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全国港航科技创新网络结构特征及演化

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 24-34页

作者：金嘉晨殷明上海海事大学上海国际航运研究中心上海200080

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加... 详细信息

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加权度、网络密度、特征路径长度及聚集系数指标,分析网络整体结构特征;构建加权度数中心度-加权中介中心度平面,识别网络个体的总体发展、不同组织类型的网络角色以及网络的核心节点;最后,根据合作伙伴的数量、强度和空间分布,揭示主体间合作的时空分异特征。结果显示:全国港口和航海科技创新网络呈现网络规模扩大、网络密度减小、合作伙伴增多及合作质量提高的趋势,港口科技创新网络具有“小世界”效应,航海科技创新网络呈现层次结构特征。全国港口和航海科技创新网络均形成有明确权力中心的网络结构,创新主体的信息控制和桥接能力不强。科研机构和高校更容易成为网络权力中心,企业在港口科技创新网络中发挥主导作用,公共机构和政府部门在航海科技创新网络中更具有影响力,部委直属或国有背景的组织在网络中占据核心位置。全国港口和航海科技创新主体的伙伴数遵循幂律分布,港口科技创新主体形成强强联合和强弱互动的合作局面,航海科技创新主体趋向异配合作。港口科技创新主体的同城合作质量更高,航海科技创新主体的同城和跨城合作质量协同提高。

关键词：交通运输经济演化网络分析科技创新质量权重港航业

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基于异构系统的多级并行稀疏张量向量乘算法

计算机学报 2024年第2期47卷 441-455页

作者：陈玥丹肖国庆阳王东金纪勇龙军李肯立中南大学大数据研究院湖南大学深圳研究院湖南大学信息科学与工程学院国家超级计算长沙中心之江实验室基础理论研究院—应用数学与机器智能研究中心

张量在许多实际应用中被用来表示大规模、多源、高维、多模态的数据.稀疏张量分解作为挖掘数据中隐藏信息的有效方法之一，已被广泛应用于机器学习、文本分析、生物医疗等研究领域中.稀疏张量向量乘(Sparse Tensor-VectorMultiplication... 详细信息

张量在许多实际应用中被用来表示大规模、多源、高维、多模态的数据.稀疏张量分解作为挖掘数据中隐藏信息的有效方法之一，已被广泛应用于机器学习、文本分析、生物医疗等研究领域中.稀疏张量向量乘(Sparse Tensor-VectorMultiplication,SpTV)是张量分解中最基础、耗时最多的运算之一.为加速大数据和人工智能相关应用的运行效率，本文提出了基于CPU-GPU异构结构的多级并行SpTV加速算法.首先，为了将SpTV运算映射到混合、多级并行的分布式CPU-GPU异构多/众核构架，本文设计了一种多维并行SpTV划分方法，采用面向节点级并行的N-1维张量划分和面向GPU线程级并行的矩阵划分，充分利用计算节点间和节点内的多级并行计算能力.其次，设计了一种基于稀疏张量纤维的压缩存储格式，压缩稀疏张量的内存占用，优化SpTV运算的计算和访存模式.最后，提出了基于多流并行的异构高效SpTV算法，进一步设计了稀疏张量的细粒度划分方法、多流并行运行机制和基于张量块排序的多流并行优化技术，实现了SpTV运算中通信开销和计算开销的相互重叠与隐藏.实验结果表明，与相关工作aeSpTV相比，所提出的SpTV算法在所有测试数据集上最高能够获得3.28倍的加速比.

关键词： CPU-GPU 异构并行计算多级并行稀疏张量张量运算

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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农业知识驱动服务技术革新综述与前沿

农业工程学报 2024年第7期40卷 1-16页

作者：王元胜吴华瑞赵春江国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引... 详细信息

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引擎,代表着核心研究方向,伴随着技术发展全过程。目前农业行业迫切需要解决的是知识供给严重不足、服务效率不高的问题。农业知识驱动服务技术经历较长时间发展,在知识高效匹配和精准供给方面取得了较大进步,特别是2022年11月以来ChatGPT这类技术的出现,充分展现了超大规模预训练模型在知识智能服务方面的巨大潜力,这也是农业知识驱动服务可以取得突破的关键所在,可以在这方面发挥重要作用。该文在分析农业知识驱动服务相关技术现状的基础上,展望了农业领域可行的知识驱动服务技术路径,预测农业领域知识服务大模型研发构建会呈现参数由少到多、算力由弱趋强、强化训练逐渐加深的特点得到快速发展应用,未来将在专业技术指导、农业“装备-信息-农艺”融合、农业信息系统平台服务总线等方面系统升级现有农业知识服务范式,多模态服务将得到系统融合加深,人机交互模式将向“人性化”方向进一步黏合增强,从而为农业智能化转型升级提供全新的技术支撑,引领农业知识服务从数据检索、语义匹配迈向生成式知识驱动模式转变。

关键词：农业技术服务知识驱动 ChatGPT 超大规模预训练模型新范式

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NNW-ICE软件的三维结冰模型及精度验证

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航空学报 2024年第12期45卷 54-66页

作者：陈宁立易贤王强任靖豪中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所绵阳621000

结冰现象严重危害飞行器的飞行安全,而数值模拟是研究结冰的重要手段之一。NNW-ICE软件是一款由中国空气动力研究与发展中心开发的中国完全自主可控的结冰数值模拟软件。该软件中的三维结冰相变模型相比于传统的SWIM、Myers模型增加考... 详细信息

结冰现象严重危害飞行器的飞行安全,而数值模拟是研究结冰的重要手段之一。NNW-ICE软件是一款由中国空气动力研究与发展中心开发的中国完全自主可控的结冰数值模拟软件。该软件中的三维结冰相变模型相比于传统的SWIM、Myers模型增加考虑了表面接触角对水膜流动的影响,且能量方程中增加考虑了伴有蒸发现象的霜冰结冰。数值计算方法方面,软件采用有限体积法对方程进行离散,拓展了模型对于复杂几何构型的非结构网格的适用性,并且集成了一阶显式、四阶四步龙格库塔-显式、一阶隐式、二阶一步龙格-库塔隐式共4个求解器。本文还采用了冰风洞试验结果、商业软件FENSAP-ICE计算结果对软件精度进行了验证。结果表明:NNW-ICE软件的计算结果与冰风洞试验结果吻合均较好,且精度总体优于FENSAP-ICE软件。

关键词： NNW-ICE软件计算方法水膜流动结冰相变结冰软件

基于DNA步行器的传感器技术在食品安全检测中的研究进展

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食品工业科技 2024年第12期45卷 395-404页

作者：宋思青司晓夏胡聚峰杜子沫陈历俊刘继超北京三元食品股份有限公司国家母婴乳品健康工程技术研究中心北京市乳品工程技术研究中心母乳研究技术创新中心北京100163

随着DNA纳米技术的快速发展,各种结构和功能的DNA分子被用于构建具有动态行为的可编程纳米机器。其中,DNA步行器因其能够借助驱动力在预定轨道上自主、逐步移动以产生级联信号放大的优势,成为了生物传感、生物成像以及药物递送等领域日... 详细信息

随着DNA纳米技术的快速发展,各种结构和功能的DNA分子被用于构建具有动态行为的可编程纳米机器。其中,DNA步行器因其能够借助驱动力在预定轨道上自主、逐步移动以产生级联信号放大的优势,成为了生物传感、生物成像以及药物递送等领域日益增长的研究热点,在食品污染物快速超灵敏检测方面展现出巨大的应用潜力。本综述首先简要介绍了DNA步行器的基本原理,并着重阐述了提升DNA步行器行走效率的策略,然后总结了其在食品安全检测中的应用,最后对DNA步行器未来研究方向进行了展望,为推动其实际应用提供了理论指导。

关键词：食品安全 DNA 步行器信号放大核酸适配体生物传感器

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表面应变重构的视觉识别方法

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：霍军周李高瑞胡清华张占葛葛利涵大连理工大学机械工程学院中国航天员科研训练中心

针对全断面岩石隧道掘进机刀盘在恶劣工况下的应变监测，提出了一种表面应变重构的视觉识别方法。本文通过图像中圆形标距中心点之间像素点数量的变化，得到标距的实际变形，并在此基础上结合柯西-格林公式进行表面应力重构。以隧道掘... 详细信息

针对全断面岩石隧道掘进机刀盘在恶劣工况下的应变监测，提出了一种表面应变重构的视觉识别方法。本文通过图像中圆形标距中心点之间像素点数量的变化，得到标距的实际变形，并在此基础上结合柯西-格林公式进行表面应力重构。以隧道掘进机刀盘刀座和筋板2个关键位置为研究对象，设计了4330V和Q345-D共2种材料不同尺寸标准样件，搭建了基于视觉识别和基于应变片的2套测量系统，进行了拉伸载荷作用下的应变对比及样件表面应力重构。验证基于视觉识别方法测得的2种材料标准件变形的误差范围为1.28%～3.23%，后基于该方法进行了4330V材料的表面应力重构的误差范围为2.20%～4.76%。研究表明：本方法可以实现变形的准确测量及实现多方向的应变和变形重构，为实现复杂结构的应变和变形测量奠定了坚实基础。

关键词：隧道掘进机刀盘图像识别相机标定畸变矫正轮廓识别变形测量应变测量应变重构

考虑土-膨润土化学相容性的阻隔墙长期服役性能研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 282-290页

作者：黄博曹林峰李育超浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310000 超重力研究中心浙江杭州310000

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透... 详细信息

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透系数和水动力弥散系数等参数随Na^(+)和Ca^(2+)浓度的变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型的计算结果分别与已有解析解计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后基于所建数值模型,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了考虑和未考虑土-膨润土化学相容性、水头差和膨润土掺量对阻隔墙长期服役性能的影响。结果表明:考虑土-膨润土化学相容性之后,阻隔墙从不会被击穿变成了服役75 a后被击穿,服役寿命大幅缩短;降低阻隔墙两侧水头差,能够有效延缓污染物的击穿时间;阻隔墙膨润土掺量的下限值应在原先防渗要求的基础上适当提高,以应对污染物作用下墙体防污阻隔性能的削弱。

关键词：化学相容性阻隔墙污染物运移数值模型长期服役性能

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空间站CO_(2)去除系统节气技术研究

载人航天 2024年第1期30卷 1-8页

作者：张勇平卞强吴志强王洪亮杨润泽张震白攀峰中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室北京100094 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所郑州450006

针对空间站CO_(2)去除系统周期性真空解吸会损失大量气体的问题,对系统的节气技术进行研究。从分子筛材料的吸附及解吸特性出发,研究影响系统气体损失量的关键因素。结合系统运行流程和运行周期,综合考虑节气泵工作特性、寿命要求和系统... 详细信息

针对空间站CO_(2)去除系统周期性真空解吸会损失大量气体的问题,对系统的节气技术进行研究。从分子筛材料的吸附及解吸特性出发,研究影响系统气体损失量的关键因素。结合系统运行流程和运行周期,综合考虑节气泵工作特性、寿命要求和系统的CO_(2)去除性能,提出了满足指标要求的系统节气方案。采用对损失气体进行实测采样的方法对系统的气体损失量进行了试验验证。试验数据及空间站在轨运行数据表明:设计的节气方案可以控制系统的气体损失量小于45 g/d,提出方案满足设计指标要求。

关键词：空间站 CO_(2)去除系统气体损失节气方案

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