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海洋资源环境承载能力理论与测度方法的探索
作者(Author)：关道明,张志锋, 杨正先, 索安宁
关键词(KeyWords)：海洋资源环境,承载能力,测度方法,监测预警
摘要(Abstract)：海洋在经济社会发展全局中的战略地位日益凸显，但也面临资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，因而建立海洋资源环境承载能力监测预警机制刻不容缓。文章介绍了海洋资源环境承载能力理论与测度方法探索研究的阶段性进展，初步构建了基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”（DPSIR）理论的承载力模型，通过评估海洋资源环境系统进入不可持续过程时的阈值或阈值区间，建立沿海县级行政区海洋资源环境承载能力的指标体系和评估预警方法，并在京津冀海域开展试评估，结果表明海洋生态退化、岸线过度开发、海域环境污染受损、天然渔业资源衰退是影响河北和天津近岸海域资源环境承载能力的四大主要因素。未来应进一步深化海洋资源环境承载能力测度方法研究和建立监测预警机制，科学客观评估测度可持续发展水平，探寻疏解沿海地区承载压力、增强承载能力的有效途径。
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从深空探测大国迈向行星科学强国
作者(Author)：万卫星,魏勇,郭正堂,徐义刚,潘永信
关键词(KeyWords)：深空探测,行星科学,一级学科,国家战略
摘要(Abstract)：自伽利略 1609 年将望远镜指向星空迄今，已逾 400 年。1959 年苏联“月球 2号”首次抵达月球，开启深空探测时代。1969 年美国“阿波罗 11 号”首次载人登月，催生建立行星科学。纵观人类深空探测 60 年，先后出现两次探测热潮、两个深空探测大国（美国、苏联）。苏联领先又衰落，仅留给历史一个深空探测大国的背影，而美国成功转型为深空探测强国，至今在世界行星科学最前沿领航。探索浩瀚宇宙，是全人类的共同梦想。作为正在发展中的深空探测大国，我国应该怎样立足国情，走出一条有中国特色的行星科学强国之路？文章参照历史，梳理现状，畅想未来，给出我们的思考：大力培养行星科学人才，尽快实现科学引领深空探测。
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全面实现数字化是通向智能制造的必由之路 ——— 解读《智能制造之路：数字化工厂》
作者(Author)：唐堂, 滕琳, 吴杰, 陈明
关键词(KeyWords)：数字化,智能创造
摘要(Abstract)：21世纪以来，全球正出现以物联网、云计算、大数据、移动互联网等为代表的新一轮技术创新浪潮。当前，新兴经济体快速崛起，全球市场经济交流合作规模空前，多样化、个性化需求快速发展，用户体验成为市场竞争力的关键要素。在此背景下，各国将智能制造视为振兴实体经济和新兴产业的支柱和核心、提升竞争力和可持续发展能力的基础和关键。同济大学工业4.0－智能工厂实验室与西门子数字化工厂合作，结合各自在智能制造领域的实践经验和关键技术，共同策划出版了《智能制造之路：数字化工厂》一书。全书共分六篇，分别为理论篇、产品全生命周期管理篇、制造运营管理篇、全集成自动化篇、系统集成篇、案例分析篇。
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面向云制造的混流混合车间调度问题
作者(Author)：鲁建厦, 胡庆辉,董巧英,汤洪涛
关键词(KeyWords)：云制造 , 混流混合车间 , 混合生物地理学优化算法 , 零件分批 , 车间调度
摘要(Abstract)：为解决云制造环境下混流混合车间的生产调度优化问题，综合考虑混流装配与零部件加工的集成优化以及外协云任务与自制任务的协同调度，建立了以最小化最大完工时间、均衡化零部件生产和最大化零件车间机器利用率为优化指标的多目标车间调度模型。基于零件分批和车间调度的两阶段求解策略，设计了一种两级递阶结构的混合生物地理学优化算法，采用在迁移算子中嵌入差分进化算法的变异策略来提高算法的搜索效率。最后，通过实例验证了模型和算法的有效性。
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基于支持向量机的电火花加工8418钢表面粗糙度预测模型
作者(Author)：余剑武,胡其丰 ,文丞 ,柳波 ,沈湘
关键词(KeyWords)：电火花加工 ,表面粗糙度, 预测模型 , 支持向量机 ,8418钢
摘要(Abstract)：由于电火花加工过程的复杂性，单纯通过电火花加工实验方法研究各种放电参数及非电参数对工件表面粗糙度Ra的影响不但耗费大量时间，而且实验成本较高，为此基于支持向量机提出了一种适用于电火花加工表面粗糙度预测的模型。利用遗传算法对该模型中的各参数进行优化，预测不同电火花加工参数组合下的表面粗糙度；以电火花加工8418模具钢为例，将预测值与实验值进行对比，并且通过实验验证了电火花加工8418钢表面粗糙度预测模型参数的准确性；最后进行了误差分析，模型的最大误差值为2.27％。
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基于随机模型预测控制的四驱混合动力汽车能量管理
作者(Author)：钱立军 ,荆红娟 ,邱利宏
关键词(KeyWords)：四驱混合动力汽车,能量管理,随机模型预测控制,马尔可夫模型,动态规划
摘要(Abstract)：基于随机模型预测控制基本原理，研究了四驱混合动力汽车的能量优化管理。采用马尔可夫模型预测加速度变化过程，通过计算得到混合动力汽车未来需求转矩。在保证电池荷电状态平衡的前提下，以燃油经济性最优为目标，建立混合动力汽车能量管理优化模型。针对建立的非线性优化模型，采用动态规划算法进行有限时域内的滚动求解。将提出的控制策略在 d SPACE 中进行软件在环仿真试验。研究结果表明，随机模型预测控制策略可以实现四驱混合动力汽车基本的能量管理，可在保证各动力部件良好工作状况的前提下，提升燃油经济性。与基于恒值模型的预测控制策略相比，随机模型预测控制策略下的平均燃油经济性提升了 8.30%，优化结果接近有先验知识的预测控制策略。
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基于深度学习特征提取和粒子群支持向量机状态识别的齿轮智能故障诊断
作者(Author)：时培明,梁凯,赵娜,安淑君
关键词(KeyWords)：齿轮故障 , 深度学习, 特征提取 , 支持向量机 , 智能诊断
摘要(Abstract)：针对齿轮故障诊断问题，利用数理统计特征提取方法、深度学习神经网络、粒子群算法和支持向量机等技术，提出了一种基于深度学习特征提取和粒子群支持向量机状态识别相结合的智能诊断模型。该模型利用深度学习自适应提取的频谱特征与数理统计方法提取的时域特征相结合组成联合特征向量，然后利用粒子群支持向量机对联合特征向量进行故障诊断。该模型在对多级齿轮传动系统试验台的故障诊断中实现了中速轴大齿轮不同故障类型的可靠识别，获得了满意的诊断结果。应用结果也验证了基于深度学习自适应提取频谱特征的有效性。
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基于极点对称模态分解和概率神经网络的轴承故障诊断
作者(Author)：张淑清,徐剑涛 ,姜安琦 ,李军锋,宿新爽 ,姜万录
关键词(KeyWords)：滚动轴承, 极点对称模态分解,概率神经网络 , 故障诊断
摘要(Abstract)：针对复杂非线性的滚动轴承系统，提出了极点对称模态分解（ESMD）和概率神经网络（PNN）相结合的滚动轴承故障诊断方法。ESMD 将固有模态函数的定义进行扩充，采用内部极点对称直接插值的方法替代外部包络线插值，引入最优的自适应全局曲线（AGM）的概念优化分解的趋势线，并由此确定最佳的模态分解次数。PNN 是一种基于核函数逼近的神经网络分类器，将指数函数引入神经网络用来替代Ｓ型激活函数并进行重新构造，突出体现了梯度最速下降法的概念，减少实际和预测的输出函数之间的误差。通过对经验模态分解（EMD）、屏蔽经验模态分解（MEMD）和ESMD方法进行信号仿真分解对比，以及采用 ESMD 和 PNN对故障数据进行处理，结果表明，该方法能够更加有效地对故障信号进行识别。
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采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真
作者(Author)：毛君,张瑜 ,张坤 ,陈洪月,徐健博
关键词(KeyWords)：采煤机截割部 , 行星齿轮传动系统, 非线性动力学 , 动力学微分方程
摘要(Abstract)：针对采煤机截割部齿轮传动系统在运行中产生振动、制造噪声污染等现象，综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差等因素，建立了采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学模型，运用变步长Runge-Kutta方法对系统微分方程进行了求解。通过分析相平面图和庞加莱截面研究了啮合刚度、阻尼比及激振频率对齿轮系统动态特性的影响。研究结果表明：在一定区间内，阻尼比逐渐减小时，太阳轮位移响应由单周期运动转为多周期运动，最终进入混沌运动；啮合刚度增大时，太阳轮位移响应同样从周期运动逐渐进入混沌运动；激振频率逐渐增大时，太阳轮位移响应呈现由周期响应转变为混沌响应再转变为拟周期响应的现象。
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中国主要河口海湾富营养化特征及差异分析
作者(Author)：李俊龙 ,郑丙辉 ,张铃松,金小伟 ,胡序朋 ,刘方,邵君波
关键词(KeyWords)：河口海湾,富营养化,差异分析,敏感性
摘要(Abstract)：针对我国 65 个沿海河口海湾,基于自然地理数据及 2007~2012 年水质监测数据,采用箱须图法、聚类分析、相关性分析和主成分分析等方法,探讨河口海湾间富营养化特征、差异性及主要原因.结果表明,大型河口海湾的富营养化状态指标值相对较高,但河口海湾间富营养化响应指标值存在一定差异.DIN、PO43--P 和 COD 是河口海湾富营养化特征的第 1 主成分,DO 和 Chl-a 是第 2 主成分,盐度、水深、潮差和面积等是第 3 主成分,河口海湾水体 Chl-a 浓度与 TN 入海量(P<0.01)、DIN(P<0.01)、PO43--P(P<0.05)、流量(P<0.01)、温度(P<0.05)呈显著性正相关,同时与潮差(P<0.05)和盐度(P<0.01)和 DO(P<0.01)呈显著性负相关.表明营养盐入海量增多是引起河口海湾一系列富营养化症状的主要因素,但河口海湾自然属性会调节其富营养化状态,造成系统间响应特征的差异.潮差小于 2.5m 的河口海湾,其营养盐转化效率明显高于潮差大于 2.5m 的河口海湾.说明河口海湾潮差可通过改变水体滞留时间、垂直混合和光照条件等,调节浮游植物生物量对营养盐的敏感性.此外,与外海的水体交换,海洋生物的捕食,及其他形态营养盐的供给等作用,也会影响河口海湾水体 Chl-a 的水平.人类活动带来的营养盐输入,以及河口海湾特有的自然属性,共同决定了其富营养化特征的差异和程度.
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