海洋物联网技术现状与展望

海洋物联网是当前各海洋领域的研究热点之一。本文论述了海洋物联网的基本概念,介绍了国外海洋信息获取、通信传输和处理分析的技术趋势,以及我国的发展现状和不足。从海洋信息感知智能技术、海洋信息传输网络关键技术、基于人工智能的海洋大数据挖掘服务技术3个方面描述了当前需要重点解决的技术难题。     

中国现代产业体系四位协同的地区差异及动态演进

构建实体经济-科技创新-现代金融-人力资源等四位协同指标体系,基于2001~2015年省级面板数据,对中国现代产业体系四位协同度进行系统测度。分析四位协同度的地区差距,对其动态演进过程进行科学预测。研究发现：① 中国现代产业体系四位协同度呈波动性上升态势,其中东部地区四位协同度最高、中部次之、西部最低。② 现代产业体系四位协同度区域相对差距与绝对差距均呈扩大趋势,东部地区内差异与东-西部地区间差异均最大,其中超变密度差距是区域间差距主要来源。③ 现代产业体系四位协同度演进方式表现为邻近演进,低水平阶段向更高水平阶段跃升概率增大,整体向更高阶段发展。     

寒区隧道保温设防长度工程实践与研究进展综述北大核心CSCD

保温法是目前寒区隧道建设中应用最为广泛的一种冻害防治方法。通过敷设保温材料可以减缓隧道结构、围岩体与洞内空气的热量交换过程,进而减小或避免衬砌与围岩体内的季节冻融,实现冻害防治的目的。在工程设计中,隧道保温段的敷设长度和厚度是两个关键参数,其中敷设厚度相对容易确定,但是敷设长度的确定目前缺乏统一的标准和简便可靠的方法,给隧道保温设计带来了一定的难度和不确定性。基于此,对包括现有铁路和公路规范要求、经验公式、工程类比法、理论解析法、数值模拟法等寒区隧道保温段敷设长度确定方面的工程实践、研究进展和挑战进行了系统的总结,并在此基础上提出保温设防设计用气象数据的选取方法、保温设防长度确定的依据、隧道进出口的差异性,以及季节冻土与多年冻土区隧道的差异等未来工程实践和科学研究仍需解决和研究的重点,以期能够为寒区隧道保温防冻工程设计难题的解决提供参考。     

循环冻融下寒区工程常用保温材料性能变化试验研究北大核心CSCD

保温材料广泛应用于寒区工程的诸多领域。然而,在服役过程中,保温材料往往会受到浸水、冻融和盐蚀等多场耦合的循环作用,导致其保温、防水和强度等物理力学性能出现不同程度的退化。目前,保温材料的类型非常多,但其性能和耐久性有所不同,因此科学合理地选择保温材料不仅关系到其长期保温效果,同时对于工程构筑物的长期稳定性具有重要的意义。针对循环冻融作用,选取寒区工程中常用的4种保温材料[聚酚醛(FLK)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯挤塑板(XPS)和聚苯乙烯发泡板(EPS)]开展了浸纯水、浸盐水和干燥状态下的室内冻融循环试验,对经历了不同冻融次数的样品进行了表观密度、吸水率、导热系数、压缩强度、弯曲强度和微观结构系列测试。结果表明:浸润作用对保温材料物理力学性质影响显著,亲水性材料FLK的保温和力学性能退化显著,而憎水性材料PU、XPS和EPS变化相对较小。干燥条件下,冻融循环作用对FLK、XPS和EPS吸水率以及FLK的导热系数影响量值可观,但对4种保温材料的压缩和弯曲强度影响不大。浸纯水和盐水条件下,经历30次冻融循环后,FLK的导热系数增加约50%,弯曲强度降低超过0.3%,EPS的压缩强度降低超过10%。浸盐水后保温材料经历冻融循环作用后其物理力学性能退化程度与浸纯水条件下有所不同,该差异值得关注。通过扫描电镜图像能够识别4种保温材料的孔隙尺寸、孔隙致密度和固体颗粒胶结方式,但对经历冻融循环作用后的变化难以识别和量化。基于试验结果,结合寒区交通工程应用场景,分析了4种保温材料的冻融耐久性,以期服务于寒区交通工程保温材料的合理应用。     

等距对数比变换及混合分布在区域化探数据分析中的应用

区域化探数据是典型的成分数据,等距对数比变换(ILR)可以有效构建化探数据的标准正交基,消除其闭合效应,解释数据的组成性质,但是解释ILR转换的变量仍然很困难。为使ILR转换更容易理解,本研究利用地质知识和数据驱动的方法构建可解释的ILR转换变量,并将该方法应用于从大兴安岭中南段水系沉积物地球化学数据中提取地质信息。基于地质知识和层次聚类分析,构建了Sn、W、Cr和Ni元素浓度之间的顺序二元划分(SBP),并经ILR转换后表示为变量b1、b2和b3。此外,还采用了由最小信息长度准则(MML)改进的期望最大化(EM)算法,研究上述变量的混合分布。ILR转换的变量具有镁铁质岩浆作用、Sn-W热液成矿和后期地质作用的信息,服从双正态分布或三正态分布。其中b1、b2和b3的高平均值分组对应于锡钨成矿的异常,综合圈定4个锡钨找矿潜力较高的预测区。本研究表明,ILR转换和MML-EM算法在从区域化探数据中提取地质信息和圈定异常方面是一种很有前途的方法。     

钻井液连续循环钻井技术及自动化装备设计

钻井施工中,拆装钻杆需中止钻井液循环,但钻井液循环中止会导致孔内岩屑下沉、钻井液当量循环密度浮动变化,进而影响孔内安全。为避免上述情况的发生,钻井液不间断循环钻井技术的构想被提出。通过连续循环系统或连续循环接头进行钻井液分流,避开钻杆拆装部分,维持井内的钻井液循环,稳定钻井液当量循环密度。针对该技术原理,提出了一种自动化的钻井液不间断循环井口设备,通过背钳、自动钻井液切换系统和传扭动力卡瓦的配合,可实现钻井中拆卸、接装单根时钻井液不间断循环,有效避免因钻井液静置、沉砂过多导致的钻孔安全问题。     

浅海伸缩套管钻探工艺研究

浅海取心钻探中钻遇易坍塌地层时,需要下放套管封隔地层,保证泥浆循环,换径继续钻进。现有常规下套管方法为使用带有钻台层甲板和套管层甲板的钻井船进行下放套管作业,部分无套管层甲板钻井船在遇到必须下套管的工况时,需临时搭建套管层平台进行下放套管作业,但受钻机和钻具体积及质量的限制。为解决无套管层甲板的钻井船在海洋钻探取心时需要下入套管的难题,设计了一种海洋钻探下入多层套管的工艺方法,利用可伸缩套管及相关设备,在海底井口与小型钻井船之间建立泥浆上返通道,封隔不稳定地层,实现泥浆回收循环及钻具升沉补偿。在钻井过程中,伸缩套管还可以起到导向定位的作用,防止潮差水流流速变化影响钻具下入,为浅海钻井节省时间和成本。     

一种大椭圆航法导航参数计算方法研究

针对现代精确航海中的大椭圆航法导航参数计算问题,文章在分析了已有方法的基础上,通过解析几何中的空间向量分析方法对导航参数计算公式进行推导,得出了两种不同情形下大椭圆航法航程、航向角与偏航量等参数的新计算公式,然后通过算例对导出的公式精度进行验证。结果表明,公式计算精度较高,满足远距离、高精度的导航要求。同时,本文的方法具有计算公式简洁、易于实现的特点,适用于GIS环境下精确航海计算。     

夏季催化对流云雷达回波特征对比分析

对"江淮地区对流云人工增雨外场试验"中3次催化作业过程,催化云和对比云新一代天气雷达回波特征的对比分析结果表明:催化云的平均维持时间比对比云长51.2%,平均回波面积比对比云多17%,催化云每个体扫的平均总液态含水量要高于对比云,整个维持时间的总液态含水量高出对比云46%.从而认为:催化作业可以达到增加回波面积,延长回波的持续时间,增加云中液态含水量的目的.并且,从其中一组对比中发现,对流云催化作业要掌握好催化时机,对于处在减弱期的对流云,催化作业达不到增加含水量、延长生命期的目的.     

自动站地温场维护之我见

对高州站自动与人工观测地面极端温度差异过大的原因分析,得出地温场维护不当,是造成自动站地面温度偏离的主要原因,进而提出自动站地温场日常维护的新措施,供大家参考。