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深地实验室运行管理研究与实践——以中国锦屏地下实验室为例
李亚松;康凯;李在强;深地实验室利用深厚层岩石屏蔽宇宙射线，形成极低辐射本底实验环境，用于开展粒子物理、核物理、生命科学等前沿基础科学研究，其运行管理具有环境极端、学科交叉、风险复杂等特殊性。该文以中国锦屏地下实验室为研究对象，系统分析其运行管理面临的核心问题，从项目准入、本底环境维持、安全风险管控、保障团队建设等方面提出适配的管理措施。实践表明，这些措施能够保障实验室安全高效运行，提高管理效率，为产出高水平科研成果提供支撑。该文旨在为我国深地实验室安全高效运行提供理论支撑与实践参考。
基于多传感器融合的定位系统与实验设计
尹姝;孙虎;付明磊;张文安;为了帮助学生深入理解车辆定位技术和融合估计理论知识，掌握多源传感信息融合滤波过程，结合机器人相关课程设计了一个基于多传感器的定位系统实验。文章提出一种融合UWB、GNSS和IMU的无人车定位系统，来应对GNSS在复杂环境中定位易受干扰的问题，实现更高精度与更强鲁棒性的定位能力。通过多传感器融合定位的方法，整合多维度信息以提升定位精度与可靠性，充分挖掘量测信息之间的互补特性，提高了多源融合定位在干扰环境下的鲁棒性。实验结果表明，所提融合定位方案能够有效补偿异常量测，表现出较高的稳定性。
UUV水下无线数据传输可见光通信系统设计
王子健;单明广;水下无人航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)广泛应用于海洋环境监测、资源探测与水下作业等场景，对近距离高速、可靠的数据传输提出了迫切需求。然而，在水下无线充电等强电磁环境下，传统电磁通信易受到显著干扰，难以满足UUV协同作业与稳定数据交互的要求。水下无线可见光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)具有带宽高、时延低且抗电磁干扰能力强等优势，是UUV近距离数据传输的有效技术手段。针对无线充电与通信系统共存条件下面临的干扰问题，文章设计并实现了一种可与无线充电系统协同工作的双向水下可见光通信方案。围绕近距离双向UWOC系统中本地光源引起的后向散射自干扰问题，建立了水下光通信信道模型并分析了其散射特性。在此基础上，提出了一种结合分波长光源设计、窄带滤光片与电磁屏蔽结构的综合干扰抑制方法，以降低光学散射干扰与电磁耦合干扰的影响。同时，为提升复杂电磁环境下的传输可靠性，基于UDP协议引入丢包重传机制，并设计实现了一套小型化、低功耗的双向UWOC系统。实验结果表明，在20 cm以内的通信距离内，系统可实现2 Mb/s的稳定传输，误码率仅有8.07×10–7，验证了所提方案在无线充电共存场景下的可行性与可靠性。该研究为水下装备近距离高速通信及能量-信息协同传输提供了有益参考。
基于强度折减法的相似材料研制及模型实验设计
安佰鑫;孔超;仇文革;张杰桢;现有的强度折减法在隧道领域的应用已有较大发展，但主要依靠数值计算方法实现，计算结果与实际工程验证不足。针对这一问题，文章基于强度折减法原理，制备了抗剪强度随温度升高而折减的相似岩土材料，并自主研发了智能温度控制装置，在相似材料的室内实验中，实现了定量强度折减的有效控制。室内实验与有限差分数值模拟相结合的验证表明，该材料能够有效模拟Ⅲ-Ⅴ围岩。基于该材料，文章还以重庆红岩村隧道群为工程背景，分析了围岩强度折减过程中隧道群的破坏规律，发现夹岩部位的失稳是导致隧道群整体坍塌的主要原因，而单一隧道的局部失稳通常不会引发隧道群整体失稳。文章的研究成果可为强度折减法在岩土工程中的应用提供实验依据及参考。
基于两阶段深度强化学习的微电网能量管理策略
陆玲霞;胡明颉;罗玮烨;于淼;针对现有深度强化学习算法中存在的探索成本高、训练效率低的问题，文章提出了一种基于两阶段深度强化学习的微电网能量管理策略。首先，在离线阶段，用线性规划获得典型日的最优调度结果，形成专家经验库，进而用模仿学习方法对智能体进行预训练。然后，在在线阶段，智能体与实际环境进行实时交互，学习并优化非典型日的调度策略。另外，在线阶段应用悬崖漫步奖励机制，当智能体探索超出约束范围时立刻停止探索，减少了无效探索带来的训练成本。仿真结果表明，与单阶段深度强化学习算法相比，两阶段深度强化学习策略显著提升了智能体的训练效率和优化性能。
一种QuEChERS-LC-MS/MS高通量检测鸡肉中12种喹诺酮类药物的方法
郭兆斌;陈立业;师希雄;陈骋;马国源;喹诺酮类药物残留问题可能对食品安全和人类健康构成威胁。文章建立了一种基于QuEChERS前处理，结合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的高通量检测方法，同时检测鸡肉产品中12种喹诺酮类药物的残留。结果表明，该方法可在9 min内完成对12种抗生素的分析，校准曲线的相关系数均在0.997以上；对差异浓度混合标准溶液进行并联试验证明，目标化合物的保留时间相对标准偏差在0.03%～0.27%、峰面积相对标准偏差在1.13%～4.93%；不同浓度下基质加标回收率范围在91.99%～108.60%。该方法分析速度快、灵敏度高、重复性好，能够应用于大样本量药物检测实验。
实验鼠8种病原体的高通量多重RT-qPCR检测方法
刘慧茹;唐雨欣;丁婉萍;许媛媛;肖君华;该研究旨在建立一种高效、广谱的多重实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测方法，用于同步筛查实验大、小鼠中常见的8种重要病原体，包括鼠轮状病毒(Murine rotavirus,MRV)、啮齿类丝状杆菌(Filobacterium rodentium,FR)、隐孢子虫(Cryptosporidium spp.,CP)、百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis,BP)、产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca,KO)、蠕形螨(Demodex spp.,DE)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni,CJ)及啮齿螺杆菌(Helicobacter rodentium,HR)，以克服传统检测方法在通量、速度和病原体覆盖面上的局限。通过生物信息学分析，针对上述病原体的保守序列设计特异性引物与TaqMan探针，采用“三通道荧光分组”策略进行整合，建立了一步法多重RT-qPCR检测流程，并系统完成了线性范围、检测限、特异性及耐用性等方法学验证。结果表明，线性范围宽广(101～106 copies/μL)，扩增效率理想(91%～109%,R2>0.99)，检测限低至12.5 copies，且所有技术重复的变异系数(CV)均低于1%。交叉反应实验显示，该方法与常见的鼠肠道内容物DNA及大肠杆菌基因组DNA无交叉，特异性良好。此外，反应液经反复冻融后检测性能无显著变化，表明其具有良好的稳定性。建立的多重RT-qPCR检测方法具有操作简便、快速、灵敏、特异且稳定性高的特点，能同时覆盖病毒、细菌及寄生虫多类别病原体，为实验大、小鼠的规模化健康监测、疾病早期诊断及微生物质量控制提供了一种高效、可靠的分子检测工具。
基于水系锌离子电池的集流体筛选综合实验设计与实践
张改妮;杨慧娟;肖玮;罗洋洋;李文斌;李喜飞;水系锌离子电池是极具潜力的绿色安全储能技术，但集流体的不合理选择会制约其商业化发展。基于这一需求，设计了集流体筛选与性能分析综合实验。该实验包括集流体特性表征、电极制备、电池组装、电化学性能测试以及数据关联分析等内容，旨在实现对集流体适配性的合理评估。以石墨纸、钛箔、不锈钢网为研究对象，通过导电性、附着力等检测，并结合电池性能分析，建立了集流体特性与电化学性能之间的关联。该实验为锌离子电池工艺优化提供了标准化参考，通过材料合成、物性表征、器件组装、性能应用等全流程实践内容助力创新人才培养。
多相介质立式滤罐相位检测实验教学平台设计
芦烨;赵森;李智超;李昌洲;丁宇奇;吕奇霖;周博学;为解决立式滤罐滤料位置开罐检测过程繁琐、成本较高的问题，该文基于滤罐振动响应特性及多相介质对罐壁附加质量、阻尼和刚度约束作用的差异，设计多相介质立式滤罐相位检测实验教学平台。并以干燥细沙-空气两相介质为研究对象，采用瞬态激励与振动信号采集分析方法，开展多相介质立式滤罐振动测试。测试结果表明：当敲击力为60N时，气相区域测点的加速度峰峰值范围为89.2m/s2～112.2m/s，而固相测点的加速度峰峰值范围仅为8.4m/s～20.8m/s，在两相分界面的加速度峰峰值差值达到45.7m/s，突变特征显著，可准确判定不同相界面位置。进一步通过改变沙面高度、敲击力和敲击位置开展对比测试，发现随着敲击力减小、敲击位置和沙面高度升高，各测点加速度峰峰值逐渐减小，但两相分界面处加速度峰峰值差值保持在33.9m/s～47.8m/s范围内，均表现出突变特征。该平台可实现在不开罐条件下判定不同相界面位置，为相界面检测实践教学与振动测试实验提供支撑。
基于多目标优化的“建模-优化-评价”一体化虚拟仿真实验平台——以催化裂化分馏与吸收稳定系统为例
刘英杰;黄泽恩;刘平;陈海群;钱俊峰;刘文杰;孙富安;针对化工专业学生在复杂流程建模、多目标决策及多工具协同应用能力方面存在的培养短板，该文以催化裂化分馏与吸收稳定系统为研究对象，构建了Aspen Plus与MATLAB协同通信的“建模－优化－评价”一体化虚拟仿真实验平台。该平台以实际炼厂数据为基础，对复杂分离系统进行稳态模拟研究，采用NSGA-Ⅱ算法与TOPSIS决策法求解产品收率与系统能耗的帕累托最优解，并对技术、经济与环境的多维指标进行综合分析。实践表明，该平台将真实工业问题转化为可操作的实验教学项目，实现了理论教学、仿真实验与创新能力的有机衔接，为化工专业新工科实验教学改革提供了可借鉴的路径。
基于混合周期的隧道监测数据预测研究
杨柳;李明慧;王果;闻毓民;刘恒;隧道作为国家的生命线，随着服役年限的增加及风荷载、地质、温湿度等外部环境条件的变化，会逐渐降低其耐久性和安全性，因此众多隧道安装了健康监测系统。根据多源监测序列存在的长期与短期模式，提出了一种面向混合周期的隧道监测数据预测模型BiLSTNet-MHA。在模型非线性部分，通过卷积层来捕获变量间的短期局部依赖关系，利用循环和循环跳跃层提取时间序列中的双向长期趋势，并引入多头注意力机制作为自注意力层；在模型线性部分，采用传统的AR模型；同时，模型采用SVD方法进行数据降维，并通过Quantile Loss损失函数进行训练。在国内某隧道的多源监测序列上对BiLSTNet-MHA进行验证。以围岩压力的预测为例，实验结果表明相较于已有的LSTNet模型，所提模型在MAE和RMSE上的相对降幅分别为43.15%和48.79%，可见BiLSTNet-MHA能够更全面地提取隧道监测数据的混合周期模式，并且提高模型对离群点的敏感度、降低高计算复杂度。
三维风险矩阵视角下高校化学实验室安全治理探索
杨得森;王海忠;耿俊明;实验室安全是高校科研与教学活动顺利开展的重要保障，精准识别安全隐患风险特征、优化治理路径，是推动安全治理向精细化转型的关键。为提升高校化学类实验室安全治理的针对性，以北京理工大学化学与化工学院2024—2025年度的隐患排查数据为基础，采用统计分类、非参数检验与风险热力图分析等方法，对154间实验室共1514条隐患记录进行了系统分析。结果表明，不同风险等级实验室之间的隐患分布差异不显著（H=0.21，P=0.98），实验室安全隐患具有较强的普遍性。隐患主要集中在“化学安全”、“基础安全”和“实验场所”等方面，在人因、物因与环境三要素的交叉分析中，人的不安全行为发生频率最高（36.8%）但治理难度较低，物的不安全状态治理难度较大，环境因素隐患分布最广且中高难度集中。基于此，构建了“致因类别—治理难度—发生频率”三维风险矩阵模型，揭示了实验室安全隐患的系统性特征，并据此提出高校化学类院系实验室安全管理对策：对人因隐患，应前移管理重心，加强高风险操作备案和日常行为纠偏；对物因隐患，应建立关键设施设备全生命周期管理机制；对环境类隐患，应结合现有场地条件开展适应性优化改造；同时通过压实主体责任和加强技防支撑，推动实验室安全管理由集中整改向分类治理、由事后处置向主动预防转变。
国家重点实验室空间变迁与组态研究
吴颖莹;王超;袁勇麟;国家重点实验室重组是我国战略科技力量体系重塑的重要举措，深刻影响基础研究平台的空间布局。厘清其空间格局演化与驱动机制，对优化战略科技力量全域布局具有重要意义。该文以2015年（重组前）与2025年（重组后）的国家重点实验室为对象，基于“资源-环境-能力”框架，综合运用空间探索性分析、社会网络分析与组态分析等方法，剖析其空间格局，并分别识别其充分必要条件。研究表明：实验室整体呈“东强西弱”格局，重组后规模分布均衡性提升；独立主体头部集聚弱化，跨区域协同网络由星型结构转向全域网络化；省域学科丰富度提高。其驱动机制从要素驱动转向制度环境与知识创造双轮驱动。组态分析进一步识别出六类引致高发展水平的典型组态。在此基础上，本文从空间布局、动力机制、路径设计和发展理念四个层面提出优化路径，为重组后国家重点实验室分类施策、差异化发展与战略科技力量全域布局优化提供实践指引。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新
熊宏齐;该文从实验教学的概念及重要性出发,阐述了虚拟仿真实验教学的内涵。在此基础上,提出了虚拟仿真实验教学推动传统实验教学升级重构需要遵循的6个平衡原则,阐述了虚拟仿真实验教学推进理论教学整体优化创新的改革思路,并对其推动创新创业教育融入专业教育全程进行了简要分析。
BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用
吴昌东;江桦;陈永强;在简述BOPPPS模型内涵的基础上,探索BOPPPS教学模型对MOOC教学设计的指导作用,并基于BOPPPS模型进行了"串联反馈式稳压电路"的MOOC教学设计。这对提高MOOC教学设计质量,激发学生学习兴趣及学习动力,促进教师进行教学内容设计改革提供了参考与借鉴。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。