摘要：径流预报对防洪具有重要意义。然而,由于径流过程的复杂性和随机性,对日径流量进行准确预测是困难的,尤其是对峰值径流量的预测。为了解决这一问题,本研究提出了一种用于径流预测的增强型长短期记忆(LSTM)模型,其中引入了新的损失函数并集成了特征提取器。设计了峰值误差tanh(peak error tanh,PET)和峰值误差swish(peak error swish,PES)两个损失函数,增强了峰值径流预测的重要性,弱化了正常径流预测的权重。为每个气象站建立由3个LSTM网络组成的特征提取器,目的是提取每个气象站输入数据的时间特征。以中国淮河上游为例,利用增强型LSTM模型对1960—2016年的日径流量进行了预测。结果表明,改进后的LSTM模型表现良好,在验证期内(2005年11月至2016年12月),Nash-Sutcliffe效率(NSE)系数在0.917-0.924之间,优于广泛使用的集总水文模型(Australian Water Balance model(AWBM)、Sacramento、Sim Hyd和Tank模型)和数据驱动模型(人工神经网络(ANN)、支持向量回归(SVR)和门控循环单元(GRU))。以PES为损失函数的增强型LSTM对洪水极端径流的预测效果最好,平均NSE为0.873。此外,海拔较高的气象站降水对径流预测的贡献比最近的气象站更大。该研究为流域日径流预测提供了有效工具,有利于流域防洪和水安全管理。

摘要：轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交,可以很好地解决频谱资源紧张的问题。针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题,设计了一种太赫兹频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关系,使用了一种石墨烯双环结构并通过调整优化天线的的结构尺寸来提高天线的性能。实验结果表明,通过简单调整馈电相位差,就能够产生模态数为0、1、2和3的涡旋波,并且不同模态下天线的增益均在7.5dBi以上。同时所设计的天线绝对带宽达到了8.85THz,在中心频率6THz处其相对带宽可以达到147%,S11为-50dB,与传统天线相比改善较大,为太赫兹频段的模态复用提供了一定的现实意义。

摘要：以风驱动旋转圆盘摩擦纳米发电机(WRD-TENG)为主体,结合太阳能电池,储能锂电池、时控开关成功构建了时间精准操控的自供电电解析氯系统。测试结果表明:尺寸稳定阳极(DSA电极)电解析氯20 min产生的活性氯对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌有明显的杀灭效果,杀菌率都达到95%以上。自供电系统的太阳能电池和WRD-TENG可以单独或同时收集能源,并且输出具有互补性,锂电池和时控开关赋予了复合系统储能和时间精准操控的特性,复合体系可以成功驱动电解析氯体系。

摘要：随着煤矿开采机械化水平越来越高,掘进和回采工作面两巷采用人工和绞车回撤和拖动电缆、水管等已不能适应工作面高效生产的需求,表现出效率低、容易对电缆造成伤害以及安全隐患多等问题。为了解决这些问题,设计了一种利用吊挂在巷道顶板悬空轨道自移的管缆拖移装置。

摘要：针对车辆在循迹过程中主动跟随精确性的问题,本文提出了一种利用线性二次(LQR)-PID最优算法设计上层控制器的方法。首先,根据车辆的动静态特性和运动特性建立CarSim车辆模型,并设计相应的性能指标;然后,采用LQR线性二次最优控制和PID控制设计了针对不同路况条件下的两种跟车策略,结合实际驾驶条件下自身传感器采集的数据作为系统输入,将所设计控制策略得到的输出作用于车辆模型。联合仿真表明:线性二次-PID最优控制策略在不同工况条件下能够有效地减小车辆在跟随过程中的稳态误差,且能够明显改善驾乘体验。

摘要：在气候变化与快速城镇化共同影响下,很多城市暴雨特性发生变化,现行的暴雨强度计算公式可能不再适用,需要复核和更新。以杭州市主城区为例,根据钱塘江江畔闸口站1982—2022年降雨极值资料,分别选用皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布曲线进行线型拟合,采用粒子群优化算法推求暴雨强度公式参数,与现行规范给出的暴雨强度公式进行复核分析。结果表明:在重现期为2~20 a时,根据皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布推求得到暴雨强度新公式的平均绝对均方差均小于0.05 mm/min,平均相对均方差均小于5%,符合精度要求;仅当降雨历时为10 min时,2个新公式的暴雨强度要小于现行公式的暴雨强度,其他历时下2个新公式的暴雨强度都明显大于现行公式的暴雨强度;经合理性分析,本研究根据最新暴雨资料推求的暴雨强度公式可为杭州市主城区排水防涝工程设计和相关设施建设提供参考。

摘要：针对物联网环境终端节点数据传输协议多样化、网络服务中心化的问题,设计了一种基于MQTT协议的协处理网关。网关选取树莓派作硬件平台,以嵌入式可移动设备为基础,基于MQTT协议事件发布订阅的消息传输模型,构建了集成服务代理、数据管理、协议转换、状态监测等功能的系统结构,建立了由感知层、服务层、应用层的通信链路,并完成了网关系统整体配置与消息发布订阅模型的设计,实现了网关、感知设备和用户的双向通信。实验测试显示:智能网关能建立稳定的通信连接,准确完成数据的接收与发送,实现多点间的数据通信,数据传输过程稳定,在测试过程中未出现信息丢失。MQTT协议结构的智能网关实现了消息双方在时间、空间及同步的解耦。网关缓解了中心化网络服务带来的堵塞,提高了数据的通用处理能力,提升了数据传输效率。

摘要：[目的]为了发现结构新颖的杀螨活性化合物。[方法]以腈吡螨酯为先导化合物,在丙烯腈结构中引入乙烯基吡唑结构片断,设计合成了15个新型乙烯基吡唑丙烯腈类化合物,并对其进行杀螨活性测试。[结果]初步的室内生物活性测试结果表明:目标化合物6a~6h均表现出较好的杀螨活性,在100 mg/L质量浓度下对朱砂叶螨致死率均≥99%。其中化合物6 g表现最佳,在10 mg/L下对朱砂叶螨致死率仍为88%。[结论]当羟基上的H被烷基羰基、烷氧基羰基取代时,化合物具有较好的杀螨活性。

摘要：气候变化加剧旱涝灾害,严重制约了区域水资源利用和经济发展。洞庭湖流域是长江流域重要的生态功能区,研究洞庭湖流域径流变化特征可为洞庭湖流域水资源保护、开发利用与规划、区域协调可持续发展提供科学依据。研究基于Mann-Kendall趋势检验法和小波分析法,分析了洞庭湖湘江、资江、沅江和澧水4个流域控制水文站1960—2022年的流量多时间尺度演变特征。结果表明:各子流域实测流量呈非显著性变化趋势。其中,澧水石门站年平均流量呈减少趋势,倾向率为-0.24 m^(3)/s·a^(-1),沅江桃源站、资江桃江站和湘江湘潭站实测流量均呈增加趋势,倾向率分别为2.42、0.43和3.33 m^(3)/s·a^(-1);洞庭湖流域4个水文站年内径流分配极不均匀,最大流量主要集中在6、7月份,汛期4—7月份径流量可占年径流量的50%左右,非汛期流量则相对较低;澧水流域实测径流周期与其他3个流域差异明显,澧水石门站径流变化的主周期为4 a,其他3站的主周期为24 a左右;洞庭湖各子流域实测径流具有较好的同步性,年、季、月尺度下的相关系数均在0.65以上。此外,研究发现洞庭湖各子流域不同时期降水径流关系基本保持不变,人类活动对河川径流量的影响相对较小。

摘要：针对一类具有Markov切换和时变时滞脉冲随机系统,利用Lyapunov–Krasovskii(L–K)泛函法和平均脉冲区间条件建立系统均方有限时间稳定的相关性准则。利用广义伊藤公式求出L–K泛函关于时间的导数,根据积分不等式对求出的L–K泛函导数进行放缩,降低判据的保守性;结合平均脉冲区间条件约束均匀时间间隔内脉冲发生次数,得到以线性矩阵不等式(LMI)形式的时滞相关稳定性判据,进一步降低判据的保守性;设计使系统满足有限时间稳定的状态反馈控制器,且给出实例进行验证。结果表明:本文建立的相关性准则,通过选取模态相关的泛函且利用平均脉冲区间条件,可进一步降低判据的保守性。