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工程科学学报 2024年第7期46卷 1216-1226页

作者：贾永楠焦宇航陈萱李擎鲁小雅北京科技大学自动化学院北京100083 工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

红蓝双方集群攻防对抗博弈问题是近年来复杂系统研究领域的热点和难点,在军事领域、网络安全领域和人工智能领域均具有重要的应用价值.在实际对抗中,环境的不确定性和智能体行为的多样性导致问题难以建模,而实战环境又要求智能体能够对... 详细信息

红蓝双方集群攻防对抗博弈问题是近年来复杂系统研究领域的热点和难点,在军事领域、网络安全领域和人工智能领域均具有重要的应用价值.在实际对抗中,环境的不确定性和智能体行为的多样性导致问题难以建模,而实战环境又要求智能体能够对态势的变化给出实时、高效的响应.为解决上述问题,本文提出了一种面向红蓝双方集群攻防对抗博弈问题的研究框架.首先,提出了一种基于改进后的兰彻斯特方程的对抗博弈模型,并在此基础上探讨了如何适应性改进Kuhn–Munkres(KM)算法以解决对抗博弈过程中的多目标任务分配问题.其次,为了提升无人机个体的环境适应性,提出了一种集群攻防对抗策略,利用动态贝叶斯网络对集群攻防对抗过程中产生的一系列不确定性因素进行实时、高效的推理和预测.该策略可有效降低对抗模型的复杂度和计算量,广泛提高决策的精确性和快速性.最后,基于上述对抗博弈模型搭建了仿真平台,实时展示红蓝双方无人机集群对抗过程,并对上述算法的有效性进行验证.仿真结果表明,所提出的上述理论框架可以实现红蓝双方对抗模拟演示过程,可有效解决红蓝双方打击对抗过程中的多目标任务分配问题,并对对抗过程中所产生的不确定性因素进行合理的预测和评估.

关键词：集群对抗分布式协同兰彻斯特方程 KM算法动态贝叶斯网络

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基于SPEI_PM分析广西干旱时空变化及其与ENSO的关系

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中国农业气象 2024年第9期45卷 1067-1078页

作者：唐金利胡宝清余碧云邹毅苏宏新南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 广西财经学院管理科学与工程学院南宁530003

利用广西19个气象站点1961-2020年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算标准化降水蒸散发指数(SPEI_PM),通过线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、互相关函数、交叉小波变换和小波相干等方法,分析广西气象干旱的时空变化特征... 详细信息

利用广西19个气象站点1961-2020年月值气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算标准化降水蒸散发指数(SPEI_PM),通过线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、互相关函数、交叉小波变换和小波相干等方法,分析广西气象干旱的时空变化特征,探究厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)与广西气象干旱的关联性,以期为干旱预警与防治提供依据。结果表明:1961−2020年广西夏季、秋季和年SPEI_PM整体上呈显著线性上升趋势,气候具有湿润化趋势。全区年际和季节尺度干旱发生频率均以轻旱和中旱为主,重旱和特旱发生频率较低。春季干旱集中发生在桂中部地区,夏季集中在桂西南地区,秋季集中在桂东南和桂东北地区,冬季干旱全区都有分布,而年尺度干旱集中在桂东北地区。广西干旱站次比有明显的年代特征,全区大范围发生旱情尤其是重旱和特旱主要集中在1960s、1970s和2000s。ENSO事件对广西气象干旱的影响具有显著的空间异质性,海洋尼诺指数(ONI)与桂东北和桂东南地区的干旱相关性最高,其次是桂西北地区,而沿海地区和桂西南大部分地区与ONI没有显著相关性。作为桂东北地区的典型代表,桂林气象站的SPEI-3与ONI在1962-1976年和1990-2019年分别表现出16~48个月和12~64个月的年际主共振周期。

关键词：气候变化干旱指数 ENSO指数小波分析广西

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中国自然资源生态服务重要性评价与空间格局分析

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自然资源学报 2022年第1期37卷 17-33页

作者：吴英迪蒙吉军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

自然资源是保障经济社会发展的重要物质基础,同时又发挥了重要的生态服务功能。选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护和产品提供五类生态服务,采用NPP定量指标法识别中国自然资源生态服务的重要区域,并进一步分析空间格局... 详细信息

自然资源是保障经济社会发展的重要物质基础,同时又发挥了重要的生态服务功能。选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护和产品提供五类生态服务,采用NPP定量指标法识别中国自然资源生态服务的重要区域,并进一步分析空间格局特征。结果表明:中国自然资源生态服务极重要和高度重要区约占总面积的1/4,以东北山地、江南地区、西南地区和青藏高原东部等水源涵养能力强、水土保持较好、防风固沙水平高、生物多样性较丰富的地区为主;不同类型自然资源的生态服务重要性差异显著,耕地资源的产品提供服务重要性显著,林地和草地资源的水源涵养、水土保持、防风固沙及生物多样性维护服务重要性均较显著,水域主要提供水源涵养服务;各生态服务重要性在空间上均显著集聚,自然资源综合生态服务的热点区主要分布在大兴安岭、长白山、浙闽山地、武夷山、南岭山地、秦岭山地、滇西南地区和藏东南山地等;自然资源综合生态服务重要性的空间分布与农业自然带/亚带呈现较高的一致性,热带和温带地区的重要性级别较高。研究结果可为区域自然资源管理及生态保护修复提供决策依据。

关键词：自然资源生态服务重要性 NPP 空间格局中国

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XiPAF重离子同步加速器超高真空系统设计

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工程科学与技术 2025年第1期57卷 339-346页

作者：范永山杜畅通张化一郑曙昕姚红娟邢庆子王学武闫逸花王敏文王忠明清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084 清华大学先进辐射源及应用实验室北京100084 清华大学工程物理系北京100084 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

在重离子同步加速器运行过程中需要维持超高真空,降低束流与残余气体的碰撞概率,从而提高束流寿命。具体要求一般为:真空管道内的平均真空度达到超高真空度(10^(–10)Pa量级),并且管道内各处真空度均优于设计值。本文研究了重离子同步... 详细信息

在重离子同步加速器运行过程中需要维持超高真空,降低束流与残余气体的碰撞概率,从而提高束流寿命。具体要求一般为:真空管道内的平均真空度达到超高真空度(10^(–10)Pa量级),并且管道内各处真空度均优于设计值。本文研究了重离子同步加速器中超高真空系统的实现方法,即使真空泵不能均匀分布在束线上,也可以实现真空管道内各处真空度均优于设计指标。采用的主要技术路线是,降低束流管道材料的比放气率,同时增大真空泵组的抽速。具体实施方案是:通过在真空管道内表面镀非蒸发型吸气剂(NEG)薄膜及高温烘烤真空管道降低束流管道材料的比放气率;设计使用大抽速钛升华泵(TSP)以增加真空泵抽速。其中,NEG镀膜技术既可以阻隔真空管道内壁的放气,又有吸气的效果,可以提高真空管道内各处的真空度。以上超高真空系统实现方法已应用于西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)重离子升级工程中的重离子同步加速器的真空系统设计。真空管道内表面的NEG薄膜的吸速为0.5 L/(s·cm^(2));在重离子同步加速器上配置36台钛升华泵,每台钛升华泵对氢气的有效抽气量为2200 L/s;应用Molflow+软件模拟XiPAF重离子同步加速器真空管道内部的真空度分布。通过设计优化,计算表明该加速器在运行时预计平均真空度可以小于5×10^(–10)Pa,沿环形管道各处的真空度也均小于5×10^(–10)Pa,满足同步环物理设计要求。

关键词：重离子同步加速器超高真空系统钛升华泵比放气率 NEG薄膜

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云南鸡足山半湿润常绿阔叶林优势树种的种群结构与更新特征

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生物多样性 2023年第11期31卷 71-81页

作者：刘文聪田希杨涛饶杰生王晓凤钱恒君涂梦灵单子铭欧晓昆沈泽昊云南大学生态与环境学院昆明650091 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

亚热带半湿润常绿阔叶林是中国西南地区独特的森林类型,研究群落优势种更新的时空格局和策略对理解其动态特征和驱动机制具有重要意义。基于云南鸡足山半湿润常绿阔叶林动态监测样地第一次群落调查数据,我们对5个优势树种的幼苗、幼树... 详细信息

亚热带半湿润常绿阔叶林是中国西南地区独特的森林类型,研究群落优势种更新的时空格局和策略对理解其动态特征和驱动机制具有重要意义。基于云南鸡足山半湿润常绿阔叶林动态监测样地第一次群落调查数据,我们对5个优势树种的幼苗、幼树数量特征进行统计,比较其种群结构,用概率密度函数g(r)分析了更新种群与成树种群的多尺度空间格局,运用普通最小二乘回归模型和多尺度地理加权回归模型评估了优势树种更新密度的影响因素。结果表明:(1)阔叶树种元江栲(Castanopsis orthacantha)、高山栲(***)、银木荷(Schima argentea)以及白穗石栎(Lithocarpus craibianus)具有增长型种群的径级结构;而针叶树种云南松(Pinus yunnanensis)种群具有衰退型种群结构。(2)5个优势树种的更新种群与成树种群格局在小尺度(0–50 m)上均呈聚集分布,随着尺度增大聚集强度下降,转为随机分布或均匀分布。其中4个阔叶树种更新种群和成树种群的分布在小尺度上显著正关联,而云南松的更新种群与成树种群分布呈显著负关联。(3)对于种群更新密度变化,多尺度地理加权回归模型对幼苗和幼树的解释量(R~2)比普通最小二乘回归模型分别提升了58.7%和26.9%,显示了空间自相关的影响。模型结果表明,幼苗密度格局受生境因子的限制较弱,而受种子扩散等随机过程的影响更大;相对地,幼树密度格局受生境因子的限制更强。研究结果为理解这一植物群落类型的动态和构建机制提供了科学证据。

关键词：半湿润常绿阔叶林径级结构空间结构天然更新影响因子

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广东省农业多功能评价及复合功能空间划分研究

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农业现代化研究 2024年第1期45卷 20-32页

作者：赖焕明吴大放杨木壮刘毅华卢奕帆吴钊骏广州大学地理科学与遥感学院广东广州510006 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

农业功能结构性失衡、功能服务区域覆盖不均是城乡发展二元化的典型特征,农业功能空间的开发与转型是破解城乡发展二元结构、推进农业现代化的有力抓手。本文通过构建农业多功能评价体系,运用耦合协调模型和空间自相关等技术方法,分析... 详细信息

农业功能结构性失衡、功能服务区域覆盖不均是城乡发展二元化的典型特征,农业功能空间的开发与转型是破解城乡发展二元结构、推进农业现代化的有力抓手。本文通过构建农业多功能评价体系,运用耦合协调模型和空间自相关等技术方法,分析广东省农业多功能及其各功能的发展状况,划分农业复合功能空间类型,辨析农业复合功能空间的发展与转型演化过程。结果表明,2010—2020年广东省农业多功能指数呈上升趋势,发展先慢后快,向非生产性主导的农业多功能转型发展,空间格局呈向沿海地区集聚的发展态势。农业各类功能指数均有所提高,生产功能呈现以粤东、粤西为中心集聚,并向粤北地区延伸,珠三角地区低值集聚的特点;社会服务功能在区域内中等水平均衡分布;农业生态服务功能形成“粤北环海”的北部生态屏障与“圈层递增”的总体格局;休闲服务功能主要分布在珠三角区域,呈现高—高集聚和低—高集聚的特点。农业复合功能空间类型主要向生态型、休闲型复合功能空间转型,形成生产—生态服务型、生产—社会服务型、生产—休闲服务型、社会—休闲服务型、社会—生态服务型5种类型的农业复合功能空间新格局。广东省农业多功能持续融合、复合功能空间类型多元化发展,但区域间农业功能模式存在异质性。因此,本文提出应统筹规划农业功能空间的开发与转型,开发与保护并举,探索因地制宜的农业功能空间协调发展路径,以期为广东省农业功能空间格局优化、农业空间集约高效利用、城乡融合发展提供理论依据。

关键词：农业多功能复合功能功能空间划分空间格局农业现代化广东省

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相同阳离子混合熔盐筛选及热物性研究

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工程热物理学报 2025年第5期46卷 1640-1645页

作者：王元媛鹿院卫何聪吴玉庭张灿灿北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为研发与第三代太阳能热发电技术相匹配的传热蓄热熔盐材料,选取阳离子相同的NaNO_(3)、NaOH和Na_(2)CO_(3)三种熔盐作为研究对象,基于热力学理论以及相图软件开展NaNO_(3)-NaOH-Na_(2)CO_(3)三元体系的相图计算,并结合实验确定优选混... 详细信息

为研发与第三代太阳能热发电技术相匹配的传热蓄热熔盐材料,选取阳离子相同的NaNO_(3)、NaOH和Na_(2)CO_(3)三种熔盐作为研究对象,基于热力学理论以及相图软件开展NaNO_(3)-NaOH-Na_(2)CO_(3)三元体系的相图计算,并结合实验确定优选混合熔盐。结果表明,通过Direct法计算该三元系共存在一个共晶点,而FactSage软件模拟预测该三元系共存在四个共晶点,选取熔点最低的共晶点(E4)所对应的混合熔盐作为优选熔盐。优选熔盐的熔点为246.44℃,分解温度为649.5℃,平均比热容为1.68 J·g^(−1)·K^(−1),符合作为中高温传热蓄热材料的要求。

关键词：熔盐相图热物性相同阳离子太阳能热发电

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基于土地利用变化的成都平原经济区碳储量时空演变与情景模拟

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山地学报 2023年第5期41卷 648-661页

作者：赵桐蒙吉军北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

土地利用变化对生态系统碳储量的时空变化具有直接影响。由于以城市群为代表的快速城市化地区的主导功能并非提供固碳等生态系统服务,因而对其研究相对较少,更多关注流域、湿地、山地等重要生态保护地土地利用变化对碳储量的影响。然而... 详细信息

土地利用变化对生态系统碳储量的时空变化具有直接影响。由于以城市群为代表的快速城市化地区的主导功能并非提供固碳等生态系统服务,因而对其研究相对较少,更多关注流域、湿地、山地等重要生态保护地土地利用变化对碳储量的影响。然而,这类区域生态系统固碳具有变化过程快、变化程度强烈的特征,对碳储量具有重要影响,因而有待于进一步研究。本文利用InVEST模型分析成都平原经济区2000—2020年碳储量的时空演变,探究土地利用变化对碳储量的影响,利用PLUS模型预测2030年不同情景下土地利用变化和碳储量的时空变化。结果表明:(1)20年间,研究区土地利用变化显著,主要表现为建设用地翻倍增加,耕地面积大量减少。(2)2000—2010年碳储量小幅上升(0.18%),2010—2020年碳储量小幅下降(0.76%),生态系统固碳能力有所下降。其中,碳储量减少区主要位于各城市中心城区和雅安市西部的山地;碳储量减少主要源于建设用地快速扩张和耕地被大量占用;退耕还林虽增加了生态系统固碳能力,但林地开垦为耕地或转化为草地又抵消了退耕还林带来的碳储量增加。(3)经济优先的政策情景将导致建设用地侵占林地和耕地,部分质量较差的森林向草地转化,碳储量显著下降,且下降总量是前20年下降总量的1.7倍;严格限制新增建设用地政策和生态建设工程的实施,可增强生态系统固碳能力,并助力成都平原经济区“双碳”目标的实现。本研究可为成都平原经济区自然资源管理、国土空间规划及“双碳”目标的实现提供科学依据。

关键词：碳储量土地利用变化情景模拟 InVEST模型 PLUS模型成都平原经济区

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基于圆柱形纳米颗粒的纳米流体导热特性模拟

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北京工业大学学报 2023年第10期49卷 1116-1125页

作者：王军崔鑫夏国栋北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京重点实验室北京100124

纳米流体是将纳米颗粒分散在基液形成的一种介质,具有较强的导热性能,在诸多领域具有重要的应用。纳米流体的悬浮颗粒多为球形颗粒,而在实际应用中很多颗粒为非球形。基于平衡态分子动力学模拟方法,研究了含有圆柱形纳米颗粒的纳米流体... 详细信息

纳米流体是将纳米颗粒分散在基液形成的一种介质,具有较强的导热性能,在诸多领域具有重要的应用。纳米流体的悬浮颗粒多为球形颗粒,而在实际应用中很多颗粒为非球形。基于平衡态分子动力学模拟方法,研究了含有圆柱形纳米颗粒的纳米流体导热性能。计算结果表明,随着纳米颗粒球形度降低,纳米流体的热导率明显增大。基于纳米流体径向分布函数以及基液和纳米颗粒扩散系数的分析表明,对于相同体积的纳米颗粒,圆柱形纳米颗粒的比表面积较大,颗粒表面的类固液体层效应是非球形纳米颗粒提高纳米流体热导率的主导机制,并且颗粒的布朗运动有可能削弱此效应。该研究结果为强化纳米流体热导率提供了新的思路。

关键词：纳米流体热导率圆柱形颗粒分子动力学模拟扩散系数径向分布函数

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农田土壤碳循环过程及其量化方法

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环境科学 2023年第12期44卷 6857-6868页

作者：孙昭安朱彪潍坊学院种子与设施农业工程学院山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室潍坊261061 北京大学生态研究中心城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

已有研究表明除了作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对农田土壤有机碳(SOC)的输入外,土壤碳还来源于土壤自养微生物固定SOC的贡献以及土壤无机碳(SIC)的固定(无机化学途径和微生物的生物矿化途径).农田SOC的高低主要受到外源作物碳输入和原有... 详细信息

已有研究表明除了作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对农田土壤有机碳(SOC)的输入外,土壤碳还来源于土壤自养微生物固定SOC的贡献以及土壤无机碳(SIC)的固定(无机化学途径和微生物的生物矿化途径).农田SOC的高低主要受到外源作物碳输入和原有SOC分解的平衡作用.作物碳输入在短期内通常促进SOC的分解,呈现正(根际)激发效应.通过整合分析主要作物的根际激发效应和秸秆还田的激发效应的研究,发现作物根系生长和秸秆还田引起的(根际)激发效应大小平均值分别为75%和67%.尽管秸秆还田通过激发效应引起SOC分解的额外释放,但是土壤残留秸秆碳通常大于激发效应导致SOC的额外损失,因此秸秆还田可能增加SOC的储量.在农田系统中,秸秆碳和根际沉积碳往往共存,这导致土壤碳输入和输出至少有3个碳源(根际沉积碳、秸秆碳和土壤碳),由于多碳源体系的区分方法存在挑战,目前这两种作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对SOC分解的激发效应影响是不清晰的.最后,提出了新量化方法,可以多源区分根际CO_(2)排放以及SOC中作物碳输入的碳源,以及区分碱性土壤中无机化学和微生物途径对SIC的贡献.研究有助于提高对农田土壤SOC和SIC输入和输出途径的理解,以及农田土壤碳平衡评估的精确度.

关键词：土壤碳根际沉积碳激发效应秸秆还田多碳源体系

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