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关键词： 物联网   随机森林   水肥一体化   智能灌溉   超参数优化  

摘要： 水肥一体化智能灌溉施肥是农业高质量发展的关键技术,因而正在被国家大范围推广。随着我国农业的智能化,传统的人工灌溉施肥手段已经不能满足实际需求。因此,对水肥一体化灌溉施肥实现智能管理就显得十分必要。本研究针对山西省地区马铃薯的生长过程所需要的水肥含量,设计了一种基于物联网和随机森林算法的水肥一体化智能灌溉系统和施灌决策模型,以提高马铃薯产量并减少水资源和肥料的浪费。通过整合土壤湿度、气象数据和作物需求,该系统实现了智能灌溉和施肥控制,使农田管理更为精准和高效。 本研究通过对多模信息的采集,实现了土壤墒情、环境信息、气象数据和作物需求信息的整合,构建了多模信息数据采集系统。采用多模信息作为建模的数据集,通过综合分析构建了随机森林算法模型,进而形成智能化的施灌策略。最后,通过对施灌控制模块的设计,完成对施肥灌溉的控制。本文介绍了多模信息采集系统、施灌控制模块以及随机森林算法模型的构建的实现方案,同时为进一步提高施灌模型的准确度,采用网格搜索法、随机搜索法进行超参数优化,寻找参数的最佳组合,对比不同形况下分类器的提升效果,优化对灌溉施肥的控制性能,为灌溉施肥的模型的完善提供了一定的参考。 研究结果表明,多模信息采集系统的采集误差在0.2%以内,施灌控制模块可以根据下发的决策完成对水肥机的施肥灌溉控制,随机森林算法构建的模型,AUC可达到0.9以上,表明该模型具有良好的性能。基于特征重要性选择特征,加速算法收敛的同时提高了分类器准确度,经过进一步参数优化处理后,施灌模型性能得到不同程度的提升。召回率得到显著提升,其中,随机搜索法的性能更高,提升效果更好。因此,在一定程度上来说,该系统对施肥灌溉决策具有辅助性作用,同时也为水肥一体化智能灌溉技术注入更多的科学性和时效性。

摘要： 淮安西游乐园是国内外首个西游记主题的综合性主题乐园，总占地560亩，建筑面积660000 m2，园内共分为9个区域，25个项目，其中室内项目8个，室外项目17个。借助《西游记》蕴藏的丰富娱乐元素，以唐僧师徒取经为基本线索，以“历经九九八十一难”为题材，推出了“三打白骨精”“佛法无边”“真假美猴王”等核心文化体验项目，采用角色扮演、驻场表演、实景模拟、

关键词： Electric power utilization  

摘要： Deep Brain Stimulation (DBS) plays an important role as a promising clinical treatment for drug-resistant neurological and psychiatric disorders such as Parkinson's disease (PD), epilepsy, and major depression. Recently, closed-loop DBS using classical control theory such as proportional-integral (PI) control has been proposed as an on-demand stimulation strategy to reduce the power consumption of the stimulator. However, while DBS with variable pulse amplitude and constant pulse frequency has been studied, the performance of DBS with variable pulse frequency and constant pulse amplitude has not yet been clarified, leaving room for further investigation. In this study, we investigate how DBS with variable pulse frequency by PI control can suppress abnormal β oscillation derived from PD by computer simulation using a biophysical model of the cortico-basal ganglia-thalamus neural network model. Along with that, the optimal range of PI control parameter combinations was estimated. As a result, the DBS with an appropriate combination of PI control parameters suppresses the pathological β oscillation and reduces the power consumption. These results indicate that the proposed stimulating strategy with a variable pulse frequency can be applied to controlling PD induced beta power and can be more efficient than open-loop DBS using current technologies. © 2024 The Institute of Electrical Engineers of Japan.

关键词： 初中物理   浮力   解题策略  

摘要： 浮力是初中物理教学的重点，也是中考物理试题的难点。文章参考沪科版八年级全册初中物理教材“浮力”章节，从分析教材入手，通过学情分析、考题与常见问题分析、解题策略分析，提出解决初中物理浮力常见问题的一般方法，并且对如何指导学生掌握浮力解题策略给出建议，希望对一线教师带来一些启发，让更多学生突破初中物理浮力问题解题困境。

关键词： 深部煤储层   渗流屏障   吸附机理   纳米受限效应   气水分布   流体配分  

摘要： 深部是中国煤层气增储上产的关键领域,但深部煤层气赋存空间认识不清,吸附机理和气、水赋存模型存在争议,深化研究势在必行。为此,作者开展系列物理模拟实验和数值分析,探讨了深部煤层储集空间特征及其温压敏感性,提出并建立了新的气、水储集模型,取得如下创新认识: 第一,探讨煤孔隙“两段式”结构而导致“渗流屏障”效应的原因及本质,建立了不同温压条件下煤样孔隙度预测模型,并提出煤储层微观改造思路。多尺度孔隙表征显示,深、浅部煤样均存在“渗流屏障”效应,其发育与煤凝胶化作用的缩孔、封闭孔效应和Ⅲ型干酪根“官能团脱除”型生烃模式有关。建立了基于有效应力、热膨胀和吸附膨胀作用的孔隙度预测模型,模型预测数据与实测数据相符。由此启示,生产实践中应该强化打开煤储层封闭孔隙以缩短扩散距离的微观有效改造技术途径。 第二,揭示了煤孔径分布、吸附机制和流体相密度共同作用下的深部煤层气赋存机理。发现SL+SDR模型最为适合煤中超临界甲烷吸附模拟,揭示吸附受控于微孔充填和表面吸附双重机制,可根据最大微孔充填孔径（rm）加以区分。提出了基于阈值压力、阈值孔径来划分煤吸附甲烷过程的新方法,认为甲烷在m的孔隙中以微孔充填形式存在;rm-2 nm孔隙为表面吸附主要发生孔径段,受纳米受限效应控制,深部煤层中该孔径段甲烷具有游离属性;宏孔（>50 nm）和裂隙中吸附气含量很低,游离气的赋存与孔容和含水饱和度有关。 第三,揭示了深部煤储层中气、水分布模式和不同含水饱和度形成机理。分子模拟研究发现,气、水竞争吸附中水分子更具有竞争优势,易形成水的吸附层。受压实排水、生烃驱水、“汽化携液”降水和渗吸增水等过程的综合控制,不同含水饱和度的孔隙中存在充填型、毛管型、毛管—水膜型、水膜型和水滴型5种气、水分布模式;进一步确证了深部煤储层含水饱和度变化机理,即低含水饱和度是驱替-热蒸发作用的结果,高含水饱和度受控于渗吸-润湿层膨胀作用。 第四,提出了深部煤储层“三区配分”流体微观储集模型。揭示深部煤储层气、水配分受控于孔径分布、吸附阈值和气水界面的动力学机制,据此将深部煤储层微观储集分布划分为气相区、界面区和液相区。研究发现,在不同的煤化（生气）作用阶段,存在纳米孔和微米孔气、水分布差异和协同演化过程,该过程决定了煤层中存在水膜化型、气驱替型和水渗吸型3类微观储气域类型,不同微观储气域类型的含气性、气压与水压关系和产出方式不同,具有不同的开发工程技术思路。 该论文包括图件124幅,表格26个,参考文献373篇。

关键词： 共情思维   试卷讲评   二轮复习   教学案例  

摘要： 通过引入心理学的共情思维，分别从学情分析、师生对话、命题意图、桥梁与纽带四个步骤，构建基于共情思维的高中数学二轮复习试卷讲评课模式，并通过教学案例的实施，提升二轮复习讲评课的质量，提高学生解题的迁移能力，提升学生的学科关键能力.

关键词： 超高速双轿厢电梯   活塞效应   伯努利方程   理论模型   CFD数值模拟  

摘要： 随着城市发展水平的日益提升和人口压力的增加,高层和超高层建筑快速发展,为进一步降低建筑成本并提高垂直运输效率,在单一井道中设置多个独立运行轿厢的通井道电梯SMCE(Single-hoistway multi-car elevator)快速兴起。然而当电梯在通井道内超高速运行时,由于井道壁面空间限制、井道气流粘性以及井道壁-轿厢壁表面的相互摩擦作用,气流无法及时顺畅的绕流到轿厢后方,从而导致显著的活塞效应,加大了电梯运行的气动阻力、气动噪声及风致振动。因此探究通井道内活塞风变化规律以及不同参数对轿厢气动力及通井道活塞风的影响显得尤为重要,本文以理论分析和数值计算为主,辅以实验研究,通过数值模拟计算和理论建模分析的方式对通井道内活塞风的形成机理、变化规律及轿厢的气动力变化进行了系统研究,对研究通井道内超高速电梯气流运动规律的研究人员和设计通井道通风的技术人员提供了理论支持和实践指南。本文具体研究内容如下: 首先,基于计算流体力学(CFD)的基本理论知识,从超高速双轿厢电梯数值仿真研究方法、三维数值模型构建及求解设置、数值模拟结果可视化分析三个方面进行了分析。考虑到井道内实际活塞风气流的复杂运动,在合理且不影响结果的情况下,对数值模型做出了合理简化。进一步基于简化后的三维几何模型构建了可用于数值模拟的三维数值模型,采用连续性方程、雷诺平均方程及RNG k-ε湍流模型来描述井道内气流运动。最后,通过将通井道内流场分区域划分及多区域动态分层方法实现了超高速双轿厢电梯的运行全过程数值模拟,并将流场内的速度变化进行了可视化分析。 其次,考虑到超高速双轿厢电梯真实服役环境下运动全过程的四个阶段:加速、匀速、减速和停止,基于流体力学非定常流动的伯努利理论,对通井道内活塞风的产生及发展变化机理进行了理论分析,根据电梯运行全过程(加速、匀速、减速和停止)的速度变化特点,构建了通井道内超高速双轿厢电梯轿厢上行、下行、交会时通井道内活塞风的理论模型,进一步对超高速双轿厢电梯轿厢运行全过程中活塞风的变化规律进行了总结分析。 然后,以课题组合作电梯公司的一座120m超高速电梯试验塔为实验研究基础,1:1实地搭建了井道活塞风变化规律及轿厢气动特性实验验证平台,并在井道内放置GM8903热敏式数字风速测量仪进行井道内部的风速测量,然后采用皮尔逊积-矩相关系数(PPMCC)和平均偏差误差(MBE)对实验测试数据、理论计算数据、CFD数值模拟数据进行分析处理,准确评估了数据之间的相关性和正确性,充分验证了理论模型分析结果与数值模型模拟结果的准确性。 最后,在已验证理论模型和数值模型的基础上,系统探究了不同轿厢间距、不同井道阻塞比及不同井道高度下超高速双轿厢电梯轿厢交会过程中轿厢的气动阻力、气动横向力变化。深入分析了不同井道-轿厢参数对通井道内活塞风的影响机理,阐明了不同影响参数(电梯运行速度、轿厢高度、井道高度、阻塞比和沿程阻力系数)与通井道内活塞风之间的作用关系并揭示了其相互作用机制。进一步归纳了不同参数影响下井道内通风效率变化规律,获得了综合多参数影响的井道通风率理论预测公式。通过灰色关联度分析5个影响参数对井道内活塞风的影响程度,进而确定了对井道内活塞风影响程度最大的参数,为井道内活塞风的有效利用和规避提供了参考和指导,同时为工程师设计井道通风方案提供了理论依据。