的研究成果将对船舶的电动化起到推动作用。

关键词：锂硫电池二硫化钼 Ti3C2Tx 电化学性能等效电路模型

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厢式货车货物装载策略关键算法研究

厢式货车货物装载策略关键算法研究

作者：管洪亮山东交通学院

学位级别：硕士

厢式货车因其封闭的货箱结构,适合运输各种类型的货物,是物流运输中的配送主力。现阶段,厢式货车自动装车设备逐步投入使用,但装载策略受到现实场景的约束,仍需要人工参与。实现厢式货车货物自动装载,有利于提升运输效率和装载空间的利... 详细信息

厢式货车因其封闭的货箱结构,适合运输各种类型的货物,是物流运输中的配送主力。现阶段,厢式货车自动装车设备逐步投入使用,但装载策略受到现实场景的约束,仍需要人工参与。实现厢式货车货物自动装载,有利于提升运输效率和装载空间的利用率。针对厢式货车货物装载策略,本文聚焦货物目标检测、深度估计和装箱策略三个关键方面,旨在通过计算机视觉和强化学习技术应用,得到厢式货车装载策略,提高装载空间利用率和装载个数。研究主要工作如下:(1)针对货物精准识别问题,提出Efficient-YOLO模型。本研究基于YOLO V7模型的改进,提出Efficient-YOLO货物目标检测模型。通过采用Fused MBConv模块和MBConv模块替代传统的卷积模块,使模型的参数量下降至16.79M。在货物包裹数据集上的评估显示,Efficient-YOLO-M和Efficient-YOLO-S模型在检测效果上与YOLO V7原始模型相比,均有所提升。特别是,经过迁移学习处理的Efficient-YOLO-S模型,在精准度和m AP.5指标上分别达到100%和99.4%,证明该模型能高效识别待装载货物。(2)针对装载场景获取深度信息问题,提出LapEfficientDepth模型。本研究基于改进Lap Depth模型,提出LapEfficientDepth深度估计轻量级模型。该模型通过采用轻量级模块和残差模块,替换Lap Depth模型中的Res Next101编码器模块,使模型参数量显著降低,仅占原模型的8.5%。LapEfficientDepth模型在KITTI数据集上进行预训练,然后在ETH3D-S小样本数据集上进行迁移学习,能得到相对误差更低,精度更高的单目深度估计模型。LapEfficientDepth模型生成的深度图表现出更平滑的色彩过渡和更丰富的细节信息,证明其在小样本场景下对货物及装载空间深度估计的有效性。(3)针对厢式货车货物装载策略问题,提出一种改进ACKTR深度强化学习货物装载策略。本研究基于ACKTR原策略,使用Lucky Re LU激活层替换原有的Re LU激活层,并在输出端前添加Dropout失活层,得到改进的ACKTR货物装载策略。实验结果表明,改进后的策略相较于原策略,在模拟10次和100次装箱实验中,空间利用率分别提升0.32%和3.54%,装箱完成后的空间稳定性更高,说明该策略有效提高了货物装载效率。

关键词：厢式货车货物装载策略 Efficient-YOLO模型 LapEfficientDepth模型 ACKTR策略

“第二个结合”视域下中华民族现代文明的三重向度

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思想政治教育研究 2024年第2期40卷 123-129页

作者：尹昱珺马秋丽山东大学马克思主义学院山东济南250000

“第二个结合”赋予中华民族现代文明以马克思主义的先进性质、中华文化的民族根脉、中国实际的实践活力。从历史向度来看,中华民族现代文明在马克思主义同中华优秀传统文化的结合中萌蘖而生,内蕴着“文明蒙尘”向“文明复兴”的历史必... 详细信息

“第二个结合”赋予中华民族现代文明以马克思主义的先进性质、中华文化的民族根脉、中国实际的实践活力。从历史向度来看,中华民族现代文明在马克思主义同中华优秀传统文化的结合中萌蘖而生,内蕴着“文明蒙尘”向“文明复兴”的历史必然性。从理论向度来看,中华民族现代文明在马克思主义同中华优秀传统文化的高度契合、相互成就中拔节孕穗,表现为天下为公、讲信修睦的社会追求与共产主义、社会主义的理想信念相通,民为邦本、为政以德的治理思想与人民至上的政治观念相融,革故鼎新、自强不息的担当与共产党人的革命精神相合。从价值向度来看,中华民族现代文明作为一种面向现代化、面向世界、面向未来的文明观,超越了中国古代文明观、西方霸权主义文明观、传统社会主义文明观,在“返本开新”的意义上不断引领和开辟人类文明新境界。

关键词：中华民族现代文明 “第二个结合” 文明复兴文化自信

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应用动画素材作为课程资源优化中学生物学教学设计——以“免疫调节”为例

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中学生物教学 2022年第5期 48-50页

作者：张进滨州学院山东滨州256600

动画素材具有信息量大、交互性强、表现形式丰富等特点,将其引入生物学教学过程,一方面能够呈现微观世界的动态过程、丰富教学内容、满足个性化教学需求,另一方面可以充分调动学生的积极性,有利于学生进行直观的学习,帮助学生改善思维方... 详细信息

动画素材具有信息量大、交互性强、表现形式丰富等特点,将其引入生物学教学过程,一方面能够呈现微观世界的动态过程、丰富教学内容、满足个性化教学需求,另一方面可以充分调动学生的积极性,有利于学生进行直观的学习,帮助学生改善思维方式,培养形象思维和联系能力,从而提高学习和记忆效率。以免疫调节为例,利用动画素材优化生物学教学设计,提高学生对抽象问题的理解能力,为教师更有效地利用动画素材指导学生全面发展提供依据。

关键词：动画素材资源优化免疫调节

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逆境条件下药用植物酚酸类物质“内外大循环”代谢及作用机制探讨

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山东农业科学 2024年第9期56卷 164-171页

作者：付心雨鞠吉东孟缘周冰谦卢恒王晓郭兰萍刘伟山东中医药大学山东济南250355 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省分析测试中心山东济南250014 齐鲁工业大学(山东省科学院)药学院山东济南250014 中国中医科学院中药资源中心北京100700

逆境胁迫是植物进化过程中必不可少的驱动因子,关于植物应对逆境胁迫的适应机制研究日趋深入。植物体内的次生代谢物含量中酚酸类大约占到30%,它具有抗微生物、抗氧化、抗细胞毒性和抗炎的作用,是植物抗逆胁迫过程中的主要“功臣”,也... 详细信息

逆境胁迫是植物进化过程中必不可少的驱动因子,关于植物应对逆境胁迫的适应机制研究日趋深入。植物体内的次生代谢物含量中酚酸类大约占到30%,它具有抗微生物、抗氧化、抗细胞毒性和抗炎的作用,是植物抗逆胁迫过程中的主要“功臣”,也是药用植物发挥临床药效的重要物质基础。前期研究发现,连作条件下丹参植株体内的酚酸类成分含量增加,根际的邻苯二甲酸、苯甲酸等物质能够促进立枯丝核菌增殖,致使连作丹参木质素合成增加,提升植物对病原菌侵染的防御能力。故而本研究对酚酸类次生代谢物在药用植物体内合成以及体外代谢的“全链条”代谢途径进行综合探讨,总结酚酸类次生代谢物合成及分泌的全过程,以期为药用植物抗逆、抗病应答研究提供理论支撑。

关键词：酚酸药用植物逆境胁迫合成调控根系分泌物根际微生物

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不等跨四连拱钢管混凝土系杆拱桥结构性能优化研究

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不等跨四连拱钢管混凝土系杆拱桥结构性能优化研究

作者：吴春旭山东交通学院

学位级别：硕士

钢管混凝土(concrete-filled steel tube简称CFST)结构质量轻、主拱强度高、施工方便,解决了大跨度拱桥施工难及高强度材料应用的问题,加之多跨连拱结构跨越能力强,两者结合的应用形式发展前景广阔,但此类结构研究资料较少,亟需进行力... 详细信息

钢管混凝土(concrete-filled steel tube简称CFST)结构质量轻、主拱强度高、施工方便,解决了大跨度拱桥施工难及高强度材料应用的问题,加之多跨连拱结构跨越能力强,两者结合的应用形式发展前景广阔,但此类结构研究资料较少,亟需进行力学性能等方面研究。本文以国内首座不等跨四连拱系杆拱桥—高商黄河特大桥为依托,通过Midas/Civil建立了该桥的空间有限元分析模型,计算分析了该桥的静动力特性及稳定性,并在此研究的基础上,通过改变结构设计参数,分析了不等跨四连拱结构设计参数变化对其成桥状态的影响,并据此对本桥结构进行了设计优化,为同类型桥梁设计提供借鉴。主要研究内容及成果如下:(1)系统阐述了钢管混凝土拱桥的历史及其在国内外的发展现状,总结了此类结构研究的不足之处,并简述了钢管混凝土拱桥的分类方法、结构特点及结构原理。(2)总结了钢管混凝土拱桥设计理论和数值模拟方法。利用Midas/Civil建立高商黄河特大桥有限元分析模型,分析了不同荷载作用下此类拱桥的静动力特性及稳定性。结果表明:(1)在横向最不利荷载组合作用下,拱肋上弦拱顶和拱脚处及下弦拱脚处的应力分布均大于其他截面应力,存在局部应力偏大的问题;(2)该拱桥宽跨比较小,导致其横向刚度相对较小,当荷载达到临界值时拱桥会发生侧倾失稳,存在横向刚度和稳定性不足的问题。(3)在原桥设计分析的基础上,分别选取矢跨比、拱轴系数、拱肋内倾角、横撑形式及钢管径厚比五个设计参数对该类型拱桥成桥状态的结构性能进行分析,研究了上述参数对该类型拱桥力学行为的影响规律,并给出了各参数合理的取值范围。研究结果表明:(1)当矢跨比为1/5时,拱肋面内、面外及扭转刚度均有所提升,且拱肋竖弯振动频率和扭转振动频率均处于较高值,施工成本有所降低,同时又避免了拱肋变形和内力大幅提升;(2)过大的拱轴系数对拱顶竖向变形不利,过小的拱轴系数会导致拱肋偏心距增大,当拱轴系数m=1.5时,边、中两不等跨各关键截面偏心距标准差达到极小值,且下弦拱脚截面受力较均衡,压力储备也较大,有利于拱脚构造处理;(3)拱肋内倾5°时,边、中两不等跨拱脚及拱顶处竖向位移达到极小值,且拱脚弯矩亦达到极小值,结构刚度及稳定性均有10%以上提升,倾角继续增大时结构改善效果并不理想,因此拱肋内倾角取5°较为合理;(4)选择拱顶米字形撑、两侧K形撑的原设计方案时,该类型拱桥的变形、受力、刚度及稳定性均达到较优状态,且行车视觉良好,造型美观,经济合理;(5)在调整钢管径厚比时,在改善结构变形及局部应力过大问题上,增加弦管直径和厚度的方法均是可行的,在改善结构刚度和稳定性方面,增加弦管直径优于增加弦管厚度,但弦管直径的增加会使施工成本大幅提高。本工程拱肋仅有拱顶和拱脚部分截面应力偏大,可只选择增加弦管厚度的方法进行改善。(4)在原设计模型基础上,选择合理的设计参数,对原设计进行优化,并将优化后结构静动力、稳定性及施工成本与原设计进行对比。对比结果表明:不等跨四连拱系杆拱桥结构参数优化后,不但使上部结构的造价相对原设计有所降低,结构的静动力特性及弹性稳定性也得到了较大改善,优化效果良好。本文提出的合理参数取值范围可以为后续同类型桥梁设计提供一定参考,也充分证明了其合理性和可行性。

关键词：钢管混凝土拱桥不等跨四连拱结构设计参数静力稳定性

工业固废制备硫硅酸钙—硫铝酸盐水泥试验研究

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工业固废制备硫硅酸钙—硫铝酸盐水泥试验研究

作者：刘洪星山东交通学院

学位级别：硕士

随着现代化进程的加快,固废大量堆积和水泥生产碳排放超标问题已经成为制约社会发展的重要因素,利用固废制备绿色低碳水泥成为新的研究热点。硫铝酸盐水泥是一种低碳水泥,但其中的硅酸二钙矿物（β-CS）水化活性低、水化速度慢,在一定... 详细信息

随着现代化进程的加快,固废大量堆积和水泥生产碳排放超标问题已经成为制约社会发展的重要因素,利用固废制备绿色低碳水泥成为新的研究热点。硫铝酸盐水泥是一种低碳水泥,但其中的硅酸二钙矿物（β-CS）水化活性低、水化速度慢,在一定程度上限制其应用和发展。近年研究发现,硫硅酸钙（CSS）矿物在铝酸盐、硫铝酸盐体系下表现出比β-CS更强的水化活性,因此硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥（TSAC）的制备与性能研究引起广泛关注。为实现固废消纳和水泥低碳生产,本文研发了一种基于多种固废协同处置技术、熟料无需添加石膏的硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥（固废基NTSAC）,并对其制备理论、高温反应动力学及烧成影响因素进行深入研究,主要研究内容和结论如下:（1）以石油焦灰渣、粉煤灰和铝矾土为原料,基于响应面法设计了以煅烧温度和保温时间为影响因素、熟料矿物含量为响应值的Optimal试验,一次烧成了含有内残CaSO的固废基NTSAC,利用响应面模型确定了熟料最佳煅烧制度,并对水泥性能进行评估。研究表明,固废基NTSAC最佳煅烧制度为:煅烧温度1175.15℃、保温时间49.27min;熟料矿物组成分析为三元体系CAS-CSS-CaSO,并未发现目标矿物CAF,这是因Fe元素固溶于CAS中所致;各矿物含量模型拟合程度评价指标的分析结果均在合理范围之内,模型可用于优化预测;因素间的交互作用对CAS和CSS含量影响显著,对CaSO含量影响不显著;最佳煅烧制度下制备的固废基NTSAC凝结时间比外掺石膏TSAC更长,但其前期抗压强度较外掺石膏TSAC略低,后期强度较高;相比天然原料,固废基NTSAC的制备方式对固废利用率高达83%,每制备1t TSAC可节省天然原料1.27t。（2）开展了固废基NTSAC高温反应动力学研究,通过对矿物的定性定量分析,得到矿物在高温反应过程中的物相变化和动力学参数。结果表明,CAS的转化率α与时间t的关系满足Ginstling球体模型,形成活化能为187.27k J/mol;在1150℃～1175℃时,CSS以形成为主,CSS的转化率α与时间t的关系也满足Ginstling球体模型,形成活化能为83.92k J/mol,在1225℃～1250℃时,CSS以分解为主,CSS的分解率α与时间t的关系满足几何收缩模型R,分解活化能为402.08k J/mol;CaSO做为参与反应的重要矿物,在1150℃～1225℃时其消耗率α与时间t的关系满足几何收缩模型R。（3）探究了熟料冷却方式、生料成型、生料细度及熟料设计矿物组成改变对熟料烧成的影响。结果表明,急冷、自冷两种冷却方式下所得熟料与设计值的矿物误差平均值分别为0.87%和2.53%,急冷所得熟料更接近设计值;成型压力为5MPa、10MPa、15MPa和20MPa时所得熟料与设计值的矿物误差平均值分别为:7.66%、5.01%、0.87%、2.22%,压力为15MPa时所得熟料更接近设计值;生料球形成型、压片成型和粉末成型所得熟料与设计值的矿物误差平均值分别为:12.60%、0.87%、22.75%,生料压片成型所得熟料更接近设计值;生料细度为10μm、20μm和30μm时所得熟料与设计值的矿物误差平均值分别为:8.16%、0.87%、10.44%,生料细度为20μm所得熟料更接近设计值;熟料设计内残CaSO含量为7.5%、15%和22.5%时所对应的最佳煅烧制度分别为:1183.77℃-47.38min、1175.15℃-49.27min、1157.65℃-47.91min,当熟料矿物含量与愿望值间的允许误差扩展至15%时,不同矿物组成熟料可由共同的煅烧条件（1175℃、38min）制得。

关键词：硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥工业固废制备理论高温反应动力学响应面分析

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黄河流域高铁网络时空分异与路径优化研究

黄河流域高铁网络时空分异与路径优化研究

作者：孙婷山东交通学院

学位级别：硕士

在加快建设交通强国,构建现代化高质量国家综合立体交通网的背景下。高铁作为综合立体交通网中的重要成员,我国铁路尤其是高铁在三次《中长期铁路网规划》的催化下迅猛发展,形成了覆盖范围广泛、结构复杂的高铁运输网络。本文以黄河流... 详细信息

在加快建设交通强国,构建现代化高质量国家综合立体交通网的背景下。高铁作为综合立体交通网中的重要成员,我国铁路尤其是高铁在三次《中长期铁路网规划》的催化下迅猛发展,形成了覆盖范围广泛、结构复杂的高铁运输网络。本文以黄河流域为研究区域,基于社会网络分析理论、区域空间结构理论,以2010-2023年黄河流域城市间O-D高铁列车频次矩阵,使用社会网络分析法以及GIS空间分析法进行测算,借助二次指派方法分析黄河流域高铁网络的影响机制,为黄河流域高铁网络路径优化发展提供策略。(1)构建2010年、2015年、2020年以及2023年的高铁网络,黄河流域高铁网络从网络节点特征及网络整体结构特征分析时空分异特征。中东部较先发展高铁的交通枢纽城市度值较高,随着网络均衡化发展,高铁网络逐渐呈现核心区扩大、边缘区减小的趋势,网络整体密度有待提升,低度值节点在流域内广泛分布,凝聚子群之间以省界为边界明显,集聚特征较为显著,平均路径长度不断降低,高铁网络小世界特征显著。(2)测度历年来高铁城市间首位联系,结合高铁网络结构特征,对网络宏观演变进行总结。黄河流域高铁网络大体经历了发育阶段、发展阶段及繁荣阶段三个阶段。2014年及以前高铁网络处于发育阶段,网络结构以极核模式为主;2015-2017年处于发展阶段,河南、山东等形成点轴串珠模式,偏远地区开始逐步开始发育,形成极核模式;2018年进入繁荣阶段,河南、山东、陕西等地仍以点轴串珠模式为主,甘肃、宁夏等以极核模式为主,但随着更多高铁城市的加入,网络模式逐渐向多中心网络化转化。(3)通过二次指派方法对流域内高铁网络格局演变的因素进行分析。测算城市经济发展水平、人口规模、产业结构、行政等级以及城市间距离5个因素对于高铁网络的影响,构建分析模型,进行二次指派程序分析,同时提出高铁优化路径。

关键词：高铁网络社会网络分析时空分异黄河流域影响因素