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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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  • 清华大学学报(自然科学版)
      2017年, 第57卷, 第4期 上一期    下一期
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    水利水电工程
    三江源风沙活动区沙漠化风险与风动沙含量关系  收藏
    徐梦珍, 李艳富, 李志威, 王兆印, 韩鲁杰
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 337-344.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.001
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (4005KB)
    通过调查采样,分析了三江源多个典型风沙活动区的沙土颗粒成分,发现风动沙(最易蚀颗粒)含量与沙漠化程度间存在一定的关系。进而定义了用于表征区域发生沙漠化的风蚀风险指数,并应用到多种类型的土地的沙漠化风险评价中。分析结果表明:风蚀风险指数与风动沙百分含量直接相关,当区域内风动沙百分含量低于50%时,发生沙漠化的风险极低;当风动沙百分含量超过60%时,沙漠化风险随风动沙百分含量的增加而显著增长。因此,可通过判定区域样地中的风动沙百分含量,及时预警该区域在一定时期内发生沙漠化的风险,通过采取相关措施降低风动沙百分含量,抑制风动沙活动,结合合理有效的植被措施,可使活动沙丘逐步被固定下来。
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    基于扩展有限元的重力坝尺寸效应  收藏
    石杰, 李庆斌
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 345-350.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.002
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1233KB)
    准脆性材料的结构破坏试验会引起尺寸效应现象,相似模型的结果不能简单地由相似关系换算至原型。该文利用扩展有限元方法,研究了预制缝重力坝的破坏过程和极限承载力。同时,为揭示结构承载力的尺寸效应,建立了一系列几何相似的离心模型和重力加速度模型(不考虑自重相似),并进行了超载破坏评价。结果表明:随着结构尺寸的增加,离心模型的极限承载力大致呈指数衰减趋势下降,并逐渐趋于稳定值;重力加速度模型的极限承载力首先呈指数衰减趋势下降,当超过一定尺寸范围后,又大致呈线性增长;断裂过程区相对长度和自重应力效应分别是结构强度尺寸效应的内在因素和外部荷载因素。
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    基于集市型水权交易模型的报价行为  收藏
    郑航, 陈奔, 林木
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 351-356.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.003
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1014KB)
    水权交易是水资源使用权通过市场机制进行优化配置的重要方式,是水权制度建设的落脚点。该文以源于澳大利亚的集市型水权交易实践为基础,构建了水权交易的数学模型,对集市中交易者的报价行为进行了分析和研究。首先,基于交易风险和收益平衡,计算市场中交易者的综合收益,得出了集市型交易模式下参与者的最优报价策略,给出了报价策略与用水效益及预期报价的函数关系;其次,通过对比拆分订单报价的策略性行为对交易者综合收益的影响,分析了该报价行为的可行性和合理性,发现“拆单”可以有效利用市场机制,实现个人收益最大化;最后,通过求解买家博弈的均衡报价,发现增加信息披露有利于交易者报价更加接近其对水权的真实估价,提升了市场价格发现的有效性。模型分析和结论对中国水权交易制度建设提供了一定的参考。
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    工农业经济增加值—污染物排放量函数  收藏
    林旭, 赵建世, 雷晓辉, 王浩
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 357-361.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.004
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1109KB)
    如何衡量污染物控制的经济成本,以期给出落实水质达标红线的最小经济成本,成为迫切需要解答的现实问题。目前已有研究中定量分析工具较少,且存在不足。该文在讨论经济增加值与污染物排放相关研究的基础上,推导出地区工农业经济增加值—污染物排放量函数,用于定量分析流域的经济产出与入河污染物排放量。以陕西省渭河流域作为实例分析表明:该函数精度较好,可为流域管理提供定量分析。
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    土木工程
    两种严格界面向目标误差估计方法的等价性  收藏
    郭孟武, 钟宏志
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 362-368.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.005
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1054KB)
    在模型检验研究中,针对离散误差的后验误差估计扮演着重要角色。在工程有限元分析中,有关问题解答场的标量性质的目标输出量是后验误差分析中人们所关注的。在已有的面向目标误差估计技术中,有2种方法能够提供目标量误差的严格上下界,即本构关系误差法与凸目标函数优化法。该文简要总结了这2种方法,并从计算列式的一致性和基本原理的等价性2个层面论证了2种方法的等价性,给出了2种严格界方法的本质均为余能原理的论断。对2种方法等价性的探讨有助于结合2种表达格式的优势,并拓展到更复杂的问题中,形成简明有效的计算列式。
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    PPP模式下城镇建设项目政企控制权配置  收藏
    王守清, 伍迪, 彭为, 崔庆斌
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 369-375.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.006
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1512KB)
    政企合作(public-private partnership,PPP)模式是城镇化建设中缓解财政压力并提高效率的一种新型融资模式,项目控制权在政企间的分配是PPP项目治理的核心问题。为探究PPP项目控制权配置的原则与机理,该文首先根据已有研究建立度量控制权的决策指标体系,基于此收集PPP实践中控制权配置方案的大数据,提出参考度的概念,从行政区域、决策过程、配置主体等视角对数据进行挖掘与分析。其次采用失效模式与影响分析(failure mode and effects analysis,FMEA)指标实施专家调研,通过求解实践统计数据与专家调研结果间的Pearson相关系数进一步分析决策分配方案与决策本质属性间的联系。研究结果发现中国PPP实践中存在法规政策的针对性不高、监管权配置不明确、对企业激励不足、公众参与的操作性不强等问题。最后结合相关理论研究和国际经验对中国PPP实践提出有针对性的建议。
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    基于多方满意的PPP项目股权配置优化研究  收藏
    冯珂, 王守清, 薛彦广
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 376-381.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.007
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1167KB)
    公私合作制(public-private partnership,PPP)项目的股权配置直接影响着风险和收益在各项目干系人之间的分配,科学合理的股权配置决策模型对于确保项目的成功至关重要。该文首先归纳分析了PPP项目股权配置决策中各项目干系人的决策原则。根据这些原则和PPP项目融资的特点,在债权人、私人部门和公共部门三方主要项目干系人满意的约束条件下,构建了一个寻求项目社会成本最低的股权配置模型。其次,使用遗传算法对模型的最优股权配置进行了求解,并在适应度函数的计算中引入MonteCarlo模拟对项目收益和成本的关键影响因素进行了仿真,加入免疫记忆细胞提高了算法的收敛性。最后,根据某轨道交通PPP项目的案例对模型进行了验证。结果表明:该研究提出的建模与仿真方法可为类似项目中的股权配置决策提供参考。
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    电子工程
    基于子带频谱质心特征的高效音频指纹检索  收藏
    孙甲松, 张菁芸, 杨毅
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 382-387.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.008
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1727KB)
    关键音频检测是指从音频库中检索出查询样例,是音频检索的一种重要形式。该文针对传统关键音频检测方法在效率和鲁棒性上的不足分别在预处理、指纹提取以及检索部分进行了优化。在预处理阶段采用基于子带能量比的语音端点检测算法,并在窗函数选择和子带划分方法上进行了改善;在指纹提取阶段采用种子片段选取的方法,并将指纹提取方法改进为子带频谱质心法;在检索阶段通过设定命中次数门限以提高效率。实验结果表明:该文提出的改进系统在查全率、查准率以及抗噪能力提升的同时提高了检索效率,有效地提升了检索性能。
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    卫星高速数传系统相位噪声迭代补偿算法  收藏
    裴玉奎, 索婉萍
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 388-392,398.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.009
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1468KB)
    针对相位噪声造成的卫星数传系统性能的下降,该文仿真分析了2种不同频段下的相位噪声对于未编码和有低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的高阶调制系统的影响,并针对较高频段相位噪声造成的编码系统性能的明显下降,提出了一种联合LDPC译码的相位噪声迭代补偿算法。该算法通过对比解调前与译码后符号的相位信息差异,利用相位噪声的窄带低通特性对其进行提取,进而通过构造迭代环路对解调前的符号进行补偿。仿真结果表明:该算法可以有效降低误比特率,对于因相位噪声引起的LDPC编码系统性能的下降有显著的改善作用。
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    形态复杂词加工的认知神经机制  收藏
    阿布都克力木·阿布力孜, 江铭虎, 姚登峰, 哈里旦木·阿布都克里木
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 393-398.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.010
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (2064KB)
    该文使用事件相关电位(event-related potentials,ERPs)以词汇判断的实验范式探讨了维吾尔语形态复杂词加工的认知神经机制。实验刺激材料设计了4个因素,分别为单语素词(没有带任何词缀)、单语素假词(真词中替换2个音构成)、屈折词(单语素名词后加格附加成分构成)、屈折假词(假词干真词缀的词)。实验材料的长度严格控制在平均词长为6个字母。脑电实验数据显示,屈折词和屈折假词在350~550ms时间窗口出现比较明显的N400效应。其中屈折假词的N400效应是被试加工假词时词汇搜索失败的标志,但屈折词的N400效应则反映了词汇通达时词干和词缀之间的交互作用。另外还发现单语素词、屈折词和屈折假词这三者的认知神经基础也不同。在大脑右半球屈折词引发的负波平均振幅比左半球要大。结果表明:母语为维吾尔语者的被试在加工维吾尔语屈折词时按其语素分解加工,但是加工维吾尔语单语素词时是整体加工及存储的。
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    核能与新能源工程
    双冗余控制器的失效状态分析及面向高可靠度的设计  收藏
    周树桥, 李铎
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 399-404.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.011
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1324KB)
    冗余控制器广泛应用于核动力设施控制等对可靠度有特殊要求的场合。为有效提高双冗余控制器的可靠度,该文首先通过状态分析获得其全面的状态转移图,明确了影响可靠度的2种典型情况:“双主”冲突造成的整机失效和备机失效造成的冗余功能丧失。其次,针对上述2种情况提出了基于双通信链路的冗余切换方案和从机状态报告机制,以有效避免失效状况的发生。最后,基于Markov链建立了描述双冗余控制器可靠度的理论模型,并依据该模型对冗余控制器在改进前后的可靠度进行了分析评估。评估结果表明:所提方案可将冗余控制器的失效率降低近3个数量级。
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    球床高温气冷堆初装堆芯的物理计算方法及验证  收藏
    张竞宇, 李富, 孙玉良
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 405-409.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.012
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1751KB)
    球床高温气冷堆在初装堆芯建立过程中,会出现堆芯燃料球比例、空隙填充物质和顶空腔高度等不断变化的情况。基于确定论方法的设计程序VSOP在进行初装堆芯物理计算时需要采用多种特殊处理。为了明确这些特殊处理引入的近似程度,该文选用通用MonteCarlo程序更精细地模拟了初装堆芯。对比结果表明:对于初装堆芯,VSOP程序采用等效球体模型进行热谱计算、通过流修正方法对堆芯空隙填充物质反应性价值进行计算、以真空气氛近似氦气气氛、采用分方向扩散系数的方法对大尺寸顶空腔进行计算所引入的误差都很小。因此,VSOP程序对初装堆芯的这些近似处理是合理可行的。
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    放射性废树脂特种水泥固化体的辐照稳定性  收藏
    李俊峰, 邱瑜, 王建龙
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 410-414.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.013
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1378KB)
    为了研究辐照对放射性废树脂特种水泥固化体的影响,确保树脂水泥固化体在长期处置过程中的稳定性,该文重点比较了树脂固化体经过不同剂量的γ射线辐照前后抗压强度和冻融实验后强度以及核素浸出率的变化规律,并通过扫描电镜比较了辐照前后固化体水化产物微观结构的变化情况。研究结果表明:辐照会使固化体抗压强度降低,损失幅度随剂量的增加而增大,并会加剧冻融实验引起的固化体强度损失程度;辐照后固化体对浸出离子的吸附能力降低;微观结构中,铝胶胶团含量相对减少,辐照可能引起其水化产物中高铝凝胶的分解,从而导致对核素滞留能力的降低和浸出率的升高;在累积辐照剂量小于105Gy时,辐照不会对固化体稳定性产生严重影响。
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    经济与公共管理
    二手房市场非居间化对中介信息服务的挑战  收藏
    张红, 陈嘉伟, 李维娜
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 415-420.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.014
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1148KB)
    随着互联网自助交易平台的不断发展,二手房市场非居间化成为学者以及业界广泛关注的话题。该文利用实验经济学模拟互联网自助交易平台以及中介信息服务平台,并对2个市场的信息偏离度、市场匹配优度以及市场效率进行计算,探讨住房市场互联网自助交易平台对中介信息服务的挑战。结果表明:互联网自助交易平台的市场信息不对称问题更为严重;利用中介信息服务平台的市场更接近于Pareto最优情形;中介信息服务平台的市场效率显著高于互联网自助交易平台。因此,互联网自主交易平台不能替代中介信息服务平台,中介信息服务平台应加强对二手房市场信息的鉴别及披露,从而提高市场效率。
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    基于实验经济学的中介价格信息掌握对二手房议价效率影响  收藏
    张红, 李林峻, 李维娜
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 421-425,431.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.015
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1097KB)
    研究中介价格信息掌握对二手房议价效率的影响有助于提升中介服务质量,推动二手房市场的健康发展。该文基于实验经济学研究了中介价格信息掌握对二手房议价效率的影响。提出中介价格信息掌握程度的测算公式,从买方、卖方、中介及总体的角度确定二手房议价效率的评价方式,结合现实二手房市场特点,设计并实施二手房议价实验,利用实验数据对中介价格信息掌握程度和二手房议价效率之间的影响关系进行分析。研究结果表明:中介价格信息掌握程度对买方议价效率没有显著影响,提高中介价格信息掌握程度能够显著提升卖方议价效率、中介议价效率和总体议价效率;中介价格信息掌握程度每提高1%,将推动卖方议价效率、中介议价效率、总体议价效率分别上升2.27%、0.69%、0.73%。
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    电机工程
    用于钒电池组自启动的双级高频隔离变流器  收藏
    赵杨阳, 柴建云, 孙旭东, 毕大强
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 426-431.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.016
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1673KB)
    钒电池启动时需先为电解液循环系统供电,待电堆主闸自动闭合后电池才能正常充放电。但是,钒电池在严重缺电时电堆的初始电动势较低,与循环系统的恒压供电值相差较大,所以,当电堆主闸自动闭合时变流器与电池间会产生较大的冲击电流。针对上述问题,该文提出了一种双级型高频隔离变流器及其控制方法,实现了高频隔离并网钒电池组在自启动过程中的冲击电流抑制,并通过电池参数测定避免了变流器限流控制时循环系统由于电压过低导致自启动失败的现象。最后通过5kW钒电池样机自启动实验,验证了所提出拓扑的可行性及控制方法的有效性。
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    计算机科学与技术
    全系统一体的访问控制保障模型  收藏
    李瑜, 赵勇, 郭晓栋, 刘国乐
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 432-436.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.017
    摘要 ( 0 )   HTML    PDF (1029KB)
    针对云平台各访问控制点的访问控制机制难以有效联动问题,该文提出了全系统一体的访问控制保障模型。首先,形式化定义了访问请求的等价关系及支撑关系,对访问请求的本质进行了描述;其次,给出了基于模型的访问控制保障算法,形式化证明了算法能够实现可信的访问控制请求传递;最后,从云平台的网络层、云应用层和操作系统核心层给出了模型的工程实施方法。结果表明:通过访问请求语义的传递,模型实现了全系统访问控制机制的联动,保证了访问请求信息的可信传递。
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    工业工程
    基于多项logit模型的在线机票代理商选择行为  收藏
    杨晓芳, 王喆, 姜海
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 437-442.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.018
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1094KB)
    用户在线机票代理商选择行为的分析对旅游搜索网站机票搜索产品系统的改进非常重要。该文基于某旅游搜索网站机票搜索和预订用户的在线数据,对该网站的用户在线代理商选择行为进行分析。运用了多项logit模型理论及方法,将有关代理商的机票报价、评价、增值服务、页面位置以及市场份额的变量引入模型,并建立了可以解释该选择行为的对数价格多项logit模型。结果显示:用户的确最关注的是代理商的机票报价;搭售保险和评价人数过少都不利于用户对代理商的选择;增值服务的提供和较高的评分会增加用户对代理商的兴趣;用户更倾向于选择展示页面中靠前位置的代理商,其次是靠后的代理商;市场份额大的代理商对用户的选择行为会产生显著影响。预测检验表明该文建立的模型比历史数据预测方法有更高的预测精度。
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    环境科学与工程
    公路与铁路交通碳排放影响因素  收藏
    张宏钧, 王利宁, 陈文颖
    清华大学学报(自然科学版). 2017, 57 (4): 443-448.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.25.019
    摘要 ( 1 )   HTML    PDF (1345KB)
    为了探究公路与铁路交通CO2排放的影响因素及其贡献率,该文建立了基于贡献率的残值分配Laspeyres指数分解方法(contribution-based residual distribution Laspeyres index,CRDLI),并选取了中国和其他6个国家为研究对象,构建了公路与铁路CO2排放的二次分解模型。研究发现:周转量是影响各国公路与铁路CO2排放的重要因素,1991—2010年,中国、澳大利亚、德国、日本、印度、英国和美国换算周转量引起的CO2排放量变化分别为4.02、0.65、0.60、-0.12、2.33、0.24和4.84亿t;能耗强度和能源结构的改善是实现减缓CO2排放增长或减少CO2排放的重要途径;人均GDP的增长是推动公路与铁路周转量增长的最主要原因,降低周转量强度是减缓周转量上升进而减少CO2排放的重要途径。为了实现中国交通部门的低碳发展,需要发掘技术节能潜力、调整运输结构、有效管理运输需求。
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